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圖形學(xué)和可視化ppt課件(已修改)

2025-05-24 07:32 本頁面
 

【正文】 1 計算機科學(xué)導(dǎo)論 第 9章 圖形學(xué)和可視化 2 計算機科學(xué)導(dǎo)論 本章學(xué)習(xí)目標(biāo) ◆ 掌握圖形學(xué)基本概念 ◆了解圖形系統(tǒng) ◆掌握計算機視覺和可視化 ◆了解圖形用戶界面的程序設(shè)計 ◆了解人機交互 ◆了解虛擬現(xiàn)實 3 計算機科學(xué)導(dǎo)論 圖形學(xué)基本概念 計算機圖形信息的處理 ? 計算機圖形學(xué) (Computer Graphics):是研究怎樣用計算機構(gòu)造 (生成 )圖形,并把圖形的描述數(shù)據(jù) (數(shù)學(xué)模型 )通過指定的算法轉(zhuǎn)換 (處理 )成圖形顯示的一門學(xué)科。 ? 圖像處理 (Image Processing):是將客觀世界中原來存在的物體影像處理成新的數(shù)字化圖像的相關(guān)技術(shù)。 ? 模式識別:是當(dāng)圖像信息輸入計算機后,先對它進行預(yù)處理和特征抽取等處理;然后對圖像進行分析和識別,找出其中蘊涵的內(nèi)在聯(lián)系或抽象模型;最后由計算機按照要求得到該圖像的分類與描述。 4 計算機科學(xué)導(dǎo)論 計算機圖形學(xué)、圖像處理和模式識別三者之間有千絲萬縷的聯(lián)系,彼此相互融合、相互促進 圖像處理 計算機圖形學(xué) 模式識別 處理對象的模型描述 處理對象的圖形顯示 5 計算機科學(xué)導(dǎo)論 數(shù)字成像的一般處理過程 ? (1) 建立模擬對象的幾何模型。 ? (2) 將單個物體進行組裝。 ? (3) 確定觀察點位置。 ? (4) 確定顯示范圍。 ? (5) 確定圖形顯示器屏面上的顯示范圍。 ? (6) 計算各單元三角形的法向矢量,根據(jù)光照模型確定可見三角形表面的亮度和色彩。 ? (7) 顯示所有可見的三角形單元。 6 計算機科學(xué)導(dǎo)論 計算機圖形學(xué)的起源 ? 從 20世紀 50年代初到 60年代中,麻省理工學(xué)院開始從事現(xiàn)代計算機輔助設(shè)計 /制造技術(shù)的開拓性研究 。 ? 1963年,麻省理工學(xué)院的 Lvan E. Sutherland發(fā)表了 “ 畫板 (Sketckpad)。 ? 1964年孔斯 (Steve Coons)提出了用小塊曲面片組合表示自由型曲面時使曲面片邊界上達到任意高次連續(xù)階的理論方法。 ? 20世紀 60年代中期開始,麻省理工學(xué)院、通用汽車公司、洛克西德飛機制造公司、貝爾電話實驗室等都展開了計算機圖形顯示的工作。 ? 20世紀 70年代后,相繼出臺了許多圖形標(biāo)準(zhǔn),圖形軟件的開發(fā)也更加方便,計算機圖形學(xué)發(fā)展趨于成熟。 7 計算機科學(xué)導(dǎo)論 計算機圖形學(xué)主要研究的內(nèi)容 ? 計算機圖形學(xué)的主要研究對象是 點、線、面、體、場 的數(shù)學(xué)構(gòu)造方法與其圖形顯示,以及它們隨時間變化的情況。 ? (1) 描述復(fù)雜物體圖形的方法與數(shù)學(xué)工具。 ? (2) 物體圖形描述數(shù)據(jù)的輸入。 ? (3) 幾何圖形數(shù)據(jù)的存儲。 ? (4) 物體圖形數(shù)據(jù)的運算處理 ? (5) 物體圖形數(shù)據(jù)的輸出顯示。 ? (6) 實時動畫和多媒體技術(shù)。 ? (7) 制定與圖形應(yīng)用軟件有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 8 計算機科學(xué)導(dǎo)論 計算機圖形學(xué)的應(yīng)用 ? 1.計算機輔助設(shè)計與制造 (CAD/CAM) ? 2.用戶可視化接口 ? 3.地理信息系統(tǒng)與制圖 ? 4.過程控制和指揮系統(tǒng) ? 5.計算機動畫和藝術(shù) 9 計算機科學(xué)導(dǎo)論 計算機圖形的標(biāo)準(zhǔn)化 ? 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織和其他一些機構(gòu)相繼提出了許多計算機圖形學(xué)的標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)都遵循與計算機硬件無關(guān),能實現(xiàn)程序的可移植性的原則。 ? 1.計算機圖形接口 (C
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