文档介绍：计算机图形学计算机图形学东北大学机械工程与自动化学院工程图学教学与研究中心肖平阳计算机图形学第1章计算机图形系统第2章图形变换绪论下页总目录上页结束第3章数据结构第4章窗口与裁剪计算机图形学第5章图案填充第6章隐线消除计算机图形学下页上页结束绪论随着计算机软、硬件的发展,计算机图形学已成为一门成熟的学科,在计算机应用领域占有重要内容地位。总目录计算机图形学的定义 ISO(国际标准化组织)对其定义为:计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形,并在专用显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。:InstituteofElectricalandElectronicsEngineers(IEEE)美国电子和电气工程师协会计算机图形学下页上页结束计算机图形学发展简史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(WhirlwindI)计算机的附件诞生了。该显示器用一个类似于示波器的阴极射线管(CRT)来显示一些简单的图形。p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。50年代末期MIT的林肯实验室在“旋风”计算机上开发SAGE空中防御体系,第一次使用了具有指挥和控制功能的CRT显示器,操作者可以用笔在屏幕上指出被确定的目标。“Sketchpad:一个人机交互通信的图形系统”的博士论文,puterGraphics”这个术语,证明了交互计算机图形学是一个可行的、有用的研究领域,从而确定了计算机图形学作为一个崭新的科学分支的独立地位。,通过插值四条任意的边界曲线来构造曲面。同在60年代早期,法国雷诺汽车公司的工程师PierreBézier发展了一套Bézier曲线、曲面的理论,成功地用于几何外形设计。计算机图形学下页上页结束70年代是计算机图形学发展过程中一个重要的历史时期。光栅显示器的产生,图形学进入了第一个兴盛的时期,并开始出现实用的CAD图形系统。70年代,计算机图形学另外两个重要进展是真实感图形学和实体造型技术的产生。总目录从80年代中期以来,超大规模集成电路的发展,为图形学的飞速发展奠定了物质基础。计算机的运算能力的提高,图形处理速度的加快,使得图形学的各个研究方向得到充分发展,图形学已广泛应用于动画、科学计算可视化、CAD/CAM、影视娱乐等各个领域。计算机图形学下页上页结束计算机图形学研究的基本内容图形通常由点、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。总目录另一类是明暗图(Shading),是以位图(Bitmap)形式存在的灰度信息,也就是通常所说的真实感图形。从处理技术上来看,图形主要分为两类: 一类是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,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。计算机图形学下页上页结束在用计算机处理图形数据方面,主要分为三个领域:图形显示、图像(image)处理和图像模式识别。总目录一、图形显示图形描述点、线、面等及其拓扑信息。图形变换二、三维变换、三维到二维、几何变换和非几何变换等。图形运算基本几何间的计算、裁剪、布尔运算等。图形显示/输出基本图形生成算法、消隐、绘图、光照模型等。图形输入交互技术、参数化设计、造型技术等。算法和算法复杂性分析空间和时间等。计算机图形学下页上页结束二、图像处理对直观图像(以具有颜色信息的点阵来表示的图形),按图形由哪些点组成、点的灰度及色彩进行处理,增强其清晰度。三、图象模式识别总目录在算法研究方面,不单要求从数学上能够处理,还要求必须在计算机容量允许的条件下和用户能够容忍的时间内完成这些处理。因此,强调要研究占用机时少、占用存储量小的图形处理方法。计算机图形学下页上页结束本课程的设置内容作为一门主要面向机械专业研究生的课程,着重讨论与图形变换、图案填充和隐线消除相关的原理与算法。总目录为使学生具备以下几个方面的能力打下基础:掌握图形生成、图形变换、图案填充和隐线消除的一般原理、方法和技术;编制计算机绘图程序;处理图形数据;进行更深入的计算机图形学研究。授课中主要侧重软件方面,对硬件知识作一些必要的介绍。