《图形图像学基础》课件

《图形图像学基础》PPT课件图形图像学概述图形图像处理基础图形绘制原理图形图像文件格式与标准图形图像学前沿技术实践与应用案例01图形图像学概述总结词：基本概念详细描述：图形图像学是一门研究图形和图像生成、处理和理解的学科。它涉及计算机图形学、数字图像处理、计算机视觉等多个领域，具有跨学科的特点。图形图像学的定义与特点总结词：发展脉络详细描述：图形图像学的发展可以追溯到20世纪50年代，随着计算机技术的不断发展，图形图像学经历了从简单二维图形到复杂三维模型的演变。近年来，随着虚拟现实、增强现实等技术的兴起，图形图像学的发展更加迅速。图形图像学的发展历程总结词：应用领域详细描述：图形图像学在许多领域都有广泛的应用，如游戏设计、电影制作、建筑设计、医学影像处理、遥感图像处理等。它为各行业提供了高效、精准的图形和图像处理手段，极大地推动了相关领域的技术进步。图形图像学在各领域的应用02图形图像处理基础色彩具有三个基本属性，即色相、明度和饱和度，它们决定了色彩的表现形式和感觉。色彩的属性色彩的混合色彩的匹配通过不同色彩的混合，可以创造出新的色彩效果，如加色混合、减色混合和中性混合等。在图形图像处理中，色彩的匹配是关键，需要掌握色彩校正、色彩平衡等技巧。030201色彩理论采样是数字化图像的关键步骤，通过将连续的图像转化为离散的像素点，实现图像的数字化。图像的采样量化是将像素点的灰度值进行数字化，通常采用有限数量的级别来表示像素值。图像的量化数字图像通常采用矩阵来表示，矩阵中的每个元素代表一个像素点的值。数字图像的表示图像的数字化通过几何变换可以对图像进行缩放、旋转、平移等操作，实现图像的变形。图像的几何变换滤波处理是消除图像噪声、增强图像边缘的重要手段，如中值滤波、高斯滤波等。图像的滤波处理频域变换是将图像从空间域转换到频域，通过傅里叶变换、小波变换等手段实现图像的分析和处理。图像的频域变换图像的变换与处理

图像增强与恢复对比度增强通过调整像素值的范围，增强图像的对比度，使图像更加清晰。锐化处理锐化处理是突出图像边缘和细节的重要手段，通过滤波器、梯度运算等实现。图像恢复对于受到损坏或降质的图像，需要进行恢复处理，如采用反滤波、盲去卷积等技术实现。03图形绘制原理图形学应用领域计算机游戏、电影与特效、虚拟现实、科学可视化等。计算机图形学定义计算机图形学是研究计算机生成和操作图形的科学。图形学发展历程从早期的简单图形生成到现代的复杂3D图形和实时渲染。计算机图形学的基本概念建模材质与贴图光照与阴影渲染图形绘制流程01020304使用几何形状和数据结构表示三维物体。为物体表面赋予纹理、颜色和光照属性。模拟光线与物体的交互，产生阴影和明暗效果。将物体投影到二维屏幕上，生成最终的图像。图形绘制算法用于绘制基本的几何形状和轮廓。填充多边形内部颜色，常用算法有扫描线填充和种子填充。将纹理贴图映射到物体表面，增强真实感。模拟光线传播，实现逼真的阴影和反射效果。线段生成算法多边形填充算法纹理映射算法光线追踪算法使用三维几何体表示物体，如长方体、球体等。三维建模定义光源类型、方向和颜色，以及物体表面的反射特性。光照模型通过计算光线与物体的交点，生成阴影效果。阴影处理将纹理贴图应用到三维模型表面，增加细节和真实感。纹理映射与细节贴图三维图形的绘制04图形图像文件格式与标准BMP是一种常见的位图格式，支持RGB、索引颜色和灰度模式，但不支持Alpha通道。BMPJPEG是一种有损压缩的图像格式，广泛应用于网络和数码相机领域。它支持真彩色，并提供了多种压缩级别。JPEGPNG是一种支持透明通道的图像格式，具有较好的压缩性能和跨平台兼容性。PNGTIFF是一种灵活的图像格式，支持多种颜色模式和数据类型，常用于印刷和出版领域。TIFF常见的图像文件格式DXF是一种用于CAD软件的矢量图形格式，支持直线、圆弧、多段线等基本图形元素。DXFSVGWMFEPSSVG是一种基于XML的矢量图形格式，可在网页上直接显示，并支持交互操作。WMF是一种Windows矢量元文件格式，常用于绘制矢量图形和剪贴画。EPS是一种EncapsulatedPostScript格式，常用于印刷和排版领域，支持矢量和光栅图形。常见的图形文件格式PNG标准PNG标准是一种无损压缩的图像格式标准，旨在替代GIF格式。它支持透明通道和交错显示，适用于网页设计和图形元素。SVG标准SVG标准是一种基于XML的矢量图形标准，旨在提供跨平台的矢量图形解决方案。它广泛应用于网页设计和移动应用开发中。JPEG标准JPEG标准是一种图像压缩标准，旨在提供高效的图像压缩算法。它广泛应用于数字相机、手机和其他图像捕获设备中。图形图像标准简介05图形图像学前沿技术03强化学习在图形设计中的应用强化学习可以帮助机器学习如何进行有效的图形设计，提高设计的效率和多样性。01深度学习与图像识别深度学习技术已广泛应用于图像识别，如人脸识别、物体识别等，大大提高了识别的准确性和效率。02生成对抗网络（GAN）GAN在图像生成、超分辨率、风格转换等方面表现出色，能够生成高质量的假图像，为图形设计提供更多可能性。人工智能在图形图像学中的应用虚拟现实（VR）通过头戴设备，用户可以沉浸在虚拟的三维环境中，为游戏、教育、医疗等领域带来全新的体验。增强现实（AR）AR技术可以将虚拟元素融入真实环境，为用户提供更丰富、更直观的信息。例如，通过手机摄像头看到叠加在真实场景上的文字、图像或3D模型。VR/AR在设计领域的应用设计师可以利用VR/AR技术进行原型设计、效果预览等，使设计过程更加直观和高效。虚拟现实与增强现实技术三维打印原理通过逐层堆积材料的方式，制造出三维实体。材料种类包括塑料、金属、陶瓷等。快速原型制作设计师可以利用三维打印制作原型，快速验证设计理念，减少开模成本和时间。生物医学应用三维打印技术在组织工程和药物测试等领域有广泛应用，可以打印出人体器官、骨骼等模型。三维打印技术及其应用06实践与应用案例图像增强通过Python的图像处理库，如OpenCV和PIL，可以对图像进行各种增强操作，如对比度调整、亮度调整、色彩平衡等，以改善图像质量。图像分割利用Python的图像处理库，可以将图像分割成多个区域或对象，以便进行进一步的分析和处理。特征提取Python的图像处理库可以帮助提取图像中的各种特征，如边缘、角点、纹理等，用于后续的目标识别和图像匹配。使用Python进行图像处理使用OpenGL，可以创建各种复杂的3D模型，包括几何形状、曲面和实体等。3D模型创建通过OpenGL，可以为3D模型添加逼真的光照和材质效果，以创建更加真实和生动的视觉效果。光照和材质OpenGL支持各种动画和交互效果，使用户能够与3D图形进行交互，提高用户体验。动画和交互使用OpenGL进行三维图形绘制