计算机图形学绪论资料.ppt

Overview Overview 计算机图形学基础 Computer Graphics 课程信息 1.本课程QQ群信息： ——计算机图形学-2015秋季 ——100755473 欢迎加入，加入后请用真实姓名作为群成员名称。 * * 课程信息 2. 课程要求：不迟到，不早退。有事提前请假，可将假条发至群里的QQ邮箱，列明请假人员，请假原因，请假的正当理由，请假起止时间。 3.课程考核方式： (1)出勤（5%）. (2)平时作业包括课堂练习、课堂测试等（35%). (3)期末考试（60%）. * * 教 材 * 使用教材： 徐文鹏等，计算机图形学基础，清华大学出版社，2014 参考教材： 1.孙家广等，计算机图形学基础教程， 清华大学出版社，2004. 2.石教英译(David F.Rogers)，计算机图形学算法基础，机械工业出版社，2002. 3.孔令德，计算机图形学基础教程，清华大学出版社，2008. 课 程 组 织 * 课堂教学：32学时，单独一门成绩 实验教学：16学时，单独一门成绩 课堂课时安排： 章节 课堂教学学时 1 第一章 绪论 2 2 第二章 图形系统 2 3 第三章 二维图形生成 4 4 第四章 图形几何变换 6 5 第五章 二维观察 4 6 第六章 三维观察 4 7 第七章 三维对象 4 8 第八章 真实感图形技术 6 * HPU * 第一章 绪论 本章主要内容 ： 计算机图形学的目标和任务 计算机图形学的内容体系 计算机图形学的相关学科 计算机图形学的应用领域 计算机图形学的发展 * 第一章 绪论 计算机图形学：Computer Graphics 研究通过计算机将信息、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。 * 第一章 绪论 一、CG的目标 核心目标：视觉交流，通过图形或几何的方式来表示或展示一些问题或信息。 视觉交流的过程： 观察→问题：通过观察、思考，明确问题或要传达的信息； 问题→几何：通过建立几何模型表达问题； 几何→图像：由几何模型生成图像，将问题或信息可视化； * 第一章 绪论 二、CG的基本任务 表示：将客观世界用二维或三维的方式表示。 交互：通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现表示与绘制的技术。 绘制：如何将计算机中的对象用一种直观形象的图形图像方式表现出来。 * 第一章 绪论 三、CG的内容体系 1、基础模块 数学基础：向量、矩阵、齐次坐标和几何变换等。（第四章） 软、硬件基础知识：常见图形API如OpenGL、Direct3D等，图形输出设备与输出技术的简单基础知识，如光栅显示器基本原理、颜色处理与颜色模型等。（第二章） * 第一章 绪论 三、CG的内容体系 2、建模 概念：研究如何用图形方式表示现实或虚拟世界中的对象与信息，如一座房子、一辆汽车、一个电影角色等。 表示：模型在外部显示上通常以点、线、面、体等各种几何元素及它们的组合来表现，而在计算机内部则是通过坐标、连接关系所对应的几何信息与拓扑信息来表示。 * 第一章 绪论 三、CG的内容体系 3、绘制 概念：将计算机中对象的数字几何模型转换为直观形象的图形或图像形式，是数字几何模型的视觉可视化过程。 绘制过程： （1）应用程序 （2）几何处理 （3）像素处理 * 第一章 绪论 三、CG的内容体系 4、交互 概念：针对图形对象，研究合适的输入方法、操作方法，也即友好的人机界面。 交互技术 典型的人机交互技术：定位技术、菜单技术、拾取技术、定值技术、橡皮筋技术、拖拽技术、网格与捕捉技术等 图形用户界面：Windows窗口，Icon图标，Menu菜单，Pointers指标 * 第一章 绪论 四、CG相关学科 1、图形与图像 图形：指由点、线、面以及三维空间所表示的几何图形。 图像：原意picture，指各种图片、图画、照片及光学影像，是采用绘画或者拍照的方法获得的人、物、景的模拟。现在普遍采用image代表离散了的数字图像，其含义是“像”，是客观世界通过光学系统产生的视觉映像。 * 图形与图像 比较内容 图形 图像 基本元素 矢量元素如直线、圆和多边形等 像素 存储数据 各个矢量的参数（属性） 各个像素的灰度或颜色分 量 处理方式 旋转、扭曲、拉伸等 对比度增强、边缘检测等 缩放结果 不会失真，可以适应不同的分辨率 放大时会失真，可看到颗 粒状像素 其他 图形不是主观存在的，是我们根据客 观事物而主观形成 对客观事物的真实描述 实例 工程图纸 照片 应用领域 计算机辅助设计 图像处理 * 第一章 绪论 四、CG相关学科 2、相关学科 图像处理： 计算几何： 计算机视觉： * 第一章 绪论 五、CG 应用领域 CA