计算机图形学 第3版 第1章 计算机图形学简介.pptx

2024/10/111计算机图形学主讲老师：郭晓新吉林大学计算机科学与技术学院

2024/10/112计算机图形学第一章计算机图形学简介第二章图形基元的显示第三章图形变换第四章曲线和曲面第五章图形运算第六章形体的表示及其数据结构第七章消除隐藏线和隐藏面的算法第八章真实感图形的绘制

2024/10/113第一章计算机图形学简介第一节计算机图形学第二节计算机图形学的起源第三节计算机图形学的应用及发展动向第四节图形系统的硬件第五节计算机图形标准

2024/10/114 计算机图形学指用计算机产生对象图形输出的技术。 确切地说，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。第一节计算机图形学计算机生成图形的过程：对象?模型?图形

2024/10/115对象：客观存在的实体。可以是各种具体的、实在的物体，也可以是抽象的、假想的事物。

模型：能够正确地表达出一个对象性质、结构和行为的描述信息。

图形：对象的一种外在表现形式，它是对象有关信息的具体体现。对象?模型?图形圆?圆心(1,2)，半径3?模型图形对象模型生成图形生成

2024/10/116图象处理是指用计算机来改善图象质量的数字技术。模式识别是指用计算机对输入图形进行识别的技术。图象处理图形学圆的数据模式识别圆

2024/10/117 计算几何学是研究几何模型和数据处理的学科。

2024/10/118 交互式计算机图形学是指用计算机交互式地产生图形的技术。

交互设备是实现交互技术，完成交互任务的基础。交互设备有定位、键盘、选择、取值和拾取。

交互任务是用户输入到计算机的一个单元信息，基本任务有四种：定位、字串、选择、取值。模型生成图元组合对象构造交互输入图形输出人机交互图形模型生成菜单输入图形显示

2024/10/119第二节计算机图形学的起源与发展1962年，麻省理工学院的IvanE.Sutherland，发表了博士论文——“Sketchpad:一个人机交互通信的图形系统”，此被视为是计算机图形学作为一个正式独立学科分支的开始。他也因为在交互式图形学方向的杰出贡献获得1988年的图灵奖。

2024/10/1110历史追溯20世纪60年代以前1946年2月14日,世界上第一台电子计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学问世。1950年,第一台图形显示器诞生于麻省理工学院,从此计算机具有了图像显示功能,也搭建了图形显示与计算机技术联系的桥梁。1959年,麻省理工学院林肯实验室第一次使用了具有指挥和控制功能的阴极射线管显示器,让单纯显示的“被动式”图形学开始迈向交互式计算机图形学。商业公司比如美国Calcomp公司的滚筒式绘图仪和美国GerBer公司的平板式绘图仪。这些学术研究和商业应用初步奠定了计算机图形学作为一个学科研究领域的基础。

2024/10/1111历史追溯20世纪70年代以来：真实感图形学和实体造型技术开始获得广泛的关注和研究1970年,美国计算机专家Bouknight提出了第一个光反射模型;1971年,法国计算机专家Gourand提出“漫反射模型+插值”的思想;1975年,美国计算机专家Phong提出Phong模型;70年代初期,英国剑桥大学的BUILD-1系统,德国柏林工业大学的COMPAC系统,日本北海道大学的TIPS-1系统和美国罗切斯特大学的PADL-1、PADL-2系统等实体造型系统,都使用了多面体表示形体的方式,为计算机辅助设计等领域的发展做出了重要贡献。

2024/10/1112历史追溯20世纪80年代中期之后,随着计算机硬件的高速发展,特别是20世纪90年代出现的图形处理器(GPU),计算机图形学开始具有强大的硬件计算基础。在此基础上发展起来的全局光照模型推动了真实感图形学的进一步发展,并大量运用于CAD、科学计算可视化、动画、影视娱乐等各个领域。

2024/10/1113第三节计算机图形学的研究内容及应用计算机图形学在诸如工业、商业、政府部门、教育、科研、医学、娱乐和广告等领域,都有着广泛的应用。在科学技术事业中,可以使用计算机来绘制表示数值计算或数据处理结果的图形。例如各种函数的图形、统计用的直方图、百分比图等。在制图学方面,可以利用计算机来绘制精确的地形图、天气图、海洋图、石油开发图、人口密度图等。

2024/10/1114第三节计算机图形学的研究内容及应用计算机辅助设计和计算机辅助制造计算机仿真与动画

2024/10/1115第三节计算机图形学的研究内容及应用计算机艺术与娱乐可视化科学计算可视化、商用可视化

2024/10/1116第三节计算机图形学的研究内容及应用图形用户界面窗口、菜单和图标

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