计算机图形学 第2版 教学课件 作者 徐长青 第1章 计算机图形学简介.ppt

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1、第一章计算机图形学简介第一节计算机图形学第二节计算机图形学的起源第三节计算机图形学的应用及发展动向第四节图形系统的硬件第五节计算机图形标准计算机图形学指用计算机产生对象图形的输出的技术。更确切地说，计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专门显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。第一节计算机图形学模型：能够正确地表达出一个对象性质、结构和行为的描述信息。图形最终表示是由点和如何显示这些点的绘图算法表示的。图形的表示数据与图形的显示数据很少是相同的。图象处理是指用计算机来改善图象质量的

2、数字技术。其也应用于对视觉信息的机器感觉。模式识别是指用计算机对输入图形进行识别的技术。计算几何学是研究几何模型和数据处理的学科。交互式计算机图形学是指用计算机交互式地产生图形的技术。交互设备是实现交互技术，完成交互任务的基础。交互设备有定位、键盘、选择、取值和拾取。交互任务是用户输入到计算机的一个单元信息，基本任务有四种：定位、字串、选择、取数。第二节计算机图形学的起源1962年，麻省理工学院的IvanE.Sutherland，发表了一篇光辉的博士论文--“Sketchpad：人---机图

3、形通信系统”，这极大地推进了交互式计算机图形显示成为一个重要的崭新的领域。第三节计算机图形学的应用及发展动向图示图形学制图学计算机辅助设计和计算机辅助制造计算机仿真与动画计算机艺术与娱乐可视化科学计算可视化、商用可视化教学与培训图形用户界面窗口、菜单和图标图形学主要研究内容图形的生成和表示技术图形的操作与处理方法图形输出设备与输出技术的研究图形输入设备、交互技术及用户接口技术的研究图形信息的数据结构及存储、检索方法几何模型构造技术动画技术图形软硬件的系列化、模块化和标准化的研究科学计算的可视化第四节

4、图形系统的硬件计算机图形系统：计算机（CPU)、显示处理器(DPU)、图形显示器、输入设备和硬拷贝设备CRT图形显示器工作方式有两种：随机扫描方式和光栅扫描方式象素屏幕上可以点亮或熄灭的最小单位分辨率显示屏上象素的总数，常用每行的象素数与行数的乘积表示亮度等级或称灰度等级数目是指单色显示器象素的亮度可以有多少种不同的变化帧存储器存储屏幕上每个象素对应的颜色或亮度值颜色系统RGB（红、绿、蓝）、颜色查询表（colorlookuptable）、CMY（青、品红、黄）、HSV（色彩、饱和度、亮度）第五节计算

5、机图形标准计算机图形的标准是指图形系统及其相关应用系统中各界面之间进行数据传送和通信的接口标准，以及供图形应用程序调用的子程序功能及其格式标准，前者为数据及文件格式标准，后者为子程序界面标准.CGI(ComputerGraphicsInterface)为用户提供控制图形硬件的一种与设备无关的方法，使得用户能够灵活方便地直接控制图形设备，它是面向图形设备的接口标准CGM(ComputerGraphicsMetafile)是一套与设备无关的语义词法定义的图形文件格式。CGM提供的图形元文件规定了生成、存储

6、、传送图形信息的格式。GKS(GraphicsKernalSystem)提供应用程序和图形输入输出设备之间的功能接口，它是一个独立于具体语言的图形核心系统，在应用中将GKS嵌入到相应的语言中。PHIGS(Programmer’sHierarchicalInteractiveGraphicsSystem)是为三维图形应用而设计的图形软件工具库。GL(GraphicsLibrary)是在工作站上广泛应用的一个标准的图形程序库。其具有如下功能：基本图素(线、多边形等)、坐标变换、设置属性和显示方式、输入输出

7、处理、真实图形显示。图形软件：通用编程软件包－开发专用应用软件包－应用通用图形编程软件包提供一个可用于高级程序语言的图形功能扩展集。其包括生成图形元素、设置颜色和亮度值、选择视图和应用转换功能。专用图形应用软件包－CAD、CoreDraw