计算机图形学论文计算机图形学理论与技术发展趋势研究
关于计算机图形学的期末论文
关于计算机图形学的期末论文计算机图形属于一门计算机技术,计算机图形学是一种使用数学算法把二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。
下面是店铺为大家整理的关于计算机图形学的论文,希望能对大家有所帮助计算机图形学的论文篇一:《关于计算机图形学的发展及应用探究》【摘要】计算机图形学经过三十多年的发展,在计算机艺术、计算机动画、自然景物仿真、图形实时绘制的方面都有很大程度的成就。
图形学发展速度很快,并且已经成为一门独立的学科,应用前景非常广阔,本文就计算机图形学的发展及应用研究探讨,希望能帮助有所需要的人。
【关键词】计算机图形学;发展状况;应用什么是计算机图形学?简单地说,计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。
计算机图形学又称CG,计算机图形学研究的是如何在计算机环境下生成图形、处理图形、显示生成图形的一门学科,其基本构成是逐步实现对图形的处理和设计工作。
计算机图形学研究的内容极其繁多,如曲线曲面建模、图像制作指标、人机交换系统、计算机的硬件系统、风景渲染、电子动画、图形交换技术、真实感图形显示算法、虚拟现实、图形硬件等。
随着该项技术的不断发展,它在计算机科学中最为活跃的分支之一,并得到广泛的应用。
现在介绍计算机图形学的研究内容、发展历史、应用和图形学前沿的方向。
一、计算机图形学的发展史20世纪50年代,第一台拥有图形显示技术的计算机在美国麻省理工学院诞生,该显示器只能显示一些简单的图形。
在50年代,只有电子管计算机,用机器语言编程,主要应用于科学计算,为这些计算机配置的图形设备仅具有输出功能。
1962年,MIT林肯实验室的I-van.E.Sutherland发表一篇博士论文,他在论文中首次使用了计算机图形学“ComputerGraphics”这个术语,确定了计算机交互图形学作为一个崭新的科学分支的独立地位。
到20世纪70年代,光栅图形学迅速发展,区域填充、裁剪、消隐等基本图形的概念及其相应算法纷纷诞生,使得图形学得到了广泛的应用。
计算机图形学技术的发展趋势
计算机图形学技术的发展趋势一、引言计算机图形学作为一门跨学科的领域,涉及计算机科学、数学、物理学和艺术等多个方面。
它的发展和应用对于计算机科学和现代工业文化的发展具有重要意义。
本文将从三个方面分析计算机图形学技术的发展趋势:硬件技术、软件技术和应用领域。
二、硬件技术的发展趋势随着科技的不断进步,计算机的硬件技术也在不断革新。
从20世纪60年代的数码计算机到20世纪90年代的图形工作站,再到如今的高性能计算机和云计算技术,计算机的硬件性能越来越强大。
在这个背景下,计算机图形学技术不断向着高保真度、高可靠性和高实时性的方向发展。
1.显卡技术的进步随着芯片制造技术和计算硬件的不断革新和发展,现代显卡的性能大幅度提升,显存容量也越来越大。
同时,极客们正在开发新的GPU加速技术,实现将计算机图形学技术从固体终端设备、如台式机和笔记本电脑,转移到服务器和移动平台设备,如手机、平板电脑和嵌入式设备上。
这一趋势为图形技术的高保真度和实时性提供了极其可靠的硬件支持。
2.多核处理器的普及多核处理器的出现极大地影响了计算机硬件技术的发展。
多核架构的发展使得计算机拥有了更高效的并发计算能力。
计算机图形学技术从单核时代向多核时代的转移,充分利用并行计算能力,充分利用了现代计算机硬件架构的特性,大幅度提高图形计算的性能和效率。
三、软件技术的发展趋势计算机图形学的软件技术属于多学科交叉的领域,除了计算机科学之外,也涉及到许多其他的学科。
图形学领域有许多不同的软件工具,例如OpenGL、Unity、Maya、Adobe等。
这些工具的发展给用户提供了更多的选择和更高的水平,使得计算机图形学技术有了更加广泛的应用。
1.虚拟现实与增强现实领域的发展虚拟现实和增强现实是计算机图形学技术应用领域之一,有望成为未来应用的主流。
虚拟现实技术和应用正在展现出惊人的发展速度,从游戏、数字娱乐到工业制造、医学和训练等领域都有广泛的应用前景。
增强现实技术则将计算机图形学技术应用于更多现实场景下,能够在用户的视觉感知上提供更为丰富的信息。
计算机图形学的应用与未来发展趋势
计算机图形学的应用与未来发展趋势随着计算机技术的飞速发展,计算机图形学逐渐在各个领域中得到了广泛的应用。
作为一门涉及到图像、绘制技术、图形模型、光线追踪等内容的学科,计算机图形学早已不再局限于传统的图像处理、动画制作等领域,而是涉及到了更多的层面,不断探索着新的应用领域。
本文将从应用和未来发展趋势两个方面来探讨计算机图形学的现状和未来。
一、计算机图形学的应用1、游戏制作游戏制作是计算机图形学的重要应用领域之一。
随着游戏的日益普及,游戏制作的需求量也越来越大。
如今的游戏作品已经不再是简单的2D图像展示,而是追求更加真实的3D场景模拟、精细的效果制作和逼真的物理引擎模拟,这也要求计算机图形学能够提供更加强大、精细、稳定的技术支持。
2、虚拟现实虚拟现实的出现,让人们的体验从传统的观看、听取等模式转变成为了完全身临其境的感受。
虚拟现实所涉及到的图像处理、图形建模等技术正是计算机图形学的核心领域,只有这些技术不断得到更新和提升,才能给人们带来更加深入、逼真、丰富的体验。
3、工业设计工业设计也是计算机图形学的应用领域之一。
通过计算机图形学提供一套完整、高效、准确的图像处理、渲染、建模等技术,可以为工业设计带来更加便捷的操作、更高的效率、更加准确的设计结果。
4、医学影像分析随着医学影像系统的不断发展,医学影像分析也成为了计算机图形学的一大应用领域。
在医学领域,计算机图形学可以用于影像处理、3D建模、立体显示等方面,提供准确、细致、高精度的技术支持。
二、计算机图形学的未来发展趋势1、多模态技术多模态技术是计算机图形学的未来发展方向之一。
通过多模态技术,可以实现物体的多维度、多角度的显示与处理,更加逼真、全面地呈现出物体的真实特征。
2、虚拟现实和增强现实虚拟现实和增强现实是计算机图形学发展的热门方向。
虚拟现实的发展,将重新定义我们对于世界的认知方式,增强现实则可以在现实场景下展现虚拟物体,为人们的视觉体验提供更加多样、丰富的选择。
计算机图形学的应用与发展趋势
计算机图形学的应用与发展趋势计算机图形学是研究计算机对图像和图形的处理、生成和显示的学科领域。
它涉及了计算机图像的创建、呈现和处理技术,以及与图形有关的算法、软件和硬件的研究。
随着计算机技术的快速发展,计算机图形学已经在各个领域得到广泛应用,并且呈现出一些明显的发展趋势。
一、虚拟现实技术的兴起虚拟现实技术是计算机图形学的一个重要应用领域。
它通过对虚拟环境的模拟,使用户能够感受到身临其境的沉浸式体验。
虚拟现实技术已经在娱乐、教育、医疗等领域得到广泛应用。
随着硬件设备的不断改进,如头盔显示器和手部控制器等,虚拟现实技术将进一步提升用户体验,拓展应用领域。
二、增强现实技术的发展增强现实技术是在现实场景中叠加虚拟图像的技术。
它通过识别和跟踪真实环境中的物体,将虚拟图像与之结合,使用户能够感知到增强的现实。
增强现实技术已经广泛应用于游戏、广告、设计等领域。
未来,随着计算机视觉和感知技术的进一步发展,增强现实技术有望在人机交互、智能制造等领域实现更广泛的应用。
三、计算机图形渲染技术的提升计算机图形渲染技术是指将三维模型转化为二维图像的过程。
它在游戏、电影、动画等领域扮演着至关重要的角色。
随着计算机硬件的发展和算法的改进,图形渲染技术越来越接近真实感,物理光照模型、阴影算法和纹理映射等方面得到了长足的进步。
未来,图形渲染技术将更好地满足对真实感和表现力的要求。
四、人工智能与计算机图形学的结合人工智能在计算机图形学中的应用也是一个重要的发展趋势。
机器学习和深度学习等人工智能技术为计算机图形学提供了新的思路和方法。
例如,通过深度学习可以实现图像的内容生成,利用生成对抗网络可以生成逼真的虚拟图像。
人工智能和计算机图形学的结合将进一步推动图形技术的发展,并拓展更多应用领域。
综上所述,计算机图形学在虚拟现实技术、增强现实技术、图形渲染技术和人工智能等方面都有着广泛的应用和发展。
随着技术的不断进步和创新,计算机图形学将在各个领域发挥更加重要的作用,为人们带来更多的惊喜和便利。
对计算机图形学未来10年发展的展望
《计算机图形学》作业报告书指导老师:学生姓名:学号:计算机图形学作业1姓名学号班级作业内容对计算机图形学未来10年发展的展望效果截图这个学期,我刚开始正式的接触计算机图形学这个计算机科学与技术学科的一个独立分支,它已经有了近40年的发展历程。
通过老师的介绍和自己上网查询资料,我觉得计算机图形学未来的发展前景很好,具体如下:一.计算机图形学基础理论的方向计算机图形学主要是研究图形的计算机生成,其研究方向众多。
在图形基础研究方面可归纳为两个主要方向,即建模技术和绘制技术。
建模技术又可分为两大分支,即计算机辅助几何设计和自然景物建模。
计算机辅助几何设计追求建模的精确度、可靠性和建模的速度 自然景物建模追求建模的逼真度和速度。
计算机图形学中的绘制技术是指基于光栅图形显示技术的"真实感图形"绘制技术,包括各种光照模型、明暗处理和纹理生成等内容。
绘制技术追求的是真实感(逼真度)和绘制速度。
综合上述两大研究方向的追求目标可以看出,计算机图形学研究水平的高低就是反映在"真实感"和"速度"的高低以及两者的结合上,也就是既要逼真地反映客观世界的对象,又能高速地、通常又称"实时"地绘制它们。
如何把两者结合在一起,即向更高的目标迈进。
体现这一重点转移的研究方向有以下三方面:1.基于图像的建模与绘制技术成为研究热点:计算机图形学长期研究的几何造型和物体表面属性仿真技术,能够绘制出逼真的图形。
然而,计算机生成的图形与真实世界所创造的复杂的几何形体和细微的光照效果相比仍有巨大的差距。
如果能从真实世界中直接获取几何信息和物质属性,并以此为基础进行绘制,就可以避开造型问题而获得逼真度更高的图形。
这就是所谓基于图像的绘制问题。
2.PC机图形硬件的三维化及高档图形硬件结构与图像处理硬件相结合的趋向:图形硬件、图形软件及图形基础算法三者的有机结合和相互影响形成了计算机图形学辉煌的今天。
计算机图形学的新进展
计算机图形学的新进展近年来,计算机图形学在不断推陈出新,掀起了一股技术革新的浪潮。
随着计算机硬件的发展和应用范围的不断扩大,计算机图形学已经广泛应用于游戏开发、虚拟现实、真人互动、CAD设计等多个领域,并带来了业界的巨大变革。
本文将从计算机图形学的发展历程、技术进步以及应用范围等方面进行分析和探讨。
一、计算机图形学的发展历程计算机图形学是一门研究如何在计算机上表示和处理几何形状的学科。
早在20世纪50年代,计算机图形学的开创者已经开始研究将计算机应用于几何图形的建模和显示方面,从而使得人们可以通过计算机来呈现复杂的几何形状,并产生出具有生动感和真实感的图像。
在计算机图形学的发展历程中,经历了几个重要的发展阶段:1、线框图形学时代60年代初期,最开始的计算机图形学主要是以线框图为主要表现方式。
它用数学方法描述几何物体,并将这些物体的顶点通过特殊的算法联结在一起,形成了一个个透视图。
这种方式的好处是在不同方向下,可以显示出不同的视点和效果,但生成的图像却缺乏真实感和生动感。
2、光栅图形学时代70年代初期,随着计算机硬件的发展,计算能力和储存能力有了大幅提高,人们开始尝试使用光栅图形学技术来表现复杂的图像。
光栅图形学是一种基于像素点的图形学方法,通过将几何图形划分为像素点,再通过计算对像素点进行着色、渲染和阴影等操作,最终可以呈现出非常逼真的图像。
这种方式的好处是可以产生出具有生动感和真实感的画面,但是它产生的图像却非常占用计算机的处理能力和存储空间。
3、基于物理的图形学时代80年代开始,基于物理的图形学开始得到关注,它将所有的图形处理与物理实验结合起来,通过计算物理效应和光的传播路径等等,使得硬件效果更加逼真。
这种方式的好处是能够产生出非常真实的图像,但是要求计算机的处理能力非常高。
4、深度学习时代到了21世纪,随着人工智能、深度学习等技术的发展,计算机图形学进入了全新的时代。
在深度学习的框架下,图像处理也可以自动实现,人类只需定义一个“目标函数”(例如特定的画风),深度学习就会自己探索和学习那些图像有这个特定风格,得到一个平滑的结果。
计算机图形学的新技术及其应用研究
计算机图形学的新技术及其应用研究近年来,随着计算机技术的不断发展,图形学技术也日益成熟,为我们的生活和工作提供了许多便利和乐趣。
计算机图形学是一门研究计算机生成、处理和显示图形的学科,是计算机图形学、计算机视觉和计算机图像处理三者的交叉学科。
本文将围绕计算机图形学的新技术及其应用研究展开阐述。
一、计算机图形学的新技术1.虚拟现实技术虚拟现实技术(Virtual Reality, VR)是一种能够将用户沉浸在虚拟世界中的技术。
通过头戴式显示器(Head-Mounted Display, HMD)等设备,用户可以感受到身临其境的虚拟环境,从而更加直观地理解事物、进行操作等。
虚拟现实技术已经广泛应用于游戏、教育、医疗、建筑等领域。
2.增强现实技术增强现实技术(Augmented Reality, AR)是一种可以将现实世界与虚拟信息叠加的技术。
通过摄像机捕捉到的实时图像和相关算法,将虚拟信息放置于现实场景中,使用户可以直观地感受到虚拟信息和现实环境的结合。
增强现实技术已经广泛应用于智能家居、游戏、广告等领域。
3.光线追踪技术光线追踪技术(Ray Tracing)是一种高级的图形学计算方法,基于物理学原理,模拟了光线在场景中的传播和反射,生成高质量的图像。
与传统的光栅化渲染技术不同,光线追踪技术可以实现真实的光线效果,例如自然光、阴影、反射、折射等。
随着计算机硬件的不断升级,光线追踪技术已经成为主流的图像生成技术之一。
二、计算机图形学的应用研究1.游戏领域在游戏领域中,计算机图形学技术的应用可以使游戏的效果更加逼真、炫酷。
例如,通过虚拟现实技术,玩家可以沉浸在3D虚拟世界中,感受到更加真实的游戏体验;通过光线追踪技术,游戏场景的光影效果可以更加真实自然,为玩家提供更好的游戏体验。
2.工业制造领域在工业制造领域中,计算机图形学技术的应用可以辅助设计师和工程师进行产品设计和检测。
例如,通过增强现实技术,工程师可以在真实的环境中模拟和测试产品,避免因设计不合理而导致生产成本增加;通过光线追踪技术,工程师可以更好地预测产品的光线效果和反射效果,为生产提供更加精细的工艺。
计算机图形学与可视化技术的研究报告
计算机图形学与可视化技术的研究报告在当今数字化时代,计算机图形学与可视化技术已经成为了众多领域中不可或缺的重要组成部分。
从娱乐产业中的电影特效和游戏设计,到科学研究中的数据分析和模拟,再到工程领域中的设计和建模,这些技术的应用无处不在,深刻地改变着我们的生活和工作方式。
一、计算机图形学的基本概念和原理计算机图形学是研究如何利用计算机生成、处理和显示图形的学科。
它的核心目标是创建逼真的、具有视觉吸引力的图形,并能够与用户进行有效的交互。
在计算机图形学中,图形的表示和生成是两个关键的方面。
图形可以通过几何模型(如点、线、面)来表示,也可以使用图像(如位图)来表示。
对于几何模型,需要使用数学方法来描述其形状、位置和属性。
例如,通过使用向量和矩阵运算来进行图形的变换,包括平移、旋转和缩放等。
而图像则是由像素组成,每个像素都有其颜色和亮度值。
图形的生成方法有多种,其中光栅图形学和光线追踪是常见的两种。
光栅图形学是将图形转化为像素,并在屏幕上进行显示。
这种方法速度较快,但在处理复杂的光照和阴影效果时可能不够逼真。
光线追踪则是通过模拟光线在场景中的传播和反射来生成图形,能够产生非常真实的光照效果,但计算量较大,需要较高的计算性能。
二、可视化技术的重要性和应用领域可视化技术是将数据转化为图形或图像,以便于人们理解和分析的技术。
它的重要性在于能够将大量复杂的数据以直观的方式呈现出来,帮助人们快速发现数据中的模式、趋势和关系。
在科学研究中,可视化技术被广泛应用于天文学、物理学、生物学等领域。
例如,天文学家可以通过可视化星系的分布和运动来研究宇宙的演化;物理学家可以通过可视化粒子的碰撞过程来理解微观世界的规律;生物学家可以通过可视化蛋白质的结构来研究其功能。
在医学领域,可视化技术可以帮助医生更好地理解患者的病情。
例如,通过 CT、MRI 等医学影像的可视化,医生可以更准确地诊断疾病,并制定治疗方案。
手术导航系统也是可视化技术的应用之一,它可以在手术过程中为医生提供实时的三维图像,提高手术的精度和安全性。
计算机图形学技术的应用与前景展望
计算机图形学技术的应用与前景展望计算机图形学技术是一种应用数学、物理学、计算机科学等多学科知识的领域,通过计算机生成图像,将数字信息转化为可视化的形式,实现对虚拟世界的模拟和创造。
近年来,随着计算机处理能力的不断提高,图形学技术得到了广泛的应用和发展。
一、计算机图形学技术在游戏开发中的应用在游戏开发领域,计算机图形学技术的应用十分广泛,例如可以模拟真实光照、材质、纹理和物理运动等,使游戏画面更加逼真,增强了游戏体验。
游戏开发企业还可以利用图形学技术,创造出更加庞大的游戏世界和更加复杂的游戏场景。
同时,在虚拟现实、增强现实等领域中,图形学技术也有广泛的应用,例如在立体显示、头盔显示、手势控制等方面提供技术支持。
二、计算机图形学技术在工业设计中的应用工业设计领域也成为了计算机图形学技术的重要应用领域之一。
在这一领域中,图形学技术可以帮助设计师更加方便地进行设计、绘制、渲染和模拟等工作,使得设计效率和准确度得到了显著提高。
车辆、机器设备和家具等工业设计中的产品通过计算机图形学技术,可以实现三维建模、光线追踪、动画制作、交互设计等功能,从而使得产品的外观更加美观,功能更加精确和完善,提高了企业的竞争力。
三、计算机图形学技术在数字娱乐领域中的应用随着网络文化的兴起,数字娱乐也成为了一个重要的领域。
计算机图形学技术作为数字娱乐领域的重要技术,可以应用于数字影视、数字音乐、数字艺术等各种创意作品的制作与处理中。
在数字影视制作中,计算机图形学技术可以应用于特效制作和后期处理,使得电影、电视等作品的视觉效果更加逼真和生动;在数字艺术中,计算机图形学技术可以创作出更加复杂、立体、细腻和生动的艺术作品,比如建筑设计、抽象艺术、雕塑等。
四、计算机图形学技术的发展趋势展望随着现代计算机计算能力、存储能力和传输速度等性能的提高,计算机图形学技术将继续发展和完善,预计未来的趋势主要包括以下几方面:(1)更加真实的虚拟现实技术的应用。
计算机图形学的发展趋势虚拟现实和增强现实的兴起
计算机图形学的发展趋势虚拟现实和增强现实的兴起计算机图形学的发展趋势:虚拟现实和增强现实的兴起计算机图形学是研究计算机处理和生成图像的学科。
随着技术的不断进步,计算机图形学得到了广泛的应用和发展。
在当今科技发展日新月异的时代,虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)和增强现实(Augmented Reality,简称AR)成为了计算机图形学领域中的热门话题,它们正在改变着人们的生活方式和工作方式。
一、虚拟现实技术的兴起虚拟现实技术是一种通过计算机生成的仿真环境,使用户沉浸其中并与环境进行交互。
它通过利用头戴式显示器、手柄和传感器等设备,将用户置身于虚拟的三维场景中,使其可以感受到逼真的视觉和声音效果,并实现与虚拟世界的交互。
虚拟现实技术不仅在游戏娱乐领域得到广泛应用,还在医疗、教育、建筑设计等领域展现了强大的潜力。
在游戏娱乐领域,虚拟现实技术为玩家提供了更加身临其境的游戏体验。
通过戴上VR头盔,玩家可以仿佛置身于游戏世界中,与虚拟角色互动,体验到逼真的场景和动作。
同时,虚拟现实技术还为电影、电视等娱乐产业带来了全新的创作方式和观赏体验。
在医疗领域,虚拟现实技术可以用于模拟手术、康复训练等。
医生可以通过虚拟现实模拟各种手术场景,提前进行操作演练,从而减少手术失误的风险。
康复训练方面,虚拟现实技术可以为患者提供更加刺激的训练环境,促进其康复进程。
此外,在教育、建筑设计、旅游等领域,虚拟现实技术也具有巨大的应用潜力。
通过虚拟现实技术,学生可以身临其境地参观名胜古迹、上课听讲等。
建筑师可以使用虚拟现实技术进行建筑模拟设计,提前预览设计效果。
二、增强现实技术的兴起增强现实技术是一种通过计算机将虚拟信息叠加到真实世界中的技术。
它通过摄像头、传感器等设备获取真实环境的信息,并在设备上展示虚拟信息,使用户同时感知到真实和虚拟的信息。
增强现实技术在娱乐、教育、工业等领域具有广阔的应用前景。
在娱乐领域,增强现实技术为手机游戏、AR眼镜等带来了全新的游戏方式。
计算机图形学的应用和发展
计算机图形学的应用和发展计算机图形学是研究计算机生成、处理和显示图像的学科。
它在多个领域有着广泛的应用,并随着科技的不断进步,得到了持续的发展。
一、计算机图形学的应用领域计算机图形学在各个领域中起到了关键的作用。
下面将介绍几个主要的应用领域。
1. 游戏和娱乐计算机图形学在游戏和娱乐领域中有着广泛的应用。
通过计算机图形学技术,游戏开发人员可以创建逼真、细致的游戏场景和角色,提供更真实的游戏体验。
同时,计算机图形学技术还可用于电影制作和虚拟现实领域,使得观众可以沉浸于逼真的虚拟世界中。
2. 建筑和设计计算机辅助设计(CAD)是计算机图形学在建筑和设计领域中的重要应用之一。
通过CAD软件,建筑师和设计师可以在计算机上创建和修改设计图纸,提高设计效率和准确性。
此外,计算机图形学技术还可用于模拟建筑结构的运行情况,帮助工程师进行结构分析和优化设计。
3. 医学影像计算机图形学在医学影像领域也有着广泛的应用。
医生可以利用计算机图形学技术生成人体各个部位的三维模型,从而更直观地了解疾病的发展和治疗方案。
此外,计算机图形学还可用于医学图像的处理、增强和自动分析,提高医疗诊断的准确性和效率。
4. 虚拟仿真虚拟仿真是计算机图形学技术的另一重要应用领域。
通过创建虚拟环境,人们可以进行各种虚拟实验和训练,提高安全性和效率。
例如,飞行模拟器就是基于计算机图形学技术开发的虚拟仿真系统,可以模拟真实飞行的各个方面,供飞行员进行训练和实践。
5. 数据可视化随着大数据时代的到来,数据可视化成为了计算机图形学的重要应用之一。
通过将数据转化为可视化形式,人们可以更直观地理解和分析数据,发现其中的规律和趋势。
数据可视化技术广泛应用于商业分析、科学研究和市场营销等领域。
二、计算机图形学的发展历程计算机图形学的发展可以追溯到20世纪60年代。
最初,人们主要关注二维图形的生成和显示。
随着计算机硬件的提升和图形处理算法的改进,计算机图形学逐渐发展为一个综合性的学科。
计算机图形学技术的应用与前景
计算机图形学技术的应用与前景计算机图形学技术是现代计算机科学中的一个分支,它主要研究如何利用计算机生成、存储、处理、显示等多方面技术来处理图像信息,从而达到各种应用目的。
随着计算机技术的快速发展,计算机图形学技术也取得了长足的进展,被广泛应用于许多领域,例如电影、游戏、虚拟现实、医学、工业等等。
一、电影产业电影是计算机图形学技术应用最为广泛,也是最为成熟的一个领域。
随着硬件和软件技术的不断进步,计算机图形学技术已经完全可以实现想象力所及的各种特效效果,例如特殊的光影效果、逼真的物体碰撞效果、超现实的场景和虚拟人物等等。
各种类型的大片都开始采用计算机图形学技术,例如《阿凡达》、《星球大战》、《美国队长》等等,这些电影都获得了广泛的好评和盈利。
可以说,计算机图形学技术已经成为电影制作中的必备技术之一,它也在推动电影技术和视觉表达方式的不断创新和发展。
二、游戏产业计算机游戏也是计算机图形学技术应用的主要领域之一。
游戏开发者普遍采用计算机图形学技术来创建虚拟世界中的场景和角色,以便为玩家提供更为逼真的游戏画面和动作。
游戏开发商可以使用计算机图形学技术来模拟各种物理效应、光影效果、粒子效果等等,这些效果可以营造出新奇、逼真的游戏场景和角色,为游戏带来更加真实的感官体验。
当前的游戏产业不仅涵盖了家用电视游戏机和电脑游戏,还包括了手机游戏和网络游戏,它已经成为全球文化娱乐产业中的主要组成部分,不断发展壮大。
三、虚拟现实随着计算机图形学技术的不断进步,虚拟现实(VR)技术也越来越成熟,成为一个独立的产业领域。
虚拟现实技术使用户能够进入虚拟的三维场景中,通过各种手段来与虚拟世界进行互动,从而获得更加真实的感觉和体验。
虚拟现实的应用非常广泛,例如军事、教育、娱乐、医学、建筑等等。
例如,建筑设计师可以使用虚拟现实技术来设计各种建筑模型,实现精度更高、更为逼真的可视化效果。
医学学生可以使用虚拟现实技术来模拟各种手术操作,在不危及真实病人安全的情况下,进行相关医学训练。
计算机图形学的发展历程与应用前景
计算机图形学的发展历程与应用前景计算机图形学(computer graphics)作为计算机科学的一个重要分支,致力于利用计算机技术来生成、处理和显示图像。
随着技术的不断进步,计算机图形学在各个领域都发挥着越来越重要的作用。
本文将探讨计算机图形学的发展历程以及其应用前景。
一、发展历程1. 1963年,Ivan Sutherland发明了世界上第一个交互式计算机图形系统——Sketchpad,奠定了计算机图形学的基础。
2. 20世纪70年代,出现了第一个使用光栅化技术的计算机图形学系统。
3. 20世纪80年代,计算机图形学逐渐应用到电影、游戏等领域中,开始出现更加复杂和逼真的图像。
4. 20世纪90年代,随着计算机性能的提升,图形学技术得以更广泛地应用于各行各业。
5. 近年来,计算机图形学领域涌现出了一些重要的技术突破,如虚拟现实(virtual reality)、增强现实(augmented reality)和深度学习等,进一步推动了计算机图形学的发展。
二、应用前景1. 游戏开发:计算机图形学在游戏开发中起着至关重要的作用,通过逼真的图像和交互体验,为玩家创造出沉浸式的游戏世界。
2. 电影制作:计算机图形学在电影制作中的应用已经非常普遍。
通过计算机图形学技术,可以创建出逼真的特效和虚拟场景,使电影更加精彩和引人入胜。
3. 医学影像:计算机图形学在医学影像领域的应用可以帮助医生更好地诊断和治疗疾病。
通过计算机图形学技术,可以生成三维模型,帮助医生观察和分析病灶,从而指导手术操作。
4. 工业设计:计算机图形学在工业设计中可以帮助设计师进行产品的三维建模和渲染,实现快速原型制作和设计优化。
5. 建筑设计:通过计算机图形学技术,可以实现建筑设计的三维模拟和可视化,帮助建筑师更好地进行设计和规划。
6. 虚拟现实:虚拟现实是近年来计算机图形学领域的一个重要应用方向。
通过计算机图形学技术,可以模拟出逼真的虚拟环境,为用户提供身临其境的体验。
计算机图形学的发展与应用
计算机图形学的发展与应用计算机图形学是一门研究计算机生成、显示和处理图像的学科。
它涵盖了从数学原理到图像处理算法的广泛领域,并在许多实际应用中得到了广泛的应用。
本文将探讨计算机图形学的发展历程以及它在各个领域的应用。
一、计算机图形学的历史计算机图形学的起源可以追溯到20世纪60年代,当时计算机科学家开始研究如何使用计算机生成和显示图像。
首次出现的计算机图形学算法主要集中在简单的绘图和图像编辑上,如线段绘制和填充算法。
随着计算机硬件和软件的发展,计算机图形学逐渐得到了更广泛的应用。
二、计算机图形学的技术基础计算机图形学的技术基础包括几何学、光学、物理学和计算机科学等多个学科。
其中,几何学为图形对象的表示和变换提供了数学模型,光学和物理学则用于模拟光的传播和反射,计算机科学则负责开发图形学算法和实现。
三、计算机图形学的应用领域1. 游戏开发计算机图形学在游戏开发中起着至关重要的作用。
它负责生成游戏中的虚拟场景、角色和特效。
通过计算机图形学技术,游戏开发者能够创造出逼真的图像效果,提升游戏的可玩性和观赏性。
2. 建筑设计在建筑设计领域,计算机图形学的应用越来越广泛。
使用计算机图形学技术,建筑师可以通过三维建模软件建立建筑物的虚拟模型,进行设计和可视化预览。
这样不仅能够加快设计效率,还能减少建筑过程中的错误和成本。
3. 医学影像计算机图形学技术在医学影像中有着广泛的应用。
通过将医学影像数据转化为图像,并应用图形学算法分析和处理,医生可以更好地理解疾病并作出正确的诊断。
此外,计算机图形学还可以辅助手术规划和模拟,提高手术的精确性和安全性。
4. 动画与影视特效计算机图形学技术在电影、电视和动画制作中扮演着重要角色。
通过使用计算机生成的图像和特效,制片人可以创造出逼真的动画场景和视觉效果,提升作品的观赏性。
5. 虚拟现实虚拟现实技术正日益成为计算机图形学的一个重要应用领域。
利用计算机图形学技术和头戴显示器等设备,人们可以沉浸式地体验虚拟世界,如游戏、培训和模拟等。
计算机图形学研究报告
计算机图形学研究报告计算机图形学是一门新兴的计算机科学,它以复杂而多变的运算和图形技术为基础,应用于电影制作、游戏开发、科学计算和虚拟环境等几乎所有领域。
如今,计算机图形学技术在计算机领域中发挥着越来越重要的作用,成为计算机科学研究的重要领域。
本文将简要介绍计算机图形学研究的现状,分析其最新研究成果,并提出未来可能的研究方向。
一、计算机图形学的研究进展计算机图形学是一门以图形处理为中心的计算机科学,它应用于各类现代计算机系统,包括虚拟现实系统、图形用户界面、图形编辑器等等,也是计算机视觉和人工智能研究中重要的一个组成部分。
在过去的几十年里,计算机图形学的研究取得了巨大的成就,主要表现在三方面:(1)图形系统的构建。
对图形技术的研究,取得了令人瞩目的成果,计算机技术得以不断拓展,形成了一种复杂而全面的图形系统,这使得计算机图形学的应用变得更加广泛。
(2)图形处理技术取得重大突破。
近些年来,研究开发出了一系列新的图形处理技术,其中包括三维重建、图像识别和实时渲染等,这些技术已经广泛应用于计算机图形学的应用开发中。
(3)虚拟现实技术的发展。
近年来,随着虚拟现实系统的发展,计算机图形学在虚拟现实领域也发挥了重要作用,如虚拟现实中的三维场景和动画制作等等。
二、计算机图形学的最新研究成果近年来,计算机图形学取得了许多有益的研究成果,其中包括:(1)图形建模技术的发展。
图形建模技术可以将真实世界中的物体和现象精确的仿真,进而进行分析和计算,从而获得精确的结果。
(2)图形处理器的研究。
图形处理器的研究已经取得了一定的成果,它们可以提高图形处理的速度和效率,有助于提升图形技术的性能。
(3)计算机视觉的发展。
计算机视觉技术的发展,使得计算机可以分析和处理图像信息,从而实现计算机自动化。
三、未来计算机图形学可能研究方向计算机图形学是一门年轻而发展迅速的研究领域,未来可能的研究方向有:(1)计算机虚拟环境技术的进一步发展。
计算机图形学的发展与应用前景
计算机图形学的发展与应用前景计算机图形学是一门涉及计算机硬件、算法、数学和艺术的学科,它的主要目标是帮助人们在计算机上创建和处理图形和图像。
计算机图形学的发展源远流长,从最初的简单2D图形模拟发展到现今的3D建模、动画、虚拟现实和增强现实等前沿领域,其在多个领域的应用前景广阔。
计算机图形学的起源可以追溯到上世纪60年代,当时计算机技术已经逐渐成熟。
人们渴望通过计算机来处理和呈现复杂的图形。
然而,由于计算机处理速度和存储能力的限制,当时的计算机只能处理简单的二维图形。
直到20世纪80年代,随着计算机处理速度和存储能力的大幅提升以及计算机图形学算法的不断改进,计算机图形学逐渐进入了一个全新的发展阶段。
随着计算机硬件的逐渐升级,计算机图形学也在不断演进。
在二十一世纪初期,3D建模和动画技术已经非常成熟。
3D建模可以精准地还原三维物体的形状和纹理,而动画则可以让用户在计算机上创造真实的动态场景。
而虚拟现实技术则进一步将计算机图形学与现实世界融为一体,使人们可以在计算机上感受真实世界的体验。
虚拟现实技术已被广泛应用于游戏、电影、军事、医疗、建筑设计、智能交通等领域。
与虚拟现实技术不同,增强现实技术是将虚拟物体与现实物体相结合。
例如在手机上运行的Pokemon Go游戏中,玩家可以看到虚拟精灵与现实世界相融合,也可以在不同的场景中与其他玩家交互。
增强现实技术在教育、文化、旅游等领域有着广泛的应用前景。
计算机图形学还被广泛应用于电影和游戏制作。
虚拟特效是电影和游戏制作中的一个重要组成部分。
在制作电影和游戏时,计算机图形学技术可以帮助设计师创建逼真的虚拟场景、特效和角色。
在美国电影《阿凡达》中,计算机图形学技术完成了很多逼真的场景和角色设计,这成为了电影的一大亮点。
随着计算机技术的不断进步,计算机图形学技术的应用前景越来越广阔。
随着物联网、人工智能、机器人等技术的不断发展,计算机图形学技术可以被应用于更广泛的领域,例如智能家居、智能制造、智能医疗等。
计算机图形学领域的前沿技术研究
计算机图形学领域的前沿技术研究计算机图形学是计算机科学的分支,也是一个交叉学科,借助数学、物理学、工程学等多个学科的理论与方法,从研究和实现图形显示、图像处理、虚拟现实、三维建模等多个方面来研究计算机图形。
如今,计算机图形学已经成为现代信息技术领域的一个重要方向之一。
计算机图形学领域的前沿技术研究,主要涉及到如何让计算机更好的模拟和生成人类感知的视觉效果。
它探究了图形学的理论与方法,搜集、处理和管理图像、视频以及三维形状的技能。
其中最重要的技术包括计算机视觉、虚拟现实、计算机图像处理、三维建模和动画等领域。
一. 计算机视觉计算机视觉,是通过计算机对图像和视频进行分析和解译从而识别并处理图像信息的一项科技。
随着人工智能和物联网的快速发展,计算机视觉的研究已经成为一个重要的前沿研究领域。
它应用于自然图像和视频分析、行人检测、人脸识别、工业视觉、自动驾驶以及医学诊断等多个方面。
计算机视觉的研究需要解决如何提高识别速度和准确性的问题。
近年来,深度学习技术在计算机视觉中的应用,显著提高了图像处理的准确性和速度。
在计算机视觉领域中有两个重要的深度神经网络,即卷积神经网络和循环神经网络。
卷积神经网络(CNN)是一种能够对输入数据(图像、文档等)进行学习的深度神经网络。
它通过多层感知机(MLP)实现对多维数据的处理,从而优化视觉和其他模式识别任务。
如今,CNN已经成为计算机视觉领域的重要工具之一。
循环神经网络(RNN)是一种神经网络,能够从序列中学习和推荐信息。
它主要用于文本生成、语音识别、语言翻译、图像描述以及视频解析等领域。
二、虚拟现实虚拟现实是将计算机技术和图形学技术应用在可以模拟现实环境、产生身临其境感觉的包装中的技术。
它包括计算机模拟三维环境中的物理空间和真实对象以及物理空间中的感官反应,使观察者产生身临其境的体验。
未来,虚拟现实将成为娱乐和游戏行业中的重要应用。
虚拟现实可以分为三个层次:虚拟现实环境、虚拟现实装置和虚拟现实应用。
计算机图形学的发展现状与未来趋势
计算机图形学的发展现状与未来趋势一、计算机图形学的发展现状计算机图形学是研究计算机对图像的生成、处理和显示的学科,它已经成为现代计算机科学中不可或缺的一部分。
随着计算机技术的飞速发展,计算机图形学也取得了巨大的进步。
首先,计算机图形学在计算机游戏行业中发挥着重要作用。
如今,电子游戏已经成为年轻人娱乐和消遣的重要方式。
计算机图形学的应用使得游戏画面更加逼真,场景更加精细,为玩家提供了更好的游戏体验。
其次,计算机动画的发展也是计算机图形学的重要应用领域之一。
随着计算机处理能力的提升,动画制作变得越来越精细和真实。
电影工业中的特效和动画效果大都依赖于计算机图形学的技术。
例如,好莱坞大片《阿凡达》使用了先进的计算机图形学技术,呈现出了炫目的视觉效果。
另外,计算机辅助设计(CAD)也是计算机图形学的应用领域之一。
在建筑、汽车、航空航天等各个工业领域,CAD已经成为设计和生产的重要工具。
计算机图形学的技术使得设计人员可以通过计算机生成三维模型,实现更高效、更精确的设计。
二、计算机图形学的未来趋势随着科技的不断进步和人们对更好图像质量的需求,计算机图形学也将继续发展。
未来的计算机图形学有以下几个可能的趋势。
首先,虚拟现实技术将成为计算机图形学的重要方向。
虚拟现实技术使用户可以沉浸到虚拟的三维环境中,与环境进行交互。
这需要计算机图形学技术能够实时生成高逼真度的图像,并实现低延迟的交互。
随着计算机图形学技术的不断发展,虚拟现实技术将在娱乐、教育、医疗等领域得到广泛应用。
其次,计算机图形学将与人工智能相结合,实现更智能化的图像生成和处理。
通过深度学习等技术,计算机可以理解图像内容,实现图像的自动分割、修复和增强。
这将使得图像处理变得更加高效和智能化,促进计算机图形学的发展。
另外,计算机图形学在数字艺术和创意产业中也有广阔的发展前景。
随着数码绘画和数码雕塑等新兴艺术形式的兴起,计算机图形学的技术将成为艺术家们表现创意的重要工具。
关于计算机图形与图像处理的论文
关于计算机图形与图像处理的论文伴随计算机技术和相关图形图像理论的的发展,计算机图形学与图形图像处理技术产生了,并且其在各个行业应用越来越广泛。
下面是店铺给大家推荐的计算机图形与图像处理的论文,希望大家喜欢! 计算机图形与图像处理的论文篇一试谈计算机图形图像处理技术摘要:20世纪80年代初,计算机图形学理念诞生,后来图形图像处理技术快速发展,而且渐渐变得十分成熟。
在计算机科学中,图形图像处理技术是一个重要的内容,计算机技术的不断进步使得图形图像有着更为多元化的用途,并在很多领域被大量运用。
本文主要根据计算机图形学的发展入手,探讨图形图像处理技术及其应用。
关键词:计算机;图形图像;处理技术1 引言(Introduction)互联网的高度普及使得我们的生活越来越离不开计算机,而计算机促进了图形图像技术不断发展,从土木工程、机械设计到视频处理等都需要计算机图形图像处理技术,越来越多的人们开始积极投入到计算机图形图像处理工作中[1]。
但这种新兴技术发展时间不长,应用手段还不成熟,巨大的潜能还有待深入开发,相关行业的技术人员应该进一步加强图形图像处理技术探索,以适应现代社会的发展。
2 计算机图形学(Computer graphics)19世纪中叶,美国出现了计算机附件,滚筒式绘图仪就是该时期科学家发明的,这使得过去的数字式记录仪的操作繁复、毛病多的问题得以有效解决,而此时社会正处于电子管计算机发展阶段。
到了20世纪50年代,美国林肯实验室创造了空中防御计算机体系,该体系充分运用了计算机显示器,可在上面用笔点击操作,以此控制目标。
并且不少技术、图形设计已经大量运用于社会日常生活中,计算机图形学渐渐兴起。
计算机图形图像处理技术的表达目的明确而简单,即以处理过的图片来冲击人的视觉,将仿真的美感真实展现出来,让人们获得视觉享受。
图形的几何数学设置是实现这个目的的基本方式,在模型中表现出图形的光照、材质以及纹理等要素,满足图形设计要求。
解读计算机图形学的演进与未来发展趋势
解读计算机图形学的演进与未来发展趋势计算机图形学是一门研究计算机生成、处理和显示图像的学科。
随着计算机技术的逐步发展,计算机图形学也经历了多个阶段的演进,为我们带来了许多优秀的图像处理和生成技术。
本文将对计算机图形学的演进历程以及未来的发展趋势进行解读。
1. 早期计算机图形学的发展早期的计算机图形学主要关注于图像的显示和输入技术。
在20世纪60年代,计算机硬件条件有限,图像处理能力较弱。
此时图形学主要应用是在计算机辅助设计(CAD)领域,用于辅助工程师进行设计和绘制。
2. 三维图形学的崛起随着计算机硬件性能的提高,20世纪70年代和80年代,三维图形学开始逐步崛起。
此时的图形学主要关注于三维模型的建模、渲染和动画等技术。
三维图形学的发展为现代电影制作和游戏开发等领域提供了强大的支持,让人们可以创造出逼真的虚拟世界。
3. 计算机图形学的应用拓展随着计算机技术的快速发展,计算机图形学的应用范围也得到了进一步拓展。
除了娱乐和设计领域,图形学还被广泛应用于医学图像处理、虚拟现实、计算机辅助医疗等领域。
图形学的应用正在深入到人们的日常生活中,为人们提供更多的便利和乐趣。
4. 计算机图形学的未来发展趋势计算机图形学的未来发展将主要集中在以下几个方面:4.1. 实时渲染技术实时渲染是计算机图形学领域一个重要的研究方向。
随着虚拟现实和增强现实技术的发展,对实时渲染的要求越来越高。
未来的发展将着重于提高实时渲染的性能和质量,使得虚拟世界更加逼真和沉浸式。
4.2. 计算机视觉与图像处理计算机视觉和图像处理是计算机图形学领域的重要分支。
随着深度学习等人工智能技术的进步,计算机视觉和图像处理在智能驾驶、人脸识别、图像检索等领域有着广阔的应用前景。
未来的发展将致力于将计算机视觉和图像处理与图形学相结合,实现更多复杂任务的自动化和智能化。
4.3. 虚拟现实与增强现实虚拟现实和增强现实是计算机图形学领域较为热门的研究方向。
随着移动设备和头戴式显示器的普及,虚拟现实和增强现实正在逐渐走入人们的日常生活。
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华北电力大学课程论文||论文题目计算机图形学理论与技术发展趋势研究课程名称计算机图形学||专业班级:学生姓名:学号:成绩:(纸张用A4,左装订;页边距:上下2.5cm,左2.9cm, 右2.1cm)* 封面左侧印痕处装订计算机图形学理论与技术发展趋势研究摘要: 计算机图形学(Computer Graphics,简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。
简单地说,计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。
关键字:研究领域与目的发展历程应用方面引言:计算机图形学是计算机与应用专业的专业主干课,它的重要性体现在人们越来越强烈地需要和谐的人机交互环境:图形用户界面已经成为一个软件的重要组成部分,以图形的方式来表示抽象的概念或数据(可视化)已经成为信息领域的一个重要发展趋势。
正文:计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机上表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。
图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。
从处理技术上来看,图形主要分为两类,一类是基于线条信息表示的。
如工程图、等高线地图、曲面的线框图等,另一类是明暗图,也就是通常所说的真实感图形。
计算机图形学一个主要目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。
为此,必须建立图形所描述场景的几何表示,再用某种光照模型,计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。
同时,真实感图形计算的结果是以数字图像的方式提供的,计算机图形学也就和图像处理有着密切的关系。
计算机图形学的研究内容非常广泛,如图形硬件、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、非真实感绘制,以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。
1950年,第一台图形显示器作为美国麻省理工学院(MIT)旋风I号(Whirlwind I)计算机的附件诞生了。
该显示器用一个类似于示波器的阴极射线管(CRT)来显示一些简单的图形。
1958年美国Calcomp公司由联机的数字记录仪发展成滚筒式绘图仪,GerBer公司把数控机床发展成为平板式绘图仪。
在整个50年代,只有电子管计算机,用机器语言编程,主要应用于科学计算,为这些计算机配置的图形设备仅具有输出功能。
计算机图形学处于准备和酝酿时期,并称之为:“被动式”图形学。
到50年代末期,MIT的林肯实验室在“旋风”计算机上开发SAGE空中防御体系,第一次使用了具有指挥和控制功能的CRT显示器,操作者可以用笔在屏幕上指出被确定的目标。
与此同时,类似的技术在设计和生产过程中也陆续得到了应用,它预示着交互式计算机图形学的诞生。
1962年,MIT林肯实验室的Ivan E.Sutherland 发表了一篇题为“Sketchpad:一个人机交互通信的图形系统”的博士论文,他在论文中首次使用了计算机图形学“Computer Graphics”这个术语,证明了交互计算机图形学是一个可行的、有用的研究领域,从而确定了计算机图形学作为一个崭新的科学分支的独立地位。
他在论文中所提出的一些基本概念和技术,如交互技术、分层存储符号的数据结构等至今还在广为应用。
1964年MIT的教授Steven A. Coons提出了被后人称为超限插值的新思想,通过插值四条任意的边界曲线来构造曲面。
同在60年代早期,法国雷诺汽车公司的工程师Pierre Bézier发展了一套被后人称为Bézier曲线、曲面的理论,成功地用于几何外形设计,并开发了用于汽车外形设计的UNISURF系统。
Coons方法和Bézier方法是CAGD最早的开创性工作。
值得一提的是,计算机图形学的最高奖是以 Coons的名字命名的,而获得第一届(1983)和第二届(1985) Steven A.Coons 奖的,恰好是Ivan E.Sutherland和Pierre Bézier,这也算是计算机图形学的一段佳话。
70年代是计算机图形学发展过程中一个重要的历史时期。
由于光栅显示器的产生,在60年代就已萌芽的光栅图形学算法,迅速发展起来,区域填充、裁剪、消隐等基本图形概念、及其相应算法纷纷诞生,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。
又因为通用、与设备无关的图形软件的发展,图形软件功能的标准化问题被提了出来。
1974年,美国国家标准化局(ANSI)在ACM SIGGRAPH的一个与“与机器无关的图形技术”的工作会议上,提出了制定有关标准的基本规则。
此后ACM专门成立了一个图形标准化委员会,开始制定有关标准。
该委员会于1977、1979年先后制定和修改了“核心图形系统”(Core Graphics System)。
ISO随后又发布了计算机图形接口CGI(Computer Graphics Interface)、计算机图形元文件标准CGM (Computer Graphics Metafile)、计算机图形核心系统GKS(Graphics Kernel system)、面向程序员的层次交互图形标准 PHIGS(Programmer's Hierarchical Interactive Graphics Standard)等。
这些标准的制定,为计算机图形学的推广、应用、资源信息共享,起到了重要作用。
1980年Whitted提出了一个光透视模型-Whitted模型,并第一次给出光线跟踪算法的范例,实现Whitted模型;1984年,美国Cornell大学和日本广岛大学的学者分别将热辐射工程中的辐射度方法引入到计算机图形学中,用辐射度方法成功地模拟了理想漫反射表面间的多重漫反射效果;光线跟踪算法和辐射度算法的提出,标志着真实感图形的显示算法已逐渐成熟。
从80年代中期以来,超大规模集成电路的发展,为图形学的飞速发展奠定了物质基础。
计算机的运算能力的提高,图形处理速度的加快,使得图形学的各个研究方向得到充分发展,图形学已广泛应用于动画、科学计算可视化、CAD/CAM、影视娱乐等各个领域。
1.计算机图形学在曲面造型技术中的应用曲面造型技术是计算机图形学和计算机辅助几何设计的一项重要内容,主要研究在计算机图象系统的环境下对曲面的表示、设计、显示和分析。
它肇源于飞机、船舶的外形放样工艺,经三十多年发展,现在它已经形成了以Bezier和B样条方法为代表的参数化特征设计和隐式代数曲面表示这两类方法为主体,以插值(Intmpolation)、拟合(Fitting)、逼近(Ap-proximation)这三种手段为骨架的几何理论体系。
随着计算机图形显示对于真实性、实时性和交互性要求的日益增强,随着几何设计对象向着多样性、特殊性和拓扑结构复杂性靠拢的趋势的日益明显,随着图形工业和制造工业迈向一体化、集成化和网络化步伐的日益加快,随着激光测距扫描等三维数据采样技术和硬件设备的日益完善,曲面造型在近几年来得到了长足的发展2.在计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)的应用计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力,辅助知识劳动者进行工程和产品的设计与分析,以达到理想的目的或取得创新成果的一种技术。
它是综合了计算机科学与工程设计方法的最新发展而形成的一门新兴学科。
计算机辅助设计技术的发展是与计算机软件、硬件技术的发展和完善,与工程设计方法的革新紧密相关的。
采用计算机辅助设计已是现代工程设计的迫切需要。
CAD技术目前已广泛应用于国民经济的各个方面,其主要的应用领域有以下几个方面。
2.1制造业中的应用CAD技术已在制造业中广泛应用,其中以机床、汽车、飞机、船舶、航天器等制造业应用最为广泛、深入。
众所周知,一个产品的设计过程要经过概念设计、详细设计、结构分析和优化、仿真模拟等几个主要阶段。
同时,现代设计技术将并行工程的概念引入到整个设计过程中,在设计阶段就对产品整个生命周期进行综合考虑。
当前先进的CAD应用系统已经将设计、绘图、分析、仿真、加工等一系列功能集成于一个系统内。
现在较常用的软件有UG II、I-DEAS、CATIA、PRO/E、Euclid等CAD应用系统,这些系统主要运行在图形工作站平台上。
在PC平台上运行的CAD应用软件主要有Cimatron、Solidwork、MDT、SolidEdge 等。
由于各种因素,目前在二维CAD系统中Autodesk公司的AutoCAD占据了相当的市场。
2.2工程设计中的应用CAD技术在工程领域中的应用有以下几个方面:2. 2.1建筑设计,包括方案设计、三维造型、建筑渲染图设计、平面布景、建筑构造设计、小区规划、日照分析、室内装潢等各类CAD应用软件。
2.2结构设计,包括有限元分析、结构平面设计、框/排架结构计算和分析、高层结构分析、地基及基础设计、钢结构设计与加工等。
2.2.3设备设计,包括水、电、暖各种设备及管道设计。
2.2.4城市规划、城市交通设计,如城市道路、高架、轻轨、地铁等市政工程设计。
(5)市政管线设计,如自来水、污水排放、煤气、电力、暖气、通信(包括电话、有线电视、数据通信等)各类市政管道线路设计。
2.2.5交通工程设计,如公路、桥梁、铁路、航空、机场、港口、码头等。
(7)水利工程设计,如大坝、水渠、河海工程等。
2.2.6其他工程设计和管理,如房地产开发及物业管理、工程概预算、施工过程控制与管理、旅游景点设计与布置、智能大厦设计等。
2.3.电气和电子电路方面的应用CAD技术最早曾用于电路原理图和布线图的设计工作。
目前,CAD技术已扩展到印刷电路板的设计(布线及元器件布局),并在集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路的设计制造中大显身手,并由此大大推动了微电子技术和计算及技术的发展。
2.4.仿真模拟和动画制作应用CAD技术可以真实地模拟机械零件的加工处理过程、飞机起降、船舶进出港口、物体受力破坏分析、飞行训练环境、作战方针系统、事故现场重现等现象。
在文化娱乐界已大量利用计算机造型仿真出逼真的现实世界中没有的原始动物、外星人以及各种场景等,并将动画和实际背景以及演员的表演天衣无缝地合在一起,在电影制作技术上大放异彩,拍制出一个个激动人心的巨片。
2.5.其他应用CAD技术除了在上述领域中的应用外,在轻工、纺织、家电、服装、制鞋、医疗和医药乃至体育方面都会用到CAD技术CAD标准化体系进一步完善;系统智能化成为又一个技术热点;集成化成为CAD技术发展的一大趋势;科学计算可视化、虚拟设计、虚拟制造技术是20世纪90年代CAD技术发展的新趋向。