大学计算机课件 计算机图形学绪论.ppt

系统环境模拟 飞行模拟舱——用光栅扫描器产生驾驶员在驾驶舱中预期所能看到的景象，对飞行员进行单飞前的地面训练和飞机格斗训练等 应 用 事务和商务数据的图形显示 绘制表示经济信息的各类二、三维统计管理图表 信息可视化:信息流量，商业统计数据，股市行情 应 用 地形地貌和自然资源的图形显示 地理信息系统（GIS） 数字地球，地形数据作为载体，（70％）全球信息化. 军事，政府决策，旅游，资源调查。 地理图、地形图、矿藏分布图、气象气流图、植物分布图 应 用 科学计算的可视化 不同于可视化计算 科学计算可视化是 将科学计算过程中的数据及结果数据转换为图像 实际上也包括了工程计算可视化和测量数据可视化 其核心是三维数据场的可视化。 可应用于气象预报、（CT）医学图象重建、流场、湍流、激波、石油地质勘探、环境保护、核爆炸模拟、计算流体力学、天体物理、分子生物学、有限元分析、等许多领域。 应 用 虚拟手术仿真 将医用CT扫描的数据转化为三维图象，并通过一定的技术生成在人体内漫游的图象，使得医生能够看到并准确地判别病人的体内的患处，然后通过碰撞检测一类的技术实现手术效果的反馈，帮助医生成功完成手术。 虚拟手术仿真 台湾pcexpert公司研制的LSVR系统逼真地模拟了腹腔手术，进行过程教学、手术成果检验等 多媒体应用 CAI， 教学娱乐。 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 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 绪论结束！ 计算机图形学绪论 苏小红 计算机学院 教材 李东、孙长嵩、苏小红 计算机图形学实用教程 人民邮电出版社，2004年8月 参 考 书 陈元琰，张晓竟，计算机图形学实用技术，科学出版社，2000 David F. Rogers 著，石教英，彭群生等译，Procedural Elements for Computer Graphics (Second Edition)计算机图形学的算法基础，机械工业出版社，2002 孙家广，杨长贵，计算机图形学，清华大学出版社，1995 彭群生，鲍虎军，金小刚，计算机真实感图形学的算法基础，科学出版社，1999 齐东旭，计算机动画原理与应用，科学出版社，1998 第 1 章 绪 论 应用领域 与相关学科的关系 发展简史 研究内容 什么是计算机图形学 交互式计算机图形处理系统 什么是计算机图形学 Computer Graphics (CG) 计算机图形学是研究怎样用计算机生成、处理和显示图形的一门学科。 国际标准化组织(ISO)的定义： 计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专门显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。 它是建立在传统的图学理论、应用数学和计算机科学基础上的一门边缘学科。 图形的构成要素 广义的概念 几何要素——几何属性 点、线、面、体 非几何要素——视觉属性 明暗、灰度、色彩、纹理、透明性、线型、线宽 一般说来，要在计算机上生成一幅表示物体的图形，有三个要素： 造型技术： 在计算机中建立所要生成图像的物体的模型 即给出表示该物体的几何数据和拓扑关系 绘制技术： 按照给定的观察点及观察方向将物体模型在计算机屏幕上显示出来 人机交互技术： 为造型和绘制这两个过程提供友好的人机界面 研究内容 研究内容 计算机对图形数据处理的硬件和软件 围绕着生成、表示物体的图形的 准确性-真实性-实时性 算法可大致分为以下几类： 研究内容 基于图形设备的基本图形元素的生成算法 图形的变换和裁剪 自由曲线和曲面——计算几何 几何造型技术 真实感图形的生成算法 自然景物的生成——分形几何 颜色科学及其应用 计算机动画技术 虚拟现实技术——实时交互式三维图形处理 热点问题探讨 与相关学科的关系 图像处理 计算机图形学 模式识别 图 像 计算几何 特 征 数 据 几 何 模 型 CAD/CAM 计算机艺术 计算机动画 计算机视觉 发展简史 准备阶段（50年代） 1950年， MIT，第一台图形显示器 ，旋风I号(Whirlwind I)计算机的附件 类似于示波器的阴极射线管 (CRT) 50年代末期，MIT林肯实验室，在“旋风”计算机上开发SAGE空中防御系统 光笔，交互式图形生成技术。 发展简史 发展阶段（60年代） MIT林肯实验室，I.E.Sutherlan