計算機圖形學教材第一章緒論(希賽教育基礎學院)

1、★第一章緒論◇課前索引【課前思考】計算機圖形學目前常用的設備有哪些計算機圖形學的主要研究內(nèi)容和范圍是什麼計算機圖形學有哪些應用？計算機圖形標準有哪些【學習目標】了解計算機圖形學的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀明確計算機圖形學的研究內(nèi)容、應用領域和發(fā)展方向?！緦W習指南】查閱有關的計算機圖形標準，了解計算機圖形學的編程環(huán)境?！倦y重點】計算機圖形學的輸入輸出設備及其使用?！局R點】計算機圖形學的發(fā)展概況；計算機圖形學的研究內(nèi)容及應用情況；計算機圖形學目前常用

2、的輸入輸出設備。第一節(jié)計算機圖形學的發(fā)展簡史計算機圖形學是研究用計算機表示、生成、處理和顯示圖形的學科。它涉及將幾何模型和數(shù)據(jù)轉變?yōu)閳D形的各種算法和技術。目前，計算機圖形學已經(jīng)成為計算機科學與技術中最為活躍的學科分支之一，并在眾多領域（如：汽車和飛機的設計與制造、機械產(chǎn)品的計算機輔助設計和制造、電影特技和動畫、商業(yè)、廣告業(yè)、娛樂業(yè)、政府部門、軍事、醫(yī)學、工程、藝術、教育和培訓等等）得到廣泛的應用。本章將介紹計算機圖形學的發(fā)展歷史、研究內(nèi)

3、容、工程應用以及主要的圖形硬件等基本情況，使讀者對計算機圖形學的概貌有個基本的了解。1.1計算機圖形學的發(fā)展簡史a)硬件的發(fā)展1950年，美國麻省理工學院(MIT)誕生了旋風I號(WhirlwindI)計算機及其顯示器。該顯示器用一個類似于示波器的陰極射線管(CRT)來顯示一些簡單的圖形。五十年代中期，美國戰(zhàn)術防空系統(tǒng)SAGE(SemiAutomaticGroundEnvironment)則是第一個使用具有命令和控制功能的CRT顯示控制

4、臺的系統(tǒng)；在顯示器上，操作員可以用光筆在屏幕上指出被確定的目標。1958年美國Calcomp公司由聯(lián)機的數(shù)字記錄儀發(fā)展成滾筒式繪圖儀，GerBer公司把數(shù)控機床發(fā)展成為平板式繪圖儀。在整個50年代，只有電子管計算機，用機器語言編程，主要應用于科學計算，為這些計算機配置的圖形設備僅具有輸出功能。計算機圖形學處于準備和醞釀時期。與此同時，類似的技術在設計和生產(chǎn)過程中也陸續(xù)得到了應用，它預示著交互式計算機圖形學的誕生。c)基于圖象和圖形的的混

5、合繪制技術；d)自然景物仿真；e)圖形用戶接口；f)虛擬現(xiàn)實g)動畫技術；h)可視化技術；i)幾何和圖形數(shù)據(jù)的存儲，包括數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮；j)圖形硬件、圖形標準、圖形交互技術，等等。1.3計算機圖形學的應用計算機圖形學的應用主要包括以下幾個方面：a)CADCAM包括機械、汽車、航空航天、紡織、服裝、電子、建筑等領域的計算機輔助設計和制造。b)地形地貌和自然資源圖繪制平面地形圖、三維地貌圖等，資源發(fā)布和天氣預報等等；c)過程控制及系統(tǒng)模擬