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2025/7/171计算机图形学基础

教学要求2025/7/172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；具有一定实践体会和相关的编程能力。了解图形系统的框架及其涉及的软件、硬件技术；

课程内容2025/7/173概论01计算机图形设备02交互式技术03几何造型技术04基本图形生成算法05二维图形变换及二维观察*06三维图形变换及三维观察*07高级话题：曲线和曲面、真实感图形显示*08

主要参考书目2025/7/174陈传波、陆枫，计算机图形学基础，讲义，2001孙家广，计算机图形学（第三版），清华大学出版社，1999。唐泽圣，计算机图形学基础，清华大学出版社，1995DonaldHearn,M.PaulineBaker,“ComputerGraphics(CVersion)”,PrenticeHall,1997.JamesD.Foley,AndriesvanDametc.,“IntroductiontoComputerGraphics”,Addison-Wesley,1996倪明田等，“计算机图形学”，北京大学出版社，1999唐荣锡，计算机图形学教程（修订版），科学出版社，2000计算机辅助设计与图形学学报中国图形图像学报

成绩评定办法2025/7/175笔试：70%上机作业：30%

提出问题第1章引言2025/7/176BAC什么是计算机图形学？计算机图形处理系统的构造？计算机图形学研究的对象是什么？

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：Computergraphicsistheartorscienceofproducinggraphicalimageswiththeaidofcomputer.

计算机图形学与传统理论：01交叉、界线模糊、相互渗透02CAGD（计算几何）03逼近论（计算数学）04微分几何05形态学06混沌学07小波理论08

计算机图形学的研究对象——图形01通常意义下的图形：02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。03

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息的图和形。

图形的表示2025/7/1711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。01参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。02通常把参数法描述的图形叫做图形（Graphics）03把点阵法描述的图形叫做图象（Image）04计算机图形学相关的学科算机图形学试图从非图象形式的数据描述来生成（逼真的）图象。字图象处理旨在对图象进行各种加工以改善图象的视觉效果。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。

1.2计算机图形学的发展2025/7/17141.2.1计算机图形学的确立酝酿期（50年代）1950年，美国MIT的旋风1号(WhirlwindI)计算机配备了阴极射线管(CRT)来显示一些简单的图形

01萌芽期（60年代）021962年，美国MIT林肯实验室的发表了一篇题为Sketchpad：一个人－机通信的图形系统的博士论文，其中首次使用了“ComputerGraphics”

1展期（70年代）2普及期（80年代）出现了带有光栅图形显示器的个人计算机和工作站3提高增强期（90年代）4总体特征：技术发展、需求驱动

1.2.2硬设备的发展2025/7/171701图形显示设备0260年代中期，随机扫描的显示器0360年代后期，存储管式显示器0470年代中期，光栅扫描的图形显示器。05目前正向着小型化、低电压、数字化方向发展

图形硬拷贝设备打印机绘图仪图形输入设备二维图形输入设备三维图形输入设备

1.2.3图形软件的发展及软件标准的形成图形软件的发展开放式、高效率、标准化、集成化、智能化、学科交叉01形软件标准与设备无关、与应用无关、具有较高性能02

GKS、GKS-3D、PHIGS、CGM、CGI、IGES、STEP近二十年中，国际标准化组织ISO已经批准和正在讨论的与计算机图形有关的标准有：如SGI的OpenGL，微软的DirectX，Adobe的Postscript等事实标准

1.3计算机图形学的应用2025/7/17211计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）2计算机辅助绘图3计算机辅助教学（CAI）

办公自动化和电子出