《计算机图形学》02技术概述教程讲解.ppt

2.3 计算机图形学的应用 图形用户界面 介于人与计算机之间，人与机器的通信，人机界面（HCI）。 CAD/CAM 图形学的主要应用领域之一。 建筑、机械结构和产品设计（结构分析和外形设计）、布局（各种管道，电子线路），实现无纸设计。 可视化 科学计算可视化(Scientific Visualization) 必要性：直接分析大量的测量数据或统计数据有困难 目标：用图形表现抽象的数据 应用领域：医学图象重建，遥感，流场、气象、核爆模拟，有限元分析……。 等等 信息可视化：信息流量，商业统计数据，股市行情……。 地理信息系统（GIS） 建立在地理图形之上的关于各种资源的综合信息管理系统 数字地球，地形数据作为载体，全球信息化 军事，政府决策，旅游，资源调查 多媒体 在计算机控制下，对多种媒体信息进行生成、操作、表现、存储、通信、或集成的信息系统，其中媒体至少应包括一种“连续媒体”及一种“离散媒体” 计算机处理的常见媒体：文本、图形、图像、语音、音频、视频、动画 特点：媒体的多样性、操作的交互性、系统的集成性 CAI， 教学娱乐 娱乐 电脑游戏 实时性 逼真性 蕴含了先进的图形处理技术 电视广告，节目片头，科教演示（CAI） Quake III，“古墓丽影”，“侏罗纪公园”、“皇帝的新衣”、“完美风暴”……… MAYA, 3DS-MAX, SOFTIMAGE… 计算机艺术 Coreldraw, Photoshop, 金山画王笔, 相片真实感模拟与自然媒体仿真技术。 地理信息系统中的图形 综合色彩、光照、纹理的场景 综合色彩、光照、纹理、透明的场景 计算机描绘的自然风景 计算机描绘的自然风景 计算机生成的树木 机械造型与设计 电脑动画场景 电脑游戏场景 计算机艺术作品 计算机艺术作品 2.4 计算机图形学的发展方向 1、造型技术 几何造型技术 特征造型技术 基于物理的造型技术 不规则形体的造型技术 2、真实图形生成技术 现实中的物体在光源照射下根据物体表现的 不同性质产生反射，折射，阴影等，并相互影响， 构造出丰富多彩的世界。为使计算机生成的图象 具有真实感，必须模拟物体在现实世界中受到各 种光源照射时的效果，并要使得效率高，这即真 实图形生成技术的研究内容。 3、人机交互技术 易学，易用，出错低的用户技术 虚拟环境：完全由计算机产生的环 境，却具有与真实物体 同样的外表，行为和交 互方式。 2.5 计算机辅助设计的定义 CAD Computer Aided Design Computer Aided Drawing？ Computer Aided Drafting？ 手工绘图?计算机绘图 （电子图板） 有意义，但不是CAD的全部 有效的全面辅助设计 2.6 CAD技术发展历史 1952：MIT 伺服机构实验室完成数控铣床研究 D. T. Ross, 计算机辅助制造开端 CAD技术发展历史 50年代中期：US Air Force‘s SAGE @ MIT Lincoln Laboratory – 最早使用光笔 CAD技术发展历史 1962年，S. A. Coons发表：An outline of the requirements for the computer Aided Design 《计算机辅助设计需求纲要 》 －设计者使用 CRT显示器与光笔操作 －从概念设计、生产设计以及制造均采用计算机辅助 －仅仅是设想了计算机辅助设计的形式 CAD技术发展历史 60年代初期，Ivan Sutherland，SKETCHPAD －光笔实现人机交互，定位图形元素 －工程图轮廓、尺寸等的分层表示 －交互式图形学与计算机辅助设计的基础 CAD技术发展历史 Sutherland在1968左右发明了HMD，Head Mounted Display，即头盔显示器 － VR应用 CAD技术发展历史 1959，DAC-1（Design Automated by Computer ）, 第一个commercial CAD 系统，由IBM为General Motors开发 CAD技术发展历史 1963年，Stanford Research Institute的Doug Englebart 发明鼠标 CAD技术发展历史 In 1960 McDonnell Douglas Automation Company (McA