1概论-课程中心-上海建桥学院.PPT

计算机图形技术 余 莉 yuli110@126.com 1209 教材和参考书 主要参考书： 吴宾、段海波、薛凤武译，《OpenGL编程权威指南》，中国电力出版社，2001.8 NeHe的OpenGL教程 /周炜的NeHe中文教程 /DancingWind/ 清华大学计算机系计算机图形学基础课程主页/course/ 如何学习本课程？ 以课件、教材为主线 勤于实践，熟练OpenGL 利用网络资源 课程中心 前一页的链接 随时接受CG的新思想和新进展 本课程的考核方式 平时成绩（40%）学习态度30%+课内提问20%+上机实验50% 期末成绩（60%）闭卷笔试 上海建桥学院学生管理规定 第二十条 2、学生缺课累计达到某门课程教学时数三分之一或未完..不得参加该课程考核，该课程必须重修 身边的计算机图形学－电影 身边的计算机图形学－游戏 目前图形硬件发展的动力所在 什么是计算机图形学 计算机图形学:Computer Graphics, CG 研究如何利用计算机表示、生成、处理和显示图形的学科 图形通常由点、线、面、体等几何属性和颜色、纹理、线型、线宽等非几何属性组成 根据处理技术不同，图形可以分为 线框图形：基于线条信息表示的，如工程图、等高线地图、曲面的线框图等 真实感图形：利用计算机生成像照片一样真实的图形 场景表示：曲线曲面造型、实体造型 光照模型：光源、纹理、材质 奥迪汽车效果图和线框图 一个典型的图形生成过程 图形学过程：绘制(Rendering) 变换(Transformation) 裁减(Clipping) 投影(Projection) 图像生成 光照明模型(Illumination Model) 物体材质属性 纹理信息(Texture) 图形学过程：图像显示与存储 硬件帧缓存(Hardware Framebuffer):控制三色电子枪发射的电子束强度 存储为磁盘文件 电影胶片记录 视频记录 打印 计算机图形学的3大主题 modeling + Rendering +? Animation 计算机图形学发展的历史回顾 历史追溯 硬件发展 图形显示器的发展 图形输入设备的发展 图形软件及软件标准的发展 50年代 1950年，第一台图形显示器作为美国麻省理工学院（MIT）旋风I号（Whirlwind I）计算机的附件诞生了 1958年，美国Calcomp公司由联机的数字记录仪发展成滚筒式绘图仪，GerBer公司把数控机床发展成为平板式绘图仪 50年代末期，MIT的林肯实验室在“旋风”计算机上开发SAGE空中防御体系 60年代 1962年，MIT林肯实验室的I. E. Sutherland发表了一篇题为“Sketchpad：一个人机交互通信的图形系统”的博士论文--确定了交互图形学作为一个学科分支 计算机图形学之父 1983年获Coons奖 1988年获图灵奖 1962年，雷诺汽车公司的工程师 Pierre Bézier 提出Bézier曲线、曲面的理论 1985年获Coons奖 70年代 光栅图形学迅速发展 区域填充、裁剪、消隐等基本图形概念、及其相应算法纷纷诞生 图形软件标准化 1974年，ACM SIGGRAPH的与“与机器无关的图形技术”的工作会议 ACM成立图形标准化委员会，制定“核心图形系统”（Core Graphics System） ISO发布CGI、CGM、GKS、PHIGS 70年代 真实感图形学 1970年，Bouknight提出了第一个光反射模型 1971年Gourand提出“漫反射模型＋插值”的思想，被称为Gourand明暗处理 1975年，Phong的简单光照模型- Phong模型 实体造型技术 英国剑桥大学CAD小组的Build系统 美国罗彻斯特大学的PADL-1系统 80年代 1980年Whitted提出了一个光透视模型-Whitted模型，并第一次给出光线跟踪算法的范例，实现Whitted模型 1984年，美国Cornell大学和日本广岛大学的学者分别将热辐射工程中的辐射度方法引入到计算机图形学中 图形硬件和各个分支均在这个时期飞速发展 90年代 微机和软件系统的普及使得图形学的应用领域日益广泛。 标准化、集成化、智能化 多媒体技术、人工智能、科学计算可视化、虚拟现实 三维造型技术 图形软件标准 第一个官方标准，1977 GKS (Graphics Kernel System) 一些非官方图形软件，广泛应用于工业界，成为事实上的标准 OpenGL(SGI) Direct3D (Microsoft) Xlib（X-Window系统） Adobe公司Postscript 计算机图形学的应用及研究前沿 计算机辅助设计与制造(CAD/CAM) 可视化(Visual