计算机图形学新ppt课件.ppt

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1、计算机图形学与图形处理技术6.1计算机图形学概论6.2计算机图形学的发展与应用6.3二维矢量绘图与编辑6.4三维真实感图形技术6.5实时真实感图形学技术6.6矢量图格式与绘图软件6.1计算机图形学概论图6-2利用真实感图形技术生成的的实体模型6.1.1计算机图形学研究的主要内容6.1.2计算机图形处理的基本内容图形处理包括的主要内容有:几何变换，如平移、旋转、缩放、透视和投影等曲线和曲面拟合建模或造型隐线隐面消除阴暗处理纹理产生着色6.1.3计算机图形系统的组成与功能作为一个图形系统，至少应具有

2、计算、存储、输入、输出、人机交互等五个方面的基本功能。计算功能存储功能输入功能输出功能人机交互功能6.2计算机图形学的发展与应用6.2.1计算机图形学的发展DAC-1,世界上首个用于汽车发动机设计的CAD系统，1959年由IBM开发世界上第一台光笔交互式图形显示器IBM2250图6-4早期的计算机图形应用系统6.2.2计算机图形学的应用领域1.计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）图6-5用CAD设计的波音（BOEING）7772.图形化的用户接口3.地形地貌和自然资源图4.科学计算可视化5.计

3、算机动画和艺术三维动画电影《精灵鼠小弟》计算机创作的静物风格作品图6-7计算机动画与艺术创作6.3二维矢量绘图与编辑6.3.1矢量图形对象与绘图工具1.矢量图形对象2.绘图工具图6-8矢量绘图软件提供的工具箱交互式工具是矢量绘图软件中的一个非常重要的功能，通过一系列的交互工具的使用，可以创建出令人惊叹的效果。使用“调和工具”，可以将两个对象通过调和平滑的组合在一起，在矢量图形对象之间产生形状、颜色的连续变化（图6-9a）。交互式变形工具可以同时对多个矢量对象进行变形（图6-9b）。(a)交互式调

4、和工具效果(b)交互式变形工具效果（注意变形前后两个图形的不同）图6-9交互式工具的使用智能绘图工具自动对涂鸦的线条进行识别、判断并组织成最接近的几何形状，如图6-10所示。图6-10智能绘图工具能将手绘草图转换成最接近的几何形状6.3.2路径与锚点开放路径：路径有两个明显的端点（锚点），中间有任意数目的定位点。闭合路径：路径是连续的，没有终点和起始点。闭合路径对象是可以填充的，而开放路径对象则不能填充。复合路径：由两个或多个开放或闭合路径组成。图6-11路径及其绘图实例6.3.3曲线编辑图6-

5、12由两个Bazzier曲线段连接而成的曲线，拖动方向线可改变曲线的弯曲形状6.3.4填充与渐变图6-13渐变与图案填充效果图6-14渐变网格应用示意图及作品6.3.5矢量字体图6-15用矢量绘图软件设计的美术字体6.3.6三维造型图6-16用AdobeIllustratorCS矢量绘图软件设计的三维图形6.4三维真实感图形技术6.4.1真实感图形技术研究的内容6.4.2计算机三维图形建模与表示1.三维物体的投影与透射图6-17直线段P1P2在投影平面平行投影2.多边形网格模型图6-19一个物体

6、的多边形网格表示图6-20三维模型的面是由多边形或曲面组成的3.三维物体的数值表示图6-21为一立方体模型。立方体的顶点表坐标构成该物体的三维模型信息。图6-21立方体模型的顶点表示4.如何获取多边形网格(a)三维数字化仪(b)实物(c)物体表面的网格表示图6-22利用三维数字化仪为创建三维模型6.4.3三维几何造型方法图6-23三维实体模型的表示图6-24复杂曲面的三维建模应用：表面模型（左图）与实体模型（右图）6.4.4三维物体消隐(a)线框图(b)从右上往下看（C）从左下住上看图6-25线

7、框模型具有二义性线框图线消隐面消隐图6-26线消隐与面消隐消隐算法研究组成物体表面的多边形之间的遮挡关系消隐算法大致可以分为：物体空间法、图像空间法和排列优先法。图6-27是经消隐算法处理后得到线消隐与面消隐三维图形。线消隐——线框模型面消隐——表面模型（a）经线消隐处理的三维线框图(b)经面消隐处理的三维表面图图6-27　经消隐处理后的三维图形6.4.5光照模型1.局部光照模型与整体光照模型(a)采用局部光照模型绘制的三维球体(b)采用整体光照模型绘制的三维球体图6-28局部光照模型和整体光照

8、模型示例局部光照模型与整体光照模型局部光照模型假定物体基本不透明，只考虑光源的直接照射，忽略光在环境景物之间的传递整体光照模型考虑环境的漫射、镜面反射、规则投射，可模拟复杂光照现象表现场景整体照明效果的一个重要方面是透明现象的模拟。图6-29模拟了场景中透明物体的整体照明效果。图6-29用整体照明模型模拟的物体透明效果2.光线跟踪光透射光线跟踪（Ray-trace）是一种真实感地显示物体的方法，最基本的光线跟踪算法是跟踪镜面反射和折射。从光源发出的光遇到物体的表面，发生反射和折射，光就改变方向，