计算机图形学第1章ppt课件.ppt

1、.陆枫、何云峰，计算机图形学基础（第二版），陆枫、何云峰，计算机图形学基础（第二版），2002008.108.10.什么是计算机图形学？计算机图形学研究的对象是什么？计算机图形学的应用.计算机图形学的研究对象计算机图形学的研究对象图形图形通常意义下的图形通常意义下的图形：能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象都称为图形。如： (1)自然景物 (2)照片和图片 (3)工程图、设计图和方框图 (4)人工美术绘画、雕塑品 (5)用数学方法描述的图形（包括几何图形、代数方程、分析表达式或列表所确定的图形）.计算机图形学的研究对象计算机图形学的研究对象图形图形计算机图形学中的图形概念计算机图形学中的

2、图形概念: 是指由点、线、面、体等几何要素和明暗、灰度（亮度）、色彩等非几何要素构成的，从现实世界中抽象出来的带有灰度、色彩及形状的图或形。. 计算机图形学(computer graphics,CG)用计算机生成景物的数字模型，并将它显示在计算机屏幕上，或者绘制在纸张或胶片上。它是研究如何在计算机环境下生成、处理和显示图形的一门学科。 计算机图形学的主要研究对象计算机图形学的主要研究对象 景物的几何建模方法(modeling)、对模型的处理方法、几何模型的绘制技术(rendering)、图形输入和控制的人机交互界面(user interface)。.特征数据、结构数据计算机图计算机图形学形学计

3、算机计算机视觉视觉图象信号数字图象处理数字图象处理试图从非图象形式的数据描述来生成（逼真的）图象旨在对图象进行各种加工以改善图象的视觉效果研究用计算机来模拟生物外显或宏观视觉功能的科学和技术.1.2.1计算机图形学的确立计算机图形学的确立.图形显示器正向着小型化、低电压、数字化方向发展.Epson LX-800(1980s)EPSON Stylus Photo 950(2005).1959年，美国Calcomp公司研制出的世界上第一台滚筒式绘图机，使计算机辅助绘图仪开始代替人工绘图。Ploter HP 3500CP. IBM公司的CADAM系统目前国际上应用较广的实体造型系统有IBM公司的CA

4、DAM、Dassault System公司的CATIA、SDRC公司的Geomod、PT公司的Pro/Engineer、SpatialTechnology公司的ACIS、Solidworks公司的Solidworks等。设计人员可直接在三维空间进行产品的设计、修改、观察，从而使设计活动变得直观、简单、高效。.Dassault System公司的CATIACATIA系统设计的轮船.GKS标准下的图形.PHIGS标准下的图形. 事实标准事实标准(非官方标准非官方标准)如SGI的OpenGL，微软的Direct X，Adobe的Postscript等 这些标准包括面向图形设备的驱动程序包、面向用户的

5、图形生成及管理程序包等，其主要作用是为实现程序的可移植性等。. Direct XAn advanced suite of multimedia application programming interfaces (APIs) built into Microsoft Windows(1995)Provides a standard development platform for Windows-based PCs without having to write hardware-specific code. PostScriptA programming language optimize

6、d for printing graphics and text (whether on paper, film, or CRT) (1985)Provide a convenient language in which to describe images in a device independent manner: the image is described without reference to any specific device features . 计算机辅助设计与制造（计算机辅助设计与制造（CAD/CAMCAD/CAM）计算机辅助绘图计算机辅助绘图计算机辅助教学（计算机辅

7、助教学（CAICAI）办公自动化和电子出版技术办公自动化和电子出版技术计算机艺术设计计算机艺术设计在工业控制及交通方面的应用在工业控制及交通方面的应用在医疗卫生方面的应用在医疗卫生方面的应用图形用户界面图形用户界面( (GUI: Windows, Menu, Icon)GUI: Windows, Menu, Icon)。.（1）计算机辅助设计与制造 计算机辅助设计(CAD)已广泛应用于飞机、汽车、船舶的外形设计、超大规模集成电路设计，以及建筑、服装、印染、玩具设计等领域。 CAD技术使得工程、雪佛莱敞篷轿车曲面造型产品设计和施工图纸不必再由人工绘制，可大大缩短设计周期。.（2）地理信息系统(G

8、eographical Information System,GIS) 地理信息系统记录着关于人口、城镇乡村、高山平原地形、矿藏、森林、旅游等大量信息。利用地理系统中的图形软件可绘制出地理、地质的以及其他自然现象的高精度勘探、测量图形，如地理图、人口分布图、水资源分布图等。. 运用计算机图形学和图像处理技术，将科学计算过程中及计算结果的数据转换为图形及图像在屏幕上显示出来并进行交互处理的理论、方法和技术。.36.由清华大学自然景物平台生成的野外场景.日本Yoshinori Dobashi等人绘制的真实感云.40 沉浸沉浸（Immersion）：全方位投入，使用户产）：全方位投入，使用户产生身临

9、其景的感觉。生身临其景的感觉。 交互（交互（Interaction）：响应用户的各种输入手）：响应用户的各种输入手势、语言命令以及身体动作。势、语言命令以及身体动作。 构想（构想（Imagination）：生动形象地反映设计）：生动形象地反映设计者的思想。者的思想。虚拟现实技术虚拟现实技术.41 能以实时的速度生成有逼真感的景物图形。能以实时的速度生成有逼真感的景物图形。 能高精度的跟踪用户的头和手。能高精度的跟踪用户的头和手。 头戴显示器能产生高分辨率图象和较大的视角。头戴显示器能产生高分辨率图象和较大的视角。 能对用户的动作产生力反馈能对用户的动作产生力反馈。虚拟现实的关键技术虚拟现实的关键技术.