计算机图形学系统概述1
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2020/8/16
其它
2020/8/16
较为活跃的研究方向（1）
造型技术方面
几何造型技术 实体造型技术 基于物理的造型技术
真实感图形生成算法研究
裁剪、消隐、光照明模型等 基于图象的绘制技术
2020/8/16
较为活跃的研究方向（2）
人-机交互技术方面
WIMP 虚拟现实交互技术 多通道技术 交互的模糊化：智能化
2020/8/16
CRT阴极射线管(Cathode Ray Tube)(1)
(1)构造和功能(Principle of CRT display)
聚焦系统 垂直偏转 水平偏转
荧光屏
阴极
灯丝
• 光子
栅极(控制 加速电极 极)负电压
电子枪
2020/8/16
偏转系统
滚筒式绘图机 平台式绘图机
2020/8/16
图形显示设备(displays)
图形显示器： (displays)
CRT Display
• Random-scan display • 存储管式显示器 • Raster-scan display
平板显示器
• 液晶显示器(LCD) (liquid-crystal display ) • 等离子(plasma)显示器 • Flat-plane CRT display
2020/8/16
图 2-6 各 图 形 标 准 在 图 形 系 统 中 作 用 范 围
计算机图形参考模型CGRM
比较现有的和将来的计算机图形标准， 描述它们之间的关系
为计算机图形用户和计算机图形软件 的开发者提供有关标准化方面的重要 信息
2020/8/16
计算机图形学的应用
图形用户界面（GUI：HCI的重要方式） 交互式绘图 办公自动化及电子印刷 计算机辅助设计与制造（CAD：应用广泛） 科学计算可视化 艺术和商业 过程模拟 辅助教学 虚拟现实（VR） 计算机动画
图形核心系统GKS和GKS-3D
应用程序
面向应用层
依赖语言的接口层
图形核心 GKS
操作系统
其它资源
图形资源
GKS是一个二维图形 标 准 ， GKS-3D 是 它 的扩展，标准号是 ISO IEC 8806-4。
GKS 在应用中的地位
2020/8/16
图 2-6 各 图 形 标 准 在 图 形 系 统 中 作 用 范 围
2020/8/16
2020/8/16
非几何信息
光照(illumination) & 纹理(texture)
2020/8/16
光照效果图
2020/8/16
纹理合成效果图
2020/8/16
真实感图形
2020/8/16
2020/8/16
2020/8/16
曲面重构(surface recontstructiong)
计算机图形外围设备
一个简单的计算机图形系统包括以下五个 主要部分:
• 计算机 • 显示处理器 • 显示设备 • 输入设备 • 硬拷贝设备
2020/8/16
简单的计算机图形系统
绘图机 计算机
显示处理器
显示器
打印机
输入设备
2020/8/16
图形输入设备(input devices)
1.图形输入设备的逻辑功能分类 定位 赋值 选择 拾取
2020/8/16
图形软件开发方案图示
应
用 接口： 程 标准图形包 序
显 示 设备驱动程序 设 备
图形系统开发策略
2020/8/16
计算机图形学应用举例—计算机辅助设计与制造
2020/8/16
2020/8/16
真实感图形
2020/8/16
2020/8/16
计算机动画
2020/8/16
几何（Geometry）信息？
2020/8/16
图形功能库GL
最初是在图形工作站上广泛使用的工业标准图形程序库， 运行于UNIX操作系统下
近年来扩展出可运行于Windows NT和Windows 95下 的微机版如OpenGL并得以快速推广
提供功能：
基本图素生成 坐标变换 设置图形属性和显示方式 输入/输出处理 真实图形显示
PHIGS和PHIGS
Programmer’s Hierarchical Interactive Graphics System，功能：
向应用程序员提供控制图形设备的接口 图形数据按层次结构组织，使多层次的应用模型能方便地应用
PHIGS进行描述 提供动态修改和绘制显示图形数据的手段
公布于1986年，标准号是ISO IS 9592
2020/8/16
图形输出设备(output devices)(1)
打印机(printer)
(1)喷墨打印机 (2)激光打印机 (3)针打点阵打印机
2020/8/16
图形输出设备(output devices)(2)
绘图仪(graph plotter)
(1)静电绘图仪 (2)笔式绘图仪(自动绘图机)
与计算机网络技术的结合：WWW,VRML 基于点的绘制技术
2020/8/16
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。
2020/8/16
Chapter 1 图形系统概述
Introduction to Graphics System
2020/8/16
2020/8/16
鼠标器(mouse)
是一种移动光标和做选择操作的计算机 输入设备.用于定位和选图.
2020/8/16
光笔(light pen)
光笔是一种能检测光信号的装置其形状和大小 象一支圆珠笔.
光笔的两种工作模式:拾取(选图)和跟踪
2020/8/16
触摸屏(touch panel)
是一种定位设备,一种能对物体触摸产生 反映的屏幕.
电阻式触摸屏 电容式触摸屏 红外线式触摸屏 声表面波触摸屏
2020/8/16
坐标数字化仪 (data tablet)
将图形转换成计算机能接收的数字形式的设备
(图形输入板或ห้องสมุดไป่ตู้形数字化仪)
由图板和定位器两个主要部分.
2020/8/16
图形扫描仪(image scaner)
图形扫描仪是直接把图形和图象扫描输 入到计算机中，以象素信息进行存储表 示的设备。
其它
2020/8/16
较为活跃的研究方向（1）
造型技术方面
几何造型技术 实体造型技术 基于物理的造型技术
真实感图形生成算法研究
裁剪、消隐、光照明模型等 基于图象的绘制技术
2020/8/16
较为活跃的研究方向（2）
人-机交互技术方面
WIMP 虚拟现实交互技术 多通道技术 交互的模糊化：智能化
2020/8/16
CRT阴极射线管(Cathode Ray Tube)(1)
(1)构造和功能(Principle of CRT display)
聚焦系统 垂直偏转 水平偏转
荧光屏
阴极
灯丝
• 光子
栅极(控制 加速电极 极)负电压
电子枪
2020/8/16
偏转系统
滚筒式绘图机 平台式绘图机
2020/8/16
图形显示设备(displays)
图形显示器： (displays)
CRT Display
• Random-scan display • 存储管式显示器 • Raster-scan display
平板显示器
• 液晶显示器(LCD) (liquid-crystal display ) • 等离子(plasma)显示器 • Flat-plane CRT display
2020/8/16
图 2-6 各 图 形 标 准 在 图 形 系 统 中 作 用 范 围
计算机图形参考模型CGRM
比较现有的和将来的计算机图形标准， 描述它们之间的关系
为计算机图形用户和计算机图形软件 的开发者提供有关标准化方面的重要 信息
2020/8/16
计算机图形学的应用
图形用户界面（GUI：HCI的重要方式） 交互式绘图 办公自动化及电子印刷 计算机辅助设计与制造（CAD：应用广泛） 科学计算可视化 艺术和商业 过程模拟 辅助教学 虚拟现实（VR） 计算机动画
图形核心系统GKS和GKS-3D
应用程序
面向应用层
依赖语言的接口层
图形核心 GKS
操作系统
其它资源
图形资源
GKS是一个二维图形 标 准 ， GKS-3D 是 它 的扩展，标准号是 ISO IEC 8806-4。
GKS 在应用中的地位
2020/8/16
图 2-6 各 图 形 标 准 在 图 形 系 统 中 作 用 范 围
2020/8/16
2020/8/16
非几何信息
光照(illumination) & 纹理(texture)
2020/8/16
光照效果图
2020/8/16
纹理合成效果图
2020/8/16
真实感图形
2020/8/16
2020/8/16
2020/8/16
曲面重构(surface recontstructiong)
计算机图形外围设备
一个简单的计算机图形系统包括以下五个 主要部分:
• 计算机 • 显示处理器 • 显示设备 • 输入设备 • 硬拷贝设备
2020/8/16
简单的计算机图形系统
绘图机 计算机
显示处理器
显示器
打印机
输入设备
2020/8/16
图形输入设备(input devices)
1.图形输入设备的逻辑功能分类 定位 赋值 选择 拾取
2020/8/16
图形软件开发方案图示
应
用 接口： 程 标准图形包 序
显 示 设备驱动程序 设 备
图形系统开发策略
2020/8/16
计算机图形学应用举例—计算机辅助设计与制造
2020/8/16
2020/8/16
真实感图形
2020/8/16
2020/8/16
计算机动画
2020/8/16
几何（Geometry）信息？
2020/8/16
图形功能库GL
最初是在图形工作站上广泛使用的工业标准图形程序库， 运行于UNIX操作系统下
近年来扩展出可运行于Windows NT和Windows 95下 的微机版如OpenGL并得以快速推广
提供功能：
基本图素生成 坐标变换 设置图形属性和显示方式 输入/输出处理 真实图形显示
PHIGS和PHIGS
Programmer’s Hierarchical Interactive Graphics System，功能：
向应用程序员提供控制图形设备的接口 图形数据按层次结构组织，使多层次的应用模型能方便地应用
PHIGS进行描述 提供动态修改和绘制显示图形数据的手段
公布于1986年，标准号是ISO IS 9592
2020/8/16
图形输出设备(output devices)(1)
打印机(printer)
(1)喷墨打印机 (2)激光打印机 (3)针打点阵打印机
2020/8/16
图形输出设备(output devices)(2)
绘图仪(graph plotter)
(1)静电绘图仪 (2)笔式绘图仪(自动绘图机)
与计算机网络技术的结合：WWW,VRML 基于点的绘制技术
2020/8/16
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。
2020/8/16
Chapter 1 图形系统概述
Introduction to Graphics System
2020/8/16
2020/8/16
鼠标器(mouse)
是一种移动光标和做选择操作的计算机 输入设备.用于定位和选图.
2020/8/16
光笔(light pen)
光笔是一种能检测光信号的装置其形状和大小 象一支圆珠笔.
光笔的两种工作模式:拾取(选图)和跟踪
2020/8/16
触摸屏(touch panel)
是一种定位设备,一种能对物体触摸产生 反映的屏幕.
电阻式触摸屏 电容式触摸屏 红外线式触摸屏 声表面波触摸屏
2020/8/16
坐标数字化仪 (data tablet)
将图形转换成计算机能接收的数字形式的设备
(图形输入板或ห้องสมุดไป่ตู้形数字化仪)
由图板和定位器两个主要部分.
2020/8/16
图形扫描仪(image scaner)
图形扫描仪是直接把图形和图象扫描输 入到计算机中，以象素信息进行存储表 示的设备。