第一章概述PPT课件

• 例如：自动分检信封上的邮件编码、文
本自动阅读装置、还有地图符号的识别，都
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是先由扫描得到图像，然后经识别还原为图
第一章 概述
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course.cug.edu.cn/cugFirst/computer_grap
hics/class/course/1-2-a.htm
• 计算几何则着重讨论几何形体在计算机
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1.1 计算机图形学的研究内容
• course.cug.edu.cn/cugFirst/computer_graphi cs/class/course/1-2-a.htm
• 对图形的平移、缩放、旋转、镜像、错切 等操作，此外还包括二维图形的裁剪、多边形 填充以及二维图形的布尔运算（并、交、差） 等。
形。
• （1）专题图件：地形图、地貌图、资源分布
图、旅游资源图、土地利用现状图、管网分布图 等；
（2）照片、三维逼真图形等； （3）实体的视图，如：机械零件的正视图、侧 视图等；
（4）抽象概念的形象表示：计划图、饼图、统 计曲线、流程图等。
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第一章
• course.cug.edu.cn/cugFirst/computer_
来，从而加深人们对科学过程的理解。例
如：有限元分析的结果，应力场、磁场的
分布，各种复杂的运动学和动力学问题的
图形仿真等。 2021/2/11
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1.1 计算机图形学的研究内容
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计算机图形学正以很快的速度向前发展，当
前这一领域研究的前沿课题有：
• （1）图形软件与开发环境的标准化
• （2）提高算法的可靠性和效率
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cs/class/course/1-2-a.htm
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• 用图形输入设备实现人机交互及用户接口
1.1 计算机图形学的研究内容
• 4、三维几何造型技术 • 包括基本体素的建立与生成，规则曲
面与自由曲面的构造，以及三维形体之间 的布尔运算等。 • 5、真实感图形的生成算法 • 三维图形的消隐算法、光照模型的建 立，阴影及彩色浓淡图的生成算法。
graphics/class/course/1-2-a.htm
•
计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为
图形，并在专门的设备上输出的原理、方法和技术
的学科。
•2021/2/11 与计算机图形学密切相关的几门学科是： 3
第一章 概述
• 1、图像处理（Image Processing） • 图像处理利用计算机对图形和图像进行
• 现在图像处理正从二维处理朝着三维 图像生成、立体成像、多种传输媒体等方 向发展。
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第一章 概述
• course.cug.edu.cn/cugFirst/computer_grap hics/class/course/1-2-a.htm
• 图像的模式识别所研究的问题与计算机 图形学所研究的问题是互逆的。模式识别是 由图像来获得对图像本身的描述。它是以图 像为依据，将图像变换成数据、符号或者是 抽象的图。
内的表示、分析和综合，研究怎样方便灵活
地建立几何形体的数学模型，提高算法的效
率，在计算机内如何更好地存储和管理这些
模型等。它的研究内容包括曲线曲面的表示
、生成、拼接和造型、ห้องสมุดไป่ตู้维立体造型、离散
数据插值等等。
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第一章 概述
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如下图所示：计算机图形学与图像处理、模式
识别、计算几何这几门相关学科之间正在不断相互
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1.1 计算机图形学的研究内容
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course.cug.edu.cn/cugFirst/computer_gra
phics/class/course/1-2-a.htm
• 这是20世纪90年代计算机图形学领域 的前沿课题。研究的是，将科学计算中大
量难以理解的数据通过计算机图形显示出
分析处理，继而再现图像。图形（图像）信 息输入计算机中，按照不同的应用要求，计 算机对图像进行各种各样的分析和处理。
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第一章 概述
• 例如：进行图像的存储、压缩、增强（ 突出某些特征）、复原（使模糊图像清晰 ）、分割、重建、编码、传输等等，最后 把经过加工处理后的结果重新输出。应用 实例：工业中射线探伤、人体的CT扫描、 卫星遥感以及资源勘测。
渗透、相互沟通，其学科界线也变得模糊起来。
•
例如：计算机图形学课程中往往要介绍参数曲
线、曲面的数学表示；工程图扫描输入后要先用图
象处理技术提取画面的特征信息，然后再用模式识
别技术生成矢量形式的各种几何元素。
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第一章 概述
• 图形系统的任务：
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1.1 计算机图形学的研究内容
第一章 概述
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掌握计算机图形学研究的内
容、应用领域以及图形硬件和软件系统。
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理解光栅扫描显示器和随机
扫描显示器的区别以及彩色显示机理。
• 授课2学时。
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第一章
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计算机图形学（Computer Graphics）是随
着计算机技术的发展而发展起来的一门新兴学科。
•
计算机图形学研究怎样通过计算机来产生图
•
消隐算法、真实感彩色图像、明暗图、体素
拼合中的曲面求交和拓扑处理等问题上。
• （3）用并行处理技术提高真实感图像的生成 速度
•
如采用多处理器，将一幅光栅图像的
512×512或更多个象素用几十个甚至几百个处理
器并行计算，可以明显提高图像的生成速度。
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1.1 计算机图形学的研究内容
• 计算机图形学的研究内容涉及到用计 算机对图形数据进行处理的硬件和软件两 方面的技术，以及与图形生成、显示密切 相关的基础算法：
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• 点、直线、圆、弧、规则曲线、自由 曲线、文本等图元的生成。
• （4）探讨自然景象的模拟方法 • 采用纹理映射、分维技术、粒子系统
等方法再现景物表面的色彩和纹理细节， 体现山峦的粗糙岩面，重现云、火、水等 飘忽不定的景色。 • （5）科学可视化
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1.2 计算机图形学的发展历史
• 1950年，美国麻省理工学院（MIT）研制出 第一台图形显示器。