计算机图形学第1章绪论.ppt

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1、计算机图形学教程清华大学计算机基础教育课程系列教材陆润民编著绪　　论一、课程说明1.图形学概述“图形”是人类最早的文明体现。它和文字、声音等一样，是承载信息进行交流的重要媒体。是一切设计工作的核心内容之一。图形学作为一门科学，历来是人们重要的学习和研究内容。计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专用设备上显示的原理、方法和技术的学科。通俗地讲，就是应用计算机技术进行图形的生成、处理和输出。计算机技术的不断完善以及计算机图形学这门新兴学科的发展，为利用计算机来进行设计和图形处理开创了新

2、纪元。计算机图形学的历史并不长，但对现代科学技术的影响很大。可以说，任何一个设计及图形领域都不可缺少计算机图形技术。它是唯一能帮助人们进行高速度、高精度、高难度的设计及图形表现工作的一种技术。工程界普遍认为：计算机图形学是现代设计方法的核心内容之一。2.计算机图形学包含的主要内容图形系统（硬、软、标准化）基本图形生成图形变换图形典型算法曲线曲面造型计算机动画真实感图形图形学的应用3.计算机图形学与计算机辅助设计计算机图形学是计算机辅助设计的重要组成部分和核心内容。(1)设计工作的最后结果一般都要

3、以图的形式来表达；(2)计算机图形技术是实现先进的计算机辅助设计技术的重要基础。要掌握计算机辅助设计技术，首先必须掌握计算机图形技术。4.计算机图形学的应用近30年来，“计算机图形学”得到了广泛的应用和飞速的发展。目前，其主要的应用领域有：(1)　计算机辅助设计(CAD)和辅助制造(CAM)这是一个计算机图形学应用最广泛、最活跃和发展最快的领域。它被用来进行建筑工程、机械结构和部件等的设计，绘制加工图纸；汽车、飞机、船舶的外形数学建模，曲线、曲面拟合与光顺，并绘出图纸；大规模集成电路的设计与绘图

4、等。(2)　动画与系统模拟动画片、广告；模拟各种反应过程，如化学反应、核反应；碰撞、地震等过程模拟；以及各种各样的运动和训练模拟。这样做，不仅安全，还可以取得极大的经济效益。(3)　绘制勘探、测量的图形处理勘探和测量所得的数据，可以绘制成地理图、地形图、矿藏分布图、气象图，在微观中的电场、电荷分布图等。(4)　办公自动化可以用来绘制数学的或经济的各类信息二、三维图表。如统计用的直方图、扇形图，以及各类进程管理图表等。这些图可以用简明的方式提供形象化的数据和变化趋势，以增加对复杂现象的了解，并协助

5、作出决策。(5)　计算机辅助教学由于计算机图形技术能生成丰富的图形，可用于辅助教学，使教学过程变得形象、直观和生动，有助于提高学生的学习兴趣和注意力，增强教学效果。5.教学安排（1）总学时48。（2）每周一次讲课；上机20学时。（20机时课内、课外各10个。）（3）教学基本要求了解计算机图形学所包含的基本内容；能用C语言编写图形程序；能利用典型的图形软件来实现自己的设计思想（较简单的）；能用C程序来实现一些典型的图形算法。二、C语言图形功能一些高级语言都扩充了图形功能，这使得用户可以不需配备专门

6、的图形软件，就能在计算机上进行图形工作。TurboC2.0包含有460多个库函数，其中有70多个图形函数，这些函数包括了绘图、处理图象及图素、屏幕及视图区控制、颜色及线型设置、状态查询和出错处理等，这使得TurboＣ具有很强的图形功能。１.图形显示器的工作方式IBMPC机的显示器可以在两种基本视频方式下工作：一种是文本方式；另一种是图形方式。(1)　文本方式在文本方式下，屏幕上可以显示的最小单位是字符，字符在屏幕上以行、列排列，即我们通常见到的情况。文本方式不同，屏幕上所显示字符的行数和列数也不

7、一样，颜色也会有所区别。TurboC支持6种不同的文本显示方式。(2)　图形方式在图形方式下，屏幕上可以控制的最小单元称作像素(pixel)，它是组成图形的基本元素，一般叫作“点”。通常把屏幕上所包含像素的个数叫做分辨率。分辨率越高，显示的图形越细致、质量越好，这是显而易见的。在图形方式下，屏幕上每个像素的显示位置用点坐标系来描述。在该坐标系中，屏幕左上角为坐标系的原点，坐标值为(0,0);水平方向为Ｘ轴，自左向右；垂直方向为Ｙ轴，自上向下。见下图。点坐标系中坐标值的范围决定于所用显示器的分辨率

8、。分辨率不同，水平方向上和垂直方向上的点数也不同，即其maxx、maxy的数值不同。就我们常用的VGA显示器来说，它通常所用的分辨率为640480,即它的maxx值为639,maxy的值为479。２.图形函数及其用法TurboC的图形函数均在一个头文件“graphics.h”中定义。所以，凡是在程序中要调用这些图形函数，都必须在源程序的开头写上文件包含命令：#include(1)　图形系统管理在一般默认情况下，显示器处于文本方式下。在文本方式下，所有的图形函数均不能应用