計算機圖形學(xué) 緒論

1計算機圖形學(xué)基礎(chǔ)主講教師：向華萍

QQ：759888170辦公室：創(chuàng)新大樓405軟件理論教研室2課程內(nèi)容緒論計算機圖形設(shè)備交互式技術(shù)幾何造型技術(shù)基本圖形生成算法*二維圖形變換及二維觀察*三維圖形變換及三維觀察*OpenGL圖形編程3主要參考書目孫家廣，計算機圖形學(xué)（第三版），清華大學(xué)出版社，1999。DonaldHearn,M.PaulineBaker著,

蔡士杰等譯，計算機圖形學(xué)（第三版），電子工業(yè)出版社，2005。DaveShreiner等著，鄧鄭祥譯，OpenGL編程指南（第四版），人民郵電出版社，2005?？傇u成績構(gòu)成

總評成績由學(xué)習(xí)過程中的各項考核指標(biāo)綜合評定。上課考勤，20%平時作業(yè)及平時表現(xiàn)，20%上機，30%小測驗，30%

關(guān)于考勤：

曠課一次-5，遲到、早退、每次-2，請假次數(shù)多者酌情扣分，扣完為止。

缺勤3次及以上，取消考試(測試)資格記住5第一章緒論計算機圖形學(xué)的概念計算機圖形學(xué)研究的對象計算機圖形學(xué)的應(yīng)用計算機圖形學(xué)的研究動態(tài)61.1計算機圖形學(xué)的概念計算機圖形學(xué)（CG，ComputerGraphics）是研究怎樣利用計算機來顯示、生成和處理圖形的原理、方法和技術(shù)的一門學(xué)科。Computergraphicsistheartorscienceofproducinggraphicalimageswiththeaidofcomputer.7能夠在人的視覺系統(tǒng)中形成視覺印象的客觀對象都稱為圖形。計算機圖形學(xué)研究的對象通常的圖形幾何圖形、圖片圖像、圖形實體方程、函數(shù)8圖形的要素：幾何要素和非幾何要素。計算機圖形學(xué)中所研究的圖形從客觀世界物體中抽象出來的帶有顏色及形狀信息的圖和形。計算機圖形學(xué)研究的對象9點陣法是用具有顏色信息的點陣來表示圖形的一種方法，它強調(diào)圖形由哪些點組成，并具有什么灰度或色彩。參數(shù)法是以計算機中所記錄圖形的形狀參數(shù)與屬性參數(shù)來表示圖形的一種方法。通常把參數(shù)法描述的圖形叫做圖形（Graphics）把點陣法描述的圖形叫做圖象（Image）圖形的表示與計甲算機刃圖形醬學(xué)相待關(guān)的令學(xué)科10數(shù)字暖圖像數(shù)據(jù)燒模型圖像嘆生成（計娘算機點圖形江學(xué)）模型冤（特鋪征）赴提?。ㄓ媽?dǎo)算機鴉視覺補，模布式識悠別）模型許變換（計訴算幾搬何）圖像商變換（圖櫻像處鍛理）發(fā)展截特點:交叉余、界坡線模晝糊、炕相互蜜滲透11計算研機圖傭形學(xué)熱（CG災(zāi)）試圖絕從非經(jīng)圖象俊形式余的數(shù)基據(jù)描衣述來喪生成植（逼樓真的貫）圖測象。數(shù)字渴圖象裁處理枝(Di議gi旋ta伐l仰Im仇ag沾e屠Pr貸oc倆es氣si莫ng僚)旨在賽對圖喉象進(jìn)糕行各澡種加心工以圍改善愚圖象迷的視肥覺效債果。計算欺機視壟覺(Co然mp膛ut撒er災(zāi)V若is定io紡n)是研航究用隆計算體機來牲模擬剛生物撲外顯乘或宏狂觀視叛覺功損能的踏科學(xué)歪和技因術(shù)。與計興算機載圖形趴學(xué)相噴關(guān)的芬學(xué)科12計算至機圖鑄形學(xué)誼的確季立圖形賊硬件楊的發(fā)較展圖形奇軟件蹄的發(fā)料展1.垃2計算基機圖份形學(xué)伸的發(fā)職展13醞釀?wù)勂冢?0耗年代汽）19塊50年，收美國喘麻省梢理工娘學(xué)院（MI問T）的旋昌風(fēng)1柱號(Wh怒ir奸lw志in快d格I)計算育機配腔備了巖陰極腐射線份管(CR激T)來顯僅示一盜些簡輩單的細(xì)圖形苗。計算抓機圖脆形學(xué)機的確籠立14計算田機圖迫形學(xué)棄的確宵立萌芽癥期（60梯年代）19碎62年，美國MI卸T林肯絡(luò)實驗?zāi)皇业腎v尋an涂.E叢.希Su輪th虛er鍬la瓜nd發(fā)表搏了一蹲篇題奸為“Sk盯et竿ch斷pa討d：一個議人—州—機員通信珠的圖帶形系撈統(tǒng)”的博鑼士論雹文，仍其中裳首次怨使用傭了“Co晝mp薦ut濟(jì)er去G浩ra炕ph拼ic贊s”。15計算戰(zhàn)機圖柴形學(xué)撕的確隙立發(fā)展余期（70年代龍）計算鏟機圖脾形處跟理技合術(shù)進(jìn)機入實泰用化荷階段導(dǎo)；區(qū)域覽填充隱、裁沈剪、林消隱接等基愚本圖觀形概阿念及塌算法吃；真實幫感圖肌形學(xué)蕉和實船體造楊型技悄術(shù)；16計算蟲機圖循形學(xué)律的確駱立普及狡期（80年代梨）出現(xiàn)哲了帶趨有光深柵圖維形顯租示器范的個話人計錄算機唱和工斗作站柔。光線派跟蹤健算法第和輻其射度耳算法洽的提絮出，歲標(biāo)志喘著計栗算機銳真實糞感圖鉆形學(xué)伍的算治法已圖經(jīng)日觀漸成冤熟。提高嫂增強程期（90年代斯）標(biāo)準(zhǔn)份化、僚集成共化、睛智能叫化方閉向發(fā)仁展。17圖形卷顯示熄設(shè)備60瞎年代件中期練，隨阻機掃倆描的預(yù)顯示桂器；60逢年代譯后期臨，存辦儲管塊式顯謊示器沃；70者年代遲中期俊，光消柵掃選描的圖圖形周顯示咱器。目前澡正向傻著小滿型化尚、低慌電壓符、數(shù)巴字化犯方向允發(fā)展帆。圖形眠硬件科的發(fā)偏展圖形勤硬拷效貝設(shè)蔽備打印京機繪圖譯儀圖形期輸入堅設(shè)備二維用圖形運輸入四設(shè)備三維倦圖形字輸入寸設(shè)備19圖形負(fù)軟件衛(wèi)的發(fā)匯展開放富式、謝高效啟率、掠標(biāo)準(zhǔn)踢化、就集成傭化、應(yīng)智能布化、里學(xué)科固交叉矛。圖形生軟件凝標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)朗備無棟關(guān)、園與應(yīng)胞用無棵關(guān)、申具有粗較高逐性能炸。圖形觀軟件謠的發(fā)巨展及療軟件抹標(biāo)準(zhǔn)捐的形次成近二蟻十年著中，嬌國際縫標(biāo)準(zhǔn)凡化組溪織IS準(zhǔn)O已經(jīng)樂批準(zhǔn)膠和正紀(jì)在討腔論的插與計纖算機蜘圖形膏有關(guān)獻(xiàn)的標(biāo)益準(zhǔn)有除：GK惠S、趟GK怕S-筑3D所、P桶HI固GS媽、C槍GM亡、C寶GI桑、I市GE趟S、朗ST鑒EP。事實噴標(biāo)準(zhǔn)SG臉I(yè)的Op紅en值GL細(xì)，微軟獵的Di結(jié)re奪ct早X廳，A瞞do螺be的Po竭st距sc瘋ri頌pt等。圖形礎(chǔ)軟件頭的發(fā)原展及紹軟件脈標(biāo)準(zhǔn)排的形戰(zhàn)成211.臟3計算霧機圖炸形學(xué)捎的應(yīng)給用計算討機輔揮助設(shè)蠅計與扯制造（CA國D/間CA懸M）CA輩D通過墻交互革式的邀圖形套設(shè)備衛(wèi)對部字件進(jìn)棋行設(shè)蓮計和從描述技，產(chǎn)守生工嚼程略卷圖（至線框俱圖）對或者暫更接他近實旁際物蓮體的融透視逝圖等除，通炒過迅愁速地棍將各尿種修迷改信朝息進(jìn)輛行組哭合，弄用戶決可以嶄自由供、靈估活地門對圖未形進(jìn)傲行實金驗性袋改動茅和形仆體顯齒示。CA桶M技術(shù)用在各丙種工冤業(yè)制顏造業(yè)肯中得屯到廣喘泛的梢應(yīng)用秩。奧迪游效果樹圖和敘線框通圖23計算桌機圖銳形學(xué)線的應(yīng)聾用計算囑機輔魔助繪克圖圖形其、圖郊表和刪模型毫圖等刊的繪頁制；商務(wù)寺事務(wù)復(fù)領(lǐng)域甩分析顯財政配、數(shù)編學(xué)和蝴經(jīng)濟(jì)報等方奶面數(shù)至據(jù)。24計算冒機圖間形學(xué)鳳的應(yīng)配用計算絨機輔漏助教蒜學(xué)計算侍機圖牧形顯池示與許處理煌技術(shù)桌已廣寸泛地鐵應(yīng)用暢于計風(fēng)算機砌輔助題教學(xué)柱系統(tǒng)給中，厲它可吵以使惜教學(xué)撕過程枕，特濤別是稼基礎(chǔ)拍學(xué)科梢的教久學(xué)過榜程形滑象、易直觀仗和生鐮動。25計算牌機圖衣形學(xué)億的應(yīng)胖用辦公嗽自動參化和站電子做出版撈技術(shù)圖形眾顯示綠技術(shù)戴在辦怒公自報動化其和事殼務(wù)處錢理中網(wǎng)的應(yīng)記用，盡有助秒于數(shù)構(gòu)據(jù)及榴其相分互關(guān)毛系的盯有效榮表達(dá)璃，因嗚而有殊利于何人們曲進(jìn)行桐正確將的決份策；圖文查并茂糾的電段子排勿版系航統(tǒng)代籠替了即傳統(tǒng)脈的鉛印字排務(wù)版，垂這是水印刷親史上灘的一透次革悄命。26計算豬機圖寺形學(xué)纖的應(yīng)匆用計算念機藝尸術(shù)計算宰機圖詞形技撓術(shù)已書廣泛掌應(yīng)用車于各長種圖廊案、斯花紋介、工成藝外附形及躍傳統(tǒng)授的油撲畫、測中國桶國畫公和書饒法等取藝術(shù)元品的罵制作濃，為姑創(chuàng)作姓藝術(shù)全和商康品藝壞術(shù)提努供了琴更為華廣闊吐的空滾間。27計算折機圖賊形學(xué)來的應(yīng)晌用工業(yè)釘控制伴及交尾通在過返程控掙制中暑，用床戶利謀用計遺算機包圖形姑處理狐和顯顆示技壟術(shù)實煤現(xiàn)與消其控賤制或揉管理戶對象夜間的雪相互巡壽作用佩；用于概石油富化工混、金武屬冶拿煉過恰程中土的監(jiān)給視和蠟控制節(jié)；鐵路睛系統(tǒng)唱和公橡路系戰(zhàn)統(tǒng)的蒜管制慣與監(jiān)罪視。28計算烘機圖塌形學(xué)文的應(yīng)咐用醫(yī)療躺衛(wèi)生顯示洪病歷惡，顯橫示各銹種藥芬物的道劑量瓜、性勿能；對某愚種病清的治洋愈率秀作統(tǒng)各計分胞析；醫(yī)學(xué)薦圖像寶處理害技術(shù)枯；計算佛機輔蔑助手叔術(shù)（Co輩mp陜ut取er照-A蛙id紛ed勉S榴ur肯ge跟ry）。29計算競機圖擇形學(xué)坦的應(yīng)西用圖形騾用戶蘋界面（GU莖I,墊G隱ra沙ph意ic拔al勉U塊se倉r站In首te只rf炎ac拋e）介于悶人與旨計算含機之誕間，遼人與南機器允的通愉信。人機戀界面付（HC戰(zhàn)I）：娃軟件斃＋硬味件典型還的圖貝形用礎(chǔ)戶界界面包制含一恥個窗崖口管浙理程怕序、據(jù)菜單傅顯示玻和圖發(fā)符等鐘。30計算春機圖合形學(xué)劃的研湊究動松態(tài)計算捐機動秧畫：寬計算糞機動熄畫是溝指用喬程序酒生成憲一系珍列的猜景物疼畫面轎，其毯中當(dāng)湖前幀它畫面家是對寇前一烤幀畫催面的輕部分舞修改運。31剛體怪動畫變形碌動畫基于風(fēng)物理蕩的動壤畫（金運動后動畫克）粒子居動畫關(guān)節(jié)君動畫行為慕動畫計算垮機動頌畫的勤分類32計算甜機圖情形學(xué)出的研令究動下態(tài)地理麻信息質(zhì)系統(tǒng)地理理信息叢系統(tǒng)（GI質(zhì)S，Ge顏og解ra倘ph與ic由I夜nf乎or肺ma胳ti循on姿S牧ys夸te拔m）是一嘆種用脖于采旺集、序模擬抱、處嬌理、私檢索胞、分厚析和擦表達(dá)們地理荷空間趴數(shù)據(jù)棟的計舒算機目信息喂系統(tǒng)瀉，是通社會尤經(jīng)濟(jì)獻(xiàn)與環(huán)命境保將護(hù)協(xié)鋒同持昌續(xù)發(fā)閃展中肅，信盤息集污成和咳分析聲的先史進(jìn)工不具。33計算餓機圖恨形學(xué)載的研姨究動衡態(tài)人機南交互人機多交互害學(xué)（Hu咳ma微n-蔑Co鋸mp鋼ut姐er夕I北nt渴er社fa矩ce）是廉一門關(guān)飛于設(shè)像計、卵評估驗和執(zhí)討行交待互式乞計算務(wù)機系臘統(tǒng)以缸及研悼究由般此而迅發(fā)生稈的相花關(guān)現(xiàn)現(xiàn)象的膨?qū)W科豪。它享是伴右隨著擁計算秩機的督出現(xiàn)謙而出薯現(xiàn)，換伴隨桑著計矛算機巡壽技術(shù)丑發(fā)展刪而發(fā)肺展的喉。34計算體機圖并形學(xué)陷的研影究動酒態(tài)真實若感圖禍形顯不示真實禁感圖諒形的顯生成崇：場景巡壽造型?！【皸椬儞Q夜→視域也裁剪尿→消除鋼隱藏鏈面→可見綠面光煤亮度躍計算35計算桐機圖廳形學(xué)溜的研支究動湯態(tài)虛擬齡現(xiàn)實（Vi斧rt游ua瞇l縫re堅al疾it痛y）由計似算機估生成我的一許個實江時三秀維空果間。漢用戶褲在其海間可惰以“育自由樸”地對運動茄，隨倍意觀悅察周胖圍的皮景物典，并填可以卸通過臉一些縱特殊料的設(shè)川備與好虛擬里物體喚進(jìn)行裁交互境操作炊，使紋用戶暑產(chǎn)生轎一種撓身臨覆其境考的感蠅覺。36沉浸（Im胃me訊rs內(nèi)io法n）：籌全方蹦位投晉入，扔使用恩戶產(chǎn)糕生身惡臨其箭景的滋