计算机图形学　全套课件.PPTVIP

东华理工学院 计算机图形学 计算机图形学 计算机图形学 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；（重点） 对与图形相关的应用及当前的研究热点有一个初步认识； 具有一定实践体会和相关的编程能力。 教材或参考书 教材： 倪明田等，“计算机图形学”，北京大学出版社，1999。 主要参考书： 孙家广：计算机图形学（第三版），清华大学出版社，1999。 Donald Hearn, M. Pauline Baker ,“Computer Graphics (C Version)”, Prentice Hall , 1997. James D. Foley, Andries van Dam etc., “Introduction to Computer Graphics”, Addison-Wesley, 1996 董士海，《计算机用户界面及其工具》，科学出版社，1994 龙晓苑：数字化艺术，北京大学出版社，1999.12 第一章 引言 1.1 研究领域 1.2 发展历史 1.3 主要应用 1.4 当前研究动态 1.5 软件工程 计算机图形学的研究内容 图形：计算机图形学的研究对象 能在人的视觉系统中产生视觉印象的客观对象 包括自然景物、拍摄到的图片、用数学方法描述的图形等等 构成图形的要素 几何要素：刻画对象的轮廓、形状等 非几何要素：刻画对象的颜色、材质等 计算机中表示图形的方法 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 CAGD（Computer Aided Geometric Design） 几何形体在计算机中的表示，分析、研究怎样灵活方便地建立几何形体的数学模型，提高算法效率，在计算机内更好地存储和管理这些模型等。研究曲线、曲面的表示、生成、拼接、数据拟合。 图象处理： 研究如何对一幅连续图像取样、量化以产生数字图像， 如何对数字图像做各种变换以方便处理， 如何滤去图像中的无用噪声， 如何压缩图像数据以便存储和传输，图像边缘提取，特征增强和提取。 计算机视觉和模式识别： 图形学的逆过程，分析和识别输入的图像并从中提取二维或三维的数据模型（特征）。手写体识别、机器视觉。 图形软件发展及软件标准的形成 发展历程 1.3 应用举例 图形用户界面 介于人与计算机之间，人与机器的通信，人机界面（HCI）：软件＋硬件 发展：由指示灯和机械开关组成的操纵界面→由终端和键盘组成的字符界面（80年代）→由多种输入设备和光栅图形显示设备构成的图形用户界面（GUI），（90年代）PC，工作站，WIMP(W-windows、I-icons、M-menu、P-pointing devices)界面，所见即所得→VR技术（发展方向） CAD/CAM 图形学的主要应用领域之一。 建筑、机械结构和产品设计（结构分析和外形设计）、布局（各种管道，电子线路） Boeing 777, 无纸设计。 AutoCAD, GHCAD, SolidWorks, Pro/E, UG, CATIA, MDT, Teapot Blending of the modeling 可视化 科学计算可视化(Scientific Visualization) 必要性：直接分析大量的测量数据或统计数据有困难 目标：用图形表现抽象的数据 应用领域：医学图象重建，遥感，流场、气象、核爆模拟，有限元分析……。 等等 信息可视化：信息流量，商业统计数据，股市行情……。 地理信息系统（GIS） 建立在地理图形之上的关于各种资源的综合信息管理系统 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。 娱乐 ●电影特效 实时性 逼实性 蕴含了先进的图形处理技术 ●电视广告，节目片头，科教演示（CAI） ●电脑游戏：Quake III，“古墓丽影”，“侏罗纪公园”、“皇帝的新衣”、完美风暴……… ● MAYA, 3D-MAX, SOFTIMAGE… 计算机艺术 Coreldraw, Photoshop, 金山画王笔, 相片真实感模拟与自然媒体仿真技术 分形艺术 Virtual Reality（虚拟现实、灵境） Virtual Reality 或称虚拟环境（Virtual Environment) 是用计算机技术来生成一个 逼真的三维视觉、听觉、触觉 或嗅觉等感觉世界，让用户可 以从自己的视点出发，利用自 然的技能和某些设备对这一生 成的虚拟世界客体进行浏览和 交互考察。 输