第五章 节 计算机图形学 .pptVIP

第五章 计算机图形学 一、计算机图形学的基本概念 1. 计算机图形学 计算机图形学（Computer Graphics，简称CG）是利用计算机处理图形信息的一门学科，包括图形信息的表示、输入输出与显示、图形的几何变换、图形之间的运算以及人机交互绘图等方面的技术。 计算机图形学既是一门科学，它包括一些数学基础和理论，又是一门技术，包括一些技巧和方法。掌握计算机图形学的理论和技术，有助于编写界面更为优美的应用程序，设计出逼真的图形或图案。 ★ 计算机图形学作为图形显示和处理的一门学科，具有很深的数学理论基础和实用方法和技术。可以这样说，数学能够培养逻辑思维和空间想象能力，它将现实世界中的物体逻辑化和符号化，如圆形表示成X2+Y2=R2的形式。而计算机图形学则正好相反，它是利用计算机将物体的数学表示以图形的方式在计算机屏幕上显现出来。 ★ 计算机图形学的基础是数学，任何图形的显示都必须首先构造出数学模型，然后再通过算法程序实现图形的显示和处理。另一方面，为了在计算机上显示和处理复杂的图形，要求人们不断地学习和研究数学，构造精巧的数学模型和实现算法，这就是计算机图形学的实质。 2. 计算机图形处理 计算机图形处理是指利用由概念或数学描述所表示物体的几何数据或几何模型，用计算机进行显示、存储、修改、完善以及有关操作的过程。 图形技术主要应用领域在计算机辅助设计和制造、计算机辅助教育、计算机技术、计算机模拟、计算机可视化，计算机动画和虚拟现实。CAD是图形学的主要应用领域之一。 3. 计算机图形学的研究领域和目标 (1) 图形系统的硬件设备，如图形处理器、图形输入输出设备，特别是图形显示和打印设备； (2) 基本图元的生成技术，如直线、园狐、曲线和曲面等； (3) 图形变换技术，包括二维几何变换、三维几何变换和投影变换等； (4) 人机交互绘图技术，如窗口技术、橡皮筋技术等； (5) 图形运算和处理技术，如图形的裁剪、填充等； (6) 实体造型技术和真实图形的表示，如消隐技术、色彩技术等。 2、计算机图形学软件的发展 计算机图形软件系统概括起来主要有以下三种： （1）用现有的某种计算机语言写成的图形子程序包，如GKS，PHIGS，GL等； （2）扩充某一种计算机语言，使其具有图形生成和处理功能； （3）专用的图形系统。对于某种类型的设备，可以配备专用的图形生成语言，如HP-PLOT图形语言。 三、计算机图形学的发展动向 计算机图形学是通过算法和程序在显示器上构造出图形的一种技术，其中有三个关键的技术，即实体造型技术、真实图形的生成技术和人-机交互技术，这三种技术也是今后计算机图形学的发展趋势。