计算机图形学绪论2
计算机图形学 答案
计算机图形学Ⅰ专业：计算机科学与技术计算机科学与技术20922012年12月第1章绪论1、计算机图形学的概念？（或什么是计算机图形学？）计算机图形学是研究怎样利用计算机表示、生成、处理和显示图形的(原理、算法、方法和技术)一门学科。
2、图形与图像的区别？图像是指计算机内以位图(Bitmap)形式存在的灰度信息；图形含有几何属性，更强调物体（或场景）的几何表示，是由物体（或场景）的几何模型(几何参数)和物理属性(属性参数)共同组成的。
3、计算机图形学的研究内容？计算机图形学的研究内容非常广泛，有图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法，以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真和虚拟现实等。
4、计算机图形学的最高奖是以 Coons 的名字命名的，而分别获得第一届（1983年）和第二届（1985年）Steven A. Coons 奖的，恰好是 Ivan E. Sutherland 和 Pierre Bézier 。
5、1971年，Gourand提出“漫反射模型+插值”的思想，被称为 Gourand 明暗处理。
6、1975年，Phong提出了著名的简单光照模型—— Phong模型。
7、1980年，Whitted提出了一个光透明模型—— Whitted模型，并第一次给出光线跟踪算法的范例，实现了Whitted模型。
8、以 SIGGRAPH 会议的情况介绍，来结束计算机图形学的历史回顾。
9、什么是三维形体重建？三维形体重建就是从二维信息中提取三维信息，通过对这些信息进行分类、综合等一系列处理，在三维空间中重新构造出二维信息所对应的三维形体，恢复形体的点、线、面及其拓扑关系，从而实现形体的重建。
10、在漫游当中还要根据CT图像区分出不同的体内组织，这项技术叫分割。
11、一个图形系统通常由图形处理器、图形输入设备和输出设备构成。
12、CRT显示器的简易结构图12、LCD液晶显示器的基本技术指标有：可视角度、点距和分辨率。
计算机图形学基础教程(第2版)
图书前言
本书是在2005版《计算机图形学基础教程》的基础上修订而成。 《计算机图形学基础教程》是根据作者在清华大学多年教学实践，并参考了国内外最新的相关教材和部分最 新的研究成果编写而成。第2版教材主要修订了以下内容： 1.增加了第1章的1.5节，介绍清华大学近年来的最新研究成果。 2.增加了第3章的3.9节，介绍格表示、简化与细分。 3.增加了第4章的4.1节，介绍图形绘制的基本概念和流程，提高本章整体上的可读性。 4.将第4章4.8节层次细节的内容移入第3章的3.9节，增加有关景物模拟的内容。 5.删除第5章VRML的内容，改写Open GL的内容，增加一些常见的功能，并给出更多的示例。 本教程第1版出版4年来，被国内一大批高等院校采用，相关的老师、同学及读者提出了许多宝贵的建议，在 此表示衷心感谢。徐昆、来煜坤参与了第2版教材的修订，在此也一并表示感谢。
序言
清华大学计算机系列教材已经出版发行了近30种，包括计算机专业的基础数学、专业技术基础和专业等课程 的教材，覆盖了计算机专业大学本科和研究生的主要教学内容。这是一批至今发行数量很大并赢得广大读者赞誉 的书籍，是近年来出版的大学计算机教材中影响比较大的一批精品。
本系列教材的作者都是我熟悉的教授与同事，他们长期在第一线担任相关课程的教学工作，是一批很受大学 生和研究生欢迎的任课教师。编写高质量的大学（研究生）计算机教材，不仅需要作者具备丰富的教学经验和科 研实践，还需要对相关领域科技发展前沿的正确把握和了解。正因为本系列教材的作者们具备了这些条件，才有 了这批高质量优秀教材的出版。可以说，教材是他们长期辛勤工作的结晶。本系列教材出版发行以来，从其发行 的数量、读者的反映、已经获得的许多国家级与省部级的奖励，以及在各个高等院校教学中所发挥的作用上，都 可以看出本系列教材所产生的社会影响与效益。
计算机图形学基础（第2版）课后习题答案__陆枫__何云峰
计算机图形学基础（第2版）课后习题答案__陆枫__何云峰第⼀章绪论概念：计算机图形学、图形、图像、点阵法、参数法、图形的⼏何要素、⾮⼏何要素、数字图像处理；计算机图形学和计算机视觉的概念及三者之间的关系；计算机图形系统的功能、计算机图形系统的总体结构。
第⼆章图形设备图形输⼊设备：有哪些。
图形显⽰设备：CRT的结构、原理和⼯作⽅式。
彩⾊CRT：结构、原理。
随机扫描和光栅扫描的图形显⽰器的结构和⼯作原理。
图形显⽰⼦系统：分辨率、像素与帧缓存、颜⾊查找表等基本概念，分辨率的计算第三章交互式技术什么是输⼊模式的问题，有哪⼏种输⼊模式。
第四章图形的表⽰与数据结构⾃学，建议⾄少阅读⼀遍第五章基本图形⽣成算法概念：点阵字符和⽮量字符；直线和圆的扫描转换算法；多边形的扫描转换：有效边表算法；区域填充：4／8连通的边界／泛填充算法；内外测试：奇偶规则，⾮零环绕数规则；反⾛样：反⾛样和⾛样的概念，过取样和区域取样。
5.1.2 中点 Bresenham 算法（P109）5.1.2 改进 Bresenham 算法（P112）习题解答习题5（P144）5.3 试⽤中点Bresenham算法画直线段的原理推导斜率为负且⼤于1的直线段绘制过程（要求写清原理、误差函数、递推公式及最终画图过程）。
（P111）解： k<=-1 |△y|/|△x|>=1 y为最⼤位移⽅向故有构造判别式：推导d各种情况的⽅法(设理想直线与y=yi+1的交点为Q)：所以有： y Q-kx Q-b=0 且y M=y Qd=f(x M-kx M-b-(y Q-kx Q-b)=k(x Q-x M)所以，当k<0，d>0时，M点在Q点右侧（Q在M左），取左点 P l(x i-1,y i+1)。
d<0时，M点在Q点左侧（Q在M右），取右点 Pr(x i,y i+1)。
d=0时，M点与Q点重合（Q在M点），约定取右点 Pr(x i,y i+1) 。
计算机图形学知识要点
单元分解法优缺点
优点
表示简单 容易实现几何变换 基本体素可以按需选择，表示范围较广 可以精确表示物体 物体的表示不唯一 物体的有效性难以保证 空间位置枚举表示----同样大小立方体粘合在一起表示 物体 八叉树表示----不同大小的立方体粘合在一起表示物体 单元分解表示----多种体素粘合在一起表示物体
阴极射线管(CRT)：光栅扫描图形显示器； 平板显示器：液晶显示器、等离子体显示板等； 光点、像素、帧缓存（frame buffer）、位平面；三种 分辨率（屏幕、显示、存储）； 黑白、灰度、彩色图形的实现方法（直接存储颜色数据、 颜色查找表）； 光栅图形显示子系统的结构
基本概念
第四章 图形的表示与数据结构
2、规则三维形体的表示
形体表示的分类 线框模型
缺点 多边形表，拓扑信息： 显示和隐式表示
表面模型
显示表示：在数据结构中显式的存储拓扑结构。例如，翼边结构 表示（Winged Edges Structure） 隐式表示：即根据数据 之间的关系在运行时实
时的解算。 平面方程 多边形网格 分解表示、构造表示、边界表示
Bresenham算法绘制圆弧
基本原理 从（0，R）点，顺时针开始； 上一个确定像素点为p（x, y），则下一个像素点只 能是p1和p2中的一个；
P(x, y) P1(x＋1, y)
p2 (x＋1, y－1)
误差判据：像素点到圆心的距离平方与半径平方之 差； 一般关系式取值对应的几何意义，即和下一个像素 的对应关系；
3、椭圆的光栅化方法
计算机图形学第二讲光栅图形学ppt课件
中点画线法
构造判别式：
d=F(M)=F(xp+1,yp+0.5)
P2
=a(xp+1)+b(yp+0.5)+c
Q
当d<0，M在直线(Q点)下 方，取右上方P2；
P=(xp,yp) P1
当d>0，M在直线(Q点)上
方，取右方P1；
当d=0，选P1或P2均可， 约定取P1；
能否采用增量算法呢？
中点画线法
Bresenham算法
Bresenham画线算法
在直线生成的算法中Bresenham算法 是最有效的算法之一。令 k=Δy/Δx， 就0≤k≤1的情况来说明Bresenham算法。 由DDA算法可知：
yi+1=yi+k (1) 由于k不一定是整数，由此式求出的yi也 不一定是整数，因此要用坐标为（xi,yir） 的象素来表示直线上的点，其中yir表示 最靠近yi的整数。
x y int(y+0.5)
00
0
Line: P0(0, 0)-- P1(5, 2)
1 0.4 0
3
2 0.8 1
2
3 1.2 1
4 1.6
2
1
5 2.0
2
0 12 3 4 5
数值微分(DDA)法
• 缺点： 在此算法中，y、k必须是float，且每一 步都必须对y进行舍入取整，不利于硬件实现。
• 原理：
更新为(x+1,y+1)，同时将e更新为e-2△x；否则 (x,y)更新为(x+1,y)。 5.当直线没有画完时，重复步骤3和4。否则结束。
Bresenham画线算法
BresenhamLine(x0,y0,x1,y1,color) {
最新2019-计算机图形学第二章-PPT课件
是一维线性表，其每一项的内容对应一种颜色，它的 长度由帧缓存单元的位数决定，例如：每单元有8位， 则查色表的长度为28＝256 目的：在帧缓存单元的位数不增加的情况下，具有大 范围内挑选颜色的能力：
2.1.4 光栅扫描的示系统 存放方式
颜色信息在帧缓存中两种存放方式：一是颜色值 直接存储在帧缓存中。二是把颜色码放在一个独 立的表中，帧缓存存放的是颜色表中各项的索引 值，颜色范围扩充了。 单色系统：查色表固化 彩显：可修改、创建查色表。
GKS
-- 提供了在应用程序和图形输入输出设备之间的 功能接口。 -- 与语言无关。 -- GKS提供了一个称为元文件的顺序文件接口 -- 应用程序的所有图形资源由GKS控制（通过 GKS元文件-GKSM） -- GKSM用于:图形信息存档；系统传送图形信息；
在GKS应用程序间传送图形信息； 与图形信息相关的非图形信息的存储和复用。
2.1 图形显示器
2.1.1 阴极射线管
2.1.2 彩色阴极射线管 射线穿透法 影孔板法 2.1.3 随机扫描显示系统
2.1.4 光栅扫描系统
2.1.1 阴极射线管
阴极射线管(CRT)
–组成：包括电子枪、聚焦系统、加速电极、偏转系统、荧光屏 –工作原理：电子枪发射电子束，经过聚焦系统、加速电极、
2.1.2 彩色阴极射线管
影孔板法
原理：影孔板被安装在荧光屏的内表面，用于精 确定位像素的位置
影孔板
外层玻璃
荧光涂层
2.1.2 彩色阴极射线管
影孔板的类型 点状影孔板 代表：大多数球面与柱面显像管 栅格式影孔板 代表：Sony的Trinitron与Mitsubishi的 Diamondtron显像管
44_计算机图形学--绪论(44页)
计算机图形学的研究动态
□ 科学计算可视化 运用计算机图形学和图像处理技术，将科
学计算过程中及计算结果的数据转换为图形及 图像在屏幕上显示出来并进行交互处理的理论、 方法和技术。
计算机图形学的研究动态
□ 并行图形处理 ■ 多计算机的并行图形处理 ■ 多图形显示子系统（显卡）实现并行计算 ■ 多GPU/VPU的并行处理
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
课程特点
课程内容偏重于理论，部分算法较抽象且不易 理解
课程内容涉及面广 基础算法或理论是几十年来固定不变的经典 理论的作用隐藏于日常的计算机使用中，虽然
Sutherland发表了一篇题为“Sketchpad：一 个人——机通信的图形系统”的博士论文，其中 首次使用了“Computer Graphics”。
计算机图形学的确立
发展期（70年代） ■ 计算机图形处理技术进入实用化阶段； ■ 区域填充、裁剪、消隐等基本图形概念及
算法； ■ 真实感图形学和实体造型技术；
□ 办公自动化和电子出版技术 ■ 图形显示技术在办公自动化和事务处理中的 应用，有助于数据及其相互关系的有效表达， 因而有利于人们进行正确的决策； ■ 图文并茂的电子排版系统代替了传统的铅字 排版，这是印刷史上的一次革命。
计算机图形学的应用
□ 计算机艺术 计算机图形技术已广泛应用于各种图案、
花纹、工艺外形及传统的油画、中国国画和书 法等艺术品的制作，为创作艺术和商品艺术提 供了更为广阔的空间。
第一章 绪论
计算机图形学的概念 计算机图形学研究的对象 计算机图形学的应用 计算机图形学的研究动态
精品课件-计算机图形学(张宁蓉)-第1章
第 1 章 绪论
3. 虚拟现实也称虚拟实境, 是一种可以创建和体验虚拟世界的 计算机系统, 它利用计算机技术生成一个逼真的, 具有视、 听、 触等多种感知功能的虚拟环境。
第 1 章 绪论 4. 现在的美术人员, 尤其是商业艺术设计人员都热衷于用计 算机软件从事艺术创作。 可用于美术创作的软件很多, 如二维 平面的画笔程序(CorelDraw、 PhotoShop、 PaintShop)、 专 门的图表绘制软件(Visio)、 三维建模和渲染软件包(3DMAX、 Maya), 以及一些专门生成动画的软件(Alias、 Softimage) 等, 可以说是数不胜数。
第 1 章 绪论 1.3 计算机图形学的应用 1. 计算机辅助设计与制造(CAD/CAM) 由于设计周期短、 成本低、 质量高, CAD/CAM是计算机图 形学的一个最广泛、 最活跃的应用领域, 如飞机、 汽车、 船 舶、 宇宙飞船、 计算机、 大规模集成电路、 民用建筑、 服 装等设计。
第 1 章 绪论 2. 科学计算可视化是指运用计算机图形学和图像处理技术, 将 科学计算过程中产生的数据及计算结果转换为图形或图像在屏幕 上显示出来, 并进行交互处理的理论、 方法和技术。
第 1 章 绪论 容易与计算机图形学的概念混淆的是图像处理。 随着学科 的发展, 图形和图像已经没有明确的界限了。 计算机图形学的 主要目的是由数学模型生成真实感图形, 其结果本身就是数字图 像。 当然, 图形有别于对实物拍摄或捡取的照片。 图形是运算 形成的抽象产物, 而图像是直接量化的原始信号形式。 它们的 定义及区别如下：
第 1 章 绪论 第1章 绪 论
1.1 计算机图形学概述 1.2 计算机图形学的发展史 1.3 计算机图形学的应用 1.4 计算机图形学的研究方向
计算机图形学习题参考答案(完整版)
计算机图形学习题参考答案第1章绪论1、第一届ACM SIGGRAPH会议是哪一年在哪里召开的？解：1974年，在Colorado大学召开了第一届SIGGRAPH年会。
2、计算机图形学之父是谁？解：Sutherland3、列举一些计算机图形学的应用领域（至少5个）。
解：计算机辅助设计、图示图形学、计算机艺术、娱乐、教学与培训、可视化、图像处理、图形用户界面等。
4、简要介绍计算机图形学的研究内容。
解：（1）图形的输入。
如何开发和利用图形输入设备及相关软件把图形输入到计算机中，以便进行各种处理。
（2）图形的处理。
包括对图形进行变换（如几何变换、投影变换）和运算（如图形的并、交、差运算）等处理。
（3）图形的生成和输出。
如何将图形的特定表示形式转换成图形输出系统便于接受的表示形式，并将图形在显示器或打印机等输出设备上输出。
5、简要说明计算机图形学与相关学科的关系。
解：与计算机图形学密切相关的学科主要有图像处理、计算几何、计算机视觉和模式识别等。
计算机图形学着重讨论怎样将数据模型变成数字图像。
图像处理着重研究图像的压缩存储和去除噪音等问题。
模式识别重点讨论如何从图像中提取数据和模型。
计算几何着重研究数据模型的建立、存储和管理。
随着技术的发展和应用的深入，这些学科的界限变得模糊起来，各学科相互渗透、融合。
一个较完善的应用系统通常综合利用了各个学科的技术。
6、简要介绍几种计算机图形学的相关开发技术。
解：（1）OpenGL。
OpenGL是一套三维图形处理库，也是该领域事实上的工业标准。
OpenGL独立于硬件、操作系统和窗口系统，能运行于不同操作系统的各种计算机，并能在网络环境下以客户/服务器模式工作，是专业图形处理、科学计算等高端应用领域的标准图形库。
以OpenGL为基础开发的应用程序可以十分方便地在各种平台间移植；OpenGL与C/C++紧密接合，便于实现图形的相关算法，并可保证算法的正确性和可靠性；OpenGL使用简便，效率高。
计算机图形学绪论
山东科技大学信息学院
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1.2.3图形软件发展及软件 标准的形成
发展历程
诸侯割据
标准讨论
标准形成
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图形软件发展及软件标准形成
三种类型的计算机图形软件系统： (1)用某种语言写成的子程序包 如: GKS (Graphics Kernel System) PHIGS(Programmer’sHerarchical Iuteractive Graphics system ) GL 便于移植和推广、但执行速度相对较慢，效率低 (2）扩充计算机语言，使其具有图形生成和处理的功能 如：Turbo Pascal、Turbo C，AutoLisp等。 简练、紧凑、执行速度快，但可移植性差
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优点：
提供多种风格的画笔画刷 提供多种多样的纹理贴图，甚至能对图象进行雾化，
变形等操作 可以任意修改，取消败笔
不足：
无法达到传统绘画中风格化的 艺术效果 很难得到有素描效果、油画效果的艺术品
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非真实感绘制（NPR，Non-Photorealistic Rendering）
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在医学领域，可视化有着广阔的发展前途
是机械手术和远程手术的基础 将医用CT扫描的数据转化为三维图象，帮助医
生判别病人体内的患处 由CT数据产生在人体内漫游的图象
可化的前沿与难点
可视化硬件的研究 实时的三维体绘制 体内组织的识别分割——Segmentation
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用于模拟艺术效果，研究方法有别于真实感图形 学
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
【精选】计算机图形学考前辅导
环：环是有序、有向边（直线段或曲线段）组成的Байду номын сангаас的封闭边界。环中 的边不能相交，相邻两条边共享一个端点。确定面的最大外边界的环称 之为外环；确定面中内孔或凸台边界的环称之为内环。通常，外环的边 按逆时针方向排序，而内环的边按顺时针方向排序，这样在面上沿一个 环前进，其左侧总是面内，右侧总是面外。
体：体是三维几何元素，由封闭表面围成空间，也是欧氏空间R3中非空、
计算机辅助教学；办公自动化和电子出版技术； 计算机艺术；在工业控制及交通方面的应用； 在医疗卫生方面的应用；图形用户界面。
7
第二章 计算机图形系统及图形硬件
计算机图形系统 图形输入设备 图形显示设备 显示子系统 图形硬拷贝设备 OpenGL图形软件包
8
填空例题
1. 平板显示器的分为为 非发射显示器和 发射显示器 。 2. PC图形显示子系统主要由帧缓冲存储器（帧缓存）、
4-连通区域 常可以看作是8-连通区域，但对边界条件有要求，边界 表示的4-连通区域的外环边界是一个8-连通区域，而边界表示的8连通区域的外环边界是一个4-连通区域。内点表示的4-连通区域也 是8-连通区域，内点表示的8-连通区域则不一定是4-连通区域。
33
3．举例说明奇偶规则和非零环绕树规则进行内外测试时有何不同？ 答：奇偶规则和非零环绕树规则是进行多边性内外测试的常用方法，
则集就是正则形体。如果正则形体的表面是二维流形，
即对于实体表面上的任意一点，都可以找到一个围绕着
它的任意小的领域，该领域与平面上的一个圆盘是拓扑
等价 ，那么这个正则形体就是实体。
24
第五章 基本图形生成算法
图形生成的概念 直线段的扫描转换 圆的扫描转换 多边形的扫描转换与区域填充 属性处理 反走样技术 在OpenGL中绘制图形
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➢建筑设计
➢基于工程图纸的三维形体重建
➢孙家广，谭建荣
Boeing 777, 无纸设计，无纸制造
在飞机工业中， 美国波音飞机公司已 用有关的CAD系统 实现波音777大型客 机的整体设计和模拟， 其中包括飞机外型、 内部零部件的安装和 检验。使其设计制造 成本下降30%以上 。
建筑和环境设计
➢计算机动画——商业领域
动自然。但画幅一般较小，要求绘画者有较高的美 术功底。 – 优势为：易于修改、效果丰富、成本较低、但对于 电脑设备要求较高。
近期广泛应用于手绘动画和漫画创作。
计算机艺术——艺术领域
计算机平面合成艺术 计算机数字图像合成艺术（Computer Image
Editing and Montage Art）
计算机图形学 绪论
➢图形用户界面
➢计算机辅助设计与制造——工业领域
➢CAD/CAM是CG在工业界最广泛、最活跃
应 的应用领域。
➢用三维计算机建模软件包设计出机械零
件，再用这些虚拟设计指导生产过程，由
计算机控制的生产设备生产出零件
用
➢飞机、汽车、船舶、机电、轻工、服装
的外形设计
➢集成电路、印刷电路板的设计
应
➢广告设计 ➢视频游戏（仿真——精确的视频游戏）
➢卡通动画片
➢影视特技
用
➢ 视频游戏
– 使用复杂的三维模型和绘制算法
– 由世界著名的游戏公司暴雪出品的3D网络游戏《魔兽世界》 自其先后在北美、欧洲和韩国上市以来，打破了多项纪录， 更被中国游戏玩家公认为“2005年最受期待的游戏”。
– 据悉，在《魔兽世界》限量公开测试报名首日的第一个小 时内，就有10万玩家激情参与！
非真实感图形比真实感图形应用更广泛，如 文学读物插图，其中儿童读物插图量最大；
用数字方法对传统绘画进行模拟以掌握其规 律性的东西；
传统动画都是非真实感的，现在需要用计算 机技术再现它们
钢 笔 画 效 果
钢笔素描产生于中世纪，从19世纪开始成为一门艺术，然 而用计算机模拟钢笔绘画却是20世纪90年代的事情。
虚拟手术仿真
台湾pcexpert公司研制 的LSVR系统逼真地模拟
了腹腔手术，进行过程 教学、手术成果检验等
由解放军总医院承担与 国防科技大学计算机学 院协作，历时两年研究 开发的虚拟鼻内窥镜手 术仿真系统
腹腔虚拟手术系统
图1-2鼻内窥镜虚拟手术系统
多媒体应用
CAI教学 娱乐
– 身临其境地看电视
➢卡通动画片
狮子王 美女与野兽
精灵鼠小弟 《玩具总动员》
影视特效镜头的制作
现代电影几乎都用到了数字合成技术，添加背景， 生成前景等。 产生以假乱真而又惊险的特技效果，如模拟大楼 被炸、桥梁坍塌等。
影片《珍珠港》剧照。 由电脑制作出的灾难 景象。
侏罗纪公园
计算机艺术——艺术领域
“计算机艺术是科学与艺术相结合的一门 新兴的交叉学科，是计算机应用的一个崭新、 富有时代气息的领域。
视景仿真 虚拟数字博物馆
绪论结束！
广泛应用于影视后期和多媒体创作。和应用美 术及广告设计的关系十分密切。
计算机艺术——艺术领域
计算机数字图像合成艺术
计算机艺术——艺术领机图形设计艺术
计算机艺术——艺术领域
工业产品设计
计算机艺术——艺术领域
广告设计
计算机艺术——艺术领域
纺织品和服装设计
非真实感绘制 NPR Non-Photorealistic Rendering
图、植物分布图
用
➢环境监测 ➢地球资源勘探
➢科学计算的可视化
➢不同于可视化计算 ➢科学计算可视化是
➢将科学计算过程中的数据及结果数据转换为图像 ➢实际上也包括了工程计算可视化和测量数据可视化 ➢其核心是三维数据场的可视化。 ➢可应用于气象预报、（CT）医学图象重建、流场、湍流、激 波、石油地质勘探、环境保护、核爆炸模拟、计算流体力学、 天体物理、分子生物学、有限元分析、等许多领域。
油画效果
水彩画效果
铜版画效果
雕塑艺术
中国画与书法艺术
Brushes
➢过程控制
➢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得 图像和数据，对设备运行过程进行监控
应
➢机场、铁路的调度人员通过计算机产生 运行状态信息来调整空中交通和铁路运 输
用
➢系统环境模拟
➢飞行模拟舱、飞行仿真器——模拟飞机的飞行过 程，用光栅扫描器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训练和飞 机格斗训练等
– 主要指利用电脑对扫描或数字相机导入的图像素材 进行编辑和合成，以及进行后期特技处理所产生的 新视觉作品
– 软件包括：Corel Painter 或 Adobe Photoshop 等。 – 该类作品接近于传统摄影特技，并带有“蒙太奇艺
术”的特点，许多合成图像带有荒诞、刺激、搞笑、 离奇和超现实主义风格的效果。 – 优势为：易于掌握和普及、效果丰富、成本较低。
– 齐东旭
• 计算机动画，分形艺术
– 潘云鹤
• 智能CAD，纺织CAD
计算机艺术——艺术领域
计算机平面绘画艺术 计算机绘画（Computer Painting）
– 主要指人们利用鼠标或数字压感光笔直接在屏幕或 数字化板上进行的绘画
– 软件包括：Corel Painter 或 Adobe Photoshop 等 – 该类绘画最接近于传统绘画，其画风细腻、形象生
电力机车 模拟装置 视景系统
➢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
管理图表
➢信息可视化:信息流量，商业统计数据，
应
股市行情
用
➢地形地貌和自然资源的图形显示
➢地理信息系统（GIS）
➢数字地球，地形数据作为载体，（70％）
应
全球信息化.
➢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
科学和艺术是不可分割的，就像一枚硬币 的两面……”
——诺贝尔物理学奖 李政道
计算机艺术——艺术领域
含义很广
– 以计算机为工具，可以完成多种艺术品的制作和设 计，如绘画（平面图形）、雕塑（立体图形）、音 乐、平面构成、空间结构，还有体操舞蹈设计等等。
其中，美术作品占比重最大 因此，计算机艺术由主要指计算机美术