[辽大] 01计算机图形学课程简介

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1、计算机图形学课前简介1．课程学时总学时：48学时；其中讲课：32学时；上机：16学时2．课程主要内容二维图形基础自由曲线和曲面图形变换图形裁剪几何造型真实感图形生成技术分数维图形数字图像处理技术简介1计算机图形学演示稿纪玉波制作(C)3．学习成绩考核方法上机编程20%，期末考试80%。4．本课程主要参考书[1]《计算机图形学》纪玉波编著.[2]《计算机图形学》孙家广等编著.清华大学出版社，1995[3]《计算机图形学C语言版》HearnD等.影印版.清华大学出版社,1998[4]《计算机图形学教程》唐荣锡等编著.科

2、学出版社出版,19925．网上学习本讲课内容将放入抚顺石油学院网页（http://www.fspu.edu.cn）网上学苑内2计算机图形学演示稿纪玉波制作(C)第一章概论1.1计算机图形学的发展计算机图形学作为计算机科学与技术学科的一个独立分支已经历了近40年的发展历程。现在，计算机图形学已是一门成熟的技术，成为当代几乎所有科学和工程技术领域用来加强信息理解和传递的技术和工具，广泛地用于多种领域。1950年美国麻省理工学院研制出了第一台图形显示器，利用这台显示器，在计算机的控制下第一次显示了一些简单图形。50年代末

3、期，美国麻省理工学院林肯实验室研制的SAGE空中防御系统，就已具有指挥和控制功能。这个系统能将雷达信号转换为显示器上的图形，操作者可以借用光笔指向屏幕上的目标图形来获得所需要的信息，这一功能的出现预示着交互式图形生成技术的诞生。3计算机图形学演示稿纪玉波制作(C)1962年，在美国亚特兰大市召开的美国计算机会议上,美国麻省理工学院林肯实验室的Ivan.E.Sutherland宣读了他的博士论文研究内容“Sketchpad:一个人机交互的图形系统”，文中首次使用了“ComputerGraphics”这一术语，证明交互

4、式计算机图形学是一个可行且有用的研究领域，从而确定了计算机图形学作为一个崭新的科学分支的地位。奠定了计算机图形学的基础。1965，Ivan.E.Sutherland又发表著名论文“UltimateDisplay”（终极显示），提出了计算机图形学的发展方向。因此，Ivan.E.Sutherland被公认为是交互图形生成技术的奠定人。他也为此荣获1988年图灵奖。4计算机图形学演示稿纪玉波制作(C)在20世纪60年代，计算机图形学作为一个崭新的科学分支得到确立和迅速发展。在70年代，由于计算机由昂贵的大型机发展出了小型

5、计算机及超级小型机，以及基于电视技术的光栅扫描显示器的出现，这都极大地推动了计算机图形学的发展，使构成计算机图形系统的价格降低，维护使用也比较简单，是计算机图形技术进入实用化的阶段。但是，直到20世纪80年代初，由于计算机硬软件都较昂贵，限制了图形学的研究和普及应用。80年代以后，随着工程工作站特别是微型计算机的出现，极大地促进了计算机图形学的发展。80年代后期以来，微型计算机的性能迅速提高，目前微机无论在主频、内存容量还是磁盘容量方面都大大超过了六、七十年代相比之下极其昂贵的大型及小型机。因此，微机已经成为计算机

6、图形生成技术的主要处理机，为计算机图形学研究和应用的高速发展创造了条件，使计算机图形技术的研究与应用范围日益扩大。5计算机图形学演示稿纪玉波制作(C)20世纪90年代以来，虚拟现实、科学计算可视化等应用要求促使计算机图形学向着更高阶段发展，它的许多技术也已成为发展迅速的多媒体技术的重要组成部分。经历了近40年的发展历程，计算机图形学在图形基础算法、图形软件与图形硬件三方面都取得了长足的进步,成为当代几乎所有科学和工程技术领域用来加强信息理解和传递的技术和工具。随着计算机图形学理论、方法的不断完善，软件、硬件技术的不

7、断发展，它的应用领域也必将越来越广。6计算机图形学演示稿纪玉波制作(C)1.2计算机图形学的研究内容计算机图形学主要是研究图形的计算机生成。在图形基础研究方面可分为两个主要方向,即建模技术和绘制技术。建模技术又称为造型技术，又可分为两个不同分支,即计算机辅助几何设计和自然景物建模。计算机辅助几何设计追求建模的精确度、可靠性和建模的速度。自然景物建模追求建模的逼真度和速度。所涉及的主要内容包括基本图元的生成，例如线段、字符、圆、曲线等的生成算法；区域填充算法；图形变换,如平移、旋转、缩放、裁剪、透视和投影等。计算机图

8、形学中的绘制技术主要是指基于光栅图形显示技术的真实感图形绘制技术,包括各种光照模型、明暗处理、纹理生成、透明和颜色处理，以及隐藏线和隐藏面的消除等内容。绘制技术追求的是真实感和绘制速度。7计算机图形学演示稿纪玉波制作(C)1.3计算机图形学的应用目前，计算机图形技术已经渗透到各行各业，广泛地用于多种领域，如科学、工程、医药、商业、工业、政府部门、艺术、娱乐业