计-算-机-图-形-学(共73张PPT).pptx

计算机图形学;课程内容;教学要求;主要参考书目：;课程考核方法;第一章绪论;第一章绪论;计算机图形学及其相关概念;计算机图形学与传统理论关系：

计算几何

计算数学

微分几何

形态学

混沌学

小波理论;计算机图形学的研究对象－图形：;图形在计算机中的表示：;参数法－－是以计算机中所记录图形的形状参数与属性参数来表示图形的一种方法。;计算机图形学相关学科的比较：;（数字）图像处理－－旨在对图象进行各种加工以改善图像的视觉效果：;;第一章绪论;发展历史;

二十世纪50年代（酝酿期）

1950年，第一台CRT，美国麻省理工学院（MIT）旋风I号（WhirlwindI）计算机的显示设备.

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年代末期美国战术防空系统SAGE，CRT显控台，可交互。;60年代（萌芽期）

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（提出基本交互技术、图元分层表示概念及数据结构…)。

1962年，雷诺汽车公司的工程师PierreBézier提出Bézier曲线、曲面的理论

1964年MIT的教授S.A.Coons提出了超限插值的新思想，通过插值四条任意的边界曲线来构造曲面。;70年代（发展期）

光栅图形学

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

ACM成立图形标准化委员会，制定“核心图形系统”（CoreGraphicsSystem）

ISO发布CGI、CGM、GKS-3D、PHIGS等

工业界事实上的标准OpenGL，DirectX，Postscript

;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提出了著名的简单光照模型-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（普及期）

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??

图形硬件和各个分支均在这个时期飞速发展，出现了带有图形显示器的个人PC和工作站。;90年代（深入发展）

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

;硬件发展;70年代初，刷新式光栅扫描显示器出现，大大地推动了交互式图形技术的发展。

特点：以点阵形式表示图形，使用专用的缓冲区存放点阵，由视频控制器负责刷新扫描。;画线显示器（矢量显示器/随机扫描显示器）;硬件发展;第一章绪论;第一章绪论;图形软件发展及软件标准形成;（2）扩充计算机语言，使其具有图形生成和处理的功能，如：

TurboPascal、TurboC，AutoLisp等。

特点：简练、紧凑、执行速度快，但可移植性差。;发展历程

;第一章绪论;图形用户界面

介于人与计算机之间，人与机器的通信，人机界面（HCI）：软件＋硬件

发展：由指示灯和机械开关组成的操纵界面→由终端和键盘组成的字符界面（80年代）→由多种输入设备和光栅图形显示设备构成的图形用户界面（GUI）（90年代）：PC，工作站，WIMP(W-windows、I-icons、M-menu、P-pointingdevices)界面，所见即所得→VR技术（发展方向）;计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）;奥迪效果图和线框图;属性参数（非几何要素）－－颜色、材质、线型等

定义：计算机图形学（ComputerGraphics）是研究怎样利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。

在数字地球技术的支持下。

蔡士杰等，计算机图形学（第二版），电子工业出版社，2002。

确定了交互图形学作为一个学科分支（提出基本交互技术、图元分层表示概念及数据结构…)。

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

直线A的端点为(x1,y1),(x2,y2)，红色，实线，宽度2个象素

在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。

假定我们在一室空间进行观察，室内空间一般有六个面，如果我们获