文档介绍：计算机图形学的研究内容
计算机图形学的发展过程
计算机图形学的应用
计算机图形学当前研究的课题
计算机图形学软件的标准化
一、绪论
计算机图形学是研究如何用数字计算机生成、处理和显示图形的一门学科。
图象
数据和几何模型
与之相关的学科: 图象处理
图象模式识别
计算几何
模式识别
图形学
计算几何
图像处理
计算机图形学研究的内容:
处理计算机图形数据的硬件;
计算机图形数据的结构、几何模型的建立等软件技术;
图形生成、处理和显示的算法。
计算机图形学的发展过程:
早期麻省理工学院:
50年代,SAGE(美国战术防空系统)
50~60年代中,CAD/CAM 用于飞机设计和生产
64年,Coons(孔斯)提出自由曲面生成法
60年代初,ICES计划(集成的土木工程系统)
62年,第一台光笔交互式图形显示器
IBM:
60年代,DAC-1(机械CAD)用于通用汽车公司、波音、麦克唐纳、洛克希德等大公司。
中期:70年代~80年代
计算机图形进入实用阶段,领域除军事和工业,还进入了教育、科研、管理等。但设备昂贵,功能和使用都很复杂。
80年代中,图形工作站(Apollo,SUN)
高性能的光栅图形显示器
近期:90年代
应用领域广泛,大、中、小系统丰富多彩,几乎无所不在。如:图形界面,图形制作,艺术绘画,多媒体技术等等。
今后发展:可视化,虚拟现实等。
图形用户界面(GUI)
计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)
工业过程控制
地理资源的图形系统(地理信息系统GIS等)
军事、驾驶等的模拟训练系统
计算机艺术(广告、动画、电影等)
人体构造、分析系统
电子印刷和办公室自动化(OA)
计算机辅助教学(CAI)…
计算机图形学的应用
计算机图形学当前研究的课题
图形支撑软件的标准化
应用软件开发环境的通用化和标准化
提高算法可靠性和效率
用并行处理技术提高真实感图象的生成速度
探讨自然景象的模拟方法
计算机图形学软件的标准化
起因:
图形软件与显示器、绘图仪等硬件设备联系紧密;
图形软件的应用系统复杂;
目的:
降低软件研制成本,解决可移植性;
建立统一的应用软件程序员的开发接口;
为图形硬件生产厂家提供依据,明确可硬件化的图形功能。
图形标准化的发展:
Core -- 77年,由美国图形标准规划委员会提出
GKS(Graphics Kernel System ) -- ISO标准
PHICS(Programmer’s Hierarchical Interactive Graphics System) -- ISO标准
puter Graphics Metafile) -- ISO标准
puter Graphics Interface) -- ISO标准
IGES(Initial Graphics Exchange Specification) --
ANSI标准
STEP(STandard for the Exchange of Product model data) -- 可能的ISO标准
标准化的内容:
图形系统及其相关应用系统中各界面之间进行数据传送和通信的接口标准;
图形应用程序调用的库函数及其格式标准;
标准化的分类:
面向图形应用软件的标准,如:Core,GKS,PHICS
面向图形设备的接口标准,如:CGI,CGM等
面向工程和产品数据模型的标准,如:STEP,IGES
OpenGL --SGI公司的产品,已成工业标准。