计算机图形学基础ppt课件.ppt

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1、计算机图形学基础西北工业大学电子信息学院赵平不知道现状的人永远不可能有所创新教学要求了解图形系统的框架及其涉及的软件、硬件技术；了解图形学的基本问题，掌握图形学的基本概念、方法与算法；对与图形相关的应用及当前的研究热点有一个初步认识；1.1计算机图形学及其相关概念计算机图形学（ComputerGraphics）计算机图形学是研究怎样利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。IEEE定义：Computergraphicsistheartorscienceofproducinggraphicalimageswit

2、htheaidofcomputer.计算机图形学的研究内容如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法，构成了计算机图形学的主要研究内容。图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法，以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。计算机图形学的研究对象——图形通常意义下的图形：能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象都称为图形。图形的要素几何要素和非几何要素计算机图形学中所研究的图形从客观世界物体中抽象出来的带有颜色及形状信

3、息的图和形。图形的表示点阵法是用具有颜色信息的点阵来表示图形的一种方法，它强调图形由哪些点组成，并具有什么灰度或色彩。参数法是以计算机中所记录图形的形状参数与属性参数来表示图形的一种方法。通常把参数法描述的图形叫做图形（Graphics）把点阵法描述的图形叫做图像（Image）图形与图像图像纯指计算机内以位图(Bitmap)形式存在的灰度或彩色信息。图形含有几何属性，更强调场景的几何表示，是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的。图形主要分为两类基于线条信息表示明暗图(Shading)Graphics与Image的对比1.数

4、据量很少数据量很大2.有结构，便于编辑修改无结构，不便于编辑修改3.能准确表示3D景物，易于生成所需的不同视图3D景物的信息巳部分丢失，很难生成不同的视图4.生成视图需要复杂的计算生成视图不需要复杂的计算5.自然景物的表示很困难自然景物的表示不困难6.国际标准：GKS,PHIGS,OpenGL,WMF,VRML;CGM,STEP,国际标准：JBIG,JPEG,IPI/IIF;TIFF7.编辑软件(绘图软件):AutoCAD,CorelDRAW编辑软件(图象处理软件)：Photoshop,PhotostylerGraphics与I

5、mage的关系rendering(imagesynthesis)graphicsmodeldigitalimageimageanalysis(recognition)imagedigitizing(imagecapturing)现实的景物可视的图象计算或测量得到的大量数据VisualizationinScientificComputing(VISC)假想的或概念上的景物Imageprocessingplayback(reconstruction)modeling与计算机图形学相关的学科计算机图形学试图从非图像形式的数据描述来生成

6、（逼真的）图像。数字图像处理旨在对图像进行各种加工以改善图像的视觉效果。计算机视觉是研究用计算机来模拟生物外显或宏观视觉功能的科学和技术。计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）-CAD/CAM是计算机图形学在工业界最广泛、最活跃的应用领域飞机、汽车、船舶的外形的设计发电厂、化工厂等的布局土木工程、建筑物的设计电子线路、电子器件的设计设计结果直接送至后续工艺进行加工处理，如波音777飞机的设计和加工过程奥迪效果图和线框图计算机图形学研究动态计算机动画中的运动计算机动画的制作计算机动画地理信息系统强调对图形和图象的空间分析和管理。G

7、IS地理信息系统（GIS）数字地球，地形数据作为载体，（70％）全球信息化.军事，政府决策，旅游，资源调查。地理图、地形图、矿藏分布图、气象气流图、植物分布图真实感图形显示真实感图形的生成：场景造型→取景变换→视域裁剪→消除隐藏面→可见面光亮度计算野外自然景物的模拟：山、水、云、树、草、火等清华山水虚拟(Virtual-reality)现实由计算机生成的一个实时三维空间。使用户产生一种身临其境的感觉。科学计算可视化（VisualizationinScientificComputing）“科学家们不仅需要分析由计算机得出的计算数据

8、，而且需要了解在计算过程中数据的变化”可视化科学计算可视化(ScientificVisualization)海量的数据使得人们对数据的分析和处理变得越来越难，用图形来表示数据的迫切性与日俱增1986年，美国科学基金会（NSF）专门召开了一次研讨会，会上提出了“科