
求《计算机图形学》(项志刚)和《算法设计与分析》(第2版)的总结
计图形学我没学过,但学法设计与分析。
挺难的,最好你还是从一就好好学不然上完了发现什么都不知道,不过那个课考试好办。
因为内容是一些编程思想,很难考核。
就《算法设计与分析》这门,在进入正式内容之前,会讲一些基础概念和介绍算法复杂度的分析,如时间复杂度、空间复杂度,如何评价一个算法的优劣。
这个内容虽然数据结构里讲过,但在这门学科里讲得要系统深入一些。
然后就是会讲到一些经典的算法思想,比如递归和分治策略、贪心算法、回溯法、分支限界法、随机化算法等等,每个种算法是教给你一种策略、一种思想,其实只要这里的两三种思想深化到你的头脑中了,对你的编程是很有帮助的。
这门课以讲算法思想为主,另外也会介绍一些相关内容,比如动态规划、线性规划、网络流什么的,还有NP完全理论与近似算法。
学习计算机图形学
华北电力大学课程论文||论文题目计算机图形学概述课程名称计算机图形学||专业班级:软件11k1学生姓名:学号:成绩:一.摘要计算机图形学(ComputerGraphics,简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。
简单地说,计算机图形学的主要研究内容就是研究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。
计算机图形学作为计算机科学与技术学科的一个独立分支已经历了近40年的发展历程。
一方面,作为一个学科,计算机图形学在图形基础算法、图形软件与图形硬件三方面取得了长足的进步,成为当代几乎所有科学和工程技术领域用来加强信息理解和传递的技术和工具。
计算机图形学在我国虽然起步较晚,然而它的发展却十分迅速。
二关键词:实现2D\\\/3D图形的算法,二维图形变换,三维图形变换,发展前沿,发展趋势三引言:计算机图形学(Computer Graphics)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。
计算机图形学的主要研究内容就是研究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。
四正文1计算机图形学中运用到的技术算法1.1、OpenGL实现2D\\\/3D图形的算法OpenGL(全写OpenGraphicsLibrary)是个定义了一个跨
计算机图形学课程设计,求帮忙
【计算机图形学】 编写一个利用向量方法分解凹多边形的子程序
计算机图形学的发展 1963年,伊凡•苏泽兰(Ivan Sutherland)在麻省理工学院发表了名为《画板》的博士论文, 它标志着计算机图形学的正式诞生。
至今已有三十多年的历史。
此前的计算机主要是符号处理系统,自从有了计算机图形学,计算机可以部分地表现人的右脑功能了,所以计算机图形学的建立具有重要的意义。
近年来, 计算机图形学在如下几方面有了长足的进展: 1、智能CAD CAD 的发展也显现出智能化的趋势,就目前流行的大多数CAD 软件来看,主要功能是支持产品的后续阶段一一工程图的绘制和输出,产品设计功能相对薄弱, 利用AutoCAD 最常用的功能还是交互式绘图,如果要想进行产品设计, 最基本的是要其中的AutoLisp语言编写程序,有时还要用其他高级语言协助编写,很不方便。
而新一代的智能CAD 系统可以实现从概念设计到结构设计的全过程。
例如,德国西门子公司开发的Sigraph Design软件可以实现如下功能:① 从一开始就可以用计算机设计草图,不必耗时费力的输入精确的坐标点,能随心所欲的修改,一旦结构确定,给出正确的尺寸即得到满意的图纸;② 这个软件中具有关系数据结构, 当你改变图纸的局部,相关部分自动变化,在一个视图上的修改,其他视图自动修改,甚至改变一个零件图,相关的其它零件图以及装配图的相关部分自动修改:③ 在各个专业领域中,有一些常用件和标准件, 因此,希望有一个参数化图库。
而Sigraph不用编程只需画一遍图就能建成自己的图库;④Sigraph还可以实现产品设计的动态模拟用于观察设计的装置在实际运行中是否合理等等。
智能CAD的另一个领域是工程图纸的自动输入与智能识别,随着CAD技术的迅速推广应用,各个工厂、设计院都需将成千上万张长期积累下来的设计图纸快速而准确输入计算机,作为新产品开发的技术资料。
多年来,CAD 中普遍采用的图形输入方法是图形数字化仪交互输入和鼠标加键盘的交互输入方法.很难适应工程界大量图纸输入的迫切需要。
因此, 基于光电扫描仪的图纸自动输入方法已成为国内外CAD工作者的努力探索的新课题。
但由于工程图的智能识别涉及到计算机的硬件、计算机图形学、模式识别及人工智能等高新技术内容,使得研究工作的难点较大。
工程图的自动输入与智能识别是两个密不可分的过程,用扫描仪将手绘图纸输入到计算机后,形成的是点阵图象. CAD 中只能对矢量图形进行编辑, 这就要求将点阵图象转化成矢量图形.而这些工作都让计算机自动完成.这就带来了许多的问题.如① 图象的智能识别;② 字符的提取与识别;③ 图形拓扑结构的建立与图形的理解;④实用化的后处理方法等等。
国家自然科学基金会和863计划基金都在支持这方面的研究, 国内外已有一些这方面的软件付诸实用,如美国的RVmaster,德国的VPmax, 以及清华大学,东北大学的产品等。
但效果都不很理想.还未能达到人们企盼的效果。
2 计算机美术与设计 2.1 计算机美术的发展 1952年.美国的Ben .Laposke用模拟计算机做的波型图《电子抽象画》预示着电脑美术的开始(比计算机图形学的正式确立还要早)。
计算机美术的发展可分为三个阶段: (1)早期探索阶段(1952 1968年)主创人员大部分为科学家和工程师,作品以平面几何图形为主。
1963年美国《计算机与自动化》杂志开始举办年度“计算机美术比赛”。
代表作品:1960年Wiuiam Ferrter为波音公司制作的人体工程学实验动态模拟.模拟飞行员在飞机中各种情况;1963年Kenneth Know Iton的打印机作品《裸体》。
1967年日本GTG小组的《回到方块》。
(2)中期应用阶段(1968年~1983年)以1968年伦敦第一次世界计算机美术大展一“控制论珍宝 (Cybernehic Serendipity1为标志,进入世界性研究与应用阶段;计算机与计算机图形技术逐步成熟, 一些大学开始设置相关课题, 出现了一些CAD应用系统和成果, 三维造型系统产生并逐渐完善。
代表作品:1983年美国IBM 研究所Richerd Voss设计出分形山(可到网站“分形频道hrtp:ttfracta1.126.tom 中查找有关“分形”的知识) (3)应用与普及阶段(1984年~现在)以微机和工作站为平台的个人计算机图形系统逐渐走向成熟, 大批商业性美术(设计)软件面市; 以苹果公司的MAC 机和图形化系统软件为代表的桌面创意系统被广泛接受,CAD成为美术设计领域的重要组成部分。
代表作品:1990年Jefrey Shaw的交互图形作品“易读的城市f The legible city) 。
2.2 计算机设计学(Computer Des i gn i cs) 包括三个方面:环境设计(建筑、汽车)、视觉传达设计(包装)、产品设计。
CAD对艺术的介入,分三个应用层次: (1)计算机图形作为系统设计手段的一种强化和替代; 效果是这个层次的核心(高精度、高速度、高存储)。
(2)计算机图形作为新的表现形式和新的形象资源。
(3)计算机图形作为一种设计方法和观念。
3 计算机动画艺术 3.1 历史的回顾 计算机动画技术的发展是和许多其它学科的发展密切相关的。
计算机图形学、计算机绘画、计算机音乐、计算机辅助设计、电影技术、电视技术、计算机软件和硬件技术等众多学科的最新成果都对计算机动画技术的研究和发展起着十分重要的推动作用50年代到60年代之间,大部分的计算机绘画艺术作品都是在打印机和绘图仪上产生的。
一直到60年代后期,才出现利用计算机显示点阵的特性,通过精心地设计图案来进行计算机艺术创造的活动。
70年代开始.计算机艺术走向繁荣和成熟 1973 年,在东京索尼公司举办了“首 届国际计算机艺术展览会”80年代至今,计算机艺术的发展速度远远超出了人们的想象 在代表计算机图形研究最高水平的历届SIGGRAPH年会上,精彩的计算机艺术作品层出不穷。
另外,在此期间的奥斯卡奖的获奖名单中,采用计算机特技制作电影频频上榜,大有舍我其谁的感觉。
在中国,首届计算机艺术研讨会和作品展示活动于1995年在北京举行 它总结了近年来计算机艺术在中国的发展,对未来的工作起到了重要的推动作用 3.2 计算机动画在电影特技中的应用 计算机动画的一个重要应用就是制作电影特技 可以说电影特技的发展和计算机动画的发展是相互促进的。
1987年由著名的计算机动画专家塔尔曼夫妇领导的MIRA 实验室制作了一部七分钟的计算机动画片《相会在蒙特利尔》 再现了国际影星玛丽莲•梦露的风采。
1988年,美国电影《谁陷害了兔子罗杰》 (Who Framed Roger Rabbit?)中二维动画人物和真实演员的完美结合,令人膛目结舌、叹为观止 其中用了不少计算机动画处理。
1991年美国电影《终结者II:世界末日》展现了奇妙的计算机技术。
此外,还有《侏罗纪公园》(Jurassic Park)、《狮子王》、《玩具总动员》(Toy Story)等。
3.3 国内情况 我国的计算机动画技术起步较晚。
1990年的第11届亚洲运动会上,首次采用了计算机三维动画技术来制作有关的电视节目片头。
从那时起,计算机动画技术在国内影视制作方面得到了讯速的发展, 继而以3D Studio 为代表的三维动画微机软什和以Photostyler、Photoshop等为代表的微机二维平面设计软件的普及,对我国计算机动画技术的应用起到了推波助谰的作用。
计算机动画的应用领域十分宽广 除了用来制作影视作品外, 在科学研究、视觉模拟、电子游戏、工业设计、教学训练、写真仿真、过程控制、平面绘画、建筑设计等许多方面都有重要应用,如军事战术模拟 4 科学计算可视化 科学计算的可视化是发达国家八十年代后期提出并发展起来的一门新兴技术,它将科学计算过程中及计算结果的数据转换为几何图形及图象信息在屏幕上显示出来并进行交互处理,成为发现和理解科学计算过程中各种现象的有力工具。
1987年2月英国国家科学基金会在华盛顿召开了有关科学计算可视化的首次会议。
会议一致认为“将图形和图象技术应用于科学计算是一个全新的领域” 科学家们不仅 需要分析由计算机得出的计算数据,而且需要了解在计算机过程中数据的变化。
会议将这一技术定名为“科学计算可视化(Visualization in Scientific Computing)”。
科学计算可视化将图形生成技术图象理解技术结合在一起, 它即可理解送入计算机的图象数据.也可以从复杂的多维数据中产生图形。
它涉及到下列相互独立的几个领域:计算机图形学、图象处理、计算机视觉、计算机辅助设计及交互技术等。
科学计算可视按其实现的功能来分, 可以分为三个档次:(1)结果数据的后处理;(2)结果数据的实时跟踪处理及显示;(3)结果数据的实时显示及交互处理。
4.1 国外科学计算可视化现状 (1)分布式虚拟风洞 这是美国国家宇航局(Ames)研究中心的研究项目,包括连接到一台超能计算机上的两个虚拟屏幕。
这一共享的分布式虚拟环境用来实现三维不稳定流场。
两个人协同工作, 可在一个环境中从不同视点和观察方向同一流场数据。
(2)PHTHFINDER 这是美国国家超级计算机应用中心(NCSA)的研究项目. 是在交互分布环境下研究大气流体的软件。
PHTHFINDER通过多个相联系的模型来研究暴风雨。
(3)狗心脏CT数据的动态显示 这也是NCSA的研究项目,它利用远程的并行计算资源.用体绘制技术实现CT扫描三维数据场动态显示。
其具体内容是显示一个狗的心脏跳动周期的动态图像。
(4)燃烧过程动态模型的可视化 这是美国西北大学的研究项目.可以显示发生在非烧热的气体燃烧中复杂的空问瞬态图象。
火焰位于两个同心圆柱之间.可燃混合气体从内圆柱注入,燃烧所生成的物质通过外圆柱送出。
(5)胚胎的可视化 依利诺大学芝加哥分校研制了一个在工作站和超级计算机上实现的可视亿应用软件。
其内容是对一个七周的人类胚胎实现交互的三维显示, 是由卫生和医学国家博物馆所得到的数据重构而成的。
这一项目表示了对人类形态数据实现远程访问和在网络资源中实现分布计算的可能性。
最近美国还将做整个人体的可视化, 他们将两个自愿者(一男一女)做成了切片,男的被切了1780片, 厚度约1毫米,女的被切了5400片, 厚度约O.3毫米,数据量很大。
概括起来有以下几点: (1)科学计算可视化技l术在美国的著名国家实验室及大学中已经从研究走向应用,应用范围涉及天体物理、生物学、气象学、空气动力学、数学、医学图象等领域。
科学计算可视化的技术水平正在从后处理向实时跟踪和交互控制发展。
(2)美国在实现科学计算可视化时, 已经将超级计算机、光纤高速网、高性能工作站及虚拟环境四者结合起来,显示了这一领域技术发展的重要方向。
就三维数据场的显示算法而言,当数据场分布密集而规则时(如cT扫描数据)多采用体绘制技术,这种算法效果好,但计算费时。
对于数据场分布稀疏,或分布不规则的应用领域, 如天体物理、气象学多采用构造中间几何图象的方法,这种方法生成图象速度快,较易作到实时交互处理。
5 虚拟现实 “虚拟现实”(Virbual ReMity)- 词是由美国喷气推动实验室(VPL)的创始人拉尼尔(Jaron Lanier)首先提出的 在克鲁格(Myren Kruege)70年代中早期实验里.被称为 人工现实”(Artificial reality);而在吉布森(William Gibson)l984 年出版的科幻小说Neuremanccr里,又被称为“可控空间”(Cyberspaee)。
虚拟现实, 也育人称之为虚拟环境(Virtual Environment)是美国国家航空和航天局及军事部门为模拟而开发的一门高新技术 它利用计算机图形产生器,位置跟踪器,多功能传感器和控制器等有效地模拟实际场景和情形,从而能够使观察者产生一种真实的身临其境的感觉虚拟环境由硬件和软件组成,硬件部分主要包括:传感器(Sensors)、印象器(Efeeter)和连接侍感器与印象器 产生模拟物理环境的特殊硬件。
利用虚拟现实技术产生虚拟现实环境的软件需完成以下三个功能:建立作用器(Actors)以及物体的外形和动力学模型:建立物体之间以及周围环境之间接照牛顿运动定律所决定的相互作用;描述周围环境的内容特性 5.1 虚拟现实技术的应用 5.1.1用于脑外科规划的双手操作空间接口工具 最近,美国弗尼亚大学推出了一种能用于脑外科规划的被称为Netra的双手操作空间接口工具 根据脑外科医生的工作环境和习惯,该系统采用一种外形象人头的控制器。
脑外科医生可以根据他们的职业习惯,通过转动外形象人头的控制器, 来方便地观察人脑的不部位, 同时通过右手控制面板的平面来控制人脑的剥面的扫描井能根据CT或强磁共振图像所产生的主体脑模型显示所需得到观察视点着色后的真实图像 5.1.2虚拟环境用于恐高症治疗 英国研制的一个虚拟现实系统可以产生以下虚拟环境:① 透明的玻璃电梯,② 高层建筑阳台.@位于蛱咎之上的索桥。
为了增加真实的感觉,患者除了佩戴能够产生三维立体景象的头盔式显示器外,还必须站在一个特制的框架内。
调节电梯、.阳台和索桥的高度就可以产生不同程度的刺激。
5.1.3虚拟风洞 德国信息技术国家研究中心的克鲁格等人建立了一个所谓的“虚拟风嗣 ,用以代替风洞实验(因风洞实验成本高,且实验难以控制)。
在虚拟风洞中,其模拟的数据来自超级计算机或高性能工作站上运行的有限元程序。
利用虎拟风洞,观测者通过佩戴液晶开关眼镜可以方便地对于给定的点和线进行观察,而且还可以通过放大的方式进行更细致的研究,大大方便了人们对于物体动力中特性的研究。
5.1.4封闭式战斗作战训练器 封闭式战斗作战训练器(CCTT)是马斯塔格利等人为美军研制的用于坦克和机械化步兵在实际地形上进行演习的模拟装置。
它与通常的虚拟环境和模拟器不同,它需要建立的是适用于军队训练的大规模复杂的虚拟环境。
5.1.5虚拟现实技术在建筑设计中应用 虚拟现实技术还被广泛用于建筑设计。
克鲁格等将他们设计的未来建筑显现在他们发明的虚拟工作平台上,建筑学家们聚集在一起透过所佩戴的液晶眼镜,可以看到设计的立体建筑,井方便地增添或移去建筑的一部分或其它物体。
同时也可以通过数据手套来设置不同的光源.模拟不同时间的日光和月光.观察在不同光线下所设计建筑的美感以及与整个环境的协调性。
总之.虚拟现实技术是一门多学科交叉和综合集成的新技术。
因此, 它的发展将取决于相关科学技术的发展和进步 虚拟现实技术最基本的要求就是反映的实时性和场景的真实性。
但一般来说,实时性与真实性往往是相互矛盾的。
5.2 多通道用户界面 用户界面是计算机系统中人与计算机之间相互通讯的重要组成部分。
八十年代以WIMP(窗口、图符、菜单、鼠标)为基础的图形用户界面(GUD极大地改善了计算机的可用性、可学性和有效性,迅速代替了命令行为代表的字符界面,成为当今计算机用户界面的主流。
以用户为中心的系统设计思想.增进人机交互的自然性,提高人机交互的效率和带宽是用户界面的研究方向。
于是提出了多通道用户界面的思想,它包括语言、姿势输入、头部跟踪、视觉跟踪、立体显示、三维交互技术、感觉反馈及自然语言界面等。
可以这样说人体的表面就是人机界面。
人体的任何部分都应成为人机对话的通道。
虚拟现实显示是关键所在,这不仅要求软件来实现,更主要的是硬件上的实现。
概括起来虚拟现实的人机交互通道可分为两个方面:主要的感觉通道和主要作用通道。
多通道用户界面强调: (1)多个交互通道,如眼一语言一手势等。
(2)交互的双向性.如果每个通道兼有输入/输出 (3)交互不一定是在同一通道中完成.例如, 眼和耳都可以接受信息.但有明显的区别。
眼永远是主动的, 即主动地去获取信息,耳永远是被动的,有些信息不管你愿不愿听,总要输到耳朵中,这就要求在具体的交互中具体选择交互通道。
计算机图形学中各个领域的发展各有各自的特点, 但总起来说是以虚拟现实为导向 和目的的。
虚拟现实的发展要求必将带动计算机图形学各学科的发展. 同样虚拟现实的发展也将依赖于其他学科的发展,计算机图形前景诱人。
形势逼人(我国还比较落后),但通过努力还是可以缩短差距的。
计算机图形学裁剪试验报告怎么写
不知你的要求是什么我把我报告的一部分关于裁剪的粘给你 裁剪(clipping)是裁去窗口之外物体或物体部分的一种操作。
2.1 直线的剪裁 Cohen-Sutherland算法;2.2 多边形的剪裁 Sutlerland_Hodgman算法2.3 字符串的剪裁 裁剪:确定图形中哪些部分落在显示区之内,哪些落在显示区之外,以便只显示落在显示区内的那部分图形。
这个选择过程称为裁剪。
窗口:画面上对应于屏幕显示的那部分区域成为窗口。
一般定义为矩形。
2.1 直线的剪裁 直线和窗口的关系可以分为如下3类(图2.20): ⑴ 整条直线在窗口内。
此时,不需剪裁,显示整条直线。
⑵ 整条直线在窗口外,此时,不需剪裁,不显示整条直线。
⑶ 部分直线在窗口内,部分直线在窗口外。
此时,需要求出直线与窗框的交点,并将窗口外的直线部分剪裁掉,显示窗口内的直线部分。
直线剪裁算法有两个主要步骤。
首先将不需剪裁的直线挑出,即删去在窗外的直线。
然后,对其余直线,逐条与窗框求交点,并将窗口外的 部分删去。
Cohen-Sutherland直线剪裁算法以区域编码为基础,将窗口及其周围的8个方向以4 bit的二进制数进行编码。
各编码分别代表窗外上下右左空间的编码 图2.21所示的编码方法将窗口及其邻域分为5个区域: ⑴ 内域:区域(0000)。
⑵ 上域:区域(1001, 1000, 1010)。
⑶ 下域:区域(0101, 0100, 0110)。
⑷ 左域:区域(1001, 0001, 0101)。
⑸ 右域:区域(1010, 0010, 0110)。
当线段的两个端点的编码的逻辑“与”非零时 ,线段为显然不可见的 对某线段的两个端点的区号进行位与运算,可知这两个端点是否同在视区的上、下、左、右; 算法的主要思想是,对每条直线P1P2: ⑴ 对直线两端点P1、P2编码分别记为 C1(P1)={a1, b1, c1, d1},C2(P2)={a2, <\\\/p>
b2, c2, d2}其中,ai、bi、ci、di取值范围为{1, 0},i∈{1, 2}。
⑵ 如果ai=bi=ci=di=0,则显示整条直线,取出下一条直线,返步骤(1)。
否则,进入步骤(3)。
⑶如果|a1-a2|=1,则求直线与窗上边(y=yw-max)的交点,并删去交点以上部分。
如果|b1-b2|=1,|c1-c2= |=1,|d1-d2|=1,作类似处理。
⑷ 返步骤(1)。
Cohen-Sutherland算法——C语言程序 #define LEFT 1 #define RIGHT 2 #define BOTTOM 4 #define TOP 8 int encode(float x,float y) { int c=0; if(x
Sutherland-Hodgeman算法—逐次多边形裁剪算法 基本思想:通过简单地一次用窗口的一条边裁剪多边形 算法:(1) 将多边形表示为顶点表,即{P1,P2,… … Pn-1,Pn }, 并生成边表P1P2, P2P3, … … Pn-1Pn, PnP1, (2) 用窗口边裁剪原多边形,生成中间多边形(3) 对中间多边形重复步骤(2), 直至被窗口所有边裁剪完为止 关键:根据多边形的边表,逐次对每一段边与裁剪线(窗口边)比较,判别输入顶点的个数和坐标,并联结成封闭多边形 实现方法:①设置二个表 输入顶点表(向量)—用于存放被裁剪多边形的顶点p1-pm。
输出顶点表(线性链表)—用于存放裁剪过程中及结果的顶点 q1-qn。
②输入顶点表中各顶点要求按一定顺序排列,一般可采用顺时针或逆时针方向。
③相对于裁剪窗口的各条边界,按顶点表中的顺序,逐边进行裁剪。
具体操作: Pi 若位于边界线的可见一侧,则 Pi 送输出顶点表 Pi 若位于边界线的不可见一侧,则将其舍弃。
除第一个顶点外,还要检查每一个 Pi 和前一顶点 Pi-1是否位于窗口边界的同一侧,若不在同一侧,则需计算出交点送输出顶点表。
最后一个顶点 Pn则还要与 P1 一起进行同样的检查。
裁剪前: 裁剪后:输入顶点表:p1p2p3p4p5 输入顶点表: 不变输出顶点表:空 输出顶点表: q1q2p3q7q8q5q6q4q3 ??考虑窗口的一条边以及延长线构成的裁剪线该线把平面分成两个部分:可见一侧;不可见一侧??多边形的各条边的两端点S、P。
它们与裁剪线的位置关系只有四种 2.3 字符串的剪裁 字符串剪裁有3种可选择的方法。
⒈ 字符串的有或无剪裁 (all-or-none-text) ⒉ 字符的有或无剪裁 (all-or-none-character) ⒊ 字符的精密剪裁
计算机图形学论文
计算机图形学计算机图形学是近30年来发展迅猛、应用广泛的新兴科学,它随着计算机及其外围设备而产生和发展起来的。
是近代计算机科学与雷达、电视及图像处理技术的发展汇合而产生的硕果。
主要研究用计算机及其图形输入设备来输入、表示、变换、运算和输出图形的原理、算法、及系统。
在造船、航天航空、汽车、电子、机械、土建工程、影视广告、地理信息、轻纺化工等领域中有着广泛的应用,推动了这门学科的不断发展,而不断的解决应用中提出的各类新课题,又进一步充实和丰富了这门学科的内容。
计算机图形的发展1950年,第一台图形显示器作为美国麻省理工学院旋风I号计算机的附件诞生了,该显示器只能显示一些简单的图形。
在整个20实际50年代,只有电子管计算机,用机器语言编程,而为这些计算机配置的图形设备也仅具有输出功能。
计算机图形学处于准备和酝酿时期,并称之为“被动”式图形学。
到20世纪50年代末期,林肯实验室在计算机上开发的SAGE空中防御系统,第一次使用了具有指挥和控制功能的CRT显示器,与此同时,类似的技术再设计和生产过程中也陆续得到了应用,它预示着交互式计算机图形学的诞生。
而后有Ivan E. Sutherland 发表了一遍题为“Sketchpad:一个人-机通信的图形系统”的博士论文,他的论文中首次使用了Computer Graphics 这个术语,证明了交互式计算机图形学是一个可行的、有用的研究领域,从而确定了计算机图形学作为一个崭新的科学分支的独立地位。
相应的随着计算机系统、图形输入、图形输出设备的发展,计算机图形软件及其生成、控制图形的算法也有了很大的发展。
其中图形软件系统概括起来主要有以下三种:(1)用现有的某种计算机语言写成的子程序。
如GKS、PHIGS、GL、VTK等。
(2)扩充某一种计算机语言使其具有图形生成和处理功能。
如VC++、ELPHI等集成开发环境,都具有了强大的图形处理功能。
(3)专用的图形系统。
计算机图形学所涉及的算法也是非常丰富的,围绕着生成、表示物体的图形图像的准确性、真实性和实用性,其算法可分为以下几类:(1)基于图形设备的基本图形元素的生成算法,如用光栅图形显示器生成直线、圆弧、二次曲线、封闭边界内的填色、填图案、反走样等。
(2)基本图形元素的几何变换、投影变换、窗口裁剪等。
(3)自由曲线和曲面的插值、拟合、拼接、分解、过渡、光顺、整体修改、局部修改等。
(4)图形元素的求交与分类以及集合运算。
(5)隐藏线、面消除以及具有光照颜色效果的真是图形显示。
(6)不同字体的点阵表示,矢量中、西文字符的生成与转换。
(7)三维形体的实时显示和图形的并行处理。
(8)虚拟现实环境的生成及其控制算法。
计算机图形学研究如何从计算机模型出发,把真实的或想象的物体画面描绘出来。
而图像处理进行的却是与此相反的过程,图像处理包括图像增强、模式探测和识别、景物分析和计算机视觉模拟等领域。
虽然计算机图形学和图象处理目前仍然是两个相对独立的学科分支。
而现在越来越多的研究将图形学和图像处理结合起来,图形和图像处理算法的结合是促进计算机图形学和图像处理技术发展的必然趋势。
计算机图形学的应用由于计算机图形设备的不断更新和图形软件功能的不断扩充,也由于计算机硬件功能的不断增强和系统软件的不断完善,计算机图形学在近30年内得到了广泛的应用。
目前,主要的领域有:(1) 用户接口。
用户接口是人们使用计算机的第一观感,如今在用户接口中广泛使用了图形和图标,大大提高了用户接口的直观性和友好性,也提高了相应软件的执行速度。
(2) 计算机辅助设计与制造(CAD\\\/CAM)。
这是一个最广泛、最活跃的应用领域。
主要功能是支持产品的后续阶段一一工程图的绘制和输出。
(3) 科学、技术及事务管理中的交互绘图。
可用来绘制数学的、物理的、或表示经济信息的各类图表。
(4) 绘制勘探、测量图形。
计算机图形学被广泛的用来绘制地理的、地质的以及其他自然想象的高精度勘探、测量图形。
(5) 过程控制及系统环境模拟。
用户利用计算机图形学实现与其控制或管理对象间的相互作用。
(6) 电子印刷及办公室自动化。
图文并茂的电子排版系统代替了传统的铅字排版,这是印刷史上的一次革命。
(7) 计算机动画及艺术模拟。
计算机图形学在艺术领域中的应用成效越来越显著。
(8) 科学计算的可视化。
通过对空间数据场构造中间几何图像或用体绘制技术在屏幕上产生二维图像。
(9) 工业模拟。
主要涉及计算机图形学中的产品造型、干涉检测和三维形体的动态设计。
总之,交互式计算机图形学的应用极大地提高了人们理解数据、分析趋势、观察现实或想象形体的能力。
随着个人计算机和工作站的发展,随着各种图形软件的不断推出,计算机图形学的前景将是更加的引人入胜的。
自个从书上总结的



