图形学绪论学习教案

1、图形学绪论图形学绪论(xln)第一页，共19页。第1页/共19页第二页，共19页。第第1章章绪绪论论_ 应用领域应用领域_ 与相关学科与相关学科(xuk)的的关系关系_ 发展发展(fzhn)简史简史_ 研究研究(ynji)内容内容_ 什么是计算机图形学什么是计算机图形学_ 交互式计算机图形处理系统交互式计算机图形处理系统第2页/共19页第三页，共19页。 Computer Graphics (CG) 计算机图形学是研究(ynji)怎样用计算机生成、处理和显示图形的一门学科。 国际标准化组织(ISO)的定义： 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

2、的学科。 它是建立在传统的图学理论、应用(yngyng)数学和计算机科学基础上的一门边缘学科。第3页/共19页第四页，共19页。第4页/共19页第五页，共19页。研究研究(ynji)内容内容第5页/共19页第六页，共19页。图形的并行处理虚拟现实环境实时交互式三维图形处理第6页/共19页第七页，共19页。图像处理图像处理计计算算机机图图形形学学模模式式识识别别图图 像像计算几何计算几何特特 征征 数数 据据几几 何何 模模 型型CAD/CAM计算机艺术计算机艺术(ysh)计算机动画计算机动画计算机视觉计算机视觉第7页/共19页第八页，共19页。准备阶段（准备阶段（50年代）年代）1950年，年

3、， MIT，第一台图形显示器，第一台图形显示器 ，旋风，旋风I号号(Whirlwind I)计算机的附件计算机的附件(fjin)，类似于示，类似于示波器的阴极射线管波器的阴极射线管 (CRT) 。到到50年代末期，年代末期，MIT林肯实验室在林肯实验室在“旋风旋风”计计算机上开发算机上开发SAGE空中防御系统，光笔，交互式空中防御系统，光笔，交互式图形生成技术。图形生成技术。 发展阶段（发展阶段（60年代）年代）MIT林肯实验室的林肯实验室的I.E.Sutherland发表了一发表了一篇题为篇题为“Sketchpad:一个一个(y )人机通信的人机通信的图形系统图形系统”的博士论文，首次使用的

4、博士论文，首次使用Computer Graphics术语。计算机图形学之术语。计算机图形学之父。父。60年代中期，美国年代中期，美国MIT、通用汽车公司、通用汽车公司、贝尔电话实验室、洛克希德飞机公司、法国贝尔电话实验室、洛克希德飞机公司、法国雷诺汽车公司、英国剑桥大学雷诺汽车公司、英国剑桥大学随机扫描显示器随机扫描显示器第8页/共19页第九页，共19页。推广应用阶段（推广应用阶段（ 70年代）年代）基于电视技术的光栅扫描显示器的出现，图形学基于电视技术的光栅扫描显示器的出现，图形学进入了第一个兴盛的时期，并开始进入了第一个兴盛的时期，并开始(kish)出现实出现实用的用的CAD图形系统。图形

5、系统。众多商品化软件的出现，使图形标准化问题也被众多商品化软件的出现，使图形标准化问题也被提上议程。提上议程。74年，美国计算机学会成立图形标准化委员会年，美国计算机学会成立图形标准化委员会(ACM SIGGRAPH)系统实用化阶段（系统实用化阶段（80年代）年代）80年代，超大规模集成电路的发展年代，超大规模集成电路的发展(fzhn)，奠定了物质基础，工作站的出现，促进了图形奠定了物质基础，工作站的出现，促进了图形学的发展学的发展(fzhn)。标准化智能化阶段（标准化智能化阶段（90年代）年代）朝着标准化、集成化和智能化的方向发展国际标准化组织（ISO）公布的图形标准也越多、且更加成熟第9页

6、/共19页第十页，共19页。应应 用用图形用户界面图形用户界面 计算机辅助设计与制造计算机辅助设计与制造工业领域工业领域CAD/CAM是是CG在工业界最广泛在工业界最广泛(gungfn)、最活跃的应用领域。、最活跃的应用领域。飞机、汽车、船舶、机电、轻工、服装飞机、汽车、船舶、机电、轻工、服装的外形设计的外形设计集成电路、印刷电路板的设计集成电路、印刷电路板的设计建筑设计建筑设计基于工程图纸的三维形体重建基于工程图纸的三维形体重建 第10页/共19页第十一页，共19页。计算机动画计算机动画商业领域商业领域(ln y)广告设计广告设计电脑游戏电脑游戏卡通动画片卡通动画片影视特技影视特技应应 用用

7、第11页/共19页第十二页，共19页。计算机艺术计算机艺术(ysh)艺术艺术(ysh)领域领域齐东旭齐东旭潘云鹤潘云鹤智能智能CAD应应 用用第12页/共19页第十三页，共19页。应应 用用 过程控制过程控制石油化工、金属冶炼、电网控制的工石油化工、金属冶炼、电网控制的工作人员根据设备关键部位的传感器送来作人员根据设备关键部位的传感器送来得图像和数据，对设备运行过程进行监得图像和数据，对设备运行过程进行监控控机场、铁路的调度人员通过计算机产机场、铁路的调度人员通过计算机产生运行状态信息生运行状态信息(xnx)来调整空中交通来调整空中交通和铁路运输和铁路运输第13页/共19页第十四页，共19页。

8、系统环境模拟系统环境模拟(mn)飞行模拟飞行模拟(mn)舱舱用光栅扫描器用光栅扫描器产生驾驶员在驾驶舱中预期所能看到产生驾驶员在驾驶舱中预期所能看到的景象，对飞行员进行单飞前的地面的景象，对飞行员进行单飞前的地面训练和飞机格斗训练等训练和飞机格斗训练等应应 用用第14页/共19页第十五页，共19页。应应 用用 事务和商务数据的图形显示事务和商务数据的图形显示绘制表示经济信息的各类二、三维统计绘制表示经济信息的各类二、三维统计管理图表管理图表信息可视化信息可视化:信息流量信息流量(liling)，商业统，商业统计数据，股市行情计数据，股市行情第15页/共19页第十六页，共19页。应应 用用 地形地貌和自然资源的图形地形地貌和自然资源的图形(txng)显示显示地理信息系统（地理信息系统（GIS）数字地球，地形数据作为载体，（数字地球，地形数据作为载体，（70）全球信息化全球信息化.军事，政府决策，旅游，资源调查。军事，政府决策，旅游，资源调查。地理图、地形图、矿藏分布图、气象气流地理图、地形图、矿藏分布图、气象气流图、植物分布图图、植物分布图第16页/共19页第十七页，共19页。应应 用用 科学计算的可视化科学计算的可视化不同于可视化计算不同于可视化计算（CT）医学）医学(yxu)图象重