计算机图形学 1、绪论.ppt

计算机图形学 教材：《计算机图形学》 孙家广等 编著 清华大学出版社 计算机图形学研究内容 1. 图形生成 研究各种图形生成的数学模型：直线、圆、曲线、曲面、立体模型等 图形处理 研究图形模型变换、裁剪、投影等操作中的数学关系、方法 图形显示 研究图形填充、混淆与反混淆、图形消隐、光照模型、真实感图形技术等方法 计算机图形学发展历史 标志性事件 1950年，MIT第一台图形显示器诞生，计算机图形显示成为可能 1958年，Calcomp第一台滚筒绘图仪、GerBer第一台平板绘图仪诞生，计算机图形记录成为可能 1959年，MIT SAGE空中防御系统，图形显示、光笔，交互式图形系统诞生 计算机图形学发展历史 1962年，Sutherland博士论文，Computer Graphics术语 70年代，带有图形显示器的微机出现并普及，扩大用户群 70年代，Apollo、Sun、Applicon图形工作站出现，高质量的图形显示成为可能，为高质量图形生成提高研究动力 70年代，CAD、AutoCAD软件出现，为计算机图形学提供了手段 计算机仿真，三维图形，虚拟现实技术为计算机图形学提供广阔应用空间 计算机图形学与其他学科的关系 计算机图形学与计算机图象处理等互逆 计算机图形学：研究根据特征、模型如何生成真实感图象 计算机图象处理、模式识别：研究如何从图象中提取特征、模型 计算机图形学构成虚拟现实技术的基础之一，为虚拟现实提供真实感场景。 计算机图形学与本专业的关系 摄影测量与遥感、地理信息系统 与航片、卫片打交道，从图象上提取地物特征，在图象上直观地表现这些特征。 地理特征数据经过处理，需要以图形方式直观表现出来。 三维城市建模，需要掌握三维图形生成技术。 虚拟现实技术，需要掌握真实感图形生成技术。 遥感图像信息提取与表示 遥感图像信息提取与表示 电子地图制作 电子地图制作 电子地图制作 电子地图制作 三维城市建模 三维城市建模 地下管线模型 虚拟现实场景 虚拟现实场景 虚拟现实场景 虚拟现实场景 虚拟现实场景 仿真技术 计算机图形学发展动向 计算机辅助设计与制造 计算机图形学被用来进行土建工程、机械结构和产品的设计,包括设计飞机、汽车、船舶的外形和工厂等的布局以及电子线路、电子器件等 系统、产品和工程的相关图形进行人机交互设计和修改,经过反复的迭代设计便可利用结果数据输出加工代码的指令 计算机图形学发展动向 在电子工业中,计算机图形学应用到集成电路、印刷电路板、电子线路和网络分析 一个复杂的大规模或超大规模集成电路板图根本不可能用手工设计和绘制，用计算机图形系统不仅能进行设计和画图，而且可以在较短的时间内完成，把其结果直接送至后续工艺进行加工处理 计算机图形学发展动向 在飞机工业中 美国波音飞机公司已用有关的CAD系统实现波音777飞机的整体设计和模拟，其中包括飞机外型，内部零部件的安装和检验 计算机图形学发展动向 科学计算可视化 如果能将数据用图形的形式表示出来，事物的发展趋势和本质特征将会很清楚地呈现在人们面前 目前科学计算可视化广泛应用于医学、流体力学、有限元分析、气象分析当中 计算机图形学发展动向 可视化技术将医用CT扫描的数据转化为三维图像，使得医生能够看到并准确地判别病人的体内的患处，由机械人和医学专家配合做远程手术 计算机图形学发展动向 图形实时绘制与自然景物仿真 在计算机中重现真实世界的场景叫做真实感绘制。真实感绘制的主要任务是模拟真实物体的物理属性，就是物体的形状、光学性质、表面的纹理和粗糙程度、以及物体间的相对位置、遮挡关系 计算机图形学发展动向 计算机动画 在生成几幅被称做关键帧的画面后，由计算机对2幅关键帧进行插值，生成若干中间帧。连续播放时，2个关键帧就被有机地结合起来了，生成动画。 计算机图形学发展动向 计算机艺术 计算机图形软件不仅提供多种风格的画笔画刷，而且提供多种多样的纹理贴图，甚至能对图像进行雾化、变形等操作。很多功能是一个传统的艺术家无法实现，也不可想象的。