計算機圖形學(xué)簡介

1、09:30:54,第一章 計算機圖形學(xué)簡介,第一節(jié) 計算機圖形學(xué)第二節(jié) 計算機圖形學(xué)的起源第三節(jié) 計算機圖形學(xué)的應(yīng)用 及發(fā)展動向第四節(jié) 圖形系統(tǒng)的硬件 第五節(jié) 計算機圖形標(biāo)準(zhǔn),09:30:54,第一節(jié) 計算機圖形學(xué) 計算機圖形學(xué) 指用計算機產(chǎn)生對象圖形的輸出的技術(shù)。 更確切地說，計算機圖形學(xué)是研究通過計算機將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形，并在專門顯示設(shè)備上顯示的原理、方法和技術(shù)的學(xué)科。,09:30

2、:54,模型：能夠正確地表達出一個對象性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和行為的描述信息。計算機圖形學(xué)中產(chǎn)生圖形的方法是建立對象的模型，即對該對象作出所需的正確的信息描述，然后利用計算機對這個模型進行各種必要的處理，從無到有地產(chǎn)生出能正確反映對象的某種性質(zhì)的圖形輸出。,09:30:54,圖象處理是指用計算機來改善圖象質(zhì)量的數(shù)字技術(shù)?？梢娀虿豢梢姷膱D象經(jīng)過量化后輸入到計算機中，由計算機按應(yīng)用的需要對已有的圖象進行增強、復(fù)原、分割、重建、編碼、存儲、傳輸?shù)确N種不同

3、的處理，在把加工后的圖象進行輸出。,09:30:54,模式識別是指用計算機對輸入圖形進行識別的技術(shù)。圖形信息輸入計算機后，先進行特征抽取等預(yù)處理，然后用統(tǒng)計判定方法或語法分析方法對圖形作出識別，最后按照使用的要求給出圖形的分類或描述。,09:30:54,交互式計算機圖形學(xué)是指用計算機交互式地產(chǎn)生圖形的技術(shù)。 交互設(shè)備是實現(xiàn)交互技術(shù)，完成交互任務(wù)的基礎(chǔ)。 交互設(shè)備有定位、鍵盤、選擇、取值和拾取。 交互任務(wù)是用戶輸入到計算機的一

4、個單元信息，基本任務(wù)有四種：定位、字串、選擇、取數(shù)。,09:30:54,,,09:30:54,第二節(jié) 計算機圖形學(xué)的起源,1950年，第一臺和麻省理工學(xué)院的Whirlwind計算機相連的顯示器產(chǎn)生了簡單的圖形。這臺顯示器使用了類似電視機使用的陰極射線管(CRT)。,09:30:54,在50年代，由于計算機還不適應(yīng)交互式使用，交互式計算機圖形學(xué)幾乎沒有什么發(fā)展。 到了50年代末期，由于麻省理工學(xué)院的TX-0和TX-2機器的研制成功，交

5、互式計算成為可行，人們對計算機圖形顯示的興趣迅速增長。,09:30:54,1962年，麻省理工學(xué)院的Ivan E.Sutherland，發(fā)表了一篇光輝的博士論文“Sketchpad：人---機圖形通信系統(tǒng)” ，向許多讀者證明了交互式計算機圖形顯示是一個有生命力的、有前途的和令人振奮的研究領(lǐng)域。這極大地推進了交互式計算機圖形顯示成為一個重要的嶄新的領(lǐng)域。,09:30:54,到了60年代中期，麻省理工學(xué)院、通用汽車公司、貝爾電話實驗室和洛克

6、希德飛機公司等都在進行大規(guī)模的計算機圖形顯示研究，從此開始了計算機圖形學(xué)的黃金年代。,09:30:54,70年代是這些研究工作結(jié)出碩果的十年。很多國家應(yīng)用了交互式圖形顯示，這些技術(shù)廣泛地應(yīng)用在計算機輔助設(shè)計、事物管理、過程控制、教育等諸多領(lǐng)域。 80年代，計算機圖形學(xué)不僅在工業(yè)、管理、藝術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用，而且已進入家庭。,09:30:54,90年代以來，科學(xué)計算的可視化、虛擬現(xiàn)實環(huán)境的應(yīng)用又向計算機圖形學(xué)提出了許多更高更新的要求，使

7、得三維乃至高維計算機圖形學(xué)在真實性和實時性方面將有飛速發(fā)展。,09:30:54,第三節(jié) 計算機圖形學(xué) 的應(yīng)用及發(fā)展動向,科學(xué)技術(shù)事業(yè) 制圖學(xué) 計算機輔助設(shè)計和計算機輔助制造計算機仿真與動畫 過程控制 、計算機藝術(shù)及辦公室自動化,09:30:54,圖形學(xué)主要研究內(nèi)容,圖形的生成和表示技術(shù) 圖形的操作與處理方法圖形輸出設(shè)備與輸出技術(shù)的研究圖形輸入設(shè)備、交互技術(shù)及用戶接口技術(shù)的研究 圖形信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及存儲、檢

8、索方法 幾何模型構(gòu)造技術(shù),09:30:54,動畫技術(shù)圖形軟硬件的系列化、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的研究科學(xué)計算的可視化,09:30:54,第四節(jié) 圖形系統(tǒng)的硬件,計算機圖形系統(tǒng)：計算機、顯示處理器、圖形顯示器、輸入設(shè)備和硬拷貝設(shè)備CRT圖形顯示器工作方式有兩種：隨機掃描方式和光柵掃描方式,09:30:54,,,,,,,09:30:54,象素: 屏幕上可以點亮或熄滅的最小單位分辨率: 顯示屏上象素的總數(shù)，常用每行的象素數(shù)與行數(shù)的乘積表示

9、亮度等級或稱灰度等級數(shù)目是指單色顯示器象素的亮度可以有多少種不同的變化 幀存儲器: 存儲屏幕上每個象素對應(yīng)的顏色或亮度值,09:30:54,顏色系統(tǒng) RGB（紅、綠、藍）、顏色查詢表（color lookup table）、CMY（青、品紅、黃）、HSV（色彩、飽和度、亮度）,,09:30:54,第五節(jié) 計算機圖形標(biāo)準(zhǔn),計算機圖形的標(biāo)準(zhǔn)是指圖形系統(tǒng)及其相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)中各界面之間進行數(shù)據(jù)傳送和通信的接口標(biāo)準(zhǔn)，以及供圖形應(yīng)用程序調(diào)用

10、的子程序功能及其格式標(biāo)準(zhǔn)，前者為數(shù)據(jù)及文件格式標(biāo)準(zhǔn)，后者為子程序界面標(biāo)準(zhǔn)。,09:30:54,CGI(Computer Graphics Interface)為用戶提供控制圖形硬件的一種與設(shè)備無關(guān)的方法，使得用戶能夠靈活方便地直接控制圖形設(shè)備，它是面向圖形設(shè)備的接口標(biāo)準(zhǔn) CGM(Computer Graphics Metafile)是一套與設(shè)備無關(guān)的語義詞法定義的圖形文件格式。CGM提供的圖形元文件規(guī)定了生成、存儲、傳送圖形信息的格式

11、。,09:30:54,GKS(Graphics Kernal System)提供應(yīng)用程序和圖形輸入輸出設(shè)備之間的功能接口，它是一個獨立于具體語言的圖形核心系統(tǒng)，在應(yīng)用中將GKS嵌入到相應(yīng)的語言中。 PHIGS(Programmer’s Hierarchical Interactive Graphics System)是為三維圖形應(yīng)用而設(shè)計的圖形軟件工具庫。,09:30:54,GL(Graphics Library)是在工作站上廣泛應(yīng)用