计算机图形学概论计算机图形学--北京工业大学01PPT课件
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《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
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ppt(共49张PPT)
实现自动化、智能化的 加工和生产。
应用领域
广泛应用于机械、电子、建筑、汽车等制造业领域。
计算机游戏设计与开发
游戏引擎
基于计算机图形学技术构建游戏引擎， 实现游戏场景、角色、特效等的渲染 和交互。
应用领域
广泛应用于娱乐、教育、军事模拟等 领域。
游戏设计
利用计算机图形学技术进行游戏关卡、 任务、角色等的设计，提高游戏的可 玩性和趣味性。
纹理映射与表面细节处理
纹理坐标
定义物体表面上的点与纹理图像上的点之间 的映射关系。
Mipmapping
使用多级渐远纹理来减少纹理采样时的走样 现象。
Bump Mapping
通过扰动表面法线来模拟表面凹凸不平的细 节。
Displacement Mapping
根据高度图调整顶点位置，实现更真实的表 面细节。
透明度与半透明处理
Alpha Blending
通过混合像素的颜色和背景颜 色来实现透明度效果。
Order-Independent Transparency
一种解决透明物体渲染顺序问 题的方法，可以实现正确的透 明效果叠加。
Depth Peeling
通过多次渲染场景，每次剥离 一层深度，来实现半透明物体 的正确渲染。
如中点画圆算法，利用圆 的八对称性，通过计算决 策参数来生成圆。
多边形的生成算法
如扫描线填充算法，通过 扫描多边形并计算交点来 生成多边形。
二维图形的变换与裁剪
二维图形的变换
包括平移（Translation）、旋转（Rotation）、 缩放（Scaling）等变换，可以通过变换矩阵来实 现。
二维图形的裁剪
后期制作
在影视制作后期，利用计算机图形学技术进行颜色校正、合成、剪 辑等处理，提高影片质量。
应用领域
广泛应用于机械、电子、建筑、汽车等制造业领域。
计算机游戏设计与开发
游戏引擎
基于计算机图形学技术构建游戏引擎， 实现游戏场景、角色、特效等的渲染 和交互。
应用领域
广泛应用于娱乐、教育、军事模拟等 领域。
游戏设计
利用计算机图形学技术进行游戏关卡、 任务、角色等的设计，提高游戏的可 玩性和趣味性。
纹理映射与表面细节处理
纹理坐标
定义物体表面上的点与纹理图像上的点之间 的映射关系。
Mipmapping
使用多级渐远纹理来减少纹理采样时的走样 现象。
Bump Mapping
通过扰动表面法线来模拟表面凹凸不平的细 节。
Displacement Mapping
根据高度图调整顶点位置，实现更真实的表 面细节。
透明度与半透明处理
Alpha Blending
通过混合像素的颜色和背景颜 色来实现透明度效果。
Order-Independent Transparency
一种解决透明物体渲染顺序问 题的方法，可以实现正确的透 明效果叠加。
Depth Peeling
通过多次渲染场景，每次剥离 一层深度，来实现半透明物体 的正确渲染。
如中点画圆算法，利用圆 的八对称性，通过计算决 策参数来生成圆。
多边形的生成算法
如扫描线填充算法，通过 扫描多边形并计算交点来 生成多边形。
二维图形的变换与裁剪
二维图形的变换
包括平移（Translation）、旋转（Rotation）、 缩放（Scaling）等变换，可以通过变换矩阵来实 现。
二维图形的裁剪
后期制作
在影视制作后期，利用计算机图形学技术进行颜色校正、合成、剪 辑等处理，提高影片质量。
计算机图形学完整ppt课件
工业设计
利用计算机图形学进行产品设计、仿 真和可视化，提高设计效率和质量。
建筑设计
建筑师使用计算机图形学技术创建三 维模型，进行建筑设计和规划。
计算机图形学的相关学科
计算机科学
计算机图形学是计算机科学的一个重 要分支，涉及计算机算法、数据结构、 操作系统等方面的知识。
物理学
计算机图形学中的很多技术都借鉴了 物理学的原理，如光学、力学等，用 于实现逼真的渲染效果和物理模拟。
02
03
显示器
LCD、LED、OLED等，用 于呈现图形图像。
投影仪
将计算机生成的图像投影 到大屏幕上，用于会议、 教学等场合。
虚拟现实设备
如VR头盔，提供沉浸式的 3D图形体验。
图形输入设备
键盘和鼠标
最基本的图形输入设备，用于操 作图形界面和输入命令。
触摸屏
通过触摸操作输入图形指令，常 见于智能手机和平板电脑。
多边形裁剪算法
文字裁剪算法
判断一个多边形是否与另一个多边形相交， 如果相交则求出交集部分并保留。
针对文字的特殊性质，采用特殊的裁剪算法 进行处理，以保证文字的完整性和可读性。
05
光照模型与表面绘制
光照模型概述
光照模型是计算机图形学中用于模拟光线与物体表面交互的数学模型。
光照模型能够模拟光线在物体表面的反射、折射、阴影等效果，从而增强图形的真 实感。
二维纹理映射原理
根据物体表面的顶点坐标和纹理坐标，计算出每个像素点对应的纹 理坐标，从而确定像素点的颜色值。
二维纹理映射实现方法
使用OpenGL中的纹理映射函数，将纹理图像映射到物体表面。
三维纹理映射技术
三维纹理坐标
定义在三维空间中的坐标，表示纹理图像上的位置。
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。
精品课件-计算机图形学-第1章 计算机图形学概述
第 1 章 计算机图形学概述
计算机图形系统由硬件和软件两部分组成。 计算机图形系统的基本物理设备统称为硬件, 它包括主 机及大容量外存储器、 显示处理器、 图形输出和图形 输入设备。 其中图形显示器、 打印机、 绘图机、 键 盘、 数字化仪和光笔等供系统配置时由用户选用。 单 主机模式的计算机图形系统的硬件组成如图1.2所示。
1.3 计算机图形学的发展
1.3.1 计算机图形学的发展简史 自20世纪50年代以来, 计算机图形学的发展
历程经历了50多年。 根据其发展的特点, 这50年可以分 为酝酿期 (50年代)、 萌芽期 (60年代)、 发展期 (70 年代)、 普及期 (80年代)和提高增强期 (90年代)等五 个阶段。
第 1 章 计算机图形学概述
图 1.4 三维物体输出流水线图
第 1 章 计算机图形学概述
1.1.2 计算机图形学的主要研究内容 除了理论和方法已经非常成熟的基本图形元素
生成算法(也叫光栅图形学)和图形变换的内容之外, 计 算机图形学的主要内容还有造型技术、 真实感图形生成 及人机交互技术等三部分。
第 1 章 计算机图形学概述
2) 参数法 参数法用图形的形状参数和属性参数来表示 图形。 形状参数指的是描述图形的方程或分析表达式的 系数、 线段和多边形的端点坐标等。 属性参数则包括 颜色、 线型等。
第 1 章 计算机图形学概述
4. 计算机图形系统的概念 1) 计算机图形系统的组成 计算机图形系统是为了支持图形应用程序便 于实现图形的输入、 处理、 输出而设计的计算机硬件 和软件的组合体。 没有绘图系统的支撑, 就会使图形应 用程序的编写极为困难, 计算机图形学潜在的用途也难 以开发。
第 1 章 计算机图形学概述
2024版计算机图形学课件ppt课件
01计算机图形学概述Chapter计算机图形学的定义与发展定义发展历程虚拟现实和增强现实VR 图形学来生成和处理三维场景。
工业设计师使用计算机图形学技术来设计和模拟产品的外观和性能。
建筑设计建筑师使用计算机图形学技术来设计和可视化建筑模型。
游戏开发游戏中的场景、角色、特效等都需要计算机图形学的支持。
影视制作都需要用到计算机图形学技术。
计算机科学数学物理艺术02计算机图形学基础Chapter图形与图像的基本概念图形与图像的定义图形是指用矢量方法描述的图像，由几何图元（点、线、面等）组成；图像则是由像素点组成的位图。
图形与图像的区别图形具有矢量特性，可以无限放大而不失真；而图像放大后会失真，因为其由固定数量的像素点组成。
计算机图形学的研究内容研究如何在计算机中表示、生成、处理和显示图形的一门科学。
色彩模型与颜色空间色彩模型01颜色空间02常见的色彩模型与颜色空间031 2 3光栅图形矢量图形光栅图形与矢量图形的比较光栅图形与矢量图形图形显示设备与坐标系统图形显示设备01坐标系统02设备坐标系与逻辑坐标系0303图形生成技术Chapter直线生成算法DDA算法Bresenham算法中点画线法圆生成算法八分法画圆中点画圆法Bresenham画圆法扫描线填充算法边界填充算法洪水填充算法030201多边形填充算法01020304几何变换光照模型投影变换纹理映射三维图形生成技术04图形变换与裁剪技术Chapter01020304将图形在平面上沿某一方向移动一定的距离，不改变图形的大小和形状。
平移变换将图形绕某一点旋转一定的角度，不改变图形的大小和形状。
旋转变换将图形在某一方向上按比例放大或缩小，改变图形的大小但不改变形状。
缩放变换将图形关于某一直线或点进行对称，得到一个新的图形。
对称变换将三维物体在空间中沿某一方向移动一定的距离，不改变物体的大小和形状。
将三维物体绕某一轴旋转一定的角度，不改变物体的大小和形状。
计算机图形学第一章基本知识 ppt课件
• 基于物理的造型技术 。模型及模型间的关系 相当复杂，不仅有静态的、而且有动态的 ， 模型就可以由物体的运动规律自动产生
造型技术的发展
• 不规则形体是不能用欧氏几何加以定义的，例如、 山、水、树、草、云、烟、火以及自然界中丰富 多彩的物体
• 造型大多采用过程式模拟，即用一个简单的模型 及少量的易于调用的参数来表示一大类物体
1.1.2 计算机图形学的研究内容
•有关图形的算法：
(1) 基于图形设备的基本图形元素的生成算法，如 用光栅图形显示器生成直线、圆弧、二次曲线、 封闭边界内的图案填充等。
(2) 图形元素的几何变换，即对图形的平移、放大、 缩小、旋转、镜像等操作。
(3) 自由曲线和曲面的插值、拟合、拼接、分解、 过渡、光顺、整体和局部修改等。
• 重点难点：图形、图像的区别，实际应用 • 学习指南：要充分理解图形图像的区别，
观摩典型的图形软件、图像处理软件。
1.1 概述
1.1.1计算机图形学的概念
• Computer Graphics • 国际标准化组织（ISO）定义为：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、应用数学及计 算机科学基础上的一门边缘学科。
图形工作站(Apollo,Sun,Hp)
九十年代至今
微机，交叉学科（多媒体等）
计算机图形学的发展动向之一
造型技术的发展
• 构造几何模型的理论、方法和技术 ，是计算 机辅助设计的核心技术之一，非均匀有理B样 条，规则形体造型和不规则形体造型
• 特征造型技术 ，它将特征作为产品描述的基 本单元，并将产品描述成特征的集合
• 也称为数据放大技术
造型技术的发展
• 不规则形体是不能用欧氏几何加以定义的，例如、 山、水、树、草、云、烟、火以及自然界中丰富 多彩的物体
• 造型大多采用过程式模拟，即用一个简单的模型 及少量的易于调用的参数来表示一大类物体
1.1.2 计算机图形学的研究内容
•有关图形的算法：
(1) 基于图形设备的基本图形元素的生成算法，如 用光栅图形显示器生成直线、圆弧、二次曲线、 封闭边界内的图案填充等。
(2) 图形元素的几何变换，即对图形的平移、放大、 缩小、旋转、镜像等操作。
(3) 自由曲线和曲面的插值、拟合、拼接、分解、 过渡、光顺、整体和局部修改等。
• 重点难点：图形、图像的区别，实际应用 • 学习指南：要充分理解图形图像的区别，
观摩典型的图形软件、图像处理软件。
1.1 概述
1.1.1计算机图形学的概念
• Computer Graphics • 国际标准化组织（ISO）定义为：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、应用数学及计 算机科学基础上的一门边缘学科。
图形工作站(Apollo,Sun,Hp)
九十年代至今
微机，交叉学科（多媒体等）
计算机图形学的发展动向之一
造型技术的发展
• 构造几何模型的理论、方法和技术 ，是计算 机辅助设计的核心技术之一，非均匀有理B样 条，规则形体造型和不规则形体造型
• 特征造型技术 ，它将特征作为产品描述的基 本单元，并将产品描述成特征的集合
• 也称为数据放大技术
计算机图形学基本知识PPT课件
仿射变换
通过仿射变换矩阵对图像进行变换，可以处理更复杂的几何变换。
04 计算机图形学高级技术
光照模型与材质贴图
光照模型
描述物体表面如何反射光线的数 学模型，包括漫反射、镜面反射 和环境光等。
材质贴图
通过贴图技术将纹理映射到物体 表面，增强物体的真实感和细节 表现。
纹理映射
纹理映射技术
将图像或纹理图案映射到三维物体表 面，增强物体的表面细节和质感。
总结
计算机图形学在游戏设计、电影与动 画制作、虚拟现实与仿真等领域有着 广泛的应用。
计算机图形学的发展历程
起步阶段
20世纪50年代，计算机图形 学开始起步，主要应用于几 何形状的生成和简单图形的 处理。
发展阶段
20世纪80年代，随着计算机 性能的提高，计算机图形学 开始广泛应用于电影、游戏 等领域。
总结
计算机图形学利用计算机 技术生成、处理和显示图 形，实现真实世界的模拟 和再现。
计算机图形学的应用领域
游戏设计
游戏中的角色、场景和特效都需要用 到计算机图形学技术。
电影与动画制作
电影特效、角色建模和动画制作都离 不开计算机图形学。
虚拟现实与仿真
虚拟现实技术、军事仿真、工业设计 等领域都广泛应用计算机图形学。
向量图
向量图是矢量图的一种，通常用于描 述二维图形，如几何图形和图表。
图像的分辨率与质量
分辨率
分辨率是指图像中像素的数量， 通常以像素每英寸（PPI）或像素
每厘米（PPC）为单位。
质量
图像质量取决于分辨率、颜色深度 和压缩等因素。
压缩
图像压缩是一种减少图像文件大小 的方法，常见的图像压缩格式有 JPEG和PNG等。
通过仿射变换矩阵对图像进行变换，可以处理更复杂的几何变换。
04 计算机图形学高级技术
光照模型与材质贴图
光照模型
描述物体表面如何反射光线的数 学模型，包括漫反射、镜面反射 和环境光等。
材质贴图
通过贴图技术将纹理映射到物体 表面，增强物体的真实感和细节 表现。
纹理映射
纹理映射技术
将图像或纹理图案映射到三维物体表 面，增强物体的表面细节和质感。
总结
计算机图形学在游戏设计、电影与动 画制作、虚拟现实与仿真等领域有着 广泛的应用。
计算机图形学的发展历程
起步阶段
20世纪50年代，计算机图形 学开始起步，主要应用于几 何形状的生成和简单图形的 处理。
发展阶段
20世纪80年代，随着计算机 性能的提高，计算机图形学 开始广泛应用于电影、游戏 等领域。
总结
计算机图形学利用计算机 技术生成、处理和显示图 形，实现真实世界的模拟 和再现。
计算机图形学的应用领域
游戏设计
游戏中的角色、场景和特效都需要用 到计算机图形学技术。
电影与动画制作
电影特效、角色建模和动画制作都离 不开计算机图形学。
虚拟现实与仿真
虚拟现实技术、军事仿真、工业设计 等领域都广泛应用计算机图形学。
向量图
向量图是矢量图的一种，通常用于描 述二维图形，如几何图形和图表。
图像的分辨率与质量
分辨率
分辨率是指图像中像素的数量， 通常以像素每英寸（PPI）或像素
每厘米（PPC）为单位。
质量
图像质量取决于分辨率、颜色深度 和压缩等因素。
压缩
图像压缩是一种减少图像文件大小 的方法，常见的图像压缩格式有 JPEG和PNG等。
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•类似于示波器的阴极射线管 (CRT) •50年代末期，MIT林肯实验室，在“旋风”计
算机上开发SAGE空中防御系统
•光笔，交互式图形生成技术。
交互式计算机图形学-Interactive Computer Graphics
计算机图形学发展简史（2） •发展阶段（60年代）
•MIT 林 肯 实 验 室 ， I.E.Sutherland 发 表 博 士 论 文
交互式计算机图形学-Interactive Computer Graphics
什么是图形(Graphic)
广义范畴：形状与颜色的集合体 狭义的辨异：
Graphics vs. images（图象） பைடு நூலகம்形的两个要素：
几何信息（Geometric information）:
点（point）, 线（curve），面（surface）
计算机图形学发展简史（4） •系统实用化阶段（80年代）
•80年代，超大规模集成电路的发展，奠定了物质
基础，工作站的出现，促进了图形学的发展。
•标准化智能化阶段（90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、
IEEE
• Computer Graphics and Applications • Visualization and Computer Graphics • Conference Proceedings
交互式计算机图形学-Interactive Computer Graphics
相关课程关联图
非几何信息（Non-geometric Information）:
纹理（ Texture），颜色（color），等
交互式计算机图形学-Interactive Computer Graphics
什么是计算机图形学(Computer Graphics)
ISO在其数据处理词典中给出如下定义：
计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为 图形，并在专用的图形设备上进行显示的原理、 方法和技术的学科。
计算机图形学发展简史（3）
•推广应用阶段（ 70年代）
•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，并开始出现实用的CAD 图形系统。
•众多商品化软件的出现，使图形标准化问题也被
提上议程。
•74年，美国计算机学会成立图形标准化委员会
(ACM SIGGRAPH)
交互式计算机图形学-Interactive Computer Graphics
“Sketchpad:一个人机通信的图形系统”
•首次使用Computer Graphics术语 •计算机图形学之父 •60年代中期，美国MIT、通用汽车公司、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
•随机扫描显示器
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交互式计算机图形学-Interactive Computer Graphics
第1章 计算机图形学概论 Introduction
to Computer Graphics
交互式计算机图形学-Interactive Computer Graphics
提纲
计算机图形学的研究内容 计算机图形学的发展简史 计算机图形学的应用简介 计算机图形学研究热点简介
交互式计算机图形学-Interactive Computer Graphics
计算机图形学总体研究内容
第一部分：硬件部分
输入输出设备：与相应软件共同完成图形的输入输出
第二部分：接口部分
图形的输入、输出界面设计及功能实现
第三部分：软件部分
图形处理:针对图形几何、非几何要素进行的处理
交互式计算机图形学-Interactive Computer Graphics
图形处理研究主题
基于图形设备的基本图形元素的生成算法 图形的变换和裁剪 自由曲线和曲面——计算几何 几何造型技术 真实感图形的生成算法 自然景物的生成——分形几何 颜色科学及其应用 计算机动画技术 虚拟现实技术——实时交互式三维图形处理 …
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simulation
image vs. graph
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关联学科
图象处理(image process) 对象的显示：图象
计算机图形学
(Computer Graphics)
模式识别
(pattern recognition)
表示对象的模型
计算几何
(computing geometry)
CAD/CAM 计算机艺术 计算机动画 计算机视觉
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计算机图形学发展简史（1）
•准备阶段（50年代）
•1950年， MIT，第一台图形显示器 ，旋风I号
(Whirlwind I)计算机的附件
知识要求
程序设计和基本的数据结构方面的一些知 识。
图形学算法中用到的数学知识将在课程中 加以说明。
交互式计算机图形学-Interactive Computer Graphics
参考书目
计算机图形学，倪明田，吴良芝，北京大学出版社，1999 孙家广，胡事民，计算机图形学，清华大学出版社，
2005年2月 蔡士杰等译，计算机图形学（Computer Graphics），电
Pattern recognition
incarnate
object
abstract
shape vs. model +
physcis vs. assumpation of ..
computational geometry
computer graphics
image processing
analysis
子工业出版社，1998 唐荣锡，汪嘉业，彭群生等编著，计算机图形学教程，
1990 彭群生等，真实感图形的算法基础，科学出版社，2000
交互式计算机图形学-Interactive Computer Graphics
相关资源
北工大图书馆馆藏电子数据库
ACM
• SIGGRAPH • ACM Transaction on Graphics
算机上开发SAGE空中防御系统
•光笔，交互式图形生成技术。
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计算机图形学发展简史（2） •发展阶段（60年代）
•MIT 林 肯 实 验 室 ， I.E.Sutherland 发 表 博 士 论 文
交互式计算机图形学-Interactive Computer Graphics
什么是图形(Graphic)
广义范畴：形状与颜色的集合体 狭义的辨异：
Graphics vs. images（图象） பைடு நூலகம்形的两个要素：
几何信息（Geometric information）:
点（point）, 线（curve），面（surface）
计算机图形学发展简史（4） •系统实用化阶段（80年代）
•80年代，超大规模集成电路的发展，奠定了物质
基础，工作站的出现，促进了图形学的发展。
•标准化智能化阶段（90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、
IEEE
• Computer Graphics and Applications • Visualization and Computer Graphics • Conference Proceedings
交互式计算机图形学-Interactive Computer Graphics
相关课程关联图
非几何信息（Non-geometric Information）:
纹理（ Texture），颜色（color），等
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什么是计算机图形学(Computer Graphics)
ISO在其数据处理词典中给出如下定义：
计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为 图形，并在专用的图形设备上进行显示的原理、 方法和技术的学科。
计算机图形学发展简史（3）
•推广应用阶段（ 70年代）
•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，并开始出现实用的CAD 图形系统。
•众多商品化软件的出现，使图形标准化问题也被
提上议程。
•74年，美国计算机学会成立图形标准化委员会
(ACM SIGGRAPH)
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“Sketchpad:一个人机通信的图形系统”
•首次使用Computer Graphics术语 •计算机图形学之父 •60年代中期，美国MIT、通用汽车公司、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
•随机扫描显示器
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第1章 计算机图形学概论 Introduction
to Computer Graphics
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提纲
计算机图形学的研究内容 计算机图形学的发展简史 计算机图形学的应用简介 计算机图形学研究热点简介
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计算机图形学总体研究内容
第一部分：硬件部分
输入输出设备：与相应软件共同完成图形的输入输出
第二部分：接口部分
图形的输入、输出界面设计及功能实现
第三部分：软件部分
图形处理:针对图形几何、非几何要素进行的处理
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图形处理研究主题
基于图形设备的基本图形元素的生成算法 图形的变换和裁剪 自由曲线和曲面——计算几何 几何造型技术 真实感图形的生成算法 自然景物的生成——分形几何 颜色科学及其应用 计算机动画技术 虚拟现实技术——实时交互式三维图形处理 …
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simulation
image vs. graph
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关联学科
图象处理(image process) 对象的显示：图象
计算机图形学
(Computer Graphics)
模式识别
(pattern recognition)
表示对象的模型
计算几何
(computing geometry)
CAD/CAM 计算机艺术 计算机动画 计算机视觉
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计算机图形学发展简史（1）
•准备阶段（50年代）
•1950年， MIT，第一台图形显示器 ，旋风I号
(Whirlwind I)计算机的附件
知识要求
程序设计和基本的数据结构方面的一些知 识。
图形学算法中用到的数学知识将在课程中 加以说明。
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参考书目
计算机图形学，倪明田，吴良芝，北京大学出版社，1999 孙家广，胡事民，计算机图形学，清华大学出版社，
2005年2月 蔡士杰等译，计算机图形学（Computer Graphics），电
Pattern recognition
incarnate
object
abstract
shape vs. model +
physcis vs. assumpation of ..
computational geometry
computer graphics
image processing
analysis
子工业出版社，1998 唐荣锡，汪嘉业，彭群生等编著，计算机图形学教程，
1990 彭群生等，真实感图形的算法基础，科学出版社，2000
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相关资源
北工大图书馆馆藏电子数据库
ACM
• SIGGRAPH • ACM Transaction on Graphics