计算机图形学课件：第一章引言

计算机图形学基础任课教师：何兴恒联系电话：67884510课时安排：30使用教材：计算机图形学基础陈传波陆枫编著机械工业出版社参考书：计算机图形学基础孙家广著清华大学出版社计算机图形学的算法基础石教英译机械工业出版社教学要求■了解图形系统的框架及其涉及的软件、硬件技术；■了解图形学的基本问题，掌握图形学的基本概念、方法与算法；■对与图形相关的应用及当前的研究热点有一个初步认识；■具有一定实践体会和相关的编程能力。课程内容■概论■计算机图形设备■交互式技术■几何造型技术■基本图形生成算法■二维图形变换及二维观察■三维图形变换及三维观察■曲线和曲面、真实感图形显示第1章引言主要内容：•什么是计算机图形学？•计算机图形学研究的对象是什么？•计算机图形处理系统的构造？1.1计算机图形学及其相关概念■计算机图形学（ComputerGraphics）计算机图形学是研究怎样利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。■计算机图形学的研究对象——图形通常意义下的图形：能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象都称为图形。图形的要素有：几何要素和非几何要素。计算机图形学中所研究的图形：从客观世界物体中抽象出来的带有颜色及形状信息的图和形。■图形的表示GraphicsImage点阵法：用具有颜色信息的点阵来表示图形的一种方法。（Image）参数法：以计算机中所记录图形的形状参数与属性参数来表示图形的一种方法。（Graphics）■与计算机图形学相关的学科计算机图形学试图从非图象形式的数据描述来生成（逼真的）图象。数字图象处理旨在对图象进行各种加工以改善图象的视觉效果。计算机视觉是研究用计算机来模拟生物外显或宏观视觉功能的科学和技术。特征数据、结构数据计算机图形学计算机视觉图象信号数字图象处理图1-1图形图象处理相关学科间的关系1.2计算机图形学的发展1.2.1计算机图形学的确立■酝酿期（50年代）■萌芽期（60年代）■发展期（70年代）■普及期（80年代）■提高增强期（90年代）1.2.2硬设备的发展■图形显示设备60年代中期，随机扫描的显示器60年代后期，存储管式显示器70年代中期，光栅扫描的图形显示器。目前正向着小型化、低电压、数字化方向发展■图形硬拷贝设备打印机绘图仪■图形输入设备二维图形输入设备三维图形输入设备1.2.3图形软件的发展及软件标准的形成■图形软件的发展开放式、高效率、标准化、集成化、智能化、学科交叉■图形软件标准与设备无关、与应用无关、具有较高性能■近二十年中，国际标准化组织ISO已经批准和正在讨论的与计算机图形有关的标准有：GKS、GKS-3D、PHIGS、CGM、CGI、IGES、STEP■事实标准如SGI的OpenGL，微软的DirectX，Adobe的Postscript等1.3计算机图形学的应用⒈计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）⒉计算机辅助绘图⒊计算机辅助教学（CAI）⒋办公自动化和电子出版技术⒌计算机艺术⒍在工业控制及交通方面的应用⒎在医疗卫生方面的应用⒏图形用户界面1.4计算机图形系统1.4.1计算机图形系统的功能图1-2图形系统基本功能框图显示器交互输出计算输入存贮数据库图形输出设备图形输入设备1.4.2计算机图形系统的结构图形硬件图形软件图形应用数据结构图形应用软件图形支撑软件图形计算机平台图形设备图形系统图1-3计算机图形系统的结构1.5计算机图形学研究动态■计算机动画■地理信息系统■人机交互■真实感图形显示■虚拟现实■科学计算可视化■并行图形处理