计算机图形学课件讲义
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《计算机图形学》课件第一章
2. 模式识别（Pattern Recognition 图形信息输入计算机后， 先对它进行特征提取等预处 理， 然后用统计判定方法或语法分析方法对图形做出识别， 最后由计算机按照使用需求给出图形的分类或描述， 这就 是模式识别。 邮政自动分拣、 中西文字符和工程图纸自动 阅读等都是模式识别技术的应用实例。 模式识别研究怎样 分析和识别输入的图形， 以便找出其中蕴涵的内在联系或 抽象模型。
到能够展示某些期望特征的新图像。
图像处理、 模式识别、 计算机图形学、 计算几何和分 形几何这些学科都已有四十余年的历史了。 但长期以来， 它们基本上是以相互独立的形式各自发展、 成长的。 到了 20世纪80年代， 由于光栅图形显示器的广泛使用， 以及大 量复杂的应用课题的研究需要， 这几门学科的相互关系和 共同技术引起了人们越来越大的兴趣， 其学科界限日益模 糊。 从计算机软硬件的角度来看， 起核心作用的是图形显 示技术。
其后， MIT发展了APT(Automatically Programmed Tools) 数控加工自动编程语言， 这是目前国际上最为通用的加工 编程工具。 整个20世纪50年代， 使用的都是电子管计算机， 用机器语言编程。 计算机仍以科学计算为主， 为之配置的 图形设备仅具有输出功能， 计算机图形学处于被动式的图 形处理阶段。
（4）图形信息的存储、 检索与交换技术。 例如， 图 形信息的各种机内外表示方法、 组织形式、存取技术、 图 形数据库的管理、 图形信息的通信等。
（5） 人机交互与用户接口技术。 例如， 新型定位设 备、 选择设备等的研发， 各种交互技术如构造技术、 命令 技术、 选择技术、 响应技术等的研究， 以及用户模型、 命 令语言、 反馈方法、 窗口系统等用户接口技术的研究等。
计算机图形学ppt(共49张PPT)
过程动画技术
过程动画的概念
通过定义物体的运动规律或过程，由计算机自动生成动画。
过程动画的实现方法
基于物理模拟、基于过程建模、基于行为建模等。
过程动画的应用场景
自然现象的模拟（如风、雨、雪）、物体的变形和破碎效果等。
基于物理的动画技术
基于物理的动画概念
利用物理引擎模拟现实世界中的物理现象，生成逼真的动画效果 。
表面模型（Surface Model）
用多边形面片逼近三维物体的表面。
实体模型（Solid Model）
定义三维物体的内部和外部，表示物体的实体。
光线追踪（Ray Tracing）
模拟光线在三维场景中的传播，生成真实感图形。
三维图形的变换与裁剪
几何变换（Geometric Trans…
包括平移、旋转、缩放等变换，用于改变三维物体的位置和形状。
如中点画圆算法，利用圆 的八对称性，通过计算决 策参数来生成圆。
多边形的生成算法
如扫描线填充算法，通过 扫描多边形并计算交点来 生成多边形。
二维图形的变换与裁剪
二维图形的变换
包括平移（Translation）、旋转（Rotation）、 缩放（Scaling）等变换，可以通过变换矩阵来实 现。
二维图形的裁剪
Screen-Space Methods
利用屏幕空间信息进行半透明 物体的渲染，如屏幕空间环境 光遮蔽（SSAO）和屏幕空间 反射（SSR）。
06
计算机动画技术
Chapter
计算机动画概述
计算机动画的定义
01
通过计算机生成连续的动态图像，实现虚拟场景和角色的动态
表现。
计算机动画的应用领域
02
影视特效、游戏设计、虚拟现实、工业设计等。
《计算机图形学》课件
04
光照模型与阴影生成算法的应用广泛，例如在游戏开发、虚拟现实和 电影制作等领域。
纹理映射算法
纹理映射算法用于将图像或纹理贴图映射到三维物体 的表面。
输标02入题
常用的纹理映射算法包括纹理坐标、纹理过滤和纹理 压缩等。
01
03
纹理映射算法的应用广泛，例如在游戏开发、虚拟现 实和数字艺术等领域。
04
工业设计
使用CAD等技术进行产品设计和原型制作 。
游戏开发
创建丰富的游戏场景和角色，提供沉浸式 的游戏体验。
科学可视化
将复杂数据以图形方式呈现，帮助人们理 解和分析数据。
虚拟现实与增强现实
构建虚拟环境，实现人机交互，增强现实 感知。
02
计算机图形学基础知识
图像与图形的关系
图像
由像素组成的二维或三维数据，通常 用于表示真实世界或模拟的视觉信息 。
全息投影技术
总结词
全息投影技术能够实现三维立体显示，为观众提供沉浸式的 观影体验。
详细描述
全息投影技术利用干涉和衍射原理，将三维物体以全息图像 的形式呈现出来，使观众能够从不同角度观察到物体的立体 形态。这种技术将为电影、游戏和其他娱乐领域带来革命性 的变化。
增强现实技术
总结词
增强现实技术能够将虚拟信息与现实世界相结合，提供更加丰富的交互体验。
HSL和HSV模型
基于色调、饱和度和亮度（或 明度）来描述颜色。
RGBA模型
在RGB基础上增加透明度通道 。
图像处理技术
滤波和锐化
通过改变图像的像素值 来减少噪声、突出边缘
或细节。
色彩调整
改变图像中颜色的分布 和强度，以达到特定的
视觉效果。
图像分割
光照模型与阴影生成算法的应用广泛，例如在游戏开发、虚拟现实和 电影制作等领域。
纹理映射算法
纹理映射算法用于将图像或纹理贴图映射到三维物体 的表面。
输标02入题
常用的纹理映射算法包括纹理坐标、纹理过滤和纹理 压缩等。
01
03
纹理映射算法的应用广泛，例如在游戏开发、虚拟现 实和数字艺术等领域。
04
工业设计
使用CAD等技术进行产品设计和原型制作 。
游戏开发
创建丰富的游戏场景和角色，提供沉浸式 的游戏体验。
科学可视化
将复杂数据以图形方式呈现，帮助人们理 解和分析数据。
虚拟现实与增强现实
构建虚拟环境，实现人机交互，增强现实 感知。
02
计算机图形学基础知识
图像与图形的关系
图像
由像素组成的二维或三维数据，通常 用于表示真实世界或模拟的视觉信息 。
全息投影技术
总结词
全息投影技术能够实现三维立体显示，为观众提供沉浸式的 观影体验。
详细描述
全息投影技术利用干涉和衍射原理，将三维物体以全息图像 的形式呈现出来，使观众能够从不同角度观察到物体的立体 形态。这种技术将为电影、游戏和其他娱乐领域带来革命性 的变化。
增强现实技术
总结词
增强现实技术能够将虚拟信息与现实世界相结合，提供更加丰富的交互体验。
HSL和HSV模型
基于色调、饱和度和亮度（或 明度）来描述颜色。
RGBA模型
在RGB基础上增加透明度通道 。
图像处理技术
滤波和锐化
通过改变图像的像素值 来减少噪声、突出边缘
或细节。
色彩调整
改变图像中颜色的分布 和强度，以达到特定的
视觉效果。
图像分割
计算机图形学讲义课件第一章
Electronic Publication
随着微型计算机及桌上印刷设备的发展， 计算机图形学及人机交互技术在办公自 动化及电子出版系统中得到广泛的应用。 昔日需要提交给专门的印刷机构出版的 资料，现在可以在办公室内印刷了，办 公自动化及电子出版系统可以产生传统 的硬拷贝文本，也可以产生电子文本， 包括正文、表格、图形及图象等内容。
路径探索
数字地球图片
HCI
HCI是设计、评估和执行交互计算机系统以及研 究由此而发生的相关现象的 HCI是未来的计算机科学。我们已经花费了至少 50年的时间来学习如何制造计算机以及如何编 写计算机程序。下一个新领域自然是让计算机 服务并适应于人类的需要，而不是强迫人类去 适应计算机。 ----Dan R. Olsen(CMU)
断 路 器 操 作 盘
远 程 控 制 界 面
医疗卫生方面
图形用户界面
介于人与计算机之间，人与机器的通信，人机界面 （HCI）：软件＋硬件 发展：由指示灯和机械开关组成的操纵界面→由终端 和键盘组成的字符界面（80年代）→由多种输入设备 和光栅图形显示设备构成的图形用户界面（GUI）， （90年代）PC，工作站，WIMP(W-windows、I-icons、 M-menu、P-pointing devices)界面，所见即所得→VR 技术（发展方向）
CAD/CAM
图形学的主要应用领域之一 建筑、机械结构和产品设计（结构分析和外形设计）、布局（各 种管道，电子线路） AutoCAD, SolidWorks, Pro/E, UG, CATIA 实例 需要用户绘制出对象的精确图形
计算机辅助设计软件
由计算机构造对象的线框图模型
实例：已绘制的图形如下
小结：概念与术语
计算机图形学_完整版 ppt课件
三维观察设备 虚拟现实系统的输出显示设备 ……
输入设备
键盘、鼠标 按钮盒、旋钮 跟踪球、空间球 操作杆 触觉反馈设备 数据手套、数据衣 数字化仪 扫描仪 触摸板 光笔 ……
硬拷贝设备
打印机 喷墨 激光 ……
绘图仪 台式 大型滚动传送式 ……
图形硬件系统组成模块示意图：
或称图形坐标系、用户坐标系、全局坐标系 如在世界坐标系中进行装配
观察坐标系（viewing coordinate）
对场景进行观察所对应的坐标系 对象经变换到该场景的一个二维投影——投影变换
规范化坐标系（normalized coordinate）
可使图形软件与特定输出设备的坐标范围无关 坐标范围：-1～1，或0 ～ 1 等等
在场景中对物体移动、旋转、缩 放、扭曲等，或转换模型坐标系
3D→2D，并对观察区域进行裁 剪和缩放
一种伪变换，对窗口上的最终输 出进行移动、缩放等
三维几何变换
可用4×4矩阵操作统一表示二维和三维几何变换
缩放、旋转、 对称、错切等
平移
投影
整体缩放
基本变换：平移、旋转、缩放
复合变换：可由平移、旋转、缩放和其他变换的矩阵乘积 （合并）形成。
图元的绘制、显示过程
顶点 法向量、颜色、纹理… 像素
图元操作、像素操作 光栅化（扫描转换）
像素信息 帧缓存 显示器
调用底层函数，如 setPixel (x,y)；将当 前像素颜色设定值存 入帧缓存的整数坐标 位置（x,y）处。
图元描述与操作
几何图元由一组顶点（Vertex）描述 这一组顶点可以是一个或是多个。每个顶点信息二维或 三维，使用 2~4 个坐标。顶点信息由位置坐标、颜色 值、法向量、纹理坐标等组成。
输入设备
键盘、鼠标 按钮盒、旋钮 跟踪球、空间球 操作杆 触觉反馈设备 数据手套、数据衣 数字化仪 扫描仪 触摸板 光笔 ……
硬拷贝设备
打印机 喷墨 激光 ……
绘图仪 台式 大型滚动传送式 ……
图形硬件系统组成模块示意图：
或称图形坐标系、用户坐标系、全局坐标系 如在世界坐标系中进行装配
观察坐标系（viewing coordinate）
对场景进行观察所对应的坐标系 对象经变换到该场景的一个二维投影——投影变换
规范化坐标系（normalized coordinate）
可使图形软件与特定输出设备的坐标范围无关 坐标范围：-1～1，或0 ～ 1 等等
在场景中对物体移动、旋转、缩 放、扭曲等，或转换模型坐标系
3D→2D，并对观察区域进行裁 剪和缩放
一种伪变换，对窗口上的最终输 出进行移动、缩放等
三维几何变换
可用4×4矩阵操作统一表示二维和三维几何变换
缩放、旋转、 对称、错切等
平移
投影
整体缩放
基本变换：平移、旋转、缩放
复合变换：可由平移、旋转、缩放和其他变换的矩阵乘积 （合并）形成。
图元的绘制、显示过程
顶点 法向量、颜色、纹理… 像素
图元操作、像素操作 光栅化（扫描转换）
像素信息 帧缓存 显示器
调用底层函数，如 setPixel (x,y)；将当 前像素颜色设定值存 入帧缓存的整数坐标 位置（x,y）处。
图元描述与操作
几何图元由一组顶点（Vertex）描述 这一组顶点可以是一个或是多个。每个顶点信息二维或 三维，使用 2~4 个坐标。顶点信息由位置坐标、颜色 值、法向量、纹理坐标等组成。
计算机图形学课件
实时渲染技术
游戏开发中，计算机图形学还涉及实时渲染技术 ，包括OpenGL、DirectX等图形API的使用，以 及GPU加速等技术的应用。
交互体验优化
通过计算机图形学技术，游戏开发者可以优化游 戏的交互体验，例如通过动画、音效等增强游戏 的沉浸感。
影视制作中的计算机图形学应用
01
特效制作
计算机图形学广泛应用于电影、电视剧等影视作品的特效制作中。
1990年代
个人电脑的出现使得计算机图形学进入普 及阶段，各种图形软件和游戏开始广泛使 用。
互联网的出现使得计算机图形学进入新的 发展阶段，网络图像传输和浏览技术得到 了广泛应用。
计算机图形学的应用领域
娱乐产业
电影、电视、游戏等娱乐产业是计算 机图形学的最大应用领域，需要大量 的特效和动画制作。
科学可视化
计算机图形学的发展也将进一步推动艺术 和科技的结合，为艺术家提供更多的创作 工具和展示方式，同时也为科技爱好者提 供更多的探索和创新的空间。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
计算机图形学用于生成和操作科学数 据，如气象预报、医学影像、物理模 拟等。
工业设计
计算机图形学可用于产品外观设计、 机械设计等领域，提高设计效率和准 确性。
虚拟现实
计算机图形学生成虚拟环境，提供沉 浸式的体验，广泛应用于教育、培训 、娱乐等领域。
02 计算机图形学基础知识
图像的数字化
图像采样
将连续的图像转换为离散的像素集合
网格建模
使用多边形网格来表示物体的形状，这些多边形可以是由三角形组 成的简单形状，也可以是更复杂的形状。
NURBS建模
使用非均匀有理B样条曲线来表示物体的形状，这些曲线可以创建更 复杂的形状，如自由曲线和曲面。
游戏开发中，计算机图形学还涉及实时渲染技术 ，包括OpenGL、DirectX等图形API的使用，以 及GPU加速等技术的应用。
交互体验优化
通过计算机图形学技术，游戏开发者可以优化游 戏的交互体验，例如通过动画、音效等增强游戏 的沉浸感。
影视制作中的计算机图形学应用
01
特效制作
计算机图形学广泛应用于电影、电视剧等影视作品的特效制作中。
1990年代
个人电脑的出现使得计算机图形学进入普 及阶段，各种图形软件和游戏开始广泛使 用。
互联网的出现使得计算机图形学进入新的 发展阶段，网络图像传输和浏览技术得到 了广泛应用。
计算机图形学的应用领域
娱乐产业
电影、电视、游戏等娱乐产业是计算 机图形学的最大应用领域，需要大量 的特效和动画制作。
科学可视化
计算机图形学的发展也将进一步推动艺术 和科技的结合，为艺术家提供更多的创作 工具和展示方式，同时也为科技爱好者提 供更多的探索和创新的空间。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
计算机图形学用于生成和操作科学数 据，如气象预报、医学影像、物理模 拟等。
工业设计
计算机图形学可用于产品外观设计、 机械设计等领域，提高设计效率和准 确性。
虚拟现实
计算机图形学生成虚拟环境，提供沉 浸式的体验，广泛应用于教育、培训 、娱乐等领域。
02 计算机图形学基础知识
图像的数字化
图像采样
将连续的图像转换为离散的像素集合
网格建模
使用多边形网格来表示物体的形状，这些多边形可以是由三角形组 成的简单形状，也可以是更复杂的形状。
NURBS建模
使用非均匀有理B样条曲线来表示物体的形状，这些曲线可以创建更 复杂的形状，如自由曲线和曲面。
计算机图形学知识要点课件
投影变换可以分为正交投影和透视投 影两种类型。
透视投影将三维图形按照透视的方式 投影到二维平面上，产生近大远小的 效果，使图形更加真实。
01
光照与材 质
光照模型
漫反射模型
光线在平滑表面以相同的方向散开，计算公式为 `I = kd * Ii`， 其中 `I` 是表面亮度，`kd` 是漫反射系数，`Ii` 是入射光亮度。
01基础知识颜色理论010203
颜色空间
描述颜色的不同方式，如 RGB、CMYK等。
颜色模型
用于描述和显示颜色的系 统，如RGB、HSV等。
颜色深度
表示图像中可用的颜色数 量的度量。
图像处理基础
像素
构成数字图像的最小单位。
位深
描述像素值的范围或精度。
图像分辨率
描述图像的细节程度。
图形渲染基础
颜色空间
用于表示颜色的数据结构，如RGB、 HSV等。
04
01
计算机图形学前沿 技术
实时渲染技术
实时渲染技术
实时渲染技术是计算机图形学中的一 项重要技术，它能够在实时生成逼真 的图像。这种技术广泛应用于游戏、 电影制作、建筑设计等领域。实时渲 染技术通过使用高级着色语言和高效 的图形处理算法，能够以极快的速度 生成高质量的图像。
虚拟现实与增强现实技术
虚拟现实技术
虚拟现实技术是一种能够创建和体验虚 拟世界的计算机技术。它通过模拟人的 视听和触觉等感官体验，使用户仿佛身 临其境地置身于一个由计算机生成的三 维虚拟环境中。虚拟现实技术广泛应用 于游戏、教育、医疗、军事等领域，为 用户提供沉浸式的体验。
VS
增强现实技术
增强现实技术是一种能够将虚拟信息融合 到真实世界中的技术。它通过在用户的视 野中叠加虚拟物体或信息，使用户能够在 现实世界中看到和交互虚拟对象。增强现 实技术广泛应用于游戏、教育、医疗、工 业等领域，能够提供更加丰富和多样化的 用户体验。
计算机图形学概述分析课件
电影特效中的计算机图形学
3D建模与贴图
利用计算机图形学，电影制作人员可以 创建逼真的3D场景和角色模型，为电 影添加视觉效果。
合成与渲染
利用计算机图形学技术，电影中的多 个特效和场景可以合成在一起，并通
过渲染得到最终的视觉效果。
特效制作
通过计算机图形学，电影中的特效如 火、水、烟雾等得以实现，增强电影 的视觉冲击力。
计算机图形学概述分析 课件
目录
Contents
• 计算机图形学简介 • 计算机图形学基础知识 • 计算机图形学关键技术 • 计算机图形学应用案例 • 计算机图形学未来发展
01 计算机图形学简介
定义与概念
定义
计算机图形学是研究使用计算机生成 和操作图形的科学。
概念
通过编程技术，将数据转化为图像并 在屏幕上显示。
发展历程
起步阶段
20世纪50年代，计算机图形学开始起步，主要应用于科学可视化 。
发展阶段
20世纪80年代，随着个人电脑的普及，计算机图形学在娱乐、广 告等行业得到广泛应用。
成熟阶段
21世纪初，随着计算机硬件和软件技术的飞速发展，计算机图形 学在电影制作、游戏设计等领域达到高峰。
应用领域
电影与游戏制作
增强。
02 计算机图形学基础知识
图像表示与处理
01
02
03
图像数字化
将连续的图像转换为离散 的像素集合，便于计算机 处理。
图像编码与压缩
通过特定的算法对图像数 据进行压缩，以减少存储 空间和传输时间。
图像增强
通过各种技术改善图像的 视觉效果，如对比度增强 、噪声去除等。
颜色理论与空间
RGB颜色模型
将三维场景转换到二维屏幕上的过程 ，涉及到颜色、光照和纹理等细节的 处理。
计算机图形学完整ppt课件
工业设计
利用计算机图形学进行产品设计、仿 真和可视化，提高设计效率和质量。
建筑设计
建筑师使用计算机图形学技术创建三 维模型，进行建筑设计和规划。
计算机图形学的相关学科
计算机科学
计算机图形学是计算机科学的一个重 要分支，涉及计算机算法、数据结构、 操作系统等方面的知识。
物理学
计算机图形学中的很多技术都借鉴了 物理学的原理，如光学、力学等，用 于实现逼真的渲染效果和物理模拟。
02
03
显示器
LCD、LED、OLED等，用 于呈现图形图像。
投影仪
将计算机生成的图像投影 到大屏幕上，用于会议、 教学等场合。
虚拟现实设备
如VR头盔，提供沉浸式的 3D图形体验。
图形输入设备
键盘和鼠标
最基本的图形输入设备，用于操 作图形界面和输入命令。
触摸屏
通过触摸操作输入图形指令，常 见于智能手机和平板电脑。
多边形裁剪算法
文字裁剪算法
判断一个多边形是否与另一个多边形相交， 如果相交则求出交集部分并保留。
针对文字的特殊性质，采用特殊的裁剪算法 进行处理，以保证文字的完整性和可读性。
05
光照模型与表面绘制
光照模型概述
光照模型是计算机图形学中用于模拟光线与物体表面交互的数学模型。
光照模型能够模拟光线在物体表面的反射、折射、阴影等效果，从而增强图形的真 实感。
二维纹理映射原理
根据物体表面的顶点坐标和纹理坐标，计算出每个像素点对应的纹 理坐标，从而确定像素点的颜色值。
二维纹理映射实现方法
使用OpenGL中的纹理映射函数，将纹理图像映射到物体表面。
三维纹理映射技术
三维纹理坐标
定义在三维空间中的坐标，表示纹理图像上的位置。
计算机图形学PPT课件
三维图形投影方法
正投影
平行光线垂直投射到投影面上 ，形成物体的正投影。
斜投影
平行光线与投影面成一定角度 投射，形成物体的斜投影。
透视投影
从视点出发，通过透视变换将 三维物体投影到二维平面上。
阴影生成
根据光源位置和物体形状，计 算阴影的位置和形状。
05
真实感图形绘制技术
Chapter
消隐技术
消隐算法分类
计算机图形学PPT课件
目录
• 引言 • 图形系统基础 • 基本图形生成算法 • 三维图形变换与观察 • 真实感图形绘制技术 • 曲线与曲面绘制技术 • 计算机动画技术 • 计算机图形学前沿技术
01
引言
Chapter
计算机图形学概述
01
02
03
计算机图形学定义
研究计算机生成、处理和 显示图形的一门科学。
平移变换 旋转变换 缩放变换 镜像变换
将三维图形沿x、y、z方向移动一 定距离，不改变图形形状和大小 。
在x、y、z方向分别进行缩放，可 改变图形的大小和形状。
三维图形复合变换
变换顺序
先进行缩放、旋转，再进行平移，注意变换顺序对结果的影响。
变换矩阵
将各种基本变换表示为矩阵形式，便于进行复合变换的计算。
医学诊断
通过计算机图形学技术，医生可以更 直观地了解病人病情，进行更准确的 诊断和治疗。
军事模拟
计算机图形学在军事模拟和训练中发 挥重要作用，提高训练效果和作战能 力。
THANKS
感谢观看
通过模拟自然现象或物理过程，生成具有真实感的动画效 果。
过程动画制作流程
建立自然现象或物理过程的数学模型，利用计算机图形学 技术模拟模型的运动和变化过程，生成具有真实感的动画 效果。
教学课件 《计算机图形学》
孔斯曲面。法国雷诺公司的贝赛尔（P.Bezier）也提出了Bezier曲
线和曲面，他们被称为计算机辅助几何设计的奠基人。
•
70年代是计算机图形学发展过程中一个重要的历史时
期，计算机图形技术的应用进入了实用化的阶段，交互式图形系
统在许多国家得到应用；许多新的更加完备的图形系统不断被研
制出来。除了在军事上和工业上的应用之外，计算机图形学还进
次使用了“计算机图形”（Computer Graphics）这
个术语。此论文指出交互式计算机图形学是一个
可行的、有用的研究领域，从而确立了计算机图
形学作为一个崭新的学科分支的独立地位。
•
1964年，孔斯（S.Coons）提出了用小块曲面片组合表
示自由曲面，使曲面片边界上达到任意高阶连续的理论方法，称
•
1．以大型机为基础的图形系统
•
2．以中型或小型机为基础的图形系统
•
3．以工作站为基础的图形系统
•
4．以微机为基础的图形系统
2.2 图形硬件设备
•2.2.1图形显示设备
•1．阴极射线管（CRT）
• 最大偏转角 • 余辉时间 • 刷新 • 刷新频率
• 2．彩色阴极射线管（彩色CRT）
• 电子束穿透法 • 荫罩法
• 常用概念：
• 图像刷新 • 行频、帧频 • 逐行扫描、隔行扫描 • 像素 • 分辨率 • 点距 • 显示速度 • 帧缓冲存储器（帧缓存、显示存储器） • 色彩与灰度等级 • 颜色查找表
• 6．液晶显示器（Liquid-Crystal Display）
• 可视角度 • 点距和分辨率
• 7．等离子显示器
•
6．科学计算可视化
第2章 图形系统
计算机图形学基础教程——课件
06
实践项目与案例分析
3D建模与渲染项目
01
02
03
3D建模
学习使用3D建模软件（如 Blender、Maya等）进行 基本物体建模，包括几何 体、曲面和细分曲面等。
材质与纹理
掌握如何为模型添加材质 和纹理，以实现更逼真的 视觉效果。
光照与渲染
学习设置场景灯光，理解 不同类型的光源对渲染效 果的影响，以及如何使用 渲染器进行最终渲染。
光照模型
光源类型
包括点光源、方向光源和 聚光灯等，每种光源都有 不同的光照效果。
材质属性
包括颜色、纹理、透明度 等，影响物体对光的反射 和折射方式。
光照计算
根据光源和材质属性，计 算物体表面的光照强度和 颜色，以实现逼真的渲染 效果。
纹理映射
STEP 01
纹理定义
STEP 02
纹理映射技术
纹理是用于描述物体表面 细节的图像或图像集。
图像压缩
减少图像文件大小的过程，以加 快传输和存储速度。
图像分辨率
描述图像的细节和清晰度的度量 。
图像处理算法
用于改善图像质量或提取信息的 各种算法和技术。
计算机图形学中的数学基础
01
向量运算
在图形学中用于描述方向和位移的 基本数学概念。
插值和拟合
用于创建平滑曲线和表面的数学方 法。
03
02
矩阵运算
发展历程
起步阶段
20世纪50年代，计算机图形学开始起步，主要应用 于科学可视化。
发展阶段
20世纪80年代，随着计算机硬件和软件技术的进步 ，计算机图形学在电影、游戏等领域得到广泛应用。
成熟阶段
21世纪初，计算机图形学技术逐渐成熟，广泛应用于 教育、工业设计、医学影像等领域。
实践项目与案例分析
3D建模与渲染项目
01
02
03
3D建模
学习使用3D建模软件（如 Blender、Maya等）进行 基本物体建模，包括几何 体、曲面和细分曲面等。
材质与纹理
掌握如何为模型添加材质 和纹理，以实现更逼真的 视觉效果。
光照与渲染
学习设置场景灯光，理解 不同类型的光源对渲染效 果的影响，以及如何使用 渲染器进行最终渲染。
光照模型
光源类型
包括点光源、方向光源和 聚光灯等，每种光源都有 不同的光照效果。
材质属性
包括颜色、纹理、透明度 等，影响物体对光的反射 和折射方式。
光照计算
根据光源和材质属性，计 算物体表面的光照强度和 颜色，以实现逼真的渲染 效果。
纹理映射
STEP 01
纹理定义
STEP 02
纹理映射技术
纹理是用于描述物体表面 细节的图像或图像集。
图像压缩
减少图像文件大小的过程，以加 快传输和存储速度。
图像分辨率
描述图像的细节和清晰度的度量 。
图像处理算法
用于改善图像质量或提取信息的 各种算法和技术。
计算机图形学中的数学基础
01
向量运算
在图形学中用于描述方向和位移的 基本数学概念。
插值和拟合
用于创建平滑曲线和表面的数学方 法。
03
02
矩阵运算
发展历程
起步阶段
20世纪50年代，计算机图形学开始起步，主要应用 于科学可视化。
发展阶段
20世纪80年代，随着计算机硬件和软件技术的进步 ，计算机图形学在电影、游戏等领域得到广泛应用。
成熟阶段
21世纪初，计算机图形学技术逐渐成熟，广泛应用于 教育、工业设计、医学影像等领域。
计算机图形学8课件
三维建模软件介绍
01
02
03
Autodesk Maya
专业的三维动画和建模软 件，广泛应用于电影、游 戏开发等领域。
Blender
开源的三维图形软件，具 有强大的建模、动画和渲 染功能。
3ds Max
广泛应用于建筑、游戏开 发等领域，提供丰富的建 模和渲染工具。
三维动画制作流程
建模与贴图
使用三维建模软件创建角色、 场景和道具模型，并为其添加 纹理和贴图。
04
常见的游戏特效技术包括粒子效 果、光影效果、动态贴图等，它 们通过不同的算法和渲染技术来 实现逼真的视觉效果。
01
游戏中的特效技术是指用于增强 游戏视觉效果的计算机图形技术 。
03
02
通过特效技术，游戏开发者可以 创建出更加绚丽、震撼的游戏场 景和效果，提高游戏的吸引力和 沉浸感。
05
虚拟现实与增强现实中 的计算机图形学
动画制作
根据故事情节和角色设定，制 作关键帧动画，并使用骨骼系 统驱动模型运动。
前期准备
确定故事情节、角色和场景设 计，制定动画制作计划。
骨骼绑定
为角色模型添加骨骼系统，以 便进行动画制作。
渲染与合成
使用渲染引擎渲染动画，并将 不同元素合成到一起，完成最 终的三维动画作品。
骨骼动画与权重绘制
骨骼动画
纹理映射技术广泛应用于游戏、电影 制作等领域，能够提高场景的逼真度 。
它通过将二维图像映射到三维模型的 表面，实现模型的纹理化处理，提高 视觉效果。
03
三维建模与动画
三维建模的基本概念
几何建模
使用点、线、面等几何元素构建 三维物体。
参数化建模
通过参数和约束条件定义模型形状 。
2024版计算机图形学课件ppt课件
01计算机图形学概述Chapter计算机图形学的定义与发展定义发展历程虚拟现实和增强现实VR 图形学来生成和处理三维场景。
工业设计师使用计算机图形学技术来设计和模拟产品的外观和性能。
建筑设计建筑师使用计算机图形学技术来设计和可视化建筑模型。
游戏开发游戏中的场景、角色、特效等都需要计算机图形学的支持。
影视制作都需要用到计算机图形学技术。
计算机科学数学物理艺术02计算机图形学基础Chapter图形与图像的基本概念图形与图像的定义图形是指用矢量方法描述的图像，由几何图元（点、线、面等）组成；图像则是由像素点组成的位图。
图形与图像的区别图形具有矢量特性，可以无限放大而不失真；而图像放大后会失真，因为其由固定数量的像素点组成。
计算机图形学的研究内容研究如何在计算机中表示、生成、处理和显示图形的一门科学。
色彩模型与颜色空间色彩模型01颜色空间02常见的色彩模型与颜色空间031 2 3光栅图形矢量图形光栅图形与矢量图形的比较光栅图形与矢量图形图形显示设备与坐标系统图形显示设备01坐标系统02设备坐标系与逻辑坐标系0303图形生成技术Chapter直线生成算法DDA算法Bresenham算法中点画线法圆生成算法八分法画圆中点画圆法Bresenham画圆法扫描线填充算法边界填充算法洪水填充算法030201多边形填充算法01020304几何变换光照模型投影变换纹理映射三维图形生成技术04图形变换与裁剪技术Chapter01020304将图形在平面上沿某一方向移动一定的距离，不改变图形的大小和形状。
平移变换将图形绕某一点旋转一定的角度，不改变图形的大小和形状。
旋转变换将图形在某一方向上按比例放大或缩小，改变图形的大小但不改变形状。
缩放变换将图形关于某一直线或点进行对称，得到一个新的图形。
对称变换将三维物体在空间中沿某一方向移动一定的距离，不改变物体的大小和形状。
将三维物体绕某一轴旋转一定的角度，不改变物体的大小和形状。
计算机图形学基本知识PPT课件
仿射变换
通过仿射变换矩阵对图像进行变换，可以处理更复杂的几何变换。
04 计算机图形学高级技术
光照模型与材质贴图
光照模型
描述物体表面如何反射光线的数 学模型，包括漫反射、镜面反射 和环境光等。
材质贴图
通过贴图技术将纹理映射到物体 表面，增强物体的真实感和细节 表现。
纹理映射
纹理映射技术
将图像或纹理图案映射到三维物体表 面，增强物体的表面细节和质感。
总结
计算机图形学在游戏设计、电影与动 画制作、虚拟现实与仿真等领域有着 广泛的应用。
计算机图形学的发展历程
起步阶段
20世纪50年代，计算机图形 学开始起步，主要应用于几 何形状的生成和简单图形的 处理。
发展阶段
20世纪80年代，随着计算机 性能的提高，计算机图形学 开始广泛应用于电影、游戏 等领域。
总结
计算机图形学利用计算机 技术生成、处理和显示图 形，实现真实世界的模拟 和再现。
计算机图形学的应用领域
游戏设计
游戏中的角色、场景和特效都需要用 到计算机图形学技术。
电影与动画制作
电影特效、角色建模和动画制作都离 不开计算机图形学。
虚拟现实与仿真
虚拟现实技术、军事仿真、工业设计 等领域都广泛应用计算机图形学。
向量图
向量图是矢量图的一种，通常用于描 述二维图形，如几何图形和图表。
图像的分辨率与质量
分辨率
分辨率是指图像中像素的数量， 通常以像素每英寸（PPI）或像素
每厘米（PPC）为单位。
质量
图像质量取决于分辨率、颜色深度 和压缩等因素。
压缩
图像压缩是一种减少图像文件大小 的方法，常见的图像压缩格式有 JPEG和PNG等。
通过仿射变换矩阵对图像进行变换，可以处理更复杂的几何变换。
04 计算机图形学高级技术
光照模型与材质贴图
光照模型
描述物体表面如何反射光线的数 学模型，包括漫反射、镜面反射 和环境光等。
材质贴图
通过贴图技术将纹理映射到物体 表面，增强物体的真实感和细节 表现。
纹理映射
纹理映射技术
将图像或纹理图案映射到三维物体表 面，增强物体的表面细节和质感。
总结
计算机图形学在游戏设计、电影与动 画制作、虚拟现实与仿真等领域有着 广泛的应用。
计算机图形学的发展历程
起步阶段
20世纪50年代，计算机图形 学开始起步，主要应用于几 何形状的生成和简单图形的 处理。
发展阶段
20世纪80年代，随着计算机 性能的提高，计算机图形学 开始广泛应用于电影、游戏 等领域。
总结
计算机图形学利用计算机 技术生成、处理和显示图 形，实现真实世界的模拟 和再现。
计算机图形学的应用领域
游戏设计
游戏中的角色、场景和特效都需要用 到计算机图形学技术。
电影与动画制作
电影特效、角色建模和动画制作都离 不开计算机图形学。
虚拟现实与仿真
虚拟现实技术、军事仿真、工业设计 等领域都广泛应用计算机图形学。
向量图
向量图是矢量图的一种，通常用于描 述二维图形，如几何图形和图表。
图像的分辨率与质量
分辨率
分辨率是指图像中像素的数量， 通常以像素每英寸（PPI）或像素
每厘米（PPC）为单位。
质量
图像质量取决于分辨率、颜色深度 和压缩等因素。
压缩
图像压缩是一种减少图像文件大小 的方法，常见的图像压缩格式有 JPEG和PNG等。
计算机图形学课件
具体操作
裁剪和交叠的实现需要用到裁剪面和 视景体等概念，裁剪面是指与图形相 交的面，视景体是指观察者所能看到 的区域。在进行裁剪时，需要判断图 形的各个部分是否在裁剪面内，并根 据情况对图形进行裁剪；在进行交叠 时，需要将图形按照一定的顺序排列 ，以避免重叠遮挡。
应用
裁剪和交叠广泛应用于计算机图形学 中的图形绘制和渲染等领域，它们能 够提高绘制的效率和效果。
04
计算机图形学高级技术
真实感图形渲染
总结词
通过复杂的算法和计算，将图形渲染为具有高度真实感的图像。
详细描述
真实感图形渲染技术包括对光线的模拟、阴影的处理、反射和折射的效果等 ，以产生具有真实感的图像。
纹理映射和环境贴图
总结词
将纹理和环境贴图映射到三维模型上，增加模型的细节和视觉效果。
详细描述
个基本属性。
光照和阴影
环境光
来自周围环境的均匀照射光。
点光源
从一个点发出的光，可以产生阴影效果。
方向光
纹理映射
来自一个特定方向的光，可以产生阴影效果 。
将纹理图像映射到三维模型表面，增加视觉 效果的真实感。
纹理和材质
纹理贴图
将纹理图像映射到三维模型表面，增加视 觉效果的真实感。
纹理坐标
指定纹理贴图在三维模型表面的位置和方 向。
分类
视图变换分为固定视角和自由视 角两种，固定视角是指观察者视 角固定，只能观察到场景的某一 个固定方向，而自由视角则允许 观察者在场景中自由移动，观察 到场景的任意方向。
应用
视图变换广泛应用于三维游戏、 虚拟现实等领域，它能够提供更 加真实的观察体验。
裁剪和交叠
定义
裁剪是指在绘制图形时，将图形的一 部分隐藏在视景体之外，以避免不必 要的绘制；交叠是指在绘制多个图形 时，将它们按照一定的顺序排列，以 避免重叠遮挡。
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齐东旭 计算机动画，分形艺术
潘云鹤 智能CAD，纺织CAD
计算机艺术——艺术领域
计算机平面绘画艺术 计算机绘画（Computer Painting）
主要指人们利用鼠标或数字压感光笔直接在屏幕或 数字化板上进行的绘画
软件包括：Corel Painter 或 Adobe Photoshop 等 该类绘画最接近于传统绘画，其画风细腻、形象生
科学和艺术是不可分割的，就像一枚硬币 的两面……”
——诺贝尔物理学奖 李政道
计算机艺术——艺术领域
含义很广 以计算机为工具，可以完成多种艺术品的 制作和设计，如绘画（平面图形）、雕塑 （立体图形）、音乐、平面构成、空间结构， 还有体操舞蹈设计等等。
其中，美术作品占比重最大 因此，计算机艺术由主要指计算机美术
计算机图形学
考核
平时成绩20% 实验成绩20% 期末成绩60%
教材
苏小红、李东、唐好选、赵玲玲等 编著，计算机图形学实用教程（第 三版），人民邮电出版社，2014年9 月
陈元琰，张晓竟，计算机图形学实用技 术，科学出版社，2000
David F. Rogers 著，石教英，彭群生等译，
参
Procedural Elements for Computer Graphics (Second Edition)计算机图形学的
动自然。但画幅一般较小，要求绘画者有较高的美 术功底。 优势为：易于修改、效果丰富、成本较低、但对于 电脑设备要求较高。
近期广泛应用于手绘动画和漫画创作。
计算机艺术——艺术领域
计算机平面合成艺术 计算机数字图像合成艺术（Computer Image
Editing and Montage Art） 主要指利用电脑对扫描或数字相机导入的
应域
➢CAD/CAM是CG在工业界最广泛、最活
跃的应用领域。
➢飞机、汽车、船舶、机电、轻工、
用
服装的外形设计
➢集成电路、印刷电路板的设计
➢建筑设计
➢基于工程图纸的三维形体重建
➢孙家广
➢谭建荣
应
（a）工程图
用
（b）线框图
（c）实体图
Boeing 777, 无纸设计，无纸制造
在飞机工业中，美国波音飞机公司已 用有关的CAD系统实现波音777大型客机的 整体设计和模拟，其中包括飞机外型、内 部零部件的安装和检验。使其设计制造成 本下降30%以上 。
➢计算机动画——商业领域
应
➢广告设计 ➢电脑游戏
➢卡通动画片
➢影视特技
用
影视制作
计算机动画技术还被广泛用于电影电视中的特技 镜头的制作，产生以假乱真而又惊险的特技效果， 如模拟大楼被炸、桥梁坍塌等。
影片《珍珠港》剧照。 由电脑制作出的灾难 景象。
计算机艺术——艺术领域
“计算机艺术是科学与艺术相结合的一门 新兴的交叉学科，是计算机应用的一个崭新、 富有时代气息的领域。
屏幕上显示出来
人机交互技术：
为造型和绘制这两个过程提供友好的人机界面
计算机对图形数据处理的硬件和软件
研 究 围绕着生成、表示物体的图形的 内 准确性->真实性->实时性 容 算法可大致分为以下几类：
研究内容
基于图形设备的基本图形元素的生成算法 图形的变换和裁剪 自由曲线和曲面——计算几何 几何造型技术 真实感图形的生成算法 自然景物的生成——分形几何 颜色科学及其应用 计算机动画技术 虚拟现实技术——实时交互式三维图形处理 热点问题探讨
发
➢系统实用化阶段（80年代）
➢80年代，超大规模集成电路的发展，奠定
展
了物质基础，工作站的出现，促进了图形 学的发展。
简 史
➢标准化智能化阶段（90年代）
➢朝着标准化、集成化和智能化的方向发展
➢国际标准化组织（ISO）公布的图形标准
也越多、且更加成熟
➢图形用户界面
➢计算机辅助设计与制造——工业领
国雷诺汽车公司、英国剑桥大学
➢随机扫描显示器
➢推广应用阶段（ 70年代）
发
➢基于电视技术的光栅扫描显示器的出现， 图形学进入了第一个兴盛的时期，并开始
展
出现实用的CAD图形系统。 Nhomakorabea简
➢众多商品化软件的出现，使图形标准化问 题也被提上议程。
史
➢74年，美国计算机学会成立图形标准化委
员会(ACM SIGGRAPH)
考
算法基础，机械工业出版社，2002
书
孙家广，杨长贵，计算机图形学，清华 大学出版社，1995
彭群生，鲍虎军，金小刚，计算机真实 感图形学的算法基础，科学出版社，
1999
齐东旭，计算机动画原理与应用，科学 出版社，1998
什么是计算机图形学
第
研究内容
1
与相关学科的关系
章
发展简史
绪
应用领域
论
交互式计算机图形处理系统
Computer Graphics (CG)
什
计算机图形学是研究怎样用计
么
算机生成、处理和显示图形的一门
是
学科。
计
国际标准化组织(ISO)的定义：
算
计算机图形学是研究通过计算机将
机
数据转换为图形，并在专门显示设备上
图 形
显示的原理、方法和技术的学科。 它是建立在传统的图学理论、应用数
学和计算机科学基础上的一门边缘学科。
史
➢光笔，交互式图形生成技术。
➢发展阶段（60年代）
发
➢MIT林肯实验室，I.E.Sutherland发表博士 论文“Sketchpad:一个人机通信的图形系统”
展
➢首次使用Computer Graphics术语
简
➢计算机图形学之父 ➢60年代中期，美国MIT、通用汽车公司、
史
贝尔电话实验室、洛克希德飞机公司、法
图像处理
与
图像
相
计
关
算 机
学
图 形
科
学
模
式
识 CAD/CAM
别
计算机艺术
的
特征数据 几何模型
计算机动画
关
计算机视觉
系
计算几何
➢准备阶段（50年代）
发
➢1950年， MIT，第一台图形显示器 ， 旋风I号(Whirlwind I)计算机的附件
展
➢类似于示波器的阴极射线管 (CRT)
简
➢50年代末期，MIT林肯实验室，在“旋 风”计算机上开发SAGE空中防御系统
学
图形的构成要素
广义的概念 几何要素——几何属性
点、线、面、体
非几何要素——视觉属性
明暗、灰度、色彩、纹理、透明性、 线型、线宽
一般说来，要在计算机上生成一幅表示物
研
体的图形，有三个要素：
究
造型技术：
在计算机中建立所要生成图像的物体的模型
内
即给出表示该物体的几何数据和拓扑关系
容
绘制技术：
按照给定的观察点及观察方向将物体模型在计算机
图像素材进行编辑和合成，以及进行后期特 技处理所产生的新视觉作品 软件包括：Corel Painter 或 Adobe Photoshop 等。 优势为：易于掌握和普及、效果丰富、成 本较低。 广泛应用于影视后期和多媒体创作。和应用美 术及广告设计的关系十分密切。
潘云鹤 智能CAD，纺织CAD
计算机艺术——艺术领域
计算机平面绘画艺术 计算机绘画（Computer Painting）
主要指人们利用鼠标或数字压感光笔直接在屏幕或 数字化板上进行的绘画
软件包括：Corel Painter 或 Adobe Photoshop 等 该类绘画最接近于传统绘画，其画风细腻、形象生
科学和艺术是不可分割的，就像一枚硬币 的两面……”
——诺贝尔物理学奖 李政道
计算机艺术——艺术领域
含义很广 以计算机为工具，可以完成多种艺术品的 制作和设计，如绘画（平面图形）、雕塑 （立体图形）、音乐、平面构成、空间结构， 还有体操舞蹈设计等等。
其中，美术作品占比重最大 因此，计算机艺术由主要指计算机美术
计算机图形学
考核
平时成绩20% 实验成绩20% 期末成绩60%
教材
苏小红、李东、唐好选、赵玲玲等 编著，计算机图形学实用教程（第 三版），人民邮电出版社，2014年9 月
陈元琰，张晓竟，计算机图形学实用技 术，科学出版社，2000
David F. Rogers 著，石教英，彭群生等译，
参
Procedural Elements for Computer Graphics (Second Edition)计算机图形学的
动自然。但画幅一般较小，要求绘画者有较高的美 术功底。 优势为：易于修改、效果丰富、成本较低、但对于 电脑设备要求较高。
近期广泛应用于手绘动画和漫画创作。
计算机艺术——艺术领域
计算机平面合成艺术 计算机数字图像合成艺术（Computer Image
Editing and Montage Art） 主要指利用电脑对扫描或数字相机导入的
应域
➢CAD/CAM是CG在工业界最广泛、最活
跃的应用领域。
➢飞机、汽车、船舶、机电、轻工、
用
服装的外形设计
➢集成电路、印刷电路板的设计
➢建筑设计
➢基于工程图纸的三维形体重建
➢孙家广
➢谭建荣
应
（a）工程图
用
（b）线框图
（c）实体图
Boeing 777, 无纸设计，无纸制造
在飞机工业中，美国波音飞机公司已 用有关的CAD系统实现波音777大型客机的 整体设计和模拟，其中包括飞机外型、内 部零部件的安装和检验。使其设计制造成 本下降30%以上 。
➢计算机动画——商业领域
应
➢广告设计 ➢电脑游戏
➢卡通动画片
➢影视特技
用
影视制作
计算机动画技术还被广泛用于电影电视中的特技 镜头的制作，产生以假乱真而又惊险的特技效果， 如模拟大楼被炸、桥梁坍塌等。
影片《珍珠港》剧照。 由电脑制作出的灾难 景象。
计算机艺术——艺术领域
“计算机艺术是科学与艺术相结合的一门 新兴的交叉学科，是计算机应用的一个崭新、 富有时代气息的领域。
屏幕上显示出来
人机交互技术：
为造型和绘制这两个过程提供友好的人机界面
计算机对图形数据处理的硬件和软件
研 究 围绕着生成、表示物体的图形的 内 准确性->真实性->实时性 容 算法可大致分为以下几类：
研究内容
基于图形设备的基本图形元素的生成算法 图形的变换和裁剪 自由曲线和曲面——计算几何 几何造型技术 真实感图形的生成算法 自然景物的生成——分形几何 颜色科学及其应用 计算机动画技术 虚拟现实技术——实时交互式三维图形处理 热点问题探讨
发
➢系统实用化阶段（80年代）
➢80年代，超大规模集成电路的发展，奠定
展
了物质基础，工作站的出现，促进了图形 学的发展。
简 史
➢标准化智能化阶段（90年代）
➢朝着标准化、集成化和智能化的方向发展
➢国际标准化组织（ISO）公布的图形标准
也越多、且更加成熟
➢图形用户界面
➢计算机辅助设计与制造——工业领
国雷诺汽车公司、英国剑桥大学
➢随机扫描显示器
➢推广应用阶段（ 70年代）
发
➢基于电视技术的光栅扫描显示器的出现， 图形学进入了第一个兴盛的时期，并开始
展
出现实用的CAD图形系统。 Nhomakorabea简
➢众多商品化软件的出现，使图形标准化问 题也被提上议程。
史
➢74年，美国计算机学会成立图形标准化委
员会(ACM SIGGRAPH)
考
算法基础，机械工业出版社，2002
书
孙家广，杨长贵，计算机图形学，清华 大学出版社，1995
彭群生，鲍虎军，金小刚，计算机真实 感图形学的算法基础，科学出版社，
1999
齐东旭，计算机动画原理与应用，科学 出版社，1998
什么是计算机图形学
第
研究内容
1
与相关学科的关系
章
发展简史
绪
应用领域
论
交互式计算机图形处理系统
Computer Graphics (CG)
什
计算机图形学是研究怎样用计
么
算机生成、处理和显示图形的一门
是
学科。
计
国际标准化组织(ISO)的定义：
算
计算机图形学是研究通过计算机将
机
数据转换为图形，并在专门显示设备上
图 形
显示的原理、方法和技术的学科。 它是建立在传统的图学理论、应用数
学和计算机科学基础上的一门边缘学科。
史
➢光笔，交互式图形生成技术。
➢发展阶段（60年代）
发
➢MIT林肯实验室，I.E.Sutherland发表博士 论文“Sketchpad:一个人机通信的图形系统”
展
➢首次使用Computer Graphics术语
简
➢计算机图形学之父 ➢60年代中期，美国MIT、通用汽车公司、
史
贝尔电话实验室、洛克希德飞机公司、法
图像处理
与
图像
相
计
关
算 机
学
图 形
科
学
模
式
识 CAD/CAM
别
计算机艺术
的
特征数据 几何模型
计算机动画
关
计算机视觉
系
计算几何
➢准备阶段（50年代）
发
➢1950年， MIT，第一台图形显示器 ， 旋风I号(Whirlwind I)计算机的附件
展
➢类似于示波器的阴极射线管 (CRT)
简
➢50年代末期，MIT林肯实验室，在“旋 风”计算机上开发SAGE空中防御系统
学
图形的构成要素
广义的概念 几何要素——几何属性
点、线、面、体
非几何要素——视觉属性
明暗、灰度、色彩、纹理、透明性、 线型、线宽
一般说来，要在计算机上生成一幅表示物
研
体的图形，有三个要素：
究
造型技术：
在计算机中建立所要生成图像的物体的模型
内
即给出表示该物体的几何数据和拓扑关系
容
绘制技术：
按照给定的观察点及观察方向将物体模型在计算机
图像素材进行编辑和合成，以及进行后期特 技处理所产生的新视觉作品 软件包括：Corel Painter 或 Adobe Photoshop 等。 优势为：易于掌握和普及、效果丰富、成 本较低。 广泛应用于影视后期和多媒体创作。和应用美 术及广告设计的关系十分密切。