《计算机图形学》的主要研究内容及发展趋势
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。
深入了解计算机图形学
深入了解计算机图形学计算机图形学是涉及计算机科学和艺术的领域,它研究如何使用计算机生成、操控和呈现图像。
通过深入了解计算机图形学,我们可以更好地理解计算机图像的生成原理以及应用领域。
一、计算机图形学的基本概念与原理计算机图形学是通过数学和算法来模拟现实世界中的几何图形和光影效果。
在计算机图形学中,最基本的概念是点、线和面。
通过定义和操作这些几何元素,可以构建出更加复杂的图形。
1. 图像生成与表示图像的生成可以通过光栅化和矢量绘制两种方式实现。
光栅化基于像素的表示方式,将图像划分为像素点,并存储每个像素点的颜色信息。
而矢量绘制则是通过数学公式和几何变换来描述图像中的各个点、线和面,具有无限的分辨率。
2. 可视化技术可视化技术将数学和物理模型转化为视觉表达形式,帮助我们理解复杂的数据和过程。
它在科学、医学、工程等领域发挥着重要作用,使得抽象的概念更加直观可理解。
3. 渲染与光照模型渲染是计算机图形学中的一个重要环节,它通过光照模型对图像进行着色和光影处理。
常见的光照模型有环境光、漫反射和镜面反射,并结合材质属性、光源信息等对图像进行渲染。
二、计算机图形学的应用领域计算机图形学在多个领域都有广泛的应用,包括电影和动画、游戏开发、虚拟现实、工业设计等。
以下是其中一些应用领域的简要介绍:1. 电影和动画计算机图形学在电影和动画制作中起着至关重要的作用。
通过计算机图形学技术,可以创建逼真的特效和场景,大大提高了电影和动画的质量,并节省了大量的制作成本。
2. 游戏开发计算机图形学是游戏开发中不可或缺的一部分。
通过计算机图形学技术,可以构建游戏世界、角色模型、背景场景等,打造出沉浸式的游戏体验。
3. 虚拟现实虚拟现实是计算机图形学的重要应用领域之一。
通过计算机图形学技术,可以模拟真实世界的场景和物体,使用户感受到身临其境的沉浸式体验,为教育、娱乐、医疗等领域提供了新的可能性。
4. 工业设计计算机图形学在工业设计中的应用越来越广泛。
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。
计算机图形学与图形图像处理技术研究
计算机图形学与图形图像处理技术研究随着计算机技术的不断发展,计算机图形学和图形图像处理技术在各个领域中的应用也越来越广泛。
从动画电影、虚拟现实到医学影像处理,图形学和图形图像处理技术已经成为现代社会不可或缺的一部分。
本文将探讨计算机图形学和图形图像处理技术的研究现状,以及在不同领域中的应用和发展趋势。
一、计算机图形学的研究现状计算机图形学是研究如何用计算机生成、存储、处理和显示各种图形的学科。
它涉及到计算机图像合成、动画制作、虚拟现实等多个方面。
在计算机图形学的研究中,最主要的两个方向是图像合成和图像处理。
在图像合成方面,研究者们主要致力于如何利用计算机生成逼真的图像。
这需要考虑光影、材质、反射、折射等多个因素,以及建立逼真的模型和算法。
在图像处理方面,研究者们致力于如何对图像进行修复、编辑、增强等操作,以获得更好的效果。
目前,计算机图形学领域的研究热点主要包括实时渲染、虚拟现实、计算机辅助设计等。
实时渲染是指在计算资源受限的情况下,如何实现高质量、高帧率的图像渲染。
虚拟现实则是指如何利用计算机技术构建一个逼真的虚拟世界,使用户可以在其中进行交互。
计算机辅助设计则是指如何利用计算机来辅助进行建筑、工程、制造等方面的设计工作。
二、图形图像处理技术的研究现状图形图像处理技术是指利用计算机对图像进行处理以获取目标图像的一种技术。
它主要包括图像采集、图像分割、图像特征提取和图像识别等多个方面。
在图形图像处理技术的研究中,最主要的两个方向是图像处理和图像识别。
目前,图形图像处理技术领域的研究热点主要包括深度学习、图像分割、目标识别等。
深度学习是一种通过构建人工神经网络来实现图像处理和识别的方法,近年来在图像处理领域取得了很大的进展。
图像分割是指如何利用计算机将图像分割成若干个区域,以便进行进一步的处理和分析。
目标识别则是指如何利用计算机来自动识别图像中的目标,如人脸、车辆等。
计算机图形学与图形图像处理技术已经在各个领域得到了广泛的应用。
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
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。
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。
计算机科学中的计算机图形学和可视化
计算机科学中的计算机图形学和可视化【计算机科学中的计算机图形学和可视化】计算机图形学和可视化是计算机科学中一个重要而且非常有发展潜力的领域。
它涉及到对图像和数据的处理、分析、呈现和可视化,为人们提供了强大的工具和技术来实现对复杂数据的理解和交流。
本文将介绍计算机图形学和可视化的基本概念、应用领域和未来发展趋势。
一、基本概念1. 计算机图形学计算机图形学是研究如何对图像进行数字化处理和生成的科学与技术。
它关注如何用计算机算法和数学模型来表示和处理图像,包括图像的生成、显示、编辑和动画等方面。
计算机图形学广泛应用于CAD/CAM、娱乐、虚拟现实等领域。
2. 可视化可视化是将抽象的数据转化为具有视觉表现形式的技术与方法。
通过可视化,人们可以直观地理解和分析复杂的数据,从而从中获取有价值的信息。
可视化应用广泛,涵盖了地理信息系统、医学图像处理、数据分析等领域。
二、应用领域1. CAD/CAM计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)是计算机图形学和可视化的重要应用领域。
CAD/CAM技术可以帮助工程师和设计师在计算机上进行设计和制造产品。
通过CAD/CAM,人们可以快速创建和修改设计,提高工作效率和产品质量。
2. 娱乐与游戏娱乐和游戏行业是计算机图形学和可视化的重要应用领域之一。
电影、动画和电子游戏等娱乐产品需要高质量的图形和视觉效果来吸引观众。
计算机图形学和可视化技术在娱乐和游戏中发挥着至关重要的作用,为人们带来更加逼真、沉浸式的视觉体验。
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和可视化的前沿研究领域。
虚拟现实通过计算机生成的图像和声音,模拟出一种虚拟的环境,使用户沉浸其中。
增强现实则将虚拟元素与现实世界相结合,提供沉浸式的交互体验。
这些技术将对教育、医疗、游戏等领域产生革命性的影响。
三、未来发展趋势1. 计算机图形学与人工智能的融合随着人工智能的迅猛发展,计算机图形学和可视化将与人工智能相结合,创造出更加智能化的图形和可视化技术。
《计算机图形学》
《计算机图形学》计算机图形学是一门涉及计算机的二、三维图像处理、图像合成、图像识别、图像压缩、图像实时动画与可视化的学科。
它主要研究以计算机的计算能力和处理效率为基础,通过数学模型与算法,实现对图形图像的数字化处理与优化的过程。
计算机图形学广泛应用于游戏、电影、广告、教育、医疗、工程、建筑、机械等领域,是现代数字化世界中的重要组成部分。
一、计算机图形学的发展与历史计算机图形学的历史可以追溯到20世纪60年代,当时计算机刚刚出现,人们开始尝试将计算机应用于图形图像处理领域。
随着计算机技术的不断发展,计算机图形学得到了快速发展。
20世纪80年代和90年代,计算机图形学进入了一个高速发展的阶段,涌现出许多优秀的、广泛应用的计算机图形学算法和技术,如边缘检测、色彩空间变换、图像域滤波等。
二、计算机图形学的基本概念计算机图形学的主要目标是使用计算机生成、编辑、处理、显示和打印图形图像。
图形学的基本概念包括图像、像素、颜色模型、坐标系统、三维模型等。
其中,像素是最基本的图像处理单位,每个像素对应着图像中的一个点。
颜色模型用于表示图像中的颜色,常见的颜色模型有RGB、CMYK 等。
坐标系统用于确定图像中各点的位置和方向,常见的坐标系统有笛卡尔坐标系、极坐标系等。
三维模型是基于三维坐标系的模型,用于描述三维物体的形状和结构。
三、计算机图形学的应用计算机图形学广泛应用于游戏、电影、广告、教育、医疗、工程、建筑、机械等领域。
在游戏领域,计算机图形学是游戏制作必不可少的环节。
它可以用于场景建模、人物建模、动画制作等。
在电影和广告领域,计算机图形学可以用于特效制作、数字合成、虚拟演员等。
在教育和医疗领域,计算机图形学可以用于模拟和可视化,例如手术模拟、医学图像处理等。
在工程和建筑领域,计算机图形学可以用于机械设计、建筑设计等。
在机械领域,计算机图形学可以用于数字化设计、加工和制造。
四、计算机图形学的未来随着计算机图形学技术的不断发展和应用的不断扩展,计算机图形学在数码世界中的应用前景广阔。
计算机图形学的发展与创新
计算机图形学的发展与创新计算机图形学是研究计算机以及计算机图形技术的一门学科。
它涉及了计算机生成的图像、图形处理、图像识别等方面,对于计算机科学、计算机工程等领域有着重要的研究价值和应用前景。
随着科技的不断进步和创新,计算机图形学也在不断地发展和演进,为人们带来了许多令人惊叹的新技术和应用。
本文将就计算机图形学的发展历程和创新进行探讨。
一、计算机图形学的发展历程计算机图形学起源于20世纪60年代,当时人们开始利用计算机生成和处理图像。
最早的计算机图形学研究集中在显示技术和图像生成算法方面。
当时的计算机图形学技术非常有限,图像的生成和处理速度慢,图形的质量也较为低劣。
但是,这些早期的研究为后来的发展奠定了基础,为计算机图形学的创新打下了坚实的基础。
随着计算机技术的迅速发展,计算机图形学取得了重大突破。
20世纪80年代,计算机图形学迅速发展成为一个独立的学科,并开始应用于工程、医学、娱乐等各个领域。
计算机图形学的硬件和软件技术也得到了大幅度的改进,图形的生成和处理速度大大提高,图像的质量也得到了显著的提升。
这一时期,人们开始广泛应用计算机图形学技术来实现真实感图像的生成和渲染,使计算机生成的图像更加逼真,为人类提供了更加真实的视觉体验。
二、计算机图形学的创新技术随着计算机图形学的不断发展,各种创新的技术不断涌现,为图形学的应用领域带来了新的可能性。
下面将介绍一些计算机图形学领域的创新技术。
1. 三维建模与渲染技术三维建模与渲染技术是计算机图形学的核心技术之一。
通过三维建模的方法,可以将现实世界的物体和场景以数学模型的方式呈现在计算机中。
然后,利用渲染技术对这些三维模型进行光照、材质、阴影等效果的处理,使其在计算机屏幕上呈现出逼真的效果。
在三维建模与渲染技术的基础上,人们能够创建出想象中的虚拟世界,如电影特效、虚拟现实等。
2. 计算机辅助设计与制造技术计算机辅助设计与制造技术(CAD/CAM)是计算机图形学在工程和制造领域的一项重要应用。
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。
计算机图形学的发展与应用研究
计算机图形学的发展与应用研究计算机图形学是一个与计算机相关的学科,它主要研究计算机如何生成、处理和呈现图形。
计算机图形学在信息时代得到了广泛的应用,为电影、游戏、虚拟现实、医学图像、仿真和工程设计等领域提供了强大的支持。
当前,计算机图形学的研究方向主要涉及三维建模、光线追踪、计算机动画、图像处理、虚拟现实、人机交互等领域。
一、计算机图形学的发展历程计算机图形学的历史可以追溯到20世纪60年代。
1963年,Ivan Sutherland发明了世界上第一台图形计算机系统,称为Sketchpad,这是计算机辅助设计(CAD)的先驱之一。
1968年,Ivan Sutherland在哈佛大学开发了第一个真正的3D图形系统,称为大西洋城,将计算机图形学进入了新时代。
1970年代初,计算机图形学的研究重点是2D图形和线框图。
1974年,Ed Catmull在纽约大学成立了实验室,致力于计算机动画方面的研究,该实验室逐渐成为Pixar公司发展的基础。
1980年代,计算机图形学的研究开始着眼于三维建模和渲染技术。
1982年,James Kajiya提出了反向光线追踪算法,该算法为计算机图形学建立了坚实的物理基础。
随着计算机硬件和软件技术的迅猛发展,计算机图形学进入了快速发展的阶段。
1990年代,计算机图形学的应用领域进一步扩展,包括虚拟现实、多媒体演示、计算机游戏等。
在此期间,计算机图形学取得了一系列重大进展,如多边形网格建模、物理模拟、点云处理、流体模拟等。
近年来,计算机图形学又取得了一些重大的突破,比如利用深度学习方法进行图像处理和分析,开发出更加智能化的计算机图形学工具和软件,使计算机图形学应用更加便捷化和高效化。
二、计算机图形学的应用研究1.电影特效和动画制作计算机图形学在数字特效和动画制作领域的广泛应用已经成为业界标准。
通过计算机图形学技术和软件,电影制作公司可以将计算机生成的特效和动画融入到真实场景中,并定制各种特殊效果。
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。
计算机图形学的应用与发展
计算机图形学的应用与发展计算机图形学是研究计算机通过生成、处理和显示视觉图像的科学与技术的领域。
它广泛应用于许多行业,如游戏开发、电影制作、虚拟现实、医学影像等。
本文将探讨计算机图形学的应用领域以及它在不同领域中的发展趋势。
一、游戏开发计算机图形学在游戏开发中扮演着重要的角色。
通过图形学的技术手段,游戏开发者可以创建逼真的虚拟世界,并实现实时渲染、光影效果、物理模拟等。
此外,图形学还可用于游戏角色的建模与动画,使游戏角色拥有更加真实的外貌和自然的动作。
随着虚拟现实技术的发展,游戏开发者还可以利用计算机图形学实现更加沉浸式的游戏体验。
二、电影制作在电影制作领域,计算机图形学的应用变得越来越重要。
通过图形学技术,电影制作者可以创造出不可能在现实中存在的特效和场景,使影片更加震撼和逼真。
例如,通过计算机生成的特效可以呈现出巨大的爆炸、动态的人工智能角色以及太空中的宇宙星系。
计算机图形学在电影中的应用不仅提高了视觉效果,在叙事结构和故事情节的呈现上也发挥了重要作用。
三、虚拟现实虚拟现实是一种创造出仿真感觉的技术,计算机图形学是实现虚拟现实的关键技术之一。
通过计算机图形学,可以创建虚拟的三维环境,并通过头戴式显示器和手柄等设备,使用户沉浸其中。
虚拟现实技术的应用领域非常广泛,例如在游戏、教育、医学等领域都有着重要的应用前景。
随着虚拟现实设备的逐渐普及和技术的不断创新,计算机图形学在虚拟现实领域的应用将会有更加广阔的发展空间。
四、医学影像计算机图形学在医学影像领域的应用也十分重要。
医学影像是诊断与治疗中必不可少的工具,而计算机图形学可以提供高分辨率的图像重建和处理技术,帮助医生更准确地诊断疾病。
通过计算机图形学,医学影像可以以更加清晰、直观的方式展现给医生和患者。
此外,计算机图形学还可用于医学仿真和手术规划,提高手术的安全性和成功率。
总结:计算机图形学在各个领域的应用都得到了广泛的发展。
随着技术的不断创新和应用的深入,计算机图形学的应用前景将会变得更加广阔。
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》
《计算机图形学》计算机图形学是一门融合计算机科学、数学和艺术的综合性学科。
它的研究主要集中在利用计算机技术来进行绘制、处理和分析图形的问题上。
计算机图形学的研究内容覆盖了图形学领域中的许多数学模型,比如曲线、曲面等,以及如何将这些数学模型表示为影响机器如何产生图形的一系列变量。
计算机图形学研究的技术和方法涉及多个不同的学科,其中包括计算机图形学、计算机图形分析,网络图形学,照明模型,图像处理,计算机视觉,三维建模,数值方法,计算机动画,多媒体系统,虚拟现实,虚拟环境,可视化,人机交互,智能系统和物理建模等。
它们帮助用户实现有效地图形显示和操作,从而最大限度地提高图形学研究中的数学模型的模拟性能。
计算机图形学的发展已经影响了许多其他的领域,包括图形界面设计,多媒体技术,科学可视化,工程设计和仿真,游戏设计等。
因此,计算机图形学的成果比绝大多数其他领域的技术更加应用,通过它可以为用户提供更为自然和直观的图形界面和操作,以及更高效率的图形处理和分析。
另外,由于计算机图形学涉及到大量的数学模型,它被认为是一门比较抽象的学科。
因此,对于计算机图形学的学习者来说,理解和掌握理论基础及其细节是十分重要的。
学习计算机图形学的最佳方法是先明白它的基本原理,然后再深入系统地学习它的技术和方法。
不仅如此,学习者还需要熟练掌握应用计算机图形学的工具和系统,如Photoshop,Maya,Houdini等。
总的来说,由于计算机图形学的重要性,它的发展越来越快。
它已经影响了众多相关的领域,使图形学研究取得了重大的进展。
因此,学习计算机图形学的人们正在不断增多,也有越来越多的企业和机构正致力于计算机图形学领域的研究与开发。
计算机图形研究报告范文
计算机图形研究报告范文引言计算机图形学是一门研究计算机生成和处理图形的学科,它广泛应用于计算机游戏、动画制作、虚拟现实等领域。
本研究报告旨在介绍计算机图形学的基本概念、研究方法和应用领域,以及展望未来的发展趋势。
一、计算机图形学的基本概念计算机图形学是一门综合性学科,涉及到数学、物理学、计算机科学等多个领域。
它主要研究如何使用计算机生成和处理图形,并且使之具有真实感和交互性。
计算机图形学的基本概念包括:1.坐标系统:计算机图形学使用三维坐标系统来表示和处理图形。
常用的坐标系统有笛卡尔坐标系统和极坐标系统。
2.图形表示:计算机图形学使用数学模型来表示和描述图形。
常用的图形表示方法有点、线段、多边形等。
3.图形生成:计算机图形学通过算法和计算方法来生成图形。
常用的图形生成技术有光线跟踪、光栅化等。
4.图形处理:计算机图形学使用各种技术和方法对图形进行处理,以改变图形的外观和行为。
常用的图形处理技术有变换、纹理映射、阴影等。
二、计算机图形学的研究方法计算机图形学的研究方法包括理论研究和实验研究两种。
1.理论研究:理论研究是计算机图形学研究的重要方法之一。
它包括对图形学基本概念的深入分析和推导,以及对图形生成和处理算法的理论研究和优化。
2.实验研究:实验研究是计算机图形学研究的另一种重要方法。
它通过设计和实施实验来验证和评估图形生成和处理算法的效果和性能。
实验研究还可以通过观察和分析实际图形系统的工作原理和性能来获取实践经验。
三、计算机图形学的应用领域计算机图形学在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域:1.计算机游戏:计算机图形学在计算机游戏中发挥着重要作用。
它可以实现逼真的场景渲染、人物建模和动画效果,提供更好的用户体验。
2.动画制作:计算机图形学在动画制作中也有广泛的应用。
通过计算机图形学技术,可以实现高质量的特效、模拟物理效果和人物动作。
3.虚拟现实:计算机图形学是虚拟现实技术的基础。
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。
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。
计算机形学的进展
计算机形学的进展计算机形学是计算机科学和数学的一个交叉学科,研究计算机视觉和图形学中的几何形状、表面特征以及其变换和表示方法。
随着计算机技术的进步和应用领域的不断拓展,计算机形学也在不断发展和演进。
本文将介绍计算机形学的进展,包括其应用领域、相关技术以及未来发展趋势。
一、计算机形学的应用领域1. 计算机图形学计算机图形学是计算机形学的一个重要领域,主要研究计算机生成和处理图像的技术。
它广泛应用于电影制作、游戏设计、虚拟现实、建筑设计等领域。
图形学技术的发展,使得我们能够通过计算机生成高质量的图像和动画,创造出逼真的虚拟环境。
2. 计算机视觉计算机视觉是计算机形学另一个重要的应用领域,主要研究如何让计算机“看”和理解图像和视频。
它在人脸识别、目标检测、自动驾驶、医学影像分析等方面有着广泛的应用。
随着深度学习等技术的发展,计算机视觉在实时分析和处理图像数据方面取得了突破性进展。
二、计算机形学的相关技术1. 光栅化光栅化是计算机图形学中的一个重要技术,将图像或者三维几何模型转化为像素点的集合。
光栅化技术在图像渲染、纹理映射等方面有着广泛的应用,能够提高图像的显示效果和渲染速度。
2. 曲面建模曲面建模是计算机形学中的一个重要技术,用于描述和表示三维几何形状表面。
常见的曲面建模方法包括贝塞尔曲线和贝塞尔曲面、B样条曲线和B样条曲面等。
曲面建模技术在工业设计、电影特效、游戏开发等领域发挥着重要作用。
3. 三维重建三维重建是计算机形学中的一个关键技术,主要研究如何从二维图像或点云数据中恢复出物体的三维结构。
三维重建技术在地理测绘、文化遗产保护、医学影像分析等方面有着广泛的应用。
三、计算机形学的未来发展趋势1. 混合现实混合现实是计算机形学领域的一个热门研究方向,将虚拟世界和真实世界进行融合,为用户提供丰富的交互体验。
混合现实技术在教育、娱乐、工业等领域具有巨大的潜力,未来将会有更多的应用场景和商业化产品。
2. 面向大数据的形状分析随着大数据技术的不断发展,计算机形学也面临着对海量形状数据进行分析和处理的挑战。
《计算机图形学》的主要研究内容及发展趋势
《计算机图形学》作业第一次作业《计算机图形学》的主要研究内容及发展趋势: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的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的场景的几何表示,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。
所以计算机图形学与另一门学科计算机辅助几何设计有着密切的关系。
事实上,图形学也把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究内容。
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。
图形与图像两个概念间的区别越来越模糊,但还是有区别的:图像纯指计算机内以位图形式存在的灰度信息,而图形含有几何属性,或者说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。
计算机图形学的研究内容非常广泛,主要有以下几个方面:计算机图形学的应用;计算机图形设备和系统;国际标准化组织(ISO) 发布的图形标准;人机交互接口技术;基本图形实体、自由曲线和自由曲面的生成算法;图形变换和裁剪;曲面和实体造型算法;颜色、光照模型及真实感图形显示技术与算法等内容。
从计算机图形学目前学科发展来看,有以下几个发展趋势:与图形硬件的发展紧密结合,突破实时高真实感、高分辨率渲染的技术难点;研究和谐自然的三维模型建模方法;利用日益增长的计算性能,实现具有高度物理真实的动态仿真;研究多种高精度数据获取与处理技术,增强图形技术的表现;计算机图形学与图像视频处理技术的结合;从追求绝对的真实感向追求与强调图形的表意性转变。
第二次作业上机实习目的:1、在掌握计算机图形学的基本原理、算法和实现技术的基础上,通过编程实现简单的二维图形生成。
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《计算机图形学》作业第一次作业《计算机图形学》的主要研究内容及发展趋势: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的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的场景的几何表示,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。
所以计算机图形学与另一门学科计算机辅助几何设计有着密切的关系。
事实上,图形学也把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究内容。
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。
图形与图像两个概念间的区别越来越模糊,但还是有区别的:图像纯指计算机内以位图形式存在的灰度信息,而图形含有几何属性,或者说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。
计算机图形学的研究内容非常广泛,主要有以下几个方面:计算机图形学的应用;计算机图形设备和系统;国际标准化组织(ISO) 发布的图形标准;人机交互接口技术;基本图形实体、自由曲线和自由曲面的生成算法;图形变换和裁剪;曲面和实体造型算法;颜色、光照模型及真实感图形显示技术与算法等内容。
从计算机图形学目前学科发展来看,有以下几个发展趋势:与图形硬件的发展紧密结合,突破实时高真实感、高分辨率渲染的技术难点;研究和谐自然的三维模型建模方法;利用日益增长的计算性能,实现具有高度物理真实的动态仿真;研究多种高精度数据获取与处理技术,增强图形技术的表现;计算机图形学与图像视频处理技术的结合;从追求绝对的真实感向追求与强调图形的表意性转变。
第二次作业上机实习目的:1、在掌握计算机图形学的基本原理、算法和实现技术的基础上,通过编程实现简单的二维图形生成。
2、培养综合运用计算机高级语言(C语言)有关课程的知识去分析和解决实际问题的能力。
以进一步巩固,深化,扩展本课程所学到的理论知识。
3、通过计算机高级语言对图形程序的编写,调试,使学生掌握图形程序编写的一般方法和步骤,以及计算机图形学在机械设计中的应用的基础知识,树立理论联系实际的正确设计思想和严谨的工作作风。
实验一 DDA 算法生成直线原理:在图形设备上输出一条直线,是通过在应用程序中对每一条直线的端点坐标的描述,由输出设备将一对端点间的路径加以描绘来实现的。
对于水平线或垂直线,只要有了驱动设备使之动作的指令,一般都能准确地画出。
但对于任意斜率的直线,就要考虑算法了。
因此大多数图形设备,都只提供驱动x 方向和y 方向动作的信号。
这两个方向的信号用来指示绘图笔动作或电子束的偏移,或控制应赋值像素的地址。
假设已知直线段AB 的端点坐标是(x1,y1),(x2,y2),且dy/dx=m=常数,显然可以推导出下面的递推公式:1212x x y y y x --=∆∆ (1)又因为yy y i i ∆+=+1,所以yx x y y y y i i ∆--+=+12121 (2)这样每增加一个增量x ∆,便可以按(1)计算出1+i y 。
由于屏幕上的像素只能是整数,因此要经过取整运算,即](int),[(int)11++i i y x 处的像素点才是显示像素点。
然而,乘法运算和取整运算都需要较多的时间,因此产生直线的速度会受到影响。
显然,如果在式(2)中令1=∆x ,则可以避免做费时的乘法,公式可以简化为12121x x y y y y i i --+=+这时要注意m>1和m<1两种情况的发生。
如果是m>1的情况,那么在X 方向增加一个步长,就有可能在Y 方向构成一个比1大的步距。
遇到这种情况,就应当把y 当做是自变量,每次增加一个单位步长1,去计算因变量x ,即11+=+i i y y ,m y x x x x i i i ∆+=∆+=+1由于1=∆y ,所以m x x i i 11+=+。
这样才不至于一次逃过多行。
当然,也要对1+i y 进行取整运算,再决定要显示的像素。
这种情况如图1所示。
如果是m<1的情况,则x 为自变量,每次增加一个步长,去计算1+i y 的值,并取整以决定下一个该亮的点是像素点,如图2所示:图1 m>1 图2 m<1 代码:#include <graphics.h> #include <stdio.h> #define N 10.0 main() {int drive,mode,x1,y1,x2,y2,dx,dy,tx,ty,i,j,k,n; float xinc,yinc,x0,y0; drive=DETECT;initgraph(&drive,&mode,"c:\\TC20\\BGI"); cleardevice();for(i=0;i<800;i+=N) {line(i,0,i,800); line(0,i,800,i); }setbkcolor(5); setcolor(2);scanf("%d%d%d%d",&x1,&y1,&x2,&y2); line(x1,y1,x2,y2); dx=abs(x1-x2); dy=abs(y1-y2); if(dx>dy) n=dx; else n=dy;xinc=(float)dx/(float)n; yinc=(float)dy/(float)n; if(x1>=x2&&y1>=y2) k=1;else if(x1<x2&&y1<y2) k=2;else if(x1>x2&&y1<y2) k=3;else if(x1<x2&&y1>y2) k=4; switch(k) {case 1: tx=x1; x1=x2; x2=tx; ty=y1;y1=y2; y2=ty; case 2:x0=x1/N+0.5; y0=y1/N+0.5;for(j=0;j<=n;j+=N) {circle(N*(int)x0,N*(int)y0,2); x0+=xinc; y0+=yinc; }break; case 3: tx=x1; x1=x2; x2=tx; ty=y1; y1=y2; y2=ty; case 4:x0=x1/N+0.5; y0=y1/N+0.5;for(j=0;j<=n;j+=N) {circle(N*(int)x0,N*(int)y0,2); x0+=xinc; y0-=yinc; } }getch();closegraph(); } 总结:用DDA 算法产生直线比较精确,而且逻辑简单,易于用硬件实现。
但是,要作出发运算,影响了算法的效率。
实验二 Bresenham 算法生成直线Bresenham 算法原理:此算法的主要思想是借助于一个决策变量i d 来确定该点亮的像素点。
对于0<m<1的情况,如图3所示,Bresenham 算法的分析过程如下:假设一条直线段的起点坐标为),(11y x ,终点坐标为),(22y x ,平移变换很容易将起点坐标变为)0,0(,终点坐标为),(dy dx 。
因为x dx dy y ∙=,且dx dy r q s =++1,所以q r dx dy s -+=)1(。
又因为)1(11+-+=-=r dx dy q s t ,所以12)1(2121--+=-=+-=-q r dx dys s s t s整理得出:dx dy qdx rdy dx t s -+-=-2)(2)(;在所讨论的这种情况下,显然0>dx ,所以可以用0)(<-dx t s 作为选择is 为下一个该点亮的像素点的条件。
因为0<-t s ,则表示s<t 。
从图3中可以看出,在s<t 时应选择i s点。
定义id dx t s =-)(,并称之为决策变量,那么dxdy qdx rdy d i -+-=2)(2;从图3中可以看出,1-=i x r ,1-=i y q ,是表示前面一个亮点的坐标值,因此可以写出决策变量i d 的初值为dxdy dx y dy x di i i -+-=--22211。
将下标加1,则有dx dy dx y dy x di i i -+-=+2221,dx y y dy x x d d i i i i i i )(2)(2111--+---=-,11=--i i x x ,dxy y dy d d i i i i )(2211-+--+=图3 直线段与光栅网格如果0≥di ,则表示下一个亮点应该选i T 。
一旦选择了i T,则有11+=-i i y y ,此时决策变量1+i d 的表达式为)(21dx dy d d i i -+=+;如果0<di ,则表示下一个亮点为iS 。
一旦选择了iS ,则有1-=i i y y ,此时决策变量1+i d 的表达式为dyd d i i 21+=+。
这样,便得到一种迭代方法:有上一个决策变量i d 可以算出下个决策变量1i d +,再根据决策变量的正负对iT 、iS 进行选择。
上面讨论的是0>∆≥∆y x 的情况,如果是0>∆>∆x y 的情况,则要把x 和y 的变量位置互换。
对于0<∆y 或者是0<∆x 的情况,应该将表达式1+=y y 和1x +=x 换成1-=y y 或者1-=x x 。
代码:#include <graphics.h> #include <stdio.h> #define N 10.0 main() {int drive,mode,x1,y1,x2,y2,dx,dy,tx,ty,x0,y0,i,h;drive=DETECT;initgraph(&drive,&mode,"c:\\TC20\\BGI"); cleardevice();for(i=0;i<800;i+=N) {line(i,0,i,800); line(0,i,800,i); }setbkcolor(5); setcolor(2);scanf("%d%d%d%d",&x1,&y1,&x2,&y2); line(x1,y1,x2,y2); dx=x2-x1;dy=y2-y1;h=2*dx-dy;x0=x1/N+0.5;y0=y1/N+0.5;if(x1>x2&&y1>y2) {tx=x1;x1=x2;x2=tx;ty=y1;y1=y2;y2=ty;}if(dx>=dy)while(x0<x1){if(h<0)h+=2*dy;else{h+=2*(dy-dx);y0+=N;}x0+=N;circle(x0,y0,3);}else if(dx<dy) while(y0<y1){if(h<0)h+=2*dx;else{h+=2*(dx-dy);x0+=N;}y0+=N;circle(x0,y0,3);}if(x1>x2&&y1<y2) {tx=x1;x1=x2;x2=tx;ty=y1;y1=y2;y2=ty;}if(dx>=-dy)while(x0<x1){if(h<0)h+=2*dy;else{h+=2*(dy-dx);y0-=N;}x0+=N;circle(x0,y0,3); }else if(dx<-dy) while(y0<y1) {if(h<0) h+=2*dx; else {h+=2*(dx-dy); x0+=N; }y0-=N;circle(x0,y0,3); }getch();closegraph(); }实验三 角度DDA 算法生成圆弧原理:任何圆都可用多边形来逼近,其边数越多,圆弧越光滑,但是边数太多会浪费绘图时间。