《计算机图形系统》PPT课件

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1、计算机图形学的基本任务是研究如何利用计算机来处理图形。计算机图形系统必须包含以下几个方面的任务：如何用适当的硬件来实现图形处理功能；如何设计好的图形软件；图形处理所需要的数学处理方法和算法；如何解决实际应用中的图形处理问题；因此，计算机图形系统是计算机硬件、图形输入输出设备、计算机系统软件和图形软件的集合。广东工业大学机电学院图学与数字媒体工程系计算机图形系统基本功能框架图显示器交互计算存储输出输入图形输入设备图形输出设备数据库计算机图形系统的功能一个交互式计算机图形系统应该具有计算、存储、对话、输入和输出等五个方面的功能。1.计算功能应包括形体的设

2、计、分析的方法的程序库和有关描述形体的图形数据库。数据库中应有坐标的几何变换，曲线、曲面的生成，图形交点的计算以及性能检验等功能。2.存储功能在计算机的内存、外存中要存放图形数据，尤其是要存放图形数据之间的相互关系。可根据用户的要求实现信息的实时检索，图形的变更、增添和删除等处理。3.交互功能用户通过图形显示器和图形输入设备进行人机通信的方式。用户通过显示屏观察设计结果，通过鼠标、键盘等输入设备编辑、修改图形，等等4.输入功能将设计过程中图形的形状、大小和颜色属性等必要的参数和命令输入到计算机中。5.输出功能包括显示输出和打印输出图形、数据，还包括将

3、设计文件保存到外存储器中。计算机图形系统的功能1.图形软件图形软件分为图形应用数据结构、图形应用软件和图形支撑软件三部分。三部分都处于计算机系统之内并与外部的图形设备进行接口。三部分互相联系、互相调用、互相支持，形成图形系统的软件部分。计算机图形系统的结构根据基本功能的要求，一个交互式计算机图形系统应包括图形软件和图形硬件两大部分。计算机图形系统的结构——图形软件图形应用数据结构：图形应用数据结构对应一组图形数据文件，其中存放将要生成的图形对象的全部描述信息。包括确定物体形状、位置、大小的几何信息；与图形构成有关的拓扑信息（如点、线、面之间的相互关系

4、）；与图形显示有关的属性信息（如颜色、线型、明暗、纹理等）……计算机图形系统的结构——图形软件图形应用软件：图形应用软件是解决某种应用问题的图形软件，是图形系统的核心部分，包括各种图形生成技术，是图形技术在各种不同应用的抽象。如AutoCAD、Photoshop、CorelDRAW、3DSMax、Flash等计算机图形系统的结构——图形软件图形支撑软件：图形支撑软件是由一组公用的图形子程序组成的。图形支撑软件可以被看成是计算机操作系统在图形处理功能上的扩展，是计算机高级语言在图形处理语句功能上的扩展。标准图形支撑软件在操作系统上建立了面向图形的输入、

5、输出、生成、修改等功能命令，对用户透明，与采用的图形设备无关（方便应用软件在不同系统间移植）。具有高级语言接口，支持高级语言程序设计。采用标准图形支撑软件降低了软件研制的费用和难度。常用的图形支撑软件包括：OpenGL，ACIS，DirectX。ACIS是用C++构造的图形系统开发平台，它包括一系列的C++函数和类（包括数据成员和方法）。开发者可以利用这些功能开发面向终端用户的三维造型系统。DirectX，（DirecteXtension）是由微软公司创建的多媒体编程接口，由C++编程语言实现。DirectX具有加强3d图形和声音效果的功能，并提供设

6、计人员一个共同的硬件驱动标准，让游戏开发者不必为每一品牌的硬件来写不同的驱动程序，也降低用户安装及设置硬件的复杂度。计算机图形系统的结构——图形软件平台实现层次语言应用领域OpenGL底层（显卡）C/C++三维设计软件ACIS底层（操作系统）C/C++三维造型和显示DirectX底层（操作系统）C++三维游戏计算机图形系统的结构——图形软件常用图形开发平台的比较计算机图形系统的结构——图形硬件计算机图形硬件包括具有高性能、高速度、大存储量的计算机系统，常规外围设备，以及图形输入输出设备。图形输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏、光笔、数据手套等。输

7、出设备包括图形显示器、图形硬拷贝设备（打印机、绘图仪等）。广东工业大学机电学院图学与数字媒体工程系图形显示设备的发展：60年代中期，随机扫描显示器60年代后期，存储管式显示器70年代中期，光栅扫描图形显示器。目前常用的图形显示器有：CRT（阴极射线管）显示器、液晶显示器、等离子显示器和激光显示器。计算机图形系统的结构——图形显示设备广东工业大学机电学院图学与数字媒体工程系CRT（阴极射线管CathodeRayTube）显示器工作原理CRT是一种真空器件，它由电子枪内的电磁场产生阴极射线，通过聚焦系统，使射线汇聚成电子束；通过偏转系统改变电子束的方向，

8、使其射向涂有荧光层的显示屏幕上的指定位置，在该位置上产生一个亮点。计算机图形系统的结构——图形显示设备彩色C