第06计算机图形学

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计算机图形学课后答案第6章

习题参考答案6.1交互式绘图系统基本的交互任务有哪些？答：1定位，2笔画，3定值，4选择，5拾取，6字符串，7三维交互。

6.2编写程序实现橡皮筋技术画直线和圆。

答：思想：首先将绘图模式设定为异或。

画直线时，点击鼠标左键，光标所在位置即为直线的起点，用鼠标牵引光标移动，当前光标所在位置即认为是直线的终点。

光标从原位置移动到新位置时，首先在起点与原位置之间画一条直线，因为是异或模式，原有直线变为不可见，然后再在起点与新位置之间画一条直线，作为当前直线。

画圆时，点击鼠标左键，光标所在位置即为圆的圆心，用鼠标牵引光标移动，当前光标所在位置与圆心的距离即被认为是圆的半径。

当鼠标牵引光标从原位置移动到新位置时，首先在以圆心与原位置的距离为半径画圆，因为是异或模式，原有的圆变为不可见，然后再以圆点与新位置的距离为半径画圆，作为当前圆。

6.3引力场是人机交互中的常见的辅助技术，它能给用户带来什么便利？设计人员在设计引力场的时候需要注意什么问题？答：用户用光标进行选图操作时，引力场的使用可使光标较容易地定位在选择区域小的图形上。

设计人员在设计引力场时，引力场的大小要适中，外形应与其所含图形的外形一致。

6.4图形模式和图像模式下，拖拽的处理方法有什么不同？答：图形模式下的拖拽是在异或的绘图模式下进行的。

首先在原位置再次绘制要拖拽图形，由于自身异或的结果为空，原位置处的图形变为不可见，然后在新位置处绘制图形，实现了图形的拖拽。

而图像模式下的拖拽，则是进行了图像的整体移动，即首先在要经过位置处按拖动图像大小保存原有屏幕图像，然后将拖动的图像整体移动到该位置，当图像离开该位置而移动到下一个新位置时，再恢复该位置保存的屏幕图像。

图形模式不需要保存屏幕图像，只需在原位置重绘图形。

图像模式需要保存图像经过处的屏幕图像，并在移开后重新显示保存的屏幕图像。

6.5请叙述三种输入控制模式的流程。

答：请求模式下，用户在接收到应用程序请求后才输入数据；应用程序等待用户输入数据，输入结束，才进行处理。

计算机图形学教案

计算机图形学教案第一章：计算机图形学概述1.1 课程介绍计算机图形学的定义计算机图形学的发展历程计算机图形学的应用领域1.2 图形与图像的区别图像的定义图形的定义图形与图像的联系与区别1.3 计算机图形学的基本概念像素与分辨率矢量与栅格颜色模型图像文件格式第二章：二维图形基础2.1 基本绘图函数画点函数画线函数填充函数2.2 图形变换平移变换旋转变换缩放变换2.3 图形裁剪矩形裁剪贝塞尔曲线裁剪多边形裁剪第三章：三维图形基础3.1 基本三维绘图函数画点函数画线函数填充函数3.2 三维变换平移变换旋转变换缩放变换3.3 光照与材质基本光照模型材质的定义与属性光照与材质的实现第四章：图像处理基础4.1 图像处理基本概念像素的定义与操作图像的表示与存储图像的数字化4.2 图像增强对比度增强锐化滤波4.3 图像分割阈值分割区域生长边缘检测第五章：计算机动画基础5.1 动画基本概念动画的定义与分类动画的基本原理动画的制作流程5.2 关键帧动画关键帧的定义与作用关键帧动画的制作方法关键帧动画的插值算法5.3 骨骼动画骨骼的定义与作用骨骼动画的制作方法骨骼动画的插值算法第六章：虚拟现实与增强现实6.1 虚拟现实基本概念虚拟现实的定义与分类虚拟现实技术的关键组件虚拟现实技术的应用领域6.2 虚拟现实实现技术头戴式显示器（HMD）位置追踪与运动捕捉交互设备与手势识别6.3 增强现实基本概念与实现增强现实的定义与原理增强现实技术的应用领域增强现实设备的介绍第七章：计算机图形学与人类视觉7.1 人类视觉系统基本原理视觉感知的基本过程人类视觉的特性和局限性视觉注意和视觉习惯7.2 计算机图形学中的视觉感知视觉感知在计算机图形学中的应用视觉线索和视觉引导视觉感知与图形界面设计7.3 图形学中的视觉错误与解决方案常见视觉错误分析避免视觉错误的方法提高图形可读性与美观性第八章：计算机图形学与艺术8.1 计算机图形学在艺术创作中的应用数字艺术与计算机图形学的交融计算机图形学工具在艺术创作中的使用计算机图形学与艺术的创新实践8.2 计算机图形学与数字绘画数字绘画的基本概念与工具数字绘画技巧与风格数字绘画作品的创作与展示8.3 计算机图形学与动画电影动画电影制作中的计算机图形学技术3D动画技术与特效制作动画电影的视觉艺术表现第九章：计算机图形学的未来发展9.1 新兴图形学技术的发展趋势实时图形渲染技术基于物理的渲染动态图形设计9.2 计算机图形学与其他领域的融合计算机图形学与的结合计算机图形学与物联网的结合计算机图形学与生物医学的结合9.3 计算机图形学教育的未来发展图形学教育的重要性图形学教育的发展方向图形学教育资源的整合与创新第十章：综合项目实践10.1 项目设计概述项目目标与需求分析项目实施流程与时间规划项目团队组织与管理10.2 项目实施与技术细节项目技术选型与工具使用项目开发过程中的关键技术项目测试与优化10.3 项目成果展示与评价项目成果的展示与推广项目成果的评价与反馈重点和难点解析一、图像的定义与图像的定义，图形与图像的联系与区别1. 学生是否能够理解并区分图像和图形的概念。

《计算机图形学》课件

04
光照模型与阴影生成算法的应用广泛，例如在游戏开发、虚拟现实和电影制作等领域。
纹理映射算法
纹理映射算法用于将图像或纹理贴图映射到三维物体的表面。
输标02入题
常用的纹理映射算法包括纹理坐标、纹理过滤和纹理压缩等。
01
03
纹理映射算法的应用广泛，例如在游戏开发、虚拟现实和数字艺术等领域。
04
工业设计
使用CAD等技术进行产品设计和原型制作。
游戏开发
创建丰富的游戏场景和角色，提供沉浸式的游戏体验。
科学可视化
将复杂数据以图形方式呈现，帮助人们理解和分析数据。
虚拟现实与增强现实
构建虚拟环境，实现人机交互，增强现实感知。
02
计算机图形学基础知识
图像与图形的关系
图像
由像素组成的二维或三维数据，通常用于表示真实世界或模拟的视觉信息。
全息投影技术
总结词
全息投影技术能够实现三维立体显示，为观众提供沉浸式的观影体验。
详细描述
全息投影技术利用干涉和衍射原理，将三维物体以全息图像的形式呈现出来，使观众能够从不同角度观察到物体的立体形态。这种技术将为电影、游戏和其他娱乐领域带来革命性的变化。
增强现实技术
总结词
增强现实技术能够将虚拟信息与现实世界相结合，提供更加丰富的交互体验。
HSL和HSV模型
基于色调、饱和度和亮度（或明度）来描述颜色。
RGBA模型
在RGB基础上增加透明度通道。
图像处理技术
滤波和锐化
通过改变图像的像素值来减少噪声、突出边缘
或细节。
色彩调整
改变图像中颜色的分布和强度，以达到特定的
视觉效果。
图像分割

计算机图形学

纹理合成
当一个纹理被重复使用或者需要填充大范围区域时，使用纹理合成技术。纹理合成通过在原有纹理上采样并重复排列，生成一个新的纹理。
透明度与alpha混合技术
透明度与alpha 混合技术
在计算机图形学中，透明度和alpha混合技术用于模拟光线穿过透明物体时的效果。
alpha值
alpha值用于描述像素的透明度，0表示完全透明，1表示完全不透明。alpha混合通过将两个像素的alpha值相乘，得到最终的像素颜色。
图像文件格式
JPEG
PNG
JPEG是一种常见的有损压缩格式，适用于照片和真实感图像。
PNG是一种无损压缩格式，支持透明度，适用于需要保留细节的图像。
GIF
BMP
GIF是一种支持动画和透明度的格式，适用于需要动态效果的图像。
BMP是一种位图格式，适用于未经压缩的图像存储和编辑。
图形界面与用户交互
粒子系统是一种模拟不规则形状、运动和变化的技术，常用于模拟火、水、烟雾等效果。
02
粒子属性
03
粒子生成
每个粒子具有位置、速度、生命周期等属性，这些属性可以控制粒子的运动和变化。
粒子生成是粒子系统的核心，通过随机生成大量粒子并赋予它们初始属性，模拟自然现象。
04
粒子渲染
为了使粒子更加逼真，需要使用渲染技术对粒子进行着色和光照处理。常用的渲染技术包括粒子贴图、粒子光照和粒子特效等。
02
非均匀有理B样条（ NURBS）
掌握NURBS的概念和原理，以及如何实现。
03
曲面绘制
理解曲面绘制的基本原理，如网格曲面和参数曲面，并知道如何实现。
光照与阴影技术

计算机图形学概述分析课件

增强现实技术
将虚拟内容叠加到真实世界中，为用户提供额外的信息或体验。
05
CATALOGUE
计算机图形学未来展望
人工智能在计算机图形学中的应用
人工智能技术为计算机图形学提供了强大的算法和数据处理能力，使得计算机能够更好地模拟和生成复杂的图形和场景。
人工智能技术可以用于自动识别和分类图像，提高计算机图形学的自动化水平，减少人工干预。
3
计算机图形学与艺术、设计等领域结合，可以用于数字艺术、数字媒体等方面，推动艺术和设计领域的发展和创新。
06
CATALOGUE
计算机图形学案例分析
游戏中的计算机图形学应用
3D模型与贴图
游戏中的角色、场景和道具都通过3D建模技术创建，贴图用于给模型添加纹理和细节，使其更真实。
光照与阴影
计算机图形学技术能够模拟真实的光照效果，如全局光照和阴影映射，使游戏画面更具有层次感和立体感。
流体动力学
模拟液体和气体的运动，如水流或火焰。
用户输入与交互
实现与虚拟环境的自然交互，如手势识别和虚拟物体抓取。
虚拟现实与增强现实
三维立体显示
通过特殊的显示设备和眼镜，提供沉浸式的三维视觉体验。
环境交互
允许用户与虚拟环境中的对象进行交互，如拾取、移动或操作。
头部追踪与身体跟踪
实时跟踪用户的头部和身体动作，以实现更真实的虚拟体验。
实时渲染
在交互式应用中，如游戏或模拟器，实现流畅的动态场景。
03
02
动画与动力学
利用物理原理模拟物体运动和交互，如碰撞检测和刚体动力学。
虚拟摄像机控制
提供更灵活的摄像机操作，以实现复杂的镜头运动和场景切换。

计算机图形学基础教程

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
计算机图形学的定义
计算机图形学的发展历程
计算机图形学开始萌芽，当时的计算机只能显示简单的字符和线条。
1950年代
随着计算机硬件和软件技术的进步，计算机图形学开始进入快速发展阶段，出现了许多重要的技术和算法。
1970年代
计算机图形学进入商业应用阶段，开始广泛应用于电影、游戏、广告等领域。
1980年代
DirectX编程实践
总结词：WebGL是一种基于OpenGL ES的JavaScript API，用于在Web浏览器中实现3D图形渲染。详细描述：WebGL可以在浏览器中创建高性能的3D图形应用，适用于开发各种类型的可视化应用，如科学、工程、娱乐等领域的在线展示。编程实践学习WebGL的基本概念和架构。掌握WebGL的渲染流程和基本操作。学习WebGL中的着色器和纹理映射的使用。通过实践案例，掌握WebGL在Web应用开发中的应用。
比较两者的优缺点，以及在高性能计算中的应用。
01
02
03
VR硬件与软件
介绍如Oculus Rift、HTC Vive等主流虚拟现实硬件和相关软件。
AR硬件与软件
介绍如Google Glass、ARKit等增强现实硬件和软件平台。
VR/AR应用场景
探讨虚拟现实和增强现实在游戏、教育、医疗等领域的应用。
虚拟现实与增强现实技术
05
计算机图形学实践案例
总结词：OpenGL是一种跨平台的图形编程API，适用于开发高性能的2D和3D图形应用。详细描述：OpenGL提供了一套丰富的图形渲染功能，包括建模、材质、光照、纹理、动画等，开发者可以使用OpenGL进行低级别的图形渲染和控制。编程实践学习OpenGL的基本概念和架构。掌握OpenGL的渲染流程和基本操作。学习OpenGL中的着色器和缓冲区的使用。通过实践案例，掌握OpenGL在游戏、科学可视化等领域的应用。

计算机图形学PPT教学课件

2020/10/16
19
• 多边形裁剪 • 双边裁剪——遇到交点向右拐
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• 1）进行初步深度排序，可按各多边形z最小值（或最大值、平均值）排序；
• 2）选择当前深度最小（离视点最近）的多边形为裁剪多边形；
• 3）用裁剪多边形对那些深度值更大的多边形进行裁剪
• 4）比较裁剪多边形与各内部多边形的深度，检查裁剪多边形是否是离视点最近的多边形。若裁剪多边形深度大于某个内部多边形的深度，则恢复被裁剪的各多边形，选择新的裁剪多边形，回到3），否则做5）；
➢该算法多用于线消隐，也用于面消隐。
➢算法的简单描述如下： ➢对于三维场景中的每一个物体：
➢判定场景中的所有可见表面；
➢用可见表面的颜色填充相应的像素以构成图形;
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假定：垂直投影
•隐藏线和隐藏面消除所讨论的对象是一个三维图形，消隐后要在二维空间中表示出来，因此消隐后显示的图形将和三维空间至二维空间的投影方式有关。 •下面讨论消隐算法时，都假定投影平面是oxy平面，投影方向为负z轴方向的垂直投影。
• 2）对多边形P，计算它在点（i,j）处的深度值 zi,j,
• 3）若zi,j< ZB(i,j),则ZB（i,j）=zi,j,CB(i,j)=多边形P的颜色；
• 4）对每个多边形重复（2）、（3）两步，最终在CB中存放的就是消隐后的图形。
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• 如何求深度
设某个多边形所在的平面方程为
• 5）择选下一个深度最小的多边形作为裁剪多边形，从 3）开始做，直到所有的多边形都处理过为止。在得到的多边形中，所有的内部多边形是不可见的，其余多边形均为可见多边形。

计算机图形学内容整理

计算机图形学第一章计算机图形学概论（4）【计算机图形学定义】计算机图形学是研究计算机图形的表示、生成、处理、显示的学科。

计算机图形学是计算机科学中最为活跃、得到广泛应用的分支之一。

1982年国际标准化组织（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、方法和技术的学科。

它是建立在传统的图学理论、应用数学和计算机科学基础上的一门边缘学科。

IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers，美国电气及电子工程师学会）定义：Computer graphics is the art or science of producing graphical images with the aid of computer.计算机图形学是借助计算机产生图形影像的一门艺术或科学。

美国的James Foley在其著作中定义：计算机图形学是运用计算机描述、输入、表示、存储、处理（检索/变换/图形运算）、显示、输出图形的一门学科。

【图形和图像】图形（Figure、Graphic）：是构成图像的要素，表示图像中的某一个具体形状。

图形含有几何属性，更强调场景的几何表示，是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的。

图形主要分为两类：基于线条信息表示；明暗图（Shading）。

图形是指用计算机绘制工具绘制的画面，包括直线、曲线，圆/圆弧，方框等成分。

图形一般按各个成分的参数形式存储，可以对各个成分进行移动、缩放、旋转和扭曲等变换，可以在绘图仪上将各个成分输出。

图像（Image）：绘图、照片、影像的总称。

图像纯指计算机内以位图（Bitmap）形式存在的灰度信息。

图像是由输入设备捕捉的实际场景或以数字化形式存储的任意画面。

图像可以用位图或矢量图形式存储。

数字图像（Digital Image）【计算机图形学的研究对象】图形：能在人的视觉系统中产生视觉印象的客观对象，包括自然景物、拍摄到的图片、用数学方法描述的图形等等。

计算机图形学第六章计算机动画(2)

应用实例

《史酷比2：怪兽偷跑》
整体和局部变形方法
由Alan Barr于1984年提出，是最早的变形方法
。包括渐细变形(Tapering)、螺旋形变形 (Twisting)等。
(a)变形前的茶壶
(b) 渐细变形
(c) 螺旋形变形
Alan Barr的变形类别
应用例子
自由变形方法FFD

1986年，Sederderg等提出了一种非常适合于柔性物体动画的一般化的变形方法，该方法不直接操作物体，而是将物体嵌入一空间，当所嵌的空间变形时，物体也随之变形。
群组层次

群 —— Crowd behaviors
组 —— Group behaviors 个体 —— Individual behavior

为什么需要群组动画？

得到大场面的视觉震撼效果

动漫设计和影视特技中，不可避免地会遇到各种大规模群体动作场面的制作。例如，两军对垒中的数十万大军冲锋的效果、兽群、鸟群等。
茶壶的FFD变形 (a) 变形前 (b) 变形后
FFD的数学原理
Q (u, v, w) Pijk Bi (u ) B j (v) Bk ( w)
i 0 j 0 k 0 3 3 3
轴变形方法

轴变形是一种通过参数曲线来控制物体自由变形的方法。该方法把物体嵌入轴线的局部参数空间中来实施变形，当轴线变形时，嵌入其参数空间中的各点的位置随之发生变化。

两个元球靠近时的形变过程
动画演示
过程动画技术

过程动画是指采用一个过程来描述物体的运动或变形。最简单的过程动画是设立一个数学模型去控制物体的几何形状和运动，如旗帜迎风招展、水波随风荡漾等。

计算机图形学PPT课件

三维图形投影方法
正投影
平行光线垂直投射到投影面上，形成物体的正投影。
斜投影
平行光线与投影面成一定角度投射，形成物体的斜投影。
透视投影
从视点出发，通过透视变换将三维物体投影到二维平面上。
阴影生成
根据光源位置和物体形状，计算阴影的位置和形状。
05
真实感图形绘制技术
Chapter
消隐技术
消隐算法分类
计算机图形学PPT课件
目录
• 引言 • 图形系统基础 • 基本图形生成算法 • 三维图形变换与观察 • 真实感图形绘制技术 • 曲线与曲面绘制技术 • 计算机动画技术 • 计算机图形学前沿技术
01
引言
Chapter
计算机图形学概述
01
02
03
计算机图形学定义
研究计算机生成、处理和显示图形的一门科学。
平移变换旋转变换缩放变换镜像变换
将三维图形沿x、y、z方向移动一定距离，不改变图形形状和大小。
在x、y、z方向分别进行缩放，可改变图形的大小和形状。
三维图形复合变换
变换顺序
先进行缩放、旋转，再进行平移，注意变换顺序对结果的影响。
变换矩阵
将各种基本变换表示为矩阵形式，便于进行复合变换的计算。
医学诊断
通过计算机图形学技术，医生可以更直观地了解病人病情，进行更准确的诊断和治疗。
军事模拟
计算机图形学在军事模拟和训练中发挥重要作用，提高训练效果和作战能力。
THANKS
感谢观看
通过模拟自然现象或物理过程，生成具有真实感的动画效果。
过程动画制作流程
建立自然现象或物理过程的数学模型，利用计算机图形学技术模拟模型的运动和变化过程，生成具有真实感的动画效果。

计算机图形学ppt

虚拟现实场景设计与优化
虚拟现实场景设计
虚拟现实场景设计需要结合虚拟现实技术的特点，考虑用户的沉浸式体验和交互方式，设计出符合主题的场景和交互方式。
虚拟现实场景优化
虚拟现实场景优化包括场景渲染效率、用户体验、硬件性能等多个方面。优化虚拟现实场景可以提高用户体验和降低硬件要求。
三维模型构建与渲染技术应用
渲染引擎与着色器
渲染引擎
渲染引擎是计算机图形学中的核心软件，负责将描述图形的几何数据和其他属性转换成可以在屏幕上显示的像素。渲染引擎还包括光栅化器，将几何数据转换成像素，并决定像素的颜色。
着色器
着色器是运行在GPU上的小程序，用于计算每个像素的颜色。着色器通常分为顶点着色器和片段着色器。顶点着色器用于处理图形的顶点数据，而片段着色器用于处理像素级别的颜色和光照计算。
05
计算机图形学研究前沿
人工智能与机器学习在图形学中的应用
总结词
应用广泛，提升效果，未来趋势
详细描述
随着人工智能和机器学习技术的快速发展，其在计算机图形学中的应用也日益广泛。例如，使用深度学习算法进行图像识别和处理，可以显著提高图像的质量和真实感。此外，通过结合机器学习技术，还可以实现更加智能的虚拟现实和增强现实应用。未来，人工智能和机器学习将成为计算机图形学的重要研究方向。
空间分解算法
通过将场景分解为多个小块来判断是否发生碰撞。
3
碰撞检测专用算法
针对特定类型的物体（如球体、立方体等）进行碰撞检测的专用算法。
04
计算机图形学实用技术
图像处理技术
图像数字化
将现实世界的图像转化为计算机能处理的数字信号。
图像变换
对图像进行旋转、缩放、平移等几何变换，满足不同的应用需求。

教学课件《计算机图形学》

孔斯曲面。法国雷诺公司的贝赛尔（P.Bezier）也提出了Bezier曲
线和曲面，他们被称为计算机辅助几何设计的奠基人。
•
70年代是计算机图形学发展过程中一个重要的历史时
期，计算机图形技术的应用进入了实用化的阶段，交互式图形系
统在许多国家得到应用；许多新的更加完备的图形系统不断被研
制出来。除了在军事上和工业上的应用之外，计算机图形学还进
次使用了“计算机图形”（Computer Graphics）这
个术语。此论文指出交互式计算机图形学是一个
可行的、有用的研究领域，从而确立了计算机图
形学作为一个崭新的学科分支的独立地位。
•
1964年，孔斯（S.Coons）提出了用小块曲面片组合表
示自由曲面，使曲面片边界上达到任意高阶连续的理论方法，称
•
1．以大型机为基础的图形系统
•
2．以中型或小型机为基础的图形系统
•
3．以工作站为基础的图形系统
•
4．以微机为基础的图形系统
2.2 图形硬件设备
•2.2.1图形显示设备
•1．阴极射线管（CRT）
• 最大偏转角 • 余辉时间 • 刷新 • 刷新频率
• 2．彩色阴极射线管（彩色CRT）
• 电子束穿透法 • 荫罩法
• 常用概念：
• 图像刷新 • 行频、帧频 • 逐行扫描、隔行扫描 • 像素 • 分辨率 • 点距 • 显示速度 • 帧缓冲存储器（帧缓存、显示存储器） • 色彩与灰度等级 • 颜色查找表
• 6．液晶显示器（Liquid-Crystal Display）
• 可视角度 • 点距和分辨率
• 7．等离子显示器
•
6．科学计算可视化
第2章图形系统

公共基础知识计算机图形学基础知识概述

《计算机图形学基础知识概述》一、引言计算机图形学是一门研究如何利用计算机生成、处理和显示图形的学科。

它涉及到数学、物理学、计算机科学等多个领域，广泛应用于游戏开发、电影制作、工程设计、虚拟现实等众多领域。

随着计算机技术的不断发展，计算机图形学也在不断进步，为人们带来了更加逼真、生动的视觉体验。

二、基本概念1. 图形：图形是指由点、线、面等几何元素组成的二维或三维图像。

在计算机图形学中，图形可以分为矢量图形和光栅图形两种类型。

矢量图形是由数学公式描述的图形，具有无限放大不失真的特点；光栅图形则是由像素点组成的图形，在放大时会出现锯齿现象。

2. 像素：像素是构成光栅图形的最小单位，它是一个带有颜色和亮度信息的小方块。

在计算机图形学中，像素的颜色和亮度通常由红、绿、蓝三个颜色通道的值来决定。

3. 分辨率：分辨率是指图像中像素的数量，通常用水平像素数×垂直像素数来表示。

分辨率越高，图像越清晰，但同时也需要更多的存储空间和计算资源。

三、发展历程1. 早期阶段（20 世纪 50 年代 - 60 年代）：计算机图形学的起源可以追溯到 20 世纪 50 年代，当时计算机主要用于科学计算和工程设计。

随着计算机技术的发展，人们开始尝试利用计算机生成简单的图形，如线条图和流程图。

2. 发展阶段（20 世纪 70 年代 - 80 年代）：在这个阶段，计算机图形学得到了快速发展。

出现了许多重要的图形算法和技术，如扫描线算法、区域填充算法、隐藏面消除算法等。

同时，图形硬件也得到了不断改进，出现了专门的图形处理器（GPU），大大提高了图形处理的速度和质量。

3. 成熟阶段（20 世纪 90 年代 - 21 世纪初）：在这个阶段，计算机图形学已经成为一个成熟的学科，广泛应用于各个领域。

出现了许多先进的图形技术，如真实感图形渲染、虚拟现实、动画制作等。

同时，图形软件也得到了极大的发展，出现了许多功能强大的图形软件包，如 3D Studio Max、Maya 等。

计算机图形学课件

具体操作
裁剪和交叠的实现需要用到裁剪面和视景体等概念，裁剪面是指与图形相交的面，视景体是指观察者所能看到的区域。在进行裁剪时，需要判断图形的各个部分是否在裁剪面内，并根据情况对图形进行裁剪；在进行交叠时，需要将图形按照一定的顺序排列，以避免重叠遮挡。
应用
裁剪和交叠广泛应用于计算机图形学中的图形绘制和渲染等领域，它们能够提高绘制的效率和效果。
04
计算机图形学高级技术
真实感图形渲染
总结词
通过复杂的算法和计算，将图形渲染为具有高度真实感的图像。
详细描述
真实感图形渲染技术包括对光线的模拟、阴影的处理、反射和折射的效果等，以产生具有真实感的图像。
纹理映射和环境贴图
总结词
将纹理和环境贴图映射到三维模型上，增加模型的细节和视觉效果。
详细描述
个基本属性。
光照和阴影
环境光
来自周围环境的均匀照射光。
点光源
从一个点发出的光，可以产生阴影效果。
方向光
纹理映射
来自一个特定方向的光，可以产生阴影效果。
将纹理图像映射到三维模型表面，增加视觉效果的真实感。
纹理和材质
纹理贴图
将纹理图像映射到三维模型表面，增加视觉效果的真实感。
纹理坐标
指定纹理贴图在三维模型表面的位置和方向。
分类
视图变换分为固定视角和自由视角两种，固定视角是指观察者视角固定，只能观察到场景的某一个固定方向，而自由视角则允许观察者在场景中自由移动，观察到场景的任意方向。
应用
视图变换广泛应用于三维游戏、虚拟现实等领域，它能够提供更加真实的观察体验。
裁剪和交叠
定义
裁剪是指在绘制图形时，将图形的一部分隐藏在视景体之外，以避免不必要的绘制；交叠是指在绘制多个图形时，将它们按照一定的顺序排列，以避免重叠遮挡。

计算机图形学概论课件

计算机图形学的发展历程
1960年代
出现了基于图形的计算机绘图系统，如Sketchpad。
1980年代
随着个人电脑的普及，计算机图形学进入家庭和商业领域。
1950年代
计算机图形学的萌芽期，出现了基于文本的简单绘图程序。
1970年代
出现了三维图形系统和光线追踪渲染技术。
1990年代至今
计算机图形学在游戏、电影、虚拟现实等领域得到广泛应用和发展。
工业设计实践
3D建模与渲染
学习使用工业设计软件（如SolidWorks、 Autodesk Inventor等）进行3D建模和渲染。
设计可视化
学习将工业设计成果进行可视化展示，提高设计表现力。
ABCD
工程分析与优化
运用工程分析工具对设计进行仿真和优化，提高产品性能。
产品发布与推广
了解产品发布与推广流程，将设计成果推向市场。
计算机图形学涉及的领域包括几何建模、渲染、图像处理、动画和人机交互等。
计算机图形学的应用领域
游戏开发
游戏中的图形效果和动画需要计算机图形学的支持。
电影和动画制作
电影特效和动画制作中，计算机图形学用于创建逼真的场景和角色。
建筑设计
计算机图形学用于创建建筑模型和可视化效果图。
科学可视化
计算机图形学用于将复杂的数据以可视化的形式呈现，如气象数据、医学图像等。
颜色模型与空间
总结词
颜色模型与空间是计算机图形学中用于描述和表示颜色的重要工具，不同的颜色模型适用于不同的应用场景。
详细描述
常见的颜色模型包括RGB、CMYK、HSV等。RGB模型基于红、绿、蓝三种基本颜色，适用于屏幕显示和数字图像。CMYK模型基于青、品、黄、黑四种颜色，适用于印刷和出版。HSV模型则基于色调、饱和度和亮度三个维度，更接近人眼对颜色的感知。