三维图形设计2

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1、2021/8/31三维图形程序设计基础尹勇bushyin@163.com任鸿翔dmu_rhx@163.com大连海事大学航海技术研究所0411-847296512021/8/32教材及参考书《计算机图形学》（第3版）蔡士杰译《OpenGL编程指南》（第4版），邓郑祥译图形理论知识：计算机图形学理论知识图形程序设计：应用图形API开发图形应用程序学习内容2021/8/33教学目的掌握计算机图形学的基本理论知识掌握三维图形的显示流程和基本变换掌握三维图形程序设计的基本方法掌握图形API（OpenGL）的基本知识了解计

2、算机动画、游戏的一些基本知识了解虚拟现实系统的基本构成、设计思路2021/8/34第一章计算机图形学综述一、定义计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专门的显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。它是三维图形应用程序的基础.三维图形应用程序=图形学算法＋图形显示软件＋三维数据二、研究内容1图形输入、输出设备与技术2图形的生成和表示技术3图形操作与处理方法4图形信息的描述和表示5几何模型的构造技术6动画技术7图形实时性和真实感第一节计算机图形学概述2021/8/35硬件(体积从大到小；功能从弱到强）五十

3、年代MIT—第1台图形显示器（准备期）六十年代IvanE.Sutherland--Sketchpad绘图系统（发展期）七十年代　中型机、小型机（实用化）八十年代　图形工作站（推广应用期）九十年代PC＋图形加速卡（普及和广泛应用期）21世纪高速化，便携化，自然交互方向发展四、发展史三、相关学科模型或数据数字图像计算机图形学模式识别图像处理计算几何2021/8/36软件(从非标准－>标准化；从与设备相关－>与设备无关）七十年代ACMSIGGRAPH--3DCoreGraphicsSystem八十年代ISO–GKS->

4、GKS3DANSI--PHIGSSGI–GL九十年代OpenGLDirectX2000年后：Vega,VTree,OpenGVS,VRML,Java3D,X3D,OSG(OpenSceneGraph)2021/8/37五、应用图和表计算机辅助设计及制造虚拟现实系统游戏、娱乐图像处理图形用户界面数据可视化教学和培训计算机动画和艺术2021/8/38计算机图形学的应用领域2021/8/392021/8/3102021/8/311大连海事大学海上搜救模拟器2021/8/312大连海事大学大型船舶操纵模拟器2021/8/

5、3132021/8/3142021/8/3152021/8/3162021/8/317SnowShadow2021/8/3202021/8/321电子海图2021/8/322模拟雷达画面2021/8/3232021/8/324应用程序演示MarineSimulator(CCTV-1)演示MarineSimulator(Under-sea)演示RescueSimulator演示X29-DEMOClothSimulation演示FractalTerrain演示MissleTest游戏程序演示2021/8/325第二节

6、图形系统的相关设备一、图形系统的组成二、图形系统的分类三、图形系统的显示设备四、其他设备2021/8/326一、图形系统的组成显示设备图形计算机交互设备软件和数据库用户任务二、图形系统的分类1）采用大、中型计算机的图形系统2）采用图形工作站的图形系统3）采用PC机的图形系统PC+显卡2021/8/327三、图形系统的显示设备CPUPCI/AGP/PCI-E总线显卡显示器图形显示流程示意图1.显卡(图形加速卡)2021/8/328显示芯片(图形处理器,GPU)：显存：RAMDAC：总线接口：输出接口：nVidiaA

7、TI帧缓存纹理缓存2021/8/3292021/8/3302.显示器CRT显示器液晶显示器等离子显示器象素分辨率点距刷新率颜色数图具有一位帧缓存的黑白显示器工作原理显示器显卡帧缓存屏幕存储位象素2021/8/331图具有24位面的真彩色显示器工作原理帧缓存(24个位面)屏幕显卡显示器象素分辨率点距刷新率颜色数2021/8/332头盔显示器(HMD:Head-MountedDisplay)3.其他显示设备2021/8/333立体眼镜2021/8/334CAVE(CaveAutomaticVirtualEnviron

8、ment)2021/8/3352021/8/336立体显示器2021/8/337投影仪2021/8/338四、其他设备数据手套(DataGloves)2021/8/339数字化仪