计算机图形学绪论PPT课件.ppt

计算机图形学（CG）,绪论,第1章绪论,.,本章内容,1.1计算机图形学概述,1.2研究对象和相关领域,1.3计算机图形学简史,1.4学习内容,1.5教学基本要求,1.7主要参考书,1.8计算机图形学的用途,1.6考核,.,1.1计算机图形学概述,它是一门涉及物理学、数学、工程图学、数据结构、计算机技术等多门学科的交叉性学科。,随着计算机绘图软硬件技术的不断发展和科学技术发展的需要，人们对有关理论和算法进行了深入研究，逐渐形成了一门新兴的学科计算机图形学（CGComputerGraphics）。,.,1.2研究对象及相关学科,计算机图形学研究怎样用计算机生成、处理和输出图形的原理、方法和技术的一门学科。,IEEE（InstituteofElecdtricalandElectronicsEngineers，美国电气及电子工程师学会）的定义：计算机图形学借助计算机产生图形影像的一门艺术或科学（Computergraphicsistheartorscienceofproducinggraphicalimageswiththeaidofcomputer）。,.,国际标准化组织（ISO）对计算机图形学的定义为：计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专门显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。,.,生成：即研究如何用计算机生成图形对象（图形的数据结构和存储结构）,处理：对图形对象的操作和处理,输出图形：图形的表示和输出图形,对研究对象的解释,.,交叉、界线模糊、相互渗透的学科,图形学,.,图形学、图像处理和模式识别的关系,特征数据几何模型,.,计算机图形学的支撑理论,计算机图形学,传统理论,工程图学射影几何,.,计算机图形学所包含的内容,计算机辅助设计,虚拟现实与多媒体,计算机动画,科学计算可视化,计算机辅助几何设计,图像处理,.,1.3计算机图形学的发展简史,计算机绘图的研究始于1950年。,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。,.,萌芽期（60年代）1962年，美国MIT林肯实验室的Ivan.Edward.Sutherland(伊万萨瑟兰：计算机图形学之父)发表了一篇题为“一个人机通信的图形系统”的博士论文，其中首次使用了“ComputerGraphics”。,发展期（70年代）,出现了低档光栅扫描显示器。图形标准GKS问世。,.,提高增强期（90年代）,我国从70年代末开始研究计算机绘图。真正形成计算机图形学只有不到30年的历史。,我国的计算机图形学,普及期（80年代）带有光栅图形显示器的个人计算机和工作站，个人计算机普及。,.,1.4学习内容,第一章绪论,第二章计算机图形系统,第三章图形的基本算法,第四章图形变换,第五章自由型曲线曲面,第六章立体视技术,.,第七章可见面的判别,第八章光照与明暗处理,重点是第三章、第四章、第五章、第六章,.,1.了解计算机图形学的应用领域,2.了解计算机图形系统所需的各种硬件设备,3.了解和掌握计算机图形学的基本算法,4.掌握二维图形变换、三维图形变换和物体的投影变换，了解三维形体的输出流水线,5.掌握参数三次样条曲线、贝齐尔曲线和B样条曲线的数学方法和算法，了解贝齐尔曲面和B样条曲面,1.5教学基本要求,.,10.培养编程能力、提高程序设计水平,6.了解立体视技术,7.了解消除隐藏面的基本算法、消除隐藏线的算法和其他消隐算法,8.了解基本光照模型的原理和算法及颜色的处理,9.掌握多边形的明暗处理方法,.,1.6考核,1.作业,2.考试,作业本和上机作业,.,1.孙家广,胡事民编著.计算机图形学基础教程M.北京：清华大学出版社,2009.8.2.陆枫,何云峰编著.计算机图形学基础M.北京：电子工业出版社，2008.10.3.DonaldHearn,M.PaulineBaker,“ComputerGraphics(CVersion)”,PrenticeHall,1997.4.JamesD.Foley,AndriesvanDametc.,“IntroductiontoComputerGraphics”,Addison-Wesley,19964.倪明田等，“计算机图形学”，北京大学出版社，1999,1.7主要参考书目,.,5.唐荣锡，计算机图形学教程（修订版），科学出版社，20006.美DavvidF.Rogers，石教英等译，计算机图形学的算法基础，机械工业出版社，20027.彭群生等，计算机真实感图形的算法基础，科学出版社，19998.美DonaldHearn等著，计算机图形学，电子工业出版社，1998.49.美福利(Foley.j.D)等著，唐泽盛等译，计算机图形学原理与实践，机械工业出版社，2004.3。,.,10.计算机辅助设计与图形学学报11.中国图形图像学报12.工程图学学报,.,1.8计算机图形学的用途,计算机图形已被用于工业、商业、政府、教育、娱乐等各个方面。这里简单介绍计算机图形学的应用领域，以使大家对它的用途有大概的了解。,.,1.计算机辅助设计与制造(CAD/CAM）,这是图形学最重要的应用领域，它都依托相应的软件。,CATIA、Pro/E、UG、AutodeskAliasStudio、AutodeskInventor、SolidWorks、SolidEdgeCAXA实体设计、AutoCAD实体造型,.,汽车设计,.,汽车设计,.,复杂模型汽车发动机,.,.,.,建筑设计,.,机械设计,短应力线高刚度轧机,650立式轧机,.,矿山机械,.,AutodeskInventor2007年十佳,胶订机,自卸车,罩口袋生产线,.,大桥模型,.,工程机械,.,船舶,.,2.气象、地质、测绘,卫星云图,.,形势预报图,.,温度图,.,湿度分布图,.,流线图,.,地质图,.,中国及临区大地构造与沉积盆地,.,卫星眼中的地球,.,测绘图形,泰国皇宫,.,3.虚拟现实、系统模拟与仿真,.,.,103寸自由立体显示器,.,.,虚拟环境,虚拟房间,虚拟汽车,虚拟人,.,我院虚拟现实中心的环幕显示系统,.,立体（3D）电影,.,立体视所使用的特殊眼镜,互补色,偏振光,液晶快门,.,互补色方式最容易实现,.,偏振光方式,.,液晶快门方式,.,空间像,.,空间像,.,4.科学计算可视化,.,4.科学计算可视化,.,圆环,.,5.动画和广告,.,.,.,卡通人物,.,卡通人物,.,.,.,.,6.军事指挥和训练,虚拟战场环境单兵模拟训练与评判诸军种联合虚拟演习进行指挥员训练,.,7.电脑艺术,.,7.电脑艺术,.,7.电脑艺术,.,.,.,.,.,.,音乐制作,.,8.医