计算机图形学OpenGL(第三版)第一章资料.ppt

课程简介 学时 教学要求 考查形式 教材 课程简介 第六章 使用多边形网格建模（8学时） 第七章 曲线和曲面设计 （8学时） 第八章 三维观察（4学时） 本章内容 什么是计算机图形学 计算机图形学的应用 计算机生成图像的方法 常用的图形显示设备 交互设备 1.1 什么是计算机图形学 计算机图形是计算机产生的图像 IEEE(美国电气与电子工程（IEEE）)定义：Computer graphics is the art or science of producing graphical images with the aid of computer. 1.2 计算机图形学的应用 计算机游戏，虚拟现实技术VR，虚拟增强技术AR ?图和表 –主要用来形成报告、插图 –应用于财政、统计、数学、科学和经济数据 ?计算机辅助设计（CAD-Computer Aid Design） --机械、建筑、电子线路等图形设计 --建筑、机械等二维制图和三维实体造型 ?计算机辅助设计（CAD-Computer Aid Design） --标准二/三维制图 ?多窗口建模环境 AutoCAD 零件装配图 ?建筑平面设计图 ?计算机艺术 –主要用于美术和商业艺术中 –用计算机软件从事艺术创作 1 二维平面的画笔程序（如CorelDraw，Photoshop，PaintShop）、视频编辑软件（Premier） 2 图表绘制软件（如Visio） 3 三维建模和渲染软件包（如3DMAX，Maya）、以及一些专门生成动画的软件（如Alias，Softimage） ?计算机艺术例子 ?娱乐与计算机动画 –主要用于制作动画、音乐录像片、电视片 –计算机动画近十多年来取得了很大的发展，已渗透到人们生活的各个角落 ?商业广告、影视特技/片头、动画片、教育、军事、飞行模拟等 –分类 二维动画 –图象变形 –形状混合 三维动画 –关键帧动画 –变形物体的动画 –过程动画 –关节动画与人体动画 ?动画中经常利用关键帧技术。关键帧技术是加拿大NRC 研究机构的Burthyk 和Wein 在1971年提出的 ?所谓“帧”在动画中是指显示的一幅画面。“关键帧”技术的处理过程是：先选取关键帧并确定关键点和关键点的变化路径，然后计算机自动插值，沿此变化路径求出中间画面上关键点的位置，再利用关键点的新位置生成中间画面。 ?教学与培训 ? 科学计算可视化(ScientificVisualization) –“科学家们不仅需要分析由计算机得出的计算数据，而且需要了解在计算过程中数据的变化” –海量的数据使得人们对数据的分析和处理变得越来越难，用图形来表示数据的迫切性与日俱增 –1986年，美国科学基金会（NSF）专门召开了一次研讨会，会上提出了“科学计算可视化（Visualization in Scientific Computing）” –科学计算可视化广泛应用于地质、医学、流体力学、有限元分析、气象分析当中 ?CT照片 对多个连续的CT照片，组成立体图像，从中提取几何数据 ?数据集可视化 ?流体可视 1.3 计算机图形学中制作图像的基本元素 内容包括： 图元 OpenGL绘制简介 图元属性 计算机绘制的图像是由图元组成，包括： 点，线，折线，文本，填充区域，光栅图像。 1.3.1 折线 折线是由一系列的直线段相互连接而成。 1.3.2 文本 一些图形设备有两种显示模式，文本模式和图形模式。 --文本模式用于字符的简单输入/输出，用来控制操作系统或者编写代码。这种方式显示的文本采用嵌入式的字符发生器。 --图形模式提供了更丰富的字符形状，字符能够被随意放置。 文本属性：字体，字符和字符串的倾斜度。（下右图点阵模式） 1.3.1 折线 折线是由一系列的直线段相互连接而成。 1.3.2 文本 一些图形设备有两种显示模式，文本模式和图形模式。 --文本模式用于字符的简单输入/输出，用来控制操作系统或者编写代码。这种方式显示的文本采用嵌入式的字符发生器。 --图形模式提供了更丰富的字符形状，字符能够被随意放置。 文本属性：字体，字符和字符串的倾斜度。（下右图点阵模式） 1.3.3 填充区域 填充图元是指填充时的颜色或图案。填充区域的边界经常是一个多边形。填充多边形的语句类似于：fillPolygon(poly, pattern); 其中poly保存多边形的数据，变量pattern是填充图案的描述。 1.3.4 光栅图像 光栅图像是由许多非常小的不同灰度的单元组成，每个单元被称为像素，