计算机图形学 第一章ppt课件

1、1,计 算 机 图 形 学,Computer Graphics,管有庆,南京邮电大学物联网学院,2,课程的性质、目的和任务,本课程详细介绍了用计算机进行绘图的基本原理和方法； 不仅让学生懂得计算机生成图形的基本原理，还要学会用高级程序设计语言绘图的方法。,3,教材及参考资料,教材 王汝传. 计算机图形学. 北京：人民邮电出版社，2009. 参考资料 孙家广. 计算机图形学. 北京：清华大学出版社，2003.,4,课程内容,第1章 概述 第2章 计算机图形系统 第3章 C语言图形程序设计基础 第4章 二维图形生成和变换技术 第5章 三维图形生成和变换技术,5,进度,总课时：32课时，其中6课时实

2、验，每周4课时，8周 讲课结束考试,6,考试与成绩,总成绩=平时成绩30% +期末考试成绩70% 平时成绩组成： 作业：准备作业本 课堂表现：是否认真听讲、积极回答问题 考勤：不定期点名 实验：独立完成、报告规范、满足要求 没有期中考试 期末考试形式：闭卷,7,辅导与答疑,每周一、四上课课间 每周五上午第二节课，教3-518室,8,第一章 目录 第一章 概述1.1 计算机图形学的研究内容 一. 什么是计算机图形学 二.计算机图形学、图像处理与模式识别的关系 三.计算机图形学与CADCAM技术的关系 四.计算机图形学研究内容 1.2 计算机图形学发展概况 一.计算机图形学的发展 二.计算机图形软

3、件发展的几种类型 1.3 计算机图形学特点和应用 一.计算机图形学的特点 二.计算机图形学的应用领域 1.4 计算机图形学当前研究的课题,9,第一章 概述,第一章 概述 1.1 计算机图形学的研究内容 一. 什么是计算机图形学 二.计算机图形学、图像处理与模式识别的关 系 三.计算机图形学与CADCAM技术的关系 四.计算机图形学研究内容 1.2 计算机图形学发展概况 一.计算机图形学的发展 二. 计算机图形软件发展的几种类型 1.3 计算机图形学特点和应用 一.计算机图形学的特点 二.计算机图形学的应用领域 1.4 计算机图形学当前研究的课题,10,图形处理过程：,计算机图形处理程序,例如：

4、画圆,计算机图形处理程序,11,2.计算机图形表现形式,(1).线条式(线框架图),用线段来表现图形，容易反映客观实体的内部结构，如各类工程技术中结构图的表示，机械设计中零件结构图及电路设计中的电路原理图等.,12,(2).真实感面模型图形,具有面模型、色彩、浓淡和明暗层次效应，适合表现客观实体的外形或外貌，如汽车、飞机、轮船等的外形设计以及各种艺术品造型设计等。,| 联系方法 | 刊登广告 | 使用说明 | 关于中华网 | 豁免条款,跑车靓照,13,3. 计算机图形分类（空间）,(1).二维图形（2D） ：在平面坐标系中定义的图形,(2).三维图形（3D） ：在三维坐标系中定义的图形,简单三

5、维图形,简单二维图形,14,4. 计算机图形产生方法,(1).矢量法(短折线法),任何形状的曲线都用许多首尾相连的短直线（矢量）逼近。,(2).描点法(像素点串接法),每一曲线都是由一定大小的像素点组成,15,16,第一章 概述 1.1 计算机图形学的研究内容 一. 什么是计算机图形学 二. 计算机图形学、图像处理与模式识别的关系 三. 计算机图形学与CADCAM技术的关系 四. 计算机图形学研究内容 1.2 计算机图形学发展概况 一.计算机图形学的发展 二.计算机图形软件发展的几种类型 1.3 计算机图形学特点和应用 一.计算机图形学的特点 二.计算机图形学的应用领域 1.4 计算机图形学当

6、前研究的课题,二. 计算机图形学、图像处理与模式识别的关系,1.三者的关系 （1）计算机图形学(Computer Graphics)： 数据描述到图形生成的过程.如圆 （2）图像处理(Image Processing): 利用计算机对原来存在物体映像进行分析处理，然后再现图像。如人体CT,遥感照片等 （3）模式识别(Pattern Recognition ) 计算机对图形信息进行识别和分析描述，是从图形（图像）到描述的表达过程。如邮件分拣、邮政编码识别等,17,Description 描述数据,Image 图象,Pattern Recognition 模式识别,Computer Graphic

7、s 计算机图形学,Image Processing 图象处理,二. 计算机图形学、图像处理与模式识别的关系,18,(1)交互式绘图 允许操作者以某种方式（对话方式或命令方式）来控制和操纵图形生成过程，使得图形可以边生成、边显示、边修改，直至符合要求为止。如AUTOCAD等 (2)被动式绘图 图形在生成过程中，操作者无法对图形进行操作和控制。如C语言绘图,2.计算机绘图方式,19,第一章 概述 1.1 计算机图形学的研究内容 一. 什么是计算机图形学 二. 计算机图形学、图像处理与模式识别的关系 三. 计算机图形学与CADCAM技术的关系 四. 计算机图形学研究内容 1.2 计算机图形学发展概况

8、 一.计算机图形学的发展 二.计算机图形软件发展的几种类型 1.3 计算机图形学特点和应用 一.计算机图形学的特点 二.计算机图形学的应用领域 1.4 计算机图形学当前研究的课题,20,四. 计算机图形学研究内容,主要核心技术是如何建立所处理对象的模型并生成该对象的图形。其主要研究内容大体上可以概括为如下几个方面： 1.几何模型构造技术（Geometric Modelling） 如各种不同类型几何模型（二维、三维、分数组（Fractal Model）的构造方法及性能分析，曲线与曲面的表示与处理，专用或通用模型构造系统的研究等。,第一章 概述 1.1 计算机图形学的研究内容 一. 什么是计算机图

9、形学 二. 计算机图形学、图像处理与模式识别的关系 三. 计算机图形学与CADCAM技术的关系 四. 计算机图形学研究内容 1.2 计算机图形学发展概况 一.计算机图形学的发展 二.计算机图形软件发展的几种类型 1.3 计算机图形学特点和应用 一.计算机图形学的特点 二.计算机图形学的应用领域 1.4 计算机图形学当前研究的课题,2.图形生成技术（Image Synthesis） 如线段、圆弧、字符、区域填充的生成算法，以及线隐面消除、光照模型、浓淡处理（Shading）、纹理、阴影、灰度与色彩等各种逼真感图形表示技术。,21,3.图形的操作与处理方法（Picture Manipulation

10、） 如图形的开窗、裁剪、平移、旋转、放大、缩小、投影等各种几何变换操作的方法及其软件或硬件实现技术。,dx = 3 dy = 3,(Points designate origin of objects local coordinate system),22,3.图形的操作与处理方法（Picture Manipulation） 如图形的开窗、裁剪、平移、旋转、放大、缩小、投影等各种几何变换操作的方法及其软件或硬件实现技术。,绕坐标原点旋转度,23,4.图形信息的存储，检索与交换技术 如图形信息的各种表示方法、组织形式、存取技术、图形数据库的管理、图形信息通信等。 5.人机交互及用户接口技术 如新

11、型定位设备、选择设备的研究；各种交互技术，如构造技术、命令技术、选择技术、响应技术等的研究，以及用户模型、命令语言、反馈方法、窗口系统等用户接口技术的研究。,24,第一章 概述 1.1 计算机图形学的研究内容 一. 什么是计算机图形学 二. 计算机图形学、图像处理与模式识别的关系 三. 计算机图形学与CADCAM技术的关系 四. 计算机图形学研究内容 1.2 计算机图形学发展概况 一.计算机图形学的发展 二.计算机图形软件发展的几种类型 1.3 计算机图形学特点和应用 一.计算机图形学的特点 二.计算机图形学的应用领域 1.4 计算机图形学当前研究的课题,1.2 计算机图形学发展概况,25,1

12、950s出现了字符显示器,26,1960s出现了向量显示器,27,1970s出现了光栅图形显示器,28,1980s出现了3D图形工作站,29,90年代后 计算机图形学向着更高阶段发展，许多技术已成为当今最热门的多媒体技术的重要组成部分。,30,计算机图形学发展慨略：,50年代计算机图形学开始兴起 60年代交互式图形系统CAD出现 70年代图形显示技术的发展（光栅扫描显示器） 80年代计算机图形学软硬件迅速发展（高分辨率显示器、图形标准化、工程工作站） 90年代各种不同图形软件的出现（AutoCAD、3DMAX等） 当前计算机图形学向更新方向发展（虚拟现实技术、可视化技术、造型技术等）,31,第

13、一章 概述 1.1 计算机图形学的研究内容 一. 什么是计算机图形学 二. 计算机图形学、图像处理与模式识别的关系 三. 计算机图形学与CADCAM技术的关系 四. 计算机图形学研究内容 1.2 计算机图形学发展概况 一.计算机图形学的发展 二.计算机图形软件发展的几种类型 1.3 计算机图形学特点和应用 一.计算机图形学的特点 二.计算机图形学的应用领域 1.4 计算机图形学当前研究的课题,32,第一章 概述 1.1 计算机图形学的研究内容 一. 什么是计算机图形学 二. 计算机图形学、图像处理与模式识别的关系 三. 计算机图形学与CADCAM技术的关系 四. 计算机图形学研究内容 1.2

14、计算机图形学发展概况 一.计算机图形学的发展 二.计算机图形软件发展的几种类型 1.3 计算机图形学特点和应用 一.计算机图形学的特点 二.计算机图形学的应用领域 1.4 计算机图形学当前研究的课题,33,第一章 概述 1.1 计算机图形学的研究内容 一. 什么是计算机图形学 二. 计算机图形学、图像处理与模式识别的关系 三. 计算机图形学与CADCAM技术的关系 四. 计算机图形学研究内容 1.2 计算机图形学发展概况 一.计算机图形学的发展 二.计算机图形软件发展的几种类型 1.3 计算机图形学特点和应用 一.计算机图形学的特点 二.计算机图形学的应用领域 1.4 计算机图形学当前研究的课

15、题,计算机辅助设计在电子电路设计中的应用,34,2.事务管理中交互式绘图,35,3.地理信息系统 （GIS） 地理信息系统是建立在地理图形基础上的信息管理系统，是图形技术、数据库技术以及管理信息的结合,36,37,4.办公自动化和电子出版技术,38,5.系统模拟,39,6.计算机辅助教学（CAI）,40,7.过程控制 在过程控制中，常常将计算机与现实世界中的其他设备连成一个系统。计算机图形显示设备常用来显示系统中关键部位的状态，如炼油厂、发电厂的状态显示器可显示出由传感器送来的压力、温度、电压、电流等数据，从而使操作人员可对异常情况作出反应。,41,8.计算机动画、游戏,动画片狮子王片段,42

16、,9.计算机艺术,43,10.虚拟现实 Virtual Reality,44,11.科学可视化,45,12.图形界面,46,第一章 概述 1.1 计算机图形学的研究内容 一. 什么是计算机图形学 二. 计算机图形学、图像处理与模式识别的关系 三. 计算机图形学与CADCAM技术的关系 四. 计算机图形学研究内容 1.2 计算机图形学发展概况 一.计算机图形学的发展 二.计算机图形软件发展的几种类型 1.3 计算机图形学特点和应用 一.计算机图形学的特点 二.计算机图形学的应用领域 1.4 计算机图形学当前研究的课题,47,5.CG、CAD、CAM三者一体化 计算机图形学（CG）、计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）有机结合在一起，形成所谓一体化软件。 6.应用软件开发环境的通用化和标准化 用户界面管理系统UIMS、