计算机图形学电子教案c
计算机图形学(C语言)教案
计算机图形学(C语言)教案第一章：计算机图形学概述1.1 课程介绍介绍计算机图形学的定义、发展和应用领域。
解释图形和图像的区别。
1.2 图形学基本概念什么是点、线、面和体。
坐标系统和变换。
图形表示方法和存储结构。
1.3 图形处理流程图形输入、输出和显示。
图形裁剪和映射。
图形渲染和着色。
1.4 常见图形算法直线、圆和椭圆的算法。
填充算法和图像处理算法。
第二章：C语言基础2.1 C语言简介介绍C语言的历史和特点。
解释C语言在计算机图形学中的应用。
2.2 基本数据类型和语法整型、浮点型、字符型数据。
变量、常量和运算符。
2.3 控制语句条件语句和循环语句。
分支语句和循环控制语句。
2.4 函数和数组函数的定义和调用。
一维、二维数组和字符串。
第三章：图形库和API3.1 图形库简介什么是图形库和API。
常见的图形库和API介绍。
3.2 图形库的使用方法图形库的安装和配置。
图形库的基本函数和功能。
3.3 图形API的调用过程初始化图形环境。
创建图形对象和操作图形对象。
处理图形事件和关闭图形环境。
3.4 示例：绘制简单的图形使用图形库绘制点、线、圆等基本图形。
调整图形属性和颜色。
第四章：图形绘制和变换4.1 图形绘制基础绘制基本图形和文本。
使用图形属性调整图形外观。
4.2 图形变换坐标变换和几何变换。
矩阵和变换矩阵的运算。
4.3 图形裁剪和映射裁剪原理和算法。
映射原理和算法。
4.4 示例：绘制复杂的图形使用图形变换绘制复杂的图形。
应用图形裁剪和映射技术。
第五章：图形渲染和着色5.1 图形渲染基础什么是图形渲染和着色。
光和材质的模型。
5.2 颜色模型和转换RGB颜色模型和HSV颜色模型。
颜色转换和混合。
5.3 图形着色和光照基本着色算法和纹理映射。
点光源、聚光灯和环境光。
5.4 示例：实现简单的光照效果使用图形着色和光照技术绘制三维图形。
调整光照参数和观察光照效果。
第六章：图形界面设计6.1 图形界面设计基础界面设计原则和概念。
计算机图形学电子教案c
计算机图形学电子教案C第一章：计算机图形学简介1.1 图形与图像的区别与联系1.2 计算机图形学的应用领域1.3 计算机图形学的发展历程1.4 计算机图形学的基本概念1.5 本章小结第二章：图形表示与几何变换2.1 图形的基本元素与表示2.2 向量与矩阵2.3 几何变换2.4 坐标变换2.5 本章小结第三章：直线与曲线的绘制3.1 直线绘制算法3.2 圆与椭圆的绘制3.3 参数曲线与非参数曲线3.4 贝塞尔曲线与B样条曲线3.5 本章小结第四章：图形裁剪与填充4.1 裁剪算法4.2 填充算法4.3 扫描线算法4.4 抗锯齿技术4.5 本章小结第五章：三维图形表示与变换5.1 三维坐标系与三维图形表示5.2 三维变换5.3 视图变换5.4 投影变换5.5 本章小结第六章：三维建模与曲面建模6.1 三维建模基础6.2 基本三维模型创建6.3 曲面建模技术6.4 参数曲面与非参数曲面6.5 本章小结第七章：光照与材质7.1 光与影的基本概念7.2 基本光照模型7.3 材质的表示与映射7.4 环境映射与贴图7.5 本章小结第八章：纹理映射与纹理合成8.1 纹理映射的基本概念8.2 纹理坐标的8.3 纹理合成算法8.4 多重纹理映射8.5 本章小结第九章：渲染技术9.1 渲染基础9.2 光栅化算法9.3 阴影技术9.4 反走样技术9.5 本章小结第十章：计算机图形学应用实例10.1 3D游戏设计与开发10.2 虚拟现实与增强现实10.3 计算机辅助设计（CAD）10.4 计算机辅助制造（CAM）10.5 本章小结重点和难点解析重点一：图形与图像的区别与联系解析：图形与图像在计算机图形学中是两个核心概念，理解它们的区别与联系对于学习后续内容至关重要。
图形通常指的是由数学公式或者算法的矢量数据，可以无限放大而不失真；而图像则是二维的像素阵列，放大后会失真。
两者在表示方法、处理技术和应用领域等方面都有所不同。
重点二：几何变换解析：几何变换是计算机图形学的基础，包括平移、旋转、缩放等，这些变换对于图形的处理和视图的变换至关重要。
计算机图形学电子教案c
计算机图形学电子教案C第一章：计算机图形学概述1.1 图形与图像的概念定义区别与联系1.2 计算机图形学的发展历史回顾发展趋势1.3 计算机图形学的应用领域计算机辅助设计（CAD）计算机艺术设计虚拟现实其他应用第二章：图形表示与几何建模2.1 基本图形元素点、线、面矢量与标量2.2 图形属性位置、方向、尺寸颜色、纹理2.3 几何建模参数曲线与曲面非参数曲线与曲面体元建模第三章：图形变换3.1 二维变换平移、旋转缩放、反射错切、扭曲3.2 三维变换齐次坐标旋转矩阵投影变换3.3 变换矩阵与逆变换矩阵的性质逆变换的应用第四章：图形绘制算法4.1 直线绘制算法笛卡尔坐标系下的直线绘制参数坐标系下的直线绘制圆的绘制4.2 填充算法扫描线填充填充规则抗锯齿技术4.3 曲面绘制算法参数曲面绘制非参数曲面绘制多边形曲面绘制第五章：图像处理基础5.1 图像的概念与分类数字图像模拟图像灰度图像与彩色图像5.2 图像数字化采样与量化图像分辨率颜色模型与颜色空间5.3 图像增强与滤波图像增强的目的与方法线性滤波器非线性滤波器5.4 图像分割与特征提取阈值分割区域生长边缘检测第六章：三维建模技术6.1 参数曲线与曲面建模参数方程贝塞尔曲线与曲面非均匀有理B样条（NURBS）6.2 体元建模技术多边形网格建模曲面细分建模基于体元的建模6.3 实例：三维模型建模与编辑简单三维模型建模复杂三维模型建模三维模型编辑技术第七章：计算机动画基础7.1 动画基本概念动画类型关键帧与补间动画7.2 动画设计原理运动轨迹运动速度与加速度动力学模拟7.3 动画制作与播放技术动画文件格式动画渲染技术动画播放控制第八章：虚拟现实技术8.1 虚拟现实基本概念虚拟现实定义虚拟现实系统组成虚拟现实技术分类8.2 虚拟环境建模三维场景建模环境交互设计虚拟物体建模8.3 虚拟现实实现技术视觉渲染技术听觉渲染技术触觉与力反馈技术第九章：计算机图形学与游戏制作9.1 游戏图形学概述游戏图形需求分析游戏图形渲染流程游戏图形优化技巧9.2 游戏角色与场景设计角色设计原则场景设计方法动画与特效设计9.3 游戏引擎与图形API游戏引擎概述常用图形API介绍游戏引擎图形编程实践第十章：计算机图形学前沿技术10.1 基于Web的图形学技术WebGLThree.jsBalon.js10.2 增强现实与混合现实技术增强现实技术混合现实技术应用案例分析10.3 计算机图形学在其他领域的发展图形学在的应用图形学在生物医学领域的应用图形学在工业设计领域的应用第十一章：光照与渲染技术11.1 光照模型基本光照模型反射定律材质属性11.2 光照计算直接光照计算间接光照计算全局光照11.3 渲染技术着色器编程阴影渲染全局渲染第十二章：视觉效果与图像后处理12.1 视觉效果的基本概念色彩校正图像合成景深与运动模糊12.2 图像后处理技术滤波与边缘增强图像锐化与去噪图像分割与识别12.3 特效制作与艺术风格火焰、水波等自然效果卡通风格与手绘效果动态效果与过渡动画第十三章：人机交互与用户界面设计13.1 交互技术概述输入设备交互原则与方法用户界面设计13.2 图形用户界面设计界面布局与元素设计色彩与字体设计交互反馈与动效设计13.3 虚拟现实与增强现实界面设计虚拟现实界面设计增强现实界面设计界面设计与用户体验第十四章：计算机图形学与教育应用14.1 计算机图形学在教育中的应用教育软件设计与开发教学辅助工具虚拟实验室与远程教育14.2 课程设计与项目实践课程设计原则与方法项目实践与管理成果评价与反思14.3 计算机图形学在未来教育的发展趋势与计算机图形学的结合混合现实与虚拟现实在教育中的应用教育个性化与定制化第十五章：计算机图形学综合案例分析15.1 案例一：计算机辅助设计（CAD）案例背景与需求分析设计与实现过程应用效果与评价15.2 案例二：计算机艺术设计案例背景与创意构思技术与方法作品展示与评价15.3 案例三：虚拟现实与游戏制作案例背景与设计理念关键技术研究与实现用户体验与评价重点和难点解析本教案涵盖了计算机图形学的基础知识、图形表示与几何建模、图形变换、图形绘制算法、图像处理基础、三维建模技术、动画制作、虚拟现实技术、游戏制作、前沿技术、光照与渲染技术、视觉效果与图像后处理、人机交互与用户界面设计、计算机图形学在教育应用以及综合案例分析等多个方面。
计算机图形学(C语言)教案
计算机图形学(C语言)教案第一章：计算机图形学概述1.1 课程介绍了解计算机图形学的定义、发展与研究领域掌握图形学的基本概念和图形处理的基本过程1.2 图形系统掌握图形系统的组成及工作原理熟悉图形硬件和软件的基本配置1.3 图形学基本算法了解图形学中的基本算法，包括线段、填充算法等掌握算法实现的基本思路和流程第二章：C语言基础2.1 C语言简介了解C语言的历史、特点和应用领域掌握C语言的基本语法和结构2.2 数据类型、运算符与表达式熟悉C语言的数据类型、运算符及其用法掌握表达式的构成和求值方法2.3 控制语句掌握C语言的控制语句，包括条件语句、循环语句等能够运用控制语句编写简单的程序第三章：图形坐标系统与基本绘图函数3.1 图形坐标系统理解笛卡尔坐标系、屏幕坐标系和设备坐标系的概念熟悉坐标变换和坐标系之间的转换方法3.2 基本绘图函数掌握C语言图形库中的基本绘图函数，如画点、画线、画圆等能够使用基本绘图函数绘制简单的图形3.3 图形属性了解图形属性的概念，包括颜色、线型、线宽等掌握设置和修改图形属性的方法第四章：基本图形算法实现4.1 线段算法掌握直线、曲线算法，如DDA算法、Bresenham算法等能够实现线段的和绘制4.2 填充算法了解填充算法的原理和实现方法掌握Sutherland-Hodgman算法和扫描线算法等填充算法4.3 汉字绘制算法了解汉字绘制的基本原理掌握汉字轮廓提取和绘制方法第五章：图形界面设计5.1 图形界面设计基础了解图形界面设计的原则和方法掌握常用的界面布局和控件使用5.2 图形界面编程实践熟悉图形界面编程框架，如GTK、Qt等能够设计并实现一个简单的图形界面程序5.3 事件处理了解事件处理的基本概念和方法掌握事件处理程序的编写和调试技巧第六章：高级绘图函数与图形库6.1 高级绘图函数学习并掌握图形库中的高级绘图函数，如绘制椭圆、多边形、文本等能够使用高级绘图函数创建复杂的图形和图像6.2 图形库的使用熟悉常用的图形库，如OpenGL、SDL等掌握图形库的基本使用方法和编程步骤6.3 图形文件处理了解图形文件的基本格式，如BMP、PNG等掌握图形文件的读取、显示和保存方法第七章：动画与交互设计7.1 动画原理与实现理解动画的基本原理，包括帧动画和补间动画掌握动画的实现方法，如使用图形库绘制连续变化的图形7.2 交互设计基础学习交互设计的基本概念，包括输入设备、事件处理等能够设计简单的人机交互界面7.3 动画与交互编程实践利用图形库和编程语言实现动画和交互功能调试并优化动画和交互效果第八章：图形渲染与视觉效果8.1 图形渲染技术了解图形渲染的基本概念，包括光照、纹理映射等掌握简单的图形渲染算法和实现方法8.2 视觉效果实现学习视觉效果的基本原理，如阴影、反走样等能够实现常见的视觉效果，提升图形显示质量8.3 实时渲染技术了解实时渲染的基本概念和技术要求掌握实时渲染的实现方法和性能优化技巧第九章：图形编程进阶9.1 图形编程框架学习并掌握图形编程框架的使用，如GLFW、GLUT等能够使用框架搭建图形应用程序的框架9.2 着色器编程了解着色器的基本概念和作用掌握着色器的编写方法和调试技巧9.3 图形编程实践综合运用图形编程知识和技能，实现复杂的图形应用程序分析并解决图形编程过程中遇到的问题10.1 项目实践结合所学知识，完成一个综合性的图形项目提高实际编程能力和解决实际问题的能力探讨图形学在现实生活和工作中的应用和发展前景10.3 课程考试进行课程知识的考核和应用能力的评估检查学习成果，提高自身的图形编程水平重点和难点解析重点环节一：图形系统组成及工作原理图形系统的硬件和软件组成图形处理的基本过程重点环节二：图形学基本算法线段算法（DDA、Bresenham等）填充算法（Sutherland-Hodgman、扫描线等）重点环节三：C语言基础数据类型、运算符与表达式控制语句的使用重点环节四：图形坐标系统与基本绘图函数图形坐标系统的转换基本绘图函数的用法重点环节五：图形属性设置颜色、线型、线宽等属性的设置方法重点环节六：高级绘图函数与图形库高级绘图函数的使用常用图形库的基本操作重点环节七：动画与交互设计动画原理与实现方法交互设计的基本概念和实现重点环节八：图形渲染与视觉效果图形渲染技术（光照、纹理映射）视觉效果的实现（阴影、反走样）重点环节九：图形编程进阶图形编程框架的使用着色器编程的方法和技巧综合项目实践的能力培养本教案围绕计算机图形学的基本概念、图形系统的组成、C语言基础、图形绘制算法、图形属性设置、高级绘图函数与图形库的使用、动画与交互设计、图形渲染与视觉效果、图形编程进阶以及项目实践等环节展开教学。
计算机图形学电子教案c6 29页PPT文档
Phong 光照模型
考虑环境光、漫反射和镜面反射，则物体表面的反射光亮
度为 ： I K a Ia K d Ilco ) s K sI ( lcn o ()s
实际上光的亮度与传播距离的平方成反比，Il为光源处的 光亮度，光线抵达物体表面以及从物体表面反射进入观察者 眼睛的过程中存在衰减的问题。漫反射分量和镜面反射分量 应该乘以一个衰减因子，以取得远的物体看起来暗些的效果。 当场景的投影变换采用透视投影时，Warnock提出线性衰减因 子1/d，而Rommey提出衰减因子1/dp可以取得比较真实的效果。 此时Phong光照模型可以进一步描述为:
Z缓冲区中(x,y)处深度值替换为Z(x,y)； 帧缓冲区中(x,y)处亮度值替换为多边形在(x,y)处的亮度值； } } }
6.2 光照技术
单纯判别物体表面的可见性，远远不能反映物体表面的真实感。
物体表面所呈现的颜色是由表面向视
线方向辐射进入人眼中光决定的。建
立数学模型模拟物体表面的光照明物
理现象，按照数学模型计算物体表面
（3）交点将P1P2 分成若干个子线段，特别地当交点不存在时， 子线段只有一个，即自身。现在每个子线段上的所有点具有 相同的隐藏性。
（4）分别判断各个子线段的隐藏性。
取子线段的中点，判断该点是否在多边形 内。 如不在多边形内，子线段与多边形 不存在隐藏关系，子线段是可见的。
如在多边形内，从子线段中点向视点引射线，如果射线与多边形 相交，
物体表面的反射光亮度为 ：
IKaIaKdIlco)s(0
2
0KaKd1
适用于粗糙、无光泽的物体，如粉笔、黑板。对于擦亮的金属、
计算机图形学(C语言)教案
计算机图形学(C语言)教案第一章：计算机图形学概述1.1 课程介绍计算机图形学的定义和发展历程C语言在计算机图形学中的应用1.2 图形系统的基本概念图形系统的硬件和软件组成坐标系统和图形坐标变换1.3 图形处理基本算法图形算法的分类常见图形算法介绍第二章：C语言图形库简介2.1 OpenGL库介绍OpenGL的概念和发展历程OpenGL的基本组成和功能2.2 GLUT库介绍GLUT的概念和功能GLUT的基本API和使用方法2.3 C语言图形库的选择和配置选择适合的图形库图形库的配置和集成第三章：图形绘制基础3.1 图形绘制基本概念图形绘制原理图形绘制流程3.2 基本图形的绘制点、线、圆的绘制方法字符和图像的显示3.3 颜色和光照处理颜色模型和颜色转换光照模型和光照计算第四章：图形变换和模型视图4.1 图形变换坐标变换和矩阵运算几何变换和图像变换4.2 模型视图视图变换和投影相机控制和视角设置4.3 三维图形绘制三维图形的建模和绘制方法曲面和体的绘制技巧第五章：动画和交互技术5.1 动画基础动画的概念和分类动画的实现方法和算法5.2 关键帧动画关键帧动画的原理和实现动画插值和优化技术5.3 交互技术用户输入和事件处理鼠标和键盘交互设计第六章：图形算法6.1 填充算法扫描线填充算法原理种子填充算法原理6.2 裁剪算法裁剪的概念和分类凸多边形裁剪算法6.3 图像分割算法图像分割的概念和应用阈值分割算法和区域生长算法第七章：图像处理基础7.1 图像处理基本概念数字图像的表示和存储图像处理的基本操作7.2 图像增强图像增强的目的和方法直方图均衡化和对比度增强7.3 图像滤波滤波器的设计和分类线性滤波和非线性滤波第八章：OpenGL高级功能8.1 纹理映射纹理映射的概念和原理纹理坐标和纹理映射过程8.2 光照模型光照模型的概念和分类Phong光照模型和Blinn-Phong光照模型8.3 阴影技术阴影的类型和方法软阴影和硬阴影的实现第九章：图形编程实践9.1 绘制一个简单的三角形设置窗口和初始化OpenGL绘制一个三角形的基本步骤9.2 实现一个简单的动画动画的原理和实现方法绘制一个旋转的立方体动画9.3 开发一个简单的图形应用程序图形应用程序的开发流程设计一个简单的3D场景第十章：项目实践10.1 项目选择和规划选择适合的项目主题制定项目开发计划10.2 项目开发和实现按计划进行项目开发解决项目开发过程中遇到的问题10.3 项目测试和优化测试项目的功能和性能对项目进行优化和改进第十一章：图形硬件和性能优化11.1 图形处理器（GPU）GPU的工作原理和架构GPU编程模型和API11.2 图形性能优化渲染管线和性能瓶颈优化技巧和策略11.3 实时图形渲染实时图形渲染的挑战实时渲染技术和算法第十二章：计算机动画12.1 动画原理和技术关键帧动画和补间动画骨骼动画和蒙皮动画12.2 动画编辑和播放动画编辑器的实现动画播放器和交互控制12.3 物理动画和效果粒子系统和不规则动画流体动力学和模拟动画第十三章：虚拟现实和增强现实13.1 虚拟现实技术VR系统的原理和设备VR应用程序开发和实践13.2 增强现实技术AR系统的原理和设备AR应用程序开发和实践13.3 混合现实和交互混合现实的概念和应用虚拟物体与现实世界的交互第十四章：图形学综合案例分析14.1 图形学应用案例游戏开发和图形学的关系图形学在其他领域的应用案例14.2 图形学项目的挑战和解决方案项目开发过程中的常见问题解决方案和最佳实践14.3 图形学未来趋势和展望图形学的发展方向图形学在未来的应用前景第十五章：课程总结和考试15.1 课程回顾本门课程的主要内容和知识点学生的学习成果和收获15.2 考试内容和策略考试的形式和要求考试的准备和复习策略15.3 课程反馈和改进学生对课程的评价和建议课程的改进方向和计划重点和难点解析第一章：重点：计算机图形学的定义和发展历程，C语言在计算机图形学中的应用。
计算机图形学(C语言)教案
计算机图形学(C语言)教案一、教案概述1. 目标：通过本章学习，使学生掌握C语言在计算机图形学中的应用，了解图形学基本概念，能够使用C语言进行简单的图形绘制和处理。
2. 课时：2课时3. 教学方法：讲授、实践相结合4. 教学工具：多媒体教学、编程环境二、教学内容1. 计算机图形学基本概念图形与图像的定义图形系统的组成图形表示方法2. C语言图形库介绍SDL库简介OpenGL简介Win32图形编程简介3. 图形绘制基本方法像素操作直线绘制圆绘制图形变换三、教学过程1. 引入计算机图形学的基本概念，让学生了解图形学在计算机领域的重要性和应用范围。
2. 介绍C语言图形库，对比不同图形库的特点和适用场景，引导学生选择合适的图形库进行学习。
3. 通过实例讲解图形绘制的基本方法，让学生掌握像素操作、直线绘制、圆绘制和图形变换等技巧。
四、课堂练习1. 编写一个简单的C程序，使用像素操作绘制一个红色矩形。
2. 编写一个C程序，使用SDL库绘制一条直线。
3. 编写一个C程序，使用OpenGL绘制一个圆形。
五、课后作业1. 学习Win32图形编程，了解其与SDL、OpenGL的异同。
2. 思考如何将图形学应用于实际项目中，例如游戏开发、图像处理等。
3. 探索其他图形库，如SFML、Allegro等，了解其特点和适用场景。
六、图形坐标系统与变换1. 教学目标：理解图形坐标系统的概念。
掌握坐标变换的原理和应用。
能够运用坐标变换对图形进行变换。
2. 教学内容：坐标系统的分类（笛卡尔坐标系、直角坐标系、极坐标系等）。
坐标变换的类型（平移、旋转、缩放、反射等）。
矩阵与坐标变换的关系。
变换在计算机图形学中的应用。
3. 教学过程：通过图形实例讲解不同坐标系统的特点。
讲解坐标变换的数学原理，并通过动画演示变换过程。
引导学生通过编程实践应用坐标变换。
七、图形界面设计1. 教学目标：学习图形界面设计的基本原则。
掌握常用的图形界面元素和布局方法。
计算机图形学(C语言)教案
计算机图形学(C语言)教案第一章：图形学概述1.1 图形学的定义介绍图形学的概念和定义解释图形学在计算机科学中的重要性1.2 图形学的发展历程回顾图形学的历史和发展趋势介绍主要的图形学里程碑和成就1.3 图形学的基本概念解释像素、分辨率、颜色模型等基本概念介绍矢量图形和位图图形的区别1.4 图形学的主要应用领域探讨图形学在游戏开发、计算机辅助设计、虚拟现实等领域的应用第二章：C语言基础2.1 C语言简介介绍C语言的历史和特点解释C语言在图形学中的应用2.2 C语言基础语法介绍C语言的基本语法和结构解释变量、数据类型、运算符等基本概念2.3 控制流程讲解条件语句和循环语句的使用示例代码展示控制流程的基本操作2.4 函数和指针介绍函数的定义和调用方式解释指针的概念和应用第三章：图形库和API3.1 图形库的概念解释图形库的作用和重要性介绍常见的图形库如SDL、OpenGL等3.2 图形库的安装和使用讲解图形库的安装步骤和注意事项示例代码展示图形库的基本使用方法3.3 API的概念和结构解释API的概念和组成介绍图形学中常见的API和接口3.4 图形库的选择和评估讨论选择图形库时需要考虑的因素评估不同图形库的优缺点和适用场景第四章：基本图形绘制4.1 绘制像素讲解如何在屏幕上绘制单个像素示例代码展示像素绘制的实现方法4.2 绘制线条介绍直线和曲线的基本算法示例代码展示线条绘制的实现方法4.3 绘制矩形和椭圆讲解矩形和椭圆的绘制方法示例代码展示矩形和椭圆绘制的实现方法4.4 绘制文本和图像介绍文本和图像的显示方法示例代码展示文本和图像绘制的实现方法第五章：图形变换5.1 坐标系和变换介绍二维和三维坐标系的概念讲解坐标变换的基本原理和方法5.2 几何变换讲解平移、旋转、缩放等几何变换的实现方法示例代码展示几何变换的效果和应用5.3 投影变换介绍正交投影和透视投影的概念讲解投影变换的实现方法和注意事项5.4 视图变换讲解视图变换的原理和方法示例代码展示视图变换的效果和应用第六章：光照和材质6.1 光照模型介绍光照模型的基本概念和重要性讲解基本的光照模型，如Lambert光照模型和Blinn-Phong光照模型6.2 光源类型介绍点光源、方向光源和平行光源等不同类型的光源解释光源属性的设置和影响6.3 材质属性讲解材质的反射率、透射率、光泽度等属性的概念和设置示例代码展示材质属性的应用和效果6.4 光照计算实例通过实例演示光照计算的过程和结果分析不同光照参数对物体渲染效果的影响第七章：纹理映射7.1 纹理映射概念介绍纹理映射的定义和作用解释纹理坐标和纹理映射的基本原理7.2 二维纹理映射讲解二维纹理映射的实现方法和步骤示例代码展示二维纹理映射的效果和应用7.3 三维纹理映射介绍三维纹理映射的概念和特点讲解三维纹理映射的实现方法和注意事项7.4 纹理压缩和多级纹理讲解纹理压缩的概念和重要性介绍多级纹理的概念和应用场景第八章：动画和模型加载8.1 动画基础介绍动画的概念和分类讲解动画的实现方法和关键技术8.2 关键帧动画讲解关键帧动画的原理和实现步骤示例代码展示关键帧动画的创建和播放8.3 骨骼动画介绍骨骼动画的定义和特点讲解骨骼动画的实现方法和关键技术8.4 模型加载和处理介绍常用的模型文件格式，如OBJ、STL等讲解模型加载和处理的基本步骤和注意事项第九章：OpenGL编程9.1 OpenGL概述介绍OpenGL的概念和特点解释OpenGL在图形学中的应用和重要性9.2 OpenGL基础讲解OpenGL的基本设置和初始化介绍OpenGL的主要函数和API9.3 OpenGL绘制几何图形示例代码展示OpenGL绘制基本几何图形的方法讲解OpenGL中的坐标系统和视图设置9.4 OpenGL高级特性讲解OpenGL的高级特性，如纹理映射、光照和动画等示例代码展示OpenGL高级特性的应用和效果第十章：项目实践10.1 项目设计介绍项目设计的思路和流程确定项目的目标和所需技能10.2 项目实现讲解项目实现的步骤和方法示例代码展示项目实现的过程和关键代码10.3 项目优化讲解项目优化的方法和技巧分析项目的性能瓶颈和优化方案10.4 项目总结总结项目实现过程中的经验和教训提出未来改进和扩展项目的建议重点和难点解析重点环节1：图形学的定义和重要性理解图形学的概念和它在计算机科学中的应用领域是学习图形学的基础。
计算机图形学电子教案c
计算机图形学电子教案C一、引言1.1 课程简介本课程旨在让学生了解和掌握计算机图形学的基本概念、原理和技术，培养学生运用计算机图形学知识解决实际问题的能力。
1.2 教学目标（1）了解计算机图形学的基本概念和应用领域；（2）掌握计算机图形学的基本原理和技术；（3）能够运用计算机图形学知识解决实际问题。
二、基本概念2.1 计算机图形学的定义计算机图形学是利用计算机技术进行图形表示、处理、存储、传输和显示的科学。
2.2 计算机图形系统的组成计算机图形系统由输入设备、图形处理设备、输出设备和软件组成。
2.3 图形和图像的区别图形是由计算机绘制的，具有确定性和精确性；图像是由相机、扫描仪等设备捕获的，具有不确定性和模糊性。
三、图形表示3.1 矢量图形和位图图形矢量图形是由数学公式和几何形状描述的，具有无限放大不失真的特点；位图图形是由像素阵列组成的，具有有限放大不失真的特点。
3.2 图形文件格式常见图形文件格式包括BMP、JPEG、PNG、GIF等。
3.3 颜色表示颜色是由红、绿、蓝三原色组成的，可以通过不同的颜色模型（如RGB、HSV）进行表示。
四、图形变换4.1 坐标变换包括平移、旋转、缩放等变换。
4.2 投影变换包括正交投影、透视投影等变换。
4.3 参数变换包括插值、曲线拟合等变换。
五、图形绘制5.1 基本图形绘制包括直线、圆、椭圆、多边形等基本图形的绘制方法。
5.2 曲线绘制包括贝塞尔曲线、B样条曲线等曲线的绘制方法。
5.3 图形渲染包括填充、阴影、光照等渲染技术。
六、图形处理技术6.1 图形裁剪介绍如何通过裁剪算法将复杂的图形简化为基本的图形元素。
6.2 图形合成学习如何将多个图形元素合成为一个完整的图形，包括叠加、组合等方法。
6.3 几何运算探讨如何利用计算机进行几何图形的运算，如求交、求并、求补等。
七、图像处理技术7.1 图像增强学习通过对比度增强、锐化等方法改善图像质量。
7.2 图像滤波介绍如何利用滤波技术去除图像中的噪声，包括低通滤波、高通滤波等。
计算机图形学(C语言)教案
计算机图形学(C语言)教案第一章：计算机图形学概述1.1 图形与图像的概念介绍图形的定义和图像的定义解释图形和图像的区别与联系1.2 计算机图形学的基本概念介绍计算机图形学的定义和发展历程解释图形表示、图形和图形显示的基本过程1.3 计算机图形学应用领域列举计算机图形学在各个领域的应用实例探讨计算机图形学未来的发展趋势第二章：C语言基础2.1 C语言简介介绍C语言的历史和特点解释C语言在计算机图形学中的应用2.2 C语言基本语法介绍变量、数据类型、运算符和表达式的概念及使用方法解释控制语句、函数和数组的基本用法2.3 图形库的基本使用介绍图形库的概念和作用解释如何使用图形库进行图形绘制和显示第三章：基本图形的绘制3.1 点的绘制介绍如何使用C语言绘制点解释点的坐标系统和绘点函数的用法3.2 线的绘制介绍如何使用C语言绘制直线和曲线解释线的参数方程和绘线函数的用法3.3 填充区域的绘制介绍如何使用C语言绘制填充区域解释填充算法和绘填充区域函数的用法第四章：图形变换4.1 坐标变换介绍坐标变换的概念和作用解释平移、旋转和缩放等基本变换的实现方法4.2 投影变换介绍投影变换的概念和种类解释正交投影和透视投影的实现方法4.3 视图变换介绍视图变换的概念和作用解释平视、俯视和仰视等视图变换的实现方法第五章：动画与交互5.1 动画的基本概念介绍动画的定义和分类解释动画的方法和播放原理5.2 C语言实现动画介绍如何使用C语言实现简单的动画效果解释动画的播放控制和效果实现方法5.3 用户交互的基本概念介绍用户交互的定义和作用解释图形用户界面(GUI)的基本组件和交互方式5.4 C语言实现用户交互介绍如何使用C语言实现用户交互功能解释用户输入处理和输出显示的方法和技巧第六章：图形界面设计6.1 图形界面设计基础介绍图形界面设计的目的和重要性解释图形界面设计的基本原则和方法6.2 常用图形界面组件介绍按钮、菜单、对话框等常用图形界面组件的使用方法解释如何使用C语言绘制和处理这些组件6.3 图形界面事件处理介绍图形界面事件的概念和类型解释如何使用C语言处理用户交互事件第七章：图像处理基础7.1 图像处理概述介绍图像处理的概念和任务解释图像处理在计算机图形学中的应用7.2 图像文件格式介绍常见图像文件格式如BMP、JPG、PNG等的特点和用法解释如何使用C语言读取和写入这些图像文件7.3 图像基本处理技术介绍图像处理的基本技术如图像滤波、图像增强、图像分割等解释这些技术在计算机图形学中的应用和实现方法第八章：曲面建模8.1 参数曲面的基本概念介绍参数曲面的定义和表示方法解释参数曲面的性质和绘制方法8.2 常见曲面类型的绘制介绍柱面、球面、环面等常见曲面的定义和绘制方法解释如何使用C语言实现这些曲面的绘制8.3 曲面变换介绍曲面变换的概念和作用解释如何使用C语言实现曲面的变换第九章：光照与渲染9.1 光照模型介绍光照模型的概念和重要性解释朗伯光照模型和Phong 光照模型的原理和实现方法9.2 材质属性介绍材质属性的概念和作用解释如何设置和调整材质的反射率、透射率和光泽度等属性9.3 渲染技术介绍渲染的概念和任务解释如何使用C语言实现简单的渲染技术如纹理映射、阴影等第十章：案例分析与实践10.1 案例分析分析具体计算机图形学应用案例解释案例中的关键技术和实现方法10.2 实践项目提供实践项目让学生动手实现计算机图形学的基本功能指导学生如何设计程序结构、编写代码并调试程序10.3 课程设计介绍课程设计的要求和评价标准第十一章：OpenGL基础11.1 OpenGL简介介绍OpenGL的概念和作用解释OpenGL的特点和应用领域11.2 OpenGL基本设置介绍如何设置OpenGL环境解释如何使用OpenGL进行窗口创建、初始化等基本操作11.3 OpenGL绘制基本图形介绍如何使用OpenGL绘制点、线、三角形等基本图形解释OpenGL中的坐标系统、视图变换等概念第十二章：OpenGL高级图形绘制12.1 颜色与纹理映射介绍颜色和纹理映射的概念解释如何使用OpenGL进行颜色和纹理映射的设置和绘制12.2 光照与材质介绍光照和材质的概念解释如何使用OpenGL实现光照和材质的效果12.3 动画与交互介绍动画和交互的概念解释如何使用OpenGL实现动画和交互的效果第十三章：OpenGL图形编程实例13.1 实例一：绘制一个三角形解释如何使用OpenGL绘制一个简单的三角形指导如何编写代码和调试程序13.2 实例二：3D旋转立方体解释如何使用OpenGL绘制一个旋转的立方体指导如何编写代码和调试程序13.3 实例三：动态光照变化解释如何使用OpenGL实现动态光照变化的效果指导如何编写代码和调试程序第十四章：计算机图形学项目实践14.1 项目设计思路介绍项目的设计思路和目标解释项目中的关键技术和实现方法14.2 项目实现提供项目实现的过程和步骤指导学生如何编写代码、调试程序和优化性能14.3 项目总结与评价总结项目的完成情况和成果评价项目的创新性、实用性和稳定性等指标第十五章：计算机图形学前沿技术15.1 虚拟现实技术介绍虚拟现实技术的概念和应用领域解释虚拟现实技术在计算机图形学中的重要性15.2 增强现实技术介绍增强现实技术的概念和应用领域解释增强现实技术在计算机图形学中的重要性15.3 计算机图形学未来发展探讨计算机图形学未来的发展趋势和研究方向激发学生对计算机图形学的研究兴趣和创新思维重点和难点解析本文主要介绍了计算机图形学（C语言）的教案，内容涵盖了图形与图像的概念、C语言基础、基本图形的绘制、图形变换、动画与交互、图形界面设计、图像处理基础、曲面建模、光照与渲染、案例分析与实践、OpenGL基础、OpenGL高级图形绘制、OpenGL图形编程实例、计算机图形学项目实践以及计算机图形学前沿技术等十五个章节。
计算机图形学(C语言)教案
计算机图形学(C语言)教案第一章：计算机图形学概述1.1 课程介绍了解计算机图形学的定义、发展和应用领域。
理解图形系统和图形处理的基本概念。
1.2 图形学基本概念掌握图形的表示、和显示的基本过程。
掌握图形属性和图形变换的概念。
1.3 图形软件和图形硬件了解常见的图形软件和图形硬件设备。
理解图形软件的架构和功能。
第二章：C语言基础2.1 C语言简介了解C语言的历史和特点。
掌握C语言的基本语法和数据类型。
2.2 控制语句掌握C语言的条件语句、循环语句和跳转语句。
理解函数的定义和调用。
2.3 图形库使用学习使用图形库（如OpenGL或SDL）的基本方法。
掌握图形库的初始化、图形绘制和屏幕刷新等操作。
第三章：基本图形绘制3.1 点、线和圆的绘制学习使用图形库绘制点、线和圆的基本方法。
掌握图形属性的设置，如颜色、线型和填充等。
3.2 图形变换理解平移、旋转和缩放等基本图形变换。
学习使用图形库实现图形变换的方法。
3.3 参数方程和坐标变换了解参数方程和坐标变换的概念。
掌握参数方程和坐标变换在图形绘制中的应用。
第四章：图像处理基础4.1 图像表示和格式了解数字图像的基本表示方法，如像素、分辨率等。
掌握常见图像格式的特点和转换方法。
4.2 图像处理基本算法学习图像处理的基本算法，如图像滤波、边缘检测等。
掌握使用C语言实现图像处理算法的方法。
4.3 图像显示和保存学习使用图形库显示和保存图像的方法。
掌握图像显示和保存的技巧和注意事项。
第五章：综合应用实例5.1 图形界面设计学习使用图形库设计图形用户界面。
掌握图形界面设计的要点和技巧。
5.2 图形动画实现理解图形动画的基本概念和实现方法。
学习使用图形库实现图形动画的技巧。
5.3 图像处理应用实例结合实际应用场景，完成一个图像处理应用实例。
培养实际应用能力和创新思维。
第六章：光照与纹理6.1 光照模型学习光照模型，包括Lambert光照模型、Blinn-Phong光照模型等。
计算机图形学电子教案c5
1010 0010 0110
0100
对线段的两个端点的区号进行“位与”运算，可知这两个端点 是否同在窗口的同一侧(上、下、左、右)； 如果两端点的编码均为0000，表示直线在窗口内。 如果两端点的编码相与不为0000，表示直线在窗口外。 如果两端点的编码不全为0000，但相与为0000，则该直线部 分可见，需计算直线段与窗口的交点，确定哪一部分可见。
6
5.1 直线段的裁剪
直线段裁剪：实质上就是快速判 断出线段与裁剪窗口的关系；
(1)线段完全可见； (2)显然不可见；
(3)其它。
然后对于可见部分，求出端点， 绘制线段。
为提高效率：
快速判断情形(1)、(2)；
对于情形(3)，如果部分可见，应设法快速求出线段和 裁剪窗口的交点。
7
1. 直接求交算法
2. Cohen-SutherLand算法
A C 1001
1000
1010
D
0001 B 0000 0100 0010
0101
0110
任何位赋值为1，代表端点落在相应的位置上， 否则该位为0。 例如：端点B：区域码为 0000；
端点A：区域码为 1001；
11
2. Cohen-SutherLand算法－原理
20
3. 中点分割算法
求距离P0最近可见点P P0 A P0可见？
N P0P1显然不可见？ N Pm=(P0+P1)/2 Y P0P1不可见
Y
P=P0
Exit
Pm B P1
可见点一 定落在 P0Pm上
Y P=P m Exit N P =P 1 m
计算机图形学电子教案c
计算机图形学电子教案C第一章：计算机图形学概述1.1 课程简介介绍计算机图形学的定义、发展与研究领域讲解图形学与其他学科的关系1.2 图形学基本概念图像、图形、视图的基本概念矢量图形与位图图形的区别1.3 图形学基本算法光栅图形学基础算法矢量图形学基础算法第二章：二维图形处理2.1 二维图形变换点、直线、圆的参数方程二维坐标系变换（平移、旋转、缩放）2.2 二维图形裁剪裁剪概念及基本算法窗口与视口的概念及关系2.3 二维图形属性颜色、线型、填充属性抗锯齿技术第三章：三维图形处理3.1 三维坐标系与视角右手坐标系与左手坐标系视点、视角、投影变换3.2 三维图形变换三维坐标变换（平移、旋转、缩放）三维投影变换（正交投影、透视投影）3.3 三维图形绘制三维直线、曲面绘制算法光照模型与材质属性第四章：图形界面设计4.1 图形用户界面设计原则界面布局、颜色搭配、字体与图标设计人与计算机交互方式4.2 常用图形界面组件按钮、菜单、对话框、工具栏等组件设计事件处理与消息传递机制4.3 界面设计工具与框架常用的界面设计工具（如：Visual Studio、X）界面设计框架（如：Qt、Win32 API、Mac OS API）第五章：计算机动画与虚拟现实5.1 计算机动画基本概念动画分类与特点帧、帧率、动画序列5.2 动画制作技术与算法关键帧动画、插值动画、角色动画物理动画与仿真动画5.3 虚拟现实技术虚拟现实概念与分类（如：VR、AR、MR）虚拟现实关键技术（如：三维建模、渲染、交互）虚拟现实应用领域与前景展望第六章：图像处理基础6.1 图像处理概述图像处理的基本概念图像处理与计算机图形学的区别与联系6.2 图像数字化图像采样与量化图像文件的常见格式6.3 图像增强与滤波图像增强的目的与方法常用滤波算法（如：低通滤波、高通滤波、中值滤波）第七章：图像分析与特征提取7.1 图像分析基本概念边缘、轮廓、形状分析纹理、颜色分析7.2 特征提取算法边缘检测算法（如：Sobel、Canny、Prewitt）特征点提取与描述（如：Harris、Shi-Tomasi）7.3 形态学处理形态学基本操作（如：腐蚀、膨胀、开运算、闭运算）形态学在图像处理中的应用（如：去除噪声、增强边缘）第八章：图像压缩与编码8.1 图像压缩概述图像数据压缩的必要性压缩的基本方法与分类8.2 图像编码算法静止图像编码（如：JPEG、PNG）视频图像编码（如：H.264、HEVC）8.3 压缩算法的应用与评估压缩算法的选择与实现压缩效果的评估与优化第九章：计算机辅助设计（CAD）9.1 CAD基本概念CAD的定义与发展历程CAD系统的组成与功能9.2 二维CAD绘图基本绘图命令与操作图形编辑与标注9.3 三维CAD建模三维建模基础（如：线框模型、曲面模型、体模型）三维建模与渲染技术第十章：计算机辅助制造（CAM）10.1 CAM基本概念CAM的定义与作用CAM系统的基本组成与工作原理10.2 数控编程与加工数控编程的基本方法与步骤数控加工工艺与参数设置10.3 制造过程仿真与优化制造过程仿真的意义与方法制造过程的优化技术第十一章：渲染技术11.1 渲染基础渲染定义与过程全局光照与局部光照模型11.2 光线追踪与蒙特卡洛方法光线追踪原理与实现蒙特卡洛渲染方法与重要性采样11.3 阴影与光照效果阴影类型（软阴影、硬阴影、环境阴影）光照效果（光泽、反射、折射、透视corrected）第十二章：纹理映射与材质12.1 纹理映射基础纹理映射概念与分类纹理坐标与映射技术12.2 纹理映射算法二维纹理映射三维纹理映射（凹凸映射、法线映射）12.3 材质属性与渲染材质属性（颜色、光泽度、反射率等）材质渲染与贴图技术第十三章：动画与仿真13.1 关键帧动画关键帧动画制作与播放插值算法与动画平滑处理13.2 物理动画与粒子系统物理动画原理与实现粒子系统基本概念与技术13.3 动画编辑与渲染动画编辑工具与技术动画渲染方法与优化第十四章：虚拟现实与增强现实14.1 虚拟现实技术虚拟现实系统组成与原理虚拟现实应用与技术挑战14.2 增强现实技术增强现实系统原理与设备增强现实应用与开发14.3 混合现实与交互技术混合现实概念与实现虚拟物体与现实物体的交互技术第十五章：计算机图形学前沿技术15.1 实时渲染技术实时渲染原理与挑战并行计算与GPU加速渲染15.2 基于物理的渲染基于物理的渲染原理与方法全局光照与实时光照模型15.3 计算机图形学在其他领域的应用计算机图形学在医学、建筑、教育等领域的应用案例未来发展趋势与挑战重点和难点解析本文主要介绍了计算机图形学的基础知识和相关技术，共分为十五个章节。
计算机图形学电子教案c3
20
3.2.2 中点算法
M
T Q M P(Xp ,Yp ) B
Q
原理： 假定直线斜率|k|≤1， 且已确定当前象素点 P（Xp ,Yp ） 现需确定下一个象素 点，即T 或B之一 。 M为T，B中点，Q为 理想直线与栅格线的 交点。
显然可得出如下结论：若M在Q的下方，选T，否则选B
y kx b
直线斜率为:
y1 y 0 k x1 x0
当|k|≤1时，从x的左端点x0开始，向x右端点步 进。步长=1(象素)，计算相应的y坐标y=kx+b；取 象素点(x，round(y))作为当前点的坐标。
9
3.2.1 DDA算法
直接计算：
xi+1=xi+∆x=xi+1 yi+1=k • xi+1+b
第3章 二维线画图元生成
1
第3章 二维线画图元生成
3.1 光栅图形学概述
3.2 直线的生成算法
3.2.1 DDA算法 3.2.2 中点算法 3.2.3 Bresenham算法 3.3.1 园的生成算法 3.3.2 椭圆的生成算法
3.3 圆弧的生成算法
2
3.1 光栅图形学概述
3.2 直线的生成算法
3.2.1 DDA算法 3.2.2 中点算法 3.2.3 Bresenham算法 3.3.1 园的生成算法 3.3.2 椭圆的生成算法
3.3 圆弧的生成算法
8
3.2.1 DDA算法（Digital Differential Analyzer)
基本思想：
已知过端点 P0 ( x0 , y0 ), P 的直线段L： 1 ( x1 , y1 )
计算机图形学(C语言)教案
计算机图形学(C语言)教案第一章：C语言基础1.1 教学目标让学生掌握C语言的基本语法和结构。
让学生了解C语言在计算机图形学中的应用。
1.2 教学内容C语言的基本语法和数据类型。
控制结构和函数。
C语言在计算机图形学中的应用。
1.3 教学方法讲解和示例相结合。
让学生通过编写简单的C语言程序来加深对语法和结构的理解。
1.4 教学评估课后作业：编写简单的C语言程序。
课堂讨论：学生之间的交流和问题解答。
第二章：图形设备2.1 教学目标让学生了解图形设备的基本概念和原理。
让学生掌握如何在C语言中与图形设备进行交互。
2.2 教学内容图形设备的概念和分类。
图形设备的驱动程序。
在C语言中使用图形设备的方法。
2.3 教学方法讲解和实验相结合。
通过示例让学生了解图形设备的使用方法。
2.4 教学评估课后作业：编写与图形设备交互的C语言程序。
第三章：基本图形操作3.1 教学目标让学生掌握基本的图形操作方法。
让学生了解图形坐标系统和变换。
3.2 教学内容基本图形操作：点、直线、圆等。
图形坐标系统：笛卡尔坐标系、极坐标系等。
图形变换：平移、旋转、缩放等。
3.3 教学方法讲解和示例相结合。
通过编程实验让学生掌握基本图形操作。
3.4 教学评估课后作业：编写实现基本图形操作的C语言程序。
第四章：颜色和文本4.1 教学目标让学生了解颜色和文本在计算机图形学中的基本概念。
让学生掌握如何在C语言中设置颜色和显示文本。
4.2 教学内容颜色的概念和表示方法。
设置颜色的方法。
文本的显示和字体设置。
4.3 教学方法讲解和示例相结合。
通过编程实验让学生掌握颜色和文本的设置方法。
4.4 教学评估课后作业：编写实现颜色和文本设置的C语言程序。
第五章：图形绘制综合实例5.1 教学目标让学生综合运用所学的图形操作方法来绘制复杂的图形。
让学生了解图形绘制的基本技巧和优化方法。
5.2 教学内容综合实例：绘制复杂的图形。
图形绘制技巧和优化方法。
5.3 教学方法讲解和实验相结合。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
计算机图形学电子教案c
3
2.1.1 图形显示器
发展历程：
机械式器件或大型白炽灯 静电偏转式CRT示波管 电视中的黑白显象管 彩色显象管——彩色显示器
几种技术：
阴极射线管CRT
平板显示器
计算机图形学电子教案c
4
2.1.1 图形显示器
2.1.1.1 阴极射线管 2.1.1.2 彩色阴极射线管
电子束
较低速电子束 较高速电子束
高速电子束
应用：主要用于画线显示器 优点：成本低 缺点：只能产生有限几种颜色
计算机图形学电子教案c
14
2.1.1.2 彩色阴极射线管（续）
– 影孔板（荫罩）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
计算机图形学电子教案c
为真彩系统
计算机图形学电子教案c
18
2.1.1.3 随机扫描的显示系统
特点：电子束可随意移动，只扫描荧屏上要显示的部分。
逻 辑 部 件 ： 刷 新 存 储 器 ( Refreshing Buffer), 显 示 处 理 器 （DPU:Display Processing Unit）和CRT
计算机图形学电子教案c
加速电极
加正的高压电（几万伏），使电子束高速运动。
计பைடு நூலகம்机图形学电子教案c
8
偏转系统
控制电子束，静电场或磁场，产生偏转， 最大偏转角是衡量系统性能的最重要的 指标，显示器长短与此有关。
计算机图形学电子教案c
9
荧光屏
• 荧光物质：吸收电子束而发光
• 持续发光时间：电子束离开某点后，该点的亮度值
衰减到初始值1/10所需的时间
整个屏幕所能容纳的像素个数描述，如640*480，
800*600，1024*768计，算机图1形2学8电0子*教1案0c24等等
10
日本索尼公司的柱面显象管：条栅荫罩技术，即特丽珑 (Trinitron)技术 三菱公司：钻石珑(Diamondtron)技术，栅状荫罩技术，屏幕 在垂直方向实现完全的笔直，只在水平方向仍略有弧度
第二讲 计算机图形系统
2.1 图形外部设备 2.2 图形软件 2.3 图形系统及其标准 2.4 Windows图形环境 2.5 OpenGL介绍
计算机图形学电子教案c
1
2 计算机图形系统概述
计算机图形系统由硬件系统和软件系统组成 。
计算机图形系统的主要硬件：计算机、打印机、绘图机。
计算机
幅面受限制， 精度高
红、绿、兰三基色 三色荧光点（很小并充分靠近--〉像素） 三支电子枪
电子枪、影孔板中的一个
小孔和荧光点呈一直线；
每个小孔与一个像素（即
三个荧光点）对应
计算机图形学电子教案c
17
调节各电子枪发生的 电子束中所含电子的数 目，即可控制各色光点 亮度。
显示器能同时显示的颜色个数
如果每支电子枪发出的电子束的强度有256个等级， 则显示器能同时显示256*256*256=16M种颜色，称
射线穿透法 影孔板法
2.1.1.3 随机扫描显示系统 2.1.1.4 光栅扫描系统 2.1.1.5 液晶显示器
计算机图形学电子教案c
5
2.1.1.1 阴极射线管（CRT:Cathode Ray Tube）
–组成：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、偏转系统，轰击到荧光屏的不同部位， 被其内表面的荧光物质吸收，发光产生可见的图 形。
光栅扫描显示系统 – 特点：光栅扫描 – 扫描线 –帧 – 水平回扫期 – 垂直回扫期
计算机图形学电子教案c
21寸钻石珑显示 器美国Digital
SONY 21寸超平 面特丽珑显示器
21寸短身特 丽珑超平显 示器(爱国者)
计算机图形学电子教案c
CTX DFX9100 19寸钻石珑显 示器
11
专业人事与玩家的首选＠优派 P75f＋ 纯平显示器 全球信赖的优派（ViewSonic）－E70F
优派VE155 液晶显示器
–结构
计算机图形学电子教案c
6
电子枪
电灯丝：阴极和控制栅组成。
阴极：由灯丝加热发出电子束。
控制栅：加上负电压后，能够控制通过其中小 孔的带负电的电子束的强弱。通过调节负电压 高低来控制电子数量，即控制荧光屏上相应点 的亮度。
计算机图形学电子教案c
7
聚焦系统
通过电场和磁场控制电 子束，“变细”，保证亮 点足够小，提高分辩率
19
工作原理
应用程序发出绘图命令，→解析成显示处理器可 接受命令格式，存放在刷新存储器中。刷新存储器中所 有的绘图命令组成一个显示文件，由显示处理器负责解 释执行(刷新)， →驱动电子枪在屏幕上绘图。
修改图形，实际是修改显示文件中的某些绘图命令。
计算机图形学电子教案c
20
2.1.1.4 光栅扫描的显示系统
15
– 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
沟槽式影孔板 代表：LG的Flatron显像管
计算机图形学电子教案c
16
2.1.1.2 彩色阴极射线管（续）
– 点状影孔板工作原理
台式绘图机
激光打印机
喷墨打印机
滚筒绘图机
幅面不受限 制，精度低
2
2.1 图形外部设备
图形输出系统： 显示：阴极射线管显示器（CRT）、 液晶显示器（LCD）、等离子显示器… 打印：绘图仪、打印机……
图形输入设备： 二维：键盘、鼠标、图形输入板、跟踪球、 光笔、触摸屏、操纵杆、扫描仪… … 三维：空间球、数据手套… …
• 刷新(Refresh)：为了让荧光物质保持一个稳定的亮
度值
• 刷新频率：每秒钟重绘屏幕的次数
• 像素(Pixel:Picture Cell)：构成屏幕（图像）的最小
元素
• 分辨率(Resolution)：CRT在水平或竖直方向单位长
度上能识别的最大 像素个数，单位通常为dpi（dots
per inch)。在假定屏幕尺寸一定的情况下，也可用
优派VE150 液晶显示器
计算机图形学电子教案c
12
国产品牌
计算机图形学电子教案c
13
2.1.1.2 彩色阴极射线管
– 产生彩色的常用方法：射线穿透法、影孔板法 – 射线穿透法
原理：两层荧光涂层，红色光和绿色光两种发光 物质，电子束轰击穿透荧光层的深浅，决定所产 生的颜色 荧光涂层 产生颜色
低速电子束