《計算機圖形學(xué)緒論》PPT課件.ppt

1、,計算機圖形學(xué)第一章 緒論,蘇小紅 計算機學(xué)院,教材： 李東，孫長嵩，蘇小紅，計算機圖形學(xué)實用教程，人民郵電出版社，2004年7月,參 考 書,陳元琰，張曉竟，計算機圖形學(xué)實用技術(shù)，科學(xué)出版社，2000 David F. Rogers 著，石教英，彭群生等譯，Procedural Elements for Computer Graphics (Second Edition)計算機圖形學(xué)的算法基礎(chǔ)，機械工業(yè)出版社，2002 孫家廣，楊長貴，計算機圖形學(xué)，清華大學(xué)出版社，1995 唐榮錫，汪嘉業(yè)，彭群生，汪國昭，計算機圖形學(xué)教程（修訂版），科學(xué)出版社，2000 Donald Hearn, M. P

2、auline Baker, 計算機圖形學(xué)，電子工業(yè)出版社，1998 齊東旭，計算機動畫原理與應(yīng)用，科學(xué)出版社，1998,第 1 章 緒 論,應(yīng)用領(lǐng)域,與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系,發(fā)展簡史,研究內(nèi)容,什么是計算機圖形學(xué),交互式計算機圖形處理系統(tǒng),什么是計算機圖形學(xué),Computer Graphics (CG),計算機圖形學(xué)是研究怎樣用計算機生成、處理和顯示圖形的一門學(xué)科。,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的定義： 計算機圖形學(xué)是研究通過計算機將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形，并在專門顯示設(shè)備上顯示的原理、方法和技術(shù)的學(xué)科。 它是建立在傳統(tǒng)的圖學(xué)理論、應(yīng)用數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)基礎(chǔ)上的一門邊緣學(xué)科。,圖形的構(gòu)成要素,廣義的概念 幾何要素

3、幾何屬性 點、線、面、體 非幾何要素視覺屬性 明暗、灰度、色彩、紋理、透明性、線型、線寬,研究內(nèi)容,計算機對圖形數(shù)據(jù)處理的硬件和軟件 圍繞著生成、表示物體的圖形的 準(zhǔn)確性-真實性-實時性 算法可大致分為以下幾類：,基于圖形設(shè)備的基本圖形元素的生成算法 圖形的變換和裁剪 自由曲線和曲面計算幾何 真實感圖形的生成算法 三維幾何造型技術(shù) 山、水、花、草、樹木、云、煙、火焰、雪景等模糊復(fù)雜景物的生成分形幾何 三維或高維數(shù)據(jù)場的可視化 圖形的并行處理 虛擬現(xiàn)實環(huán)境實時交互式三維圖形處理,與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系,CAD/CAM 計算機藝術(shù) 計算機動畫 計算機視覺,發(fā)展簡史,準(zhǔn)備階段（50年代） 1950年， M

4、IT，第一臺圖形顯示器 ，旋風(fēng)I號(Whirlwind I)計算機的附件，類似于示波器的陰極射線管 (CRT) 。 到50年代末期，MIT林肯實驗室在“旋風(fēng)”計算機上開發(fā)SAGE空中防御系統(tǒng)，光筆，交互式圖形生成技術(shù)。,發(fā)展階段（60年代） MIT林肯實驗室的I.E.Sutherland發(fā)表了一篇題為“Sketchpad:一個人機通信的圖形系統(tǒng)”的博士論文，首次使用Computer Graphics術(shù)語。計算機圖形學(xué)之父。 60年代中期，美國MIT、通用汽車公司、貝爾電話實驗室、洛克希德飛機公司、法國雷諾汽車公司、英國劍橋大學(xué) 隨機掃描顯示器,發(fā)展簡史,推廣應(yīng)用階段（ 70年代） 基于電視技術(shù)

5、的光柵掃描顯示器的出現(xiàn)，圖形學(xué)進入了第一個興盛的時期，并開始出現(xiàn)實用的CAD圖形系統(tǒng)。 眾多商品化軟件的出現(xiàn)，使圖形標(biāo)準(zhǔn)化問題也被提上議程。 74年，美國計算機學(xué)會成立圖形標(biāo)準(zhǔn)化委員會(ACM SIGGRAPH),系統(tǒng)實用化階段（80年代） 80年代，超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)，工作站的出現(xiàn)，促進了圖形學(xué)的發(fā)展。,標(biāo)準(zhǔn)化智能化階段（90年代） 朝著標(biāo)準(zhǔn)化、集成化和智能化的方向發(fā)展 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）公布的圖形標(biāo)準(zhǔn)也越多、且更加成熟,應(yīng) 用,圖形用戶界面,計算機輔助設(shè)計與制造工業(yè)領(lǐng)域 CAD/CAM是CG在工業(yè)界最廣泛、最活躍的應(yīng)用領(lǐng)域。 飛機、汽車、船舶、機電、輕工、服裝的外

6、形設(shè)計 集成電路、印刷電路板的設(shè)計 建筑設(shè)計 基于工程圖紙的三維形體重建,計算機動畫商業(yè)領(lǐng)域 廣告設(shè)計 電腦游戲 卡通動畫片 影視特技,應(yīng) 用,計算機藝術(shù)藝術(shù)領(lǐng)域 齊東旭 潘云鶴 智能CAD,應(yīng) 用,應(yīng) 用,過程控制 石油化工、金屬冶煉、電網(wǎng)控制的工作人員根據(jù)設(shè)備關(guān)鍵部位的傳感器送來得圖像和數(shù)據(jù)，對設(shè)備運行過程進行監(jiān)控 機場、鐵路的調(diào)度人員通過計算機產(chǎn)生運行狀態(tài)信息來調(diào)整空中交通和鐵路運輸,系統(tǒng)環(huán)境模擬 飛行模擬艙用光柵掃描器產(chǎn)生駕駛員在駕駛艙中預(yù)期所能看到的景象，對飛行員進行單飛前的地面訓(xùn)練和飛機格斗訓(xùn)練等,應(yīng) 用,應(yīng) 用,事務(wù)和商務(wù)數(shù)據(jù)的圖形顯示 繪制表示經(jīng)濟信息的各類二、三維統(tǒng)計管理圖表 信息可視化:信息流量，商業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，股市行情,應(yīng) 用,地形地貌和自然資源的圖形顯示 地理信息系統(tǒng)（GIS） 數(shù)字地球，地形數(shù)據(jù)作為載體，（70）全球信息化. 軍事，政府決策，旅游，資源調(diào)查。 地理圖、地形圖、礦藏分布圖、氣象氣流圖、植物分布圖,應(yīng) 用,科學(xué)計算的可視化 不同于可視化計算 （CT）醫(yī)學(xué)圖象重建，流場、湍流、激波、核爆模擬，有限元分析、氣象分析、天