计算机图形学01绪论资料

构成图形的要素
几何要素：刻画形状的点、线、面、体等几 何要素
非几何要素：反映物体表面属性或材质的灰 度颜色等非几何要素。
如，球体。
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表示图形的方法
①点阵法。枚举出图形中所有的点来表 示图形，强调图形由点构成，及其点的 属性（颜色）：通常称为像素图或图象。
②参数法：由图形的形状参数和属性参 数来表示图形，简称图形。
编 辑 软 件 (图 象 处 理 软 件 )：
AutoCAD,CorelDRAW
Photoshop,Photostyler
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Graphics 与 Image 的关系
绘制 (image synthesis)
Image processing
modeling
graphics model
生成视图不需要复杂的计算
5. 自 然 景 物 的 表 示 很 困 难－参数方程
自 然 景 物 的 表 示 不 困 难－拍照
6. 国 际 标 准 ： GKS,PHIGS,OpenGL, 国际标准：
WMF,VRML; CGM,STEP,
JBIG,JPEG,IPI/IIF;TIFF
7. 编辑软件(绘图软件):
社，1999 。 Donald Hearn, M. Pauline Baker ,“Computer
Graphics (C Version)”, Prentice Hall , 1997. James D. Foley, Andries van Dam etc.,
“Introduction to Computer Graphics”, AddisonWesley, 1996 Siggraph 期刊
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
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发展特点
交叉、界线模糊、相互渗透 从国际会议SIGGRAPH可知
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1.2 发展历史
历史追溯 硬件发展
图形显示器的发展 图形输入设备的发展 图形软件及软件标准的发展
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历史追溯
50年代
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
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Graphics与Image的对比
graphics
image
1. 数据量很少
数据量很大
2. 有结构，便于编辑修改
无结构，不便于编辑修改
3. 能 准 确 表 示 3D 景 物 ，易 于 生 成 所需 的 3D 景 物的 信 息 巳 部 分 丢 失 ，很 难 生
不同视图
成不同的视图
4. 生成视图需要复杂的计算
主要目标：更逼真的表达、更快捷的方法、 更方便的交互
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与计算机图形学相关的学科：1.CAGD （Computer Aided Geometric Design） 计算机辅助几何设计
几何形体在计算机中的表示，分析、研究怎样灵活
方便地建立几何形体的数学模型，提高算法效率，
在计算机内更好地存储和管理这些模型等。主要研
可视的图象
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图形学研究内容和方法
modeling + Rendering via I/O modeling : 构造实体（2D, 3D）； rendering: 使3D物体看起来更象； 各种输入输出（图形）设备
客观和主观实体的计算机表示 真实的， 虚拟的，
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第一章 绪论
1.1 研究内容 1.2 发展历史 1.3 计算机图形学的应用及研究前沿
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1.1 研究内容
图形学所研究的内容何谓图形 构成图形的要素 图形在计算机中的两种表示法
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什么是计算机图形学
定义：
计算机图形学是研究怎样用数字计算机生 成、处理和显示图形的一门学科。
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3.计算机视觉和模式识别
图形学的逆过程，分析和识别输入的图像并从 中提取二维或三维的数据模型（特征）。手写 体识别、机器视觉。
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与相关学科的关系
图像生成（计算机图形学）
图像变换 （图像处理）
数
数
字
据
图
模
像来自百度文库
型
模型（特征）提取 （计算机视觉和模式识别）
模型变换 （CAGD）
图形主要分为两类：
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－线条图
明暗图(Shading)，也就是通常所说的真 实感图形（类似照片）。
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什么是图形
图形：计算机图形学的研究对象
能在人的视觉系统中产生视觉印象的客观对 象
包括自然景物、拍摄到的图片、用数学方法 描述的图形等等
digital image
假想的或
概念上的
景物
image analysis (recognition)
playback (reconstruction)
现实的景物
image digitizing (image capturing)
计算或测量
得到的大量
数据
Visualization in Scientific Computing (VISC)
计算机图形学
曹晓阳
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教学要求
了解图形系统的框架及其涉及的软件、 硬件技术；
了解图形学的基本问题，掌握图形学的 基本概念、方法与算法；
对与图形相关的应用及当前的研究热点 有一个初步认识；
具有一定实践体会和相关的编程能力。
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参考书：
主要参考书： 孙家广：计算机图形学（第三版），清华大学出版
究曲线、曲面的表示、生成、拼接、数据拟合。与
计算机图形学的侧重点不同。
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2.图象处理（易混淆）
研究如何对一幅连续图像取样、量化以产生数字 图像，如何对数字图像做各种变换以方便处理，
如何滤去图像中的无用噪声，如何压缩图像数据 以便存储和传输，图像边缘提取，特征增强和提 取。
形状参数：方程或分析表达式的系数， 线段的端点坐标等。
属性参数：颜色、线型等。
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图形与图象
两个概念间的区别越来越模糊 区别：
图象纯指计算机内以位图(Bitmap)形式存在 的灰度信息
图形含有几何属性，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