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上海理工-印刷出版学院 03-7 1999年7月 计算机图形学基础 主讲：宫雅卓 上海版专印刷包装工程系 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； ◎能在熟练应用一种图形应用软件并能结合专业实际灵活应用的基础上掌握两到三种图形应用软件的使用。 课程内容 第一章 计算机图形学概述 提出问题 一、 计算机图形学的发展 ◎1950年，美国麻省理工学院MIT的旋风1号计算机，是世界上第一台图形显示器。用一个类似于示波器的CRT来显示一些简单的图形。 ◎1958年，美国Calcomp公司由联机数字记录仪发展成滚筒式绘图仪 ◎1958年，GerBer公司把数控机床发展成为平板式绘图仪； ①计算机图形学所研究的图形： 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。 ◎给出四个顶点的坐标 ◎算法描述是顺序连接四个顶点 ◎将四个顶点之间的所有像素以指定颜色显示 ◎用边Edge表示四个顶点之间的连接关系 透视图 5. 计算机图形学与其他学科的关系 三、计算机图形学的应用 医学—手术导航、医学图象处理Medical Imaging CAD/CAM 军事 虚拟训练 虚拟战场 虚拟士兵 科学数据可视化Scientific Visualisation 人机交互技术 非真实感计算机图形学 PotoRealistic renderings Non-photorealistic renderings 四、计算机图形学研究动态 习题 1.什么叫计算机图形学？ 2.计算机图形学研究的主要内容是什么： 3.计算机图形学处理的图形分为那两类？图形的两个要素的含义是什么？ 4.列举你所知道的计算机图形学似的应用实例。（至少4例） Perspective View透视图 Bump Mapping是一种在3D场景中模拟粗糙外表面的技术。将深度的变化保存到一张贴图中，然后再对3D模型进行标准的混合贴图处理，即可得到具有凹凸感的表面效果。一般这种特效只有高档显示卡支持。 在简单与复杂之间蕴涵的内容，就是本课程所要详细讲述的。 游戏产业是计算机图形学的新兴的用武之地，发展的势头似乎比数字电影更为剧烈，人们对游戏的需求不再局限于“玩”本身，还对其视觉、音效等各方面提出了更高的要求 医学图象处理 （1）各国都在搞“数字人”，包括器官和组织建模，虚拟手术等 （2）手术导航，图形与图象技术结合，为手术过程中的各种操作提供实时精确的虚拟显示和指导 3. 图形的表示方法 点阵法： 是描述具有复杂颜色信息的空间曲面图形的一种方法，它强调图形在三维空间中具有的色彩信息。——用映射的方法实现 参数法： 是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。 ①对象几何建模的方法，数字模型的绘制技术； ②图形输入和控制的人机交互界面的研究； ④图形的显示和输出技术： 通过栅格化处理将图形输出 ③图形的处理技术：变换、逻辑运算等 4.计算机图形学的研究内容（P3） 图 像 数据和 几何模型 图形学 模式识别 图像处理 计算几何 图像处理：将一种图像变换为另一 种图像； 图形学：将数据和几何模型变成图 像； 模式识别：从图像中提取数据和模 型； 计算几何：几何模型和数据的处理 数字印前制作：排版、补漏白、分色等 办公自动化和跨媒体出版 ：多媒体的制作等 人机交互界面：触摸屏，网上购物 计算机辅助设计与制造：产品的设计、制作等 计算机辅助教学：教学课件的模型制作等 计算机艺术：计算机绘画等； 计算机动画： 医疗诊断：X线图像、CT、放射性同位素等 自动控制：机器人等 颜色接触——必须补漏白 印前制作 游戏Games 数字艺术创作 交互墙DynaWall GMD IPSI设计的交互桌InteracTable VR Robert D. Kalnins et al. SIGGRAPH 2002 MAYA作品 1.科学计算可视化：数据的图形化（CT技术） 3.并行处理技术： 采用多处理器，将一幅图像使用几十个或上百个处理器同时进行处理，以获得更高的动态模拟能力。 2.虚拟现实（Virtual Reality)： 计算机模拟实时三维空间 * 第一章??? 计算机图形学概论 ?第二章?? 计算机图形系统 ?第三章? 文件格式及其操作 ?第四章?? 基本图形单元 ?第五章?? 图形对象的一般操作 ?第六章? 图形的几何变换 ?第七章 图形的轮廓线属性 第八章 颜色空间与定义颜色 第九章????