计算机图形学概论ppt课件.ppt

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1、第1讲、计算机图形学概述一、什么是计算机图形学?二、计算机图形学研究什么?三、计算机图形学发展简史。四、计算机图形学这门课程学什么?什么是计算机图形学?计算机屏幕（及其它图形显示设备）是如何显示文字、几何图形、图像等内容的？什么是计算机图形学?视频显示原理接口计算机显示存储器象素值色彩查找表CRT控制器颜色亮度信号监视器显示控制卡的组成什么是计算机图形学?CRT显示器工作原理CRT结构示意图加热灯丝聚焦阳极垂直偏转板阴极控制栅极加速阳极水平偏转板电子束荫罩荧光涂覆层电子枪什么是计算机图形学?彩色CRT显示器荫罩结构a.点状荫罩结

2、构b.荫栅结构c.沟状荫罩结构什么是计算机图形学?显示器的点距（Dot-Pitch）0.25mm0.24mm0.28mm（对角点距）（水平点距）什么是计算机图形学?8888位DAC红蓝绿8位DAC8位DAC010001111010110000000110一个具有24位面的彩色帧缓冲存储器什么是计算机图形学?矢量栅格图形图像什么是计算机图形学?图形：计算机图形学的研究对象，是几何图形的简称，指可以通过几何算法、模型描述，生成的视觉可感知的信息。图像：是照片、影像的简称。什么是计算机图形学?构成图形的要素几何要素：刻画对象的轮廓、形

3、状、位置等非几何要素：刻画对象的颜色、材质、纹理等什么是计算机图形学?图形在计算机内的表示方法：点阵表示枚举出图形中所有的点(强调图形由点构成)简称为图像（数字图像）参数表示由图形的形状参数(方程或分析表达式的系数，线段的端点坐标等)+属性参数(颜色、线型等)来表示图形简称为图形什么是计算机图形学美国电气及电子工程师学会(IEEE)对计算机图形学的定义是：Computergraphicsistheartorscienceofproducinggraphicalimageswiththeaidofcomputer.什么是计算机图形

4、学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。计算机图形学是研究怎样用计算机生成、显示和处理图形的一门学科。与其它学科的关系数字图像数据模型图像生成（计算机图形学）模型（特征）提取（计算机视觉，模式识别）模型变换（计算几何）图像变换（图像处理）发展特点:交叉、界线模糊、相互渗透计算机图形学研究什么图形的处理图形的输入图形的输出计算机图形学研究什么（1）图形设备的研究：输入、显示、拷贝。－彩色、大尺寸、高精度、高速度、低成本（2）标准化图形支撑环境的研究。－硬件：即插即用，良好的互

5、换性－软件：接口标准，功能集定义，与设备无关，加速算法标准化计算机图形学研究什么（3）交互技术的研究：几乎所有应用都有交互要求，主要考虑精确度，易用性，效率等方面。（4）图形的快速生成算法：基于图形设备的基本图形元素的生成算法基本图形元素的几何变换，投影变换，窗口裁剪等计算机图形学研究什么（5）图形的变换与运算：平移，旋转，变比，对称，投影，透视，由简单图形生成复杂图形（6）几何造型与实体造型：通过对几何元素（点、线、面、体）经平移，旋转，变比等几何变换和并、交、差等集合运算，产生可重用的物体模型，用于CAD/CAM等计算机图形

6、学研究什么（7）真实效果绘制：将三维信息经过某种变换，在二维的显示面上绘制出来，要解决消隐，明暗对比，颜色，纹理，光照等问题，要注意真实效果和艺术加工的关系。物理建模与显示。（8）动画技术：快速，真实感，变形效果，渲染等计算机图形学研究什么（9）虚拟现实技术：－基于物理的建模－景物显示技术－跟踪技术－三维输入技术－反馈技术GraphicsinRS阴影边缘房屋边缘边缘分类与排除阴影轮廓线屋顶轮廓线拓扑分析排除阴影边、形成边缘链边缘链提取矢量化直线单像处理阶段左像边缘链右像边缘链增补拐角，影像匹配候选的建筑物边界线评价和选取平差生成

7、建筑物三维模型双像处理过程GraphicsinRS基于数字近景摄影测量的三维建模GraphicsinRS基于三维激光扫描的三维建模计算机图形学的发展“计算机图形学是伴随着计算机及其外围设备而产生和发展起来的”。（一）准备和酝酿时期（50年代）第一台图形显示器的诞生（美国MIT，1950）第一台滚筒式绘图仪诞生（美国Calcomp公司）、第一台平台式绘图仪诞生（美国GerBer公司，1958）电子管计算机，机器语言编程，主要用于科学计算，图形设备仅具有输出功能.CRT+光笔，预示着可交互式图形技术的诞生。（MIT的SAGE空中防御

8、系统，50年代末）计算机图形学的发展“ComputerGraphics”术语的提出，《Sketchpad:一个人机通信的图形系统》（1962，美国MIT的Sutherland）确立了交互式计算机图形学的地位。计算机图形学大规模研究的开始。1962年法国雷诺汽车公