2009 第一章 计算机图形学简介.pdf

计算机图形学 东北师范大学计算机学院 计算机图形学 第一章 计算机图形学基本知识 客观世界中的事物是多姿多彩的。而呈 现在我们眼前的往往是它们的外观，通过它 们的外观人们进一步的认识及研究它。以图 画为表现形式的图形信息在人类的社会生活 中起着非常重大的作用。与其它的信息表现 形式相比，图形信息具有容易理解、容易记 忆、直观等特点。随着现代科学技术的发 展，用计算机来处理图形的信息，完成图形 的构造、显示与分析很自然地就成为人们研 究与探索的领域。 东北师范大学计算机学院 计算机图形学 第一章 计算机图形学基本知识 计算机图形学是近40年来发展迅速、 应用广泛的新兴学科，是计算机科学最活 跃的分支之一。如何在计算机中表示图形、 以及利用计算机进行图形的计算、处理和 显示的相关原理与算法，构成了其主要研 究内容。本章将从计算机图形学的概念、 发展简史、应用、输入、输出硬件设备等 方面概括地介绍计算机图形学的有关内容。 东北师范大学计算机学院 计算机图形学 第一章 计算机图形学基本知识 1 计算机图形学的概念 2 计算机图形学的发展 3计算机图形学的应用 4计算机图形学硬件简介 东北师范大学计算机学院 计算机图形学 1 计算机图形学的概念 计算机图形学是研究如何用计算机表 示、生成、处理和显示图形的一门学科。 图形通常由点、线、面、体等几何元 素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属 性组成。从处理技术上来看，图形主要分 为两类，一类是由线条组成的图形，如工 程图、等高线地图、曲面的线框图等，另 一类是类似于照片的明暗图(Shading)， 也就是通常所说的真实感图形。 东北师范大学计算机学院 计算机图形学 1 计算机图形学的概念 计算机图形学的研究内容非常广泛： 图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅 图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实 感图形计算与显示算法，以及科学计算可视化、 计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。 东北师范大学计算机学院 计算机图形学 1 计算机图形学的概念 伴随着计算机技术的快速发展，涉及到图形 方面的应用也越来越深入。诸如零件的构造与显 示、卫星照片的处理及手写文字的识别等。经过 多年的研究与发展，逐渐地形成了多个与图形相 关的分支，计算机图形学(Computer Graphics)、 图像处理(Image Processing)和模式识别(Pattern Recognition)就是其中的典型代表。 东北师范大学计算机学院 计算机图形学 1 计算机图形学的概念 简单来说，计算机图形学是指用计算机产生 对象图形的输出的技术。更确切地说，计算机图 形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在 专门显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。 它综合了应用数学、计算机科学等多方面的知识。 东北师范大学计算机学院 计算机图形学 1 计算机图形学的概念 图形是对象的一种外在表现形式，它是对象 有关信息的具体体现。所谓对象，可以是各种具 体的、实在的物体，如家具、机械零件、房屋建 筑等，也可以是抽象的、假想的事物，如天气形 势、人口分布、经济增长趋势等等。能够正确地 表达出一个对象性质、结构和行为的描述信息， 称为这个对象的模型。 东北师范大学计算机学院 计算机图形学 1 计算机图形学的概念 计算机图形学中产生图形的方法是建立对象 的模型，即对该对象作出所需的正确的信息描 述，然后利用计算机对这个模型进行各种必要的 处理，从无到有地产生出能正确反映对象的某种 性质的图形输出。可以说，计算机产生图形的过 程就是将数据（对象的模型表示）转化为图形的 过程。 东