图形系统课件.ppt

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1、第1章交互式计算机图形系统1.1图形系统的组成1.2图形系统的功能及性能要求1.3图形系统的硬件平台1.4图形系统的软件平台1《交互式计算机图形学》南京航空航天大学伍铁军1.1图形系统的组成交互式计算机图形系统是——用户、计算机、图形设备、软件——组成的协调运行的系统。软件平台用户多媒体硬件网络硬件主机显示器绘图仪打印机……Mouse键盘扫描仪……2《交互式计算机图形学》南京航空航天大学伍铁军1.2图形系统的功能及性能要求一、基本功能图形系统虽然在不断发展、变化，基本功能是永恒的，不外乎：计算、存储、交互、输入、输

2、出二、性能要求3《交互式计算机图形学》南京航空航天大学伍铁军来自用户对图形系统的性能要求1.数据处理速度（实时性要求）硬件因素：CPU/数字处理器/图形显示处理器、内存/外存/高速缓存、I/O端口、总线性能等。2.数据处理精度（真实性要求）图形信息的输入/输出质量，如显示分辨率、色彩容量等。4《交互式计算机图形学》南京航空航天大学伍铁军3.处理存储容量（复杂性要求）内、外存显设备缓冲区的存储容量。4.系统界面交互功能（交互性要求）与输入设备、用户界面系统有关。5《交互式计算机图形学》南京航空航天大学伍铁军1.3图形系

3、统的硬件平台一、图形系统的类型平台：用户面对的一个计算机工作环境。分硬件平台和软件平台。硬件平台：由计算机和图形设备组成，是软件平台的物理支撑。1.微型计算机系统特点：处理速度、存储容量、显示性能不断提高；价廉物美，使用面最广。6《交互式计算机图形学》南京航空航天大学伍铁军2.工作站系统配有高性能、高分辨率的图形显示控制系统。特点：强大的计算能力和图形处理能力；拥有工程所需的软、硬件环境支持。特别适于形成一种工程开发环境。性/价比很高。3.中小型计算机系统高级的、大规模的计算机工作环境。用于大型信息系统的环境。特点：

4、具有强大的处理能力，数据的并行或分布式处理能力，集中控制和管理能力，海量数据存储能力。在计算机世界中自占一域，具有强大的竞争力。7《交互式计算机图形学》南京航空航天大学伍铁军4.计算机网络可由上述三种单独组网，或由各类机器联合组网。形成基于网络平台的图形系统，使应用范围更远更宽。特点：可充分发挥各机器的性能和特点，以达到很高的性能价格比。是用户向计算机输送信息的装置。（能将图像的明暗/颜色变换成数字形式，或将描述图形的数据和命令等转换成电信号传送给计算机。二、图形系统的外部设备1.图形输入设备8《交互式计算机图形学》

5、南京航空航天大学伍铁军例如：键盘、鼠标器、光笔、操纵杆、轨迹球、数值化仪，扫描仪、摄像机、触摸屏、数据手套、声音输入……。随着计算机技术的发展，原来的图形输入物理设备的功能在不断充实和完善，新的图形输入物理设备又在不断涌现。9《交互式计算机图形学》南京航空航天大学伍铁军定位(Locator)：输入一个点的坐标。笔划(Stroke):输入一系列点的坐标。数值(Valuator):输入一个整数或实数。选择(Choice):由一个整数得到某种选择。拾取（Pick）：选取图形元素。字符串（String）：输入一串字符。事实上

6、，实际的图形输入设备通常是若干逻辑输入功能的组合。可见，图形输入设备从物理上分是无限的；但从逻辑功能上分是有限的，至今不外乎六种：10《交互式计算机图形学》南京航空航天大学伍铁军在图形输入设备中还有一个特殊的领域，那就是真实物体的三维信息的输入。一个应用是要对已有的实物零件进行大规模的生产，需要通过激光扫描来采集实物零件表面各个点的位置信息，以便在计算机中生成三维实体模型。另一个应用就是扫描保存古代名贵的雕塑和其它艺术品的三维信息，这样可以在计算机中产生这些艺术品的三维模型。11《交互式计算机图形学》南京航空航天大学

7、伍铁军美国斯坦福大学计算机系的著名图形学专家MarcLevoy曾经带领他的30人的工作小组于1998～1999学年专门在意大利对文艺复兴时代的雕刻大师米开朗基罗的众多艺术品进行扫描，保存其形状和面片信息。工作难度相当大，他们为此专门设计了一套硬件和软件系统。数据量也惊人，光大卫像就有20亿个多边形和7000张彩色图象，总共需要72G的磁盘容量。这次工作可以说是实体图形输入的一个颠峰之作。12《交互式计算机图形学》南京航空航天大学伍铁军13《交互式计算机图形学》南京航空航天大学伍铁军是计算机图形系统的重要设备；是反馈用

8、户（设计人员/操作人员）了解设计过程实时状态的一个“窗口”。借助它和图形输入设备，用户可动态地对所设计图形进行修改、编辑，即实现交互操作。图形显示器采用的图形显示技术有：阴极射线管(CRT)技术、平板显示器技术。但因制造成本、分辩率、色彩等方面的原因,CRT技术仍是目前显示设备中用得最多的主要技术。2.图形显示设备14《交互式计算机图形学》南京