计算机图形学1.2 _________发展历史.ppt

1、2020/8/12，苏大修订机科学技术学院，1，1.2发展历史，1.2.1追溯历史软件发展，2020/8/12，苏大修订机苏大修订机科学技术学院，3， 1950s :酿造期间，1950年，MIT旋风I号(Whirlwind I )修正计算机的图形显示器显示简单的图形，如示波器的CRT，主要用于图形输出，没有交互功能。 crt的出现可能由计算机生成和显示图形。 也就是说，图形显示器诞生了。 1958年美国的CALCOMP从在线数字记录修订发展为鼓绘图仪，GERBER使数控机床发展为平板绘图仪。 50年代末期，MIT林肯研究所在Whirlwind上开发了SAGE空中防御系统，通过触控

2、笔在屏幕上指示与系统的交互。 象征着互动图形技术的诞生。2020/8/12、苏大校正机科学技术学院，4、50年代只有电子管校正机用机器语言编程，主要应用于科学校正，为这些校正机配置的图形设备只有输出功能。 计算机图形学处于准备和准备的时期，被称为“被动”图形学。 产生一些简单图标的条形图绘图仪显示器设备简单显示器设备价格昂贵，速度慢，2020/8/12，苏大订算机科学技术学院，5，whirl wind 3360 earlygraphicsusingvectorscop first CAD system (IBM 1959 )，2020/8/12，苏大修订机科学技术学院，7，1960 s :萌芽

3、期，线框图形只需描绘线段Sketchpad项目即可显示处理器存储的改进，2020/8 MIT林肯研究所的Ivan E. Sutherland发表了一篇名为“Sketchpad :交互通信图形系统”的博士论文，拉开了图形研究的序幕。 I. E. Sutherland，38年出生，美国人，CMU学士，Catech硕士，MIT博士，59年博士毕业，入伍，自1964年担任国防部高级研究订划局局长(DARPA )信息处理技术局局长(仅中尉标题)以来，哈佛，Utah 为博士论文的答辩，制作电影，答辩的时候，边放映边说明，大获成功，这部电影广为流传。 提出图形学的概念，证明交互式计算机图形学是可行有用的研究

4、领域，计算机图形学作为新的科学分支的独立地位，达到了“图形学之父”的英文名称。 所提出的交互技术、分层存储器符号的数据结构等，至今仍得到广泛应用。 图灵奖、IEEE计算机优秀奖、Coons奖Sutherland也是许多图形学基本算法的创始人，2020/8/12、苏大计算机科学与技术学院、9、Sketchpad项目、Sketchpad项目10、空间3360 firstcomputergraphicsgame (MIT 1961 )、2020/8/从Bezier和de Casteljau Beizer的“空落”到Forrest的“忽然回首”，1964年MIT的教授Steven A. Coons后来

5、提出了一种被称为超限插值的新思想，四条任意边界曲线用小补片的组合表现自由曲面，在补片边界上实现任意高次连续的理论方法称为孔斯曲面。 58年提出“CAD”概念图形学最高奖的是以他的名字命名的。 获得第一届(1983 )和第二届(1983 ) stevena.coons奖的正好是Ivan E. Sutherland和Pierre Bzier大企业展开了大规模的研究(通用、ATT、BELL )。交互图形系统在很多国家被应用。 例如，美国摇滚飞机公司正在开发用于修订飞机设备的交互式图形处理系统(CAD/AM )、应用计算机显示技术和交互式技术的许多新的和完整的图形系统。 除军事、工业应用外，计算机图形

6、学还涉及教育、科研和事务管理等领域。2020/8/12、苏大修订机科学技术学院、13、图形软件标准化真实图形实体造型技术站和PC机、2020/8/12、苏大修订机科学技术学院、14、图形快速发展， 基于电视技术的光栅扫描显示器以点矩阵形式显示极大的图形，使用专用缓冲区存储点矩阵，视频控制器负责刷新扫描。 地域填充裁剪消隐等基本图形概念和与其对应的算法相继诞生，开始出现实用的CAD图形系统，2020/8/12，苏大修算机科学技术学院，15，1974年，ACM SIGGRAPH的“与机械无关的图形技术”的工作会议ACM 制定了“核心图形系统”(Core Graphics System )，在北美，

7、非三维图形的ISO标准ISO发布了CGI、CGM、GKS、PHIGS，在欧洲，二维图形的ISO标准、图形索引2000 Bouknight是第一个光反射模型1971年Gourand提出了“漫反射模型插值”的思想，被称为Gourand明暗处理1975年，Phong是萩名的简单照明模型Phong模型，2020/8/12， 苏大修订机科学和英国剑桥大学CAD集团的Build系统美国罗切斯特大学的PADL-1系统，2020/8/12，苏大计算机科学技术学院，18，工作站和电脑，现在两者的差距非常小，但历史上它们的来源工作站：网络连接交互式PC :早期的PC将帧缓存作为内存的一部分，2020/8/12，苏

8、大校订机科学技术学院，19，1980 s :普及期，80年代，带光栅图形显示器的个人校订真实图形专业硬件的出现silicon graphics geometry engine图形流程的VLSI实现工业图形标准的出现PHIGS RenderMan网络图形系统： X Windows系统人机2020/8/12，苏大修订机科学和1980年Whitted提出了光透视模型Whitted模型，首次展示了光线跟踪算法的实例，实现了Whitted模型的1984年，美国Cornell大学和日本广岛大学的学者分别在热辐射工程中Greenberg - Nishita光线跟踪算法和辐射度算法的提出表明真实图形的显示算法

9、正在成熟。 80年代中期以来，超大规模集成电路的发展为图形学的快速发展奠定了物质基础。 随着计算机校正能力的提高、图形处理速度的加快，图形学的各个研究方向都得到了充分发展，图形学已广泛应用于动画、科学校正算的可视化、CAD/CAM、电影娱乐等各个领域，如2020/8/12、苏大计算机科学技术学院、 真实图形硬件和各分支在这个时期迅速发展，出现了具有光栅图形显示器的个人计算机和工作站，2020/8/12，苏大计算机科学与技术学院，23，1990 微机和软件系统的普及使得图形学的应用领域越来越广泛，技术趋向于标准化、集成化、智能化的发展。 多媒体技术、人工智能、科学修订算法的可视化、虚拟现实的组合

10、。科学修正算的可视化、虚拟现实环境的应用提出了许多更新的要求，三维乃至高维修正算机图形学在真实性和实时性方面迅速发展。2020/8/12、苏大校订机科学技术学院、24、1990s、OpenGL应用接口完全由校订机生成的电影正片玩具总动员新型硬件的能力纹理映射融合累积模板缓冲区2000s :快速发展期，照片真实感图形PC上的图形卡Nvidia、ATI、3DLabs游戏电影工业的计算机图形程序： Maya、lighhha 数字化的方向，2020/8/12近年来，随着改革开放和我国方针政策的落实，科学技术得到了发展和应用，计算机图形学的理论和技术得到了迅速发展，很快取得了可喜的成果。 在硬件方面，中

11、国相继开发了多种系列和型号的绘图仪、数字化仪和图形显示器，其技术指标处于国际先进水平，已大量上市的计算机图形学相关软件的开发和应用也在迅速发展。中国计算机图形学发展，2020/8/12，苏大计算机科学技术学院，27，ACM SIGGRAPH会议小知识， 全称“thespecialinterestgrouponcomputergraphicsandinternts brown大学的教授Andries van Dam (Andy )和IBM公司的Sam Matsa于1974年成立，是Colorado大学第一届获得巨大成功http:/www.S的图形学杂志和会议，会议： sig

12、graph、Eurograph、pacificgraphicscomputergraphicsinternational， 图形接口杂志： acmtransacttional IEEE visu.CG图形模型，CGF，可视计算机，2020/8/12，苏大计算机科学技术学院，29，1 60年代后期设备昂贵，普及受到限制：存储管式显示器不需要刷新，价格低廉，没有动态的图形修正功能，存在不适合交互的缺点。 70年代初，出现了更新型光栅扫描显示器，大大推动了交互式图形技术的发展。 以点阵形式显示图形，使用专用缓冲区存储点阵，视频控制器负责刷新扫描。 规则和重复扫描容易，价格便宜，能够显示颜色和用各种图

13、案填充的图案。 刷新过程与复杂性无关，目前朝着小型化、低电压、数字化的方向发展。 图案显示装置的发展，2020/8/12，苏大校正计算机科学技术学院，31，光栅扫描图案显示的原理每像素一个内存位，2020/8/12，苏大校正计算机科学技术学院，32，图形输入装置的发展，第一阶段：控制开关穿孔纸等第二阶段：键盘第三阶段：鼠标、光笔、图形输入板等二维定位装置用户的手势，表情等空间球，跟踪球，数据手套，数据软件第五阶段：用户的思考，2020/8/12图形软件的发展开放、高效率、标准化、集成化、智能化、学科交叉图形软件标准与设备无关，与应用无关，是高性能软件的发展和标准形成阶段，2020/8/12，苏大校订计算机科学与技术学院，36，诸侯割据时代为了提高各标准探讨时代软件的通用性，有必要发展与机器无关的图形软件，实现图形软件功能的标准化。 1974年，美国国家标准化局(ANSI )在ACM SIGGRAPH (全称是“thespecialinterestgrouponcomputergraphicsandinteractivetechniques”)之后