计算机图形学论文.doc

学院：计算机科学与技术学院 计算机图形学论文通过本学期对计算机图形学的学习，让我对计算机有了更深一步的了解。以前我对计算机的了解非常有限，也非常浅，认为计算机只是简单用来上上网，打打游戏之类的，通过不断的学习对计算机的了解更多啦!本学期我们开来计算机图形学这门课，使我对计算机的了解更多了。计算机图形学(Computer Graphics，简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。学习之后我知道了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。计算机图形学的研究对象时图形，通常意义的图形是指能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象。它包括了各种照片，图片，图案，图像以及图形实体，也包括了由函数式，代数方程和表达式所描述的图形。而构成图形的要素可以分为两大类，一类是刻画形状的点，线，面，体等几何要素；另一类是反映物体本身固有属性，如表面属性或材质的明暗，灰度，色彩等非几何要素。从处理技术上来看，图形主要分为两类，一类是基于线条信息表示的，如工程图、等高线地图、曲面的线框图等，另一类是明暗图，也就是通常所说的真实感图形。因此计算机图形学中所研究的图形可以定义为“从客观世界物体中抽象出来的带有颜色信息及形状信息的图和形。与图形图像处理相关的学科有计算机图形学，数字图像处理和计算机视觉。计算机图形学的发展经历五个时期，酝酿期（20世纪50年代），萌芽期（20世纪60年代末），发展期（20世纪70年代），普及期（20世纪80年代）和提高增强期（20世纪90年代以后）。在酝酿期，美国麻省理工学院为旋风一号计算机配备了由计算机驱动的类似于示波器所用的阴极射线管，让它来显示一些简单的图形，所用那个时期也被称为“被动”的图形学。在萌芽期，1962年，美国麻省理工学院林肯实验室的Ivan.E.Sutherland在参与了一个用于CAD的SKETCHPAD系统的研究后，发表了SKetchpad:一个人-机通信的图形系统的博士论文并首次使用了“计算机图形学”这个术语，从而确立计算机图形学的学科地位！发展期计算机能够绘制工程图，分析与生产数据加工纸带，并且在许多国家得到了应用，只是应用的领域很小。普及期计算机图形学进入了教育，科研，艺术和事务管理等众多领域，甚至还进入了家庭。在提高增强期，随着数字视听，虚拟现实，系统仿真以及数字娱乐等应用领域的发展。计算机图形学与视频，图形，虚拟实现，人机交互，多媒体等新技术日益结合，成为一个多学科交叉融合的研究领域。现在计算机图形学应用领域非常广，如科学，医药，商业，工业，政府部门，艺术，娱乐业，广告业和教育等。计算机图形学的应用有计算机辅助设计与制造，计算机辅助绘图，计算机辅助教学，办公自动化和电子出版技术，计算机艺术等。其中计算机辅助设计与计算机辅助制造是计算机图形学应用最广泛，最活跃的领域之一，将计算机图形处理技术用于大楼，汽车，飞机，轮船，宇宙飞船，计算机，纺织品以及建筑工程，机械机构和部件，电路设计等也成为计算机辅助设计与制造的总体发展趋势。计算机辅助绘图在商务领域发展最快，在该领域中，将可视化作为汇总分析财政，数学和经济等方面数据手段。特别是在分析大量数据时，具有不同颜色，亮度的结构图和模型图将有助于研究者对于数据的理解。如果没有这类图的帮助，研究者要分辨含有上百个数据的数据表，这回话费研究者很多时间，同时分析还有很多困难，还有可能出错。计算机图形显示与处理技术已广泛地应用于计算机辅助教学系统中，它使得在教学过程中，让教学过程形象，直观和生动。如数学中的各种函数图行，方程和表达式的变化，物理中的各种动态图形以及化学中的各种原子，分子结构等。图形显示技术在办公自动化和事务处理中的应用，有助于数据及其相互关系的有效表达，这样有利于人们进行正确的决策。利用电子计算机进行资料，文稿，书刊，手册等的编写，修改，制图，分页，排版等。在计算机艺术方面，计算机图形技术已经广泛应用于各种图案，花纹，工艺外形及传统的油画，中国国画和书法等艺术作品的制作，为创作艺术和商品艺术提供了更为广阔的空间。计算机图形学现在广泛趋向于动态研究，并且研究的方向越来越广，越研究越深。计算机图形学的研究动态有，计算机动画，地理信息系统，人机交互，真实感图形显示，虚拟实现，科学计算可视化，并行图形处理。计算机动画是指用计算机自动或半自动生成一系列的景物画面，其中当前帧画面是对前一帧画面的部分修改，通过以足够快的速度显示这些帧以产生动态的效果。地理信息系统是一种用于采集，模拟，处理，检索，分析和表达地理空间数据的计算机信息系统，是社会经济与环境保护协同持续发展中，信息集成和分析的先进工具。目前广泛应用于环境污染治理，灾害评估监测，深林综合考察，地址矿勘探，自然资源开发，城市科学管理等领域。人机交互学是一门关于设计，评估和执行交互式计算机系统以及研究由此而发生的相关现象的科学。真实感图形显示是通过综合利用数学，物理学，计算机科学及其他相关学科知识逼真地表示真实世界的图形显示技术等。总之这些技术应用于各个领域。计算机图形学还广泛应用于工程设计，在工程设计方面，计算机图形学的作用主要表现在：建筑设计，包括方案设计、三维造型、建筑渲染图设计、平面布景、建筑构造设计、小区规划、日照分析、室内装潢等各类CAD应用软件。 结构设计，包括有限元分析、结构平面设计、框/排架结构计算和分析、高层结构分析、地基及基础设计、钢结构设计与加工等。 设备设计，包括水、电、暖各种设备及管道设计，城市规划、城市交通设计，如城市道路、高架、轻轨、地铁等市政工程设计。市政管线设计，如自来水、污水排放、煤气、电力、暖气、通信，各类市政管等。通过对计算机图形学的学习还使我的编程能力得到了提高，在编写Bresanham画线，八分法画圆，两段三次Bezier曲线拼接，Cohen-Sutherland裁剪算法的程序时我都遇到了很多困难，我在仔细看书上关于它们画法的原理，然后根据算法在电脑上进行编程。可是编出来的程序在电脑上运行有错误，刚开始出现了很多错误，经过调试之后错误不短在减少，可是有几个错误怎么也找不出来，然后上网查找了一下看是什么原因导致的，后来才发现是差头文件，按照网上提供的帮助，把头文件加入之后，再配置好环境之后程序果然能运行了，也得到了自己想要的结果，与自己理论算法结果完全相吻合。当程序能运行之后自己的内心是非常高兴和激动的，那种经过不断努力和修改才成功的喜悦只有自己内心才知道。通过编程不仅仅是我的编程能力