計(jì)算機(jī)圖形學(xué)介紹

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)介紹第1頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月教學(xué)要求了解圖形系統(tǒng)的框架及其涉及的軟件、硬件技術(shù)；了解圖形學(xué)的基本問題，掌握?qǐng)D形學(xué)的基本概念、方法與算法；對(duì)與圖形相關(guān)的應(yīng)用及當(dāng)前的研究熱點(diǎn)有一個(gè)初步認(rèn)識(shí)；具有一定實(shí)踐體會(huì)和相關(guān)的編程能力。第2頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月教材或參考書：教材柳朝陽(yáng)：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)－－圖形的計(jì)算機(jī)與顯示原理，西安電子科技大學(xué)出版社，2005。主要參考書：孫家廣：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)（第三版），清華大學(xué)出版社，1999。第3頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度安排第4頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一章計(jì)算機(jī)圖形學(xué)介紹1.1研究?jī)?nèi)容1.2發(fā)展歷史1.3計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用及研究前沿第5頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1研究?jī)?nèi)容?何謂圖形?構(gòu)成圖形的要素?圖形的兩種表示法?圖形學(xué)所研究的內(nèi)容第6頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖形以及構(gòu)成圖形的要素圖形：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究對(duì)象能在人的視覺系統(tǒng)中產(chǎn)生視覺印象的客觀對(duì)象包括自然景物、拍攝到的圖片、用數(shù)學(xué)方法描述的圖形等等構(gòu)成圖形的要素幾何要素：刻畫對(duì)象的輪廓、形狀等非幾何要素：刻畫對(duì)象的顏色、材質(zhì)等第7頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)中表示圖形的方法點(diǎn)陣表示枚舉出圖形中所有的點(diǎn)(強(qiáng)調(diào)圖形由點(diǎn)構(gòu)成)簡(jiǎn)稱為圖像（數(shù)字圖像）參數(shù)表示由圖形的形狀參數(shù)(方程或分析表達(dá)式的系數(shù)，線段的端點(diǎn)坐標(biāo)等)+屬性參數(shù)(顏色、線型等)來表示圖形簡(jiǎn)稱為圖形：圖形主要分為兩類：基于線條信息表示明暗圖(Shading)第8頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月什么是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)定義：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是研究怎樣用數(shù)字計(jì)算機(jī)生成、處理和顯示圖形的一門學(xué)科。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)中，最為活躍、得到廣泛應(yīng)用的分支之一第9頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究?jī)?nèi)容如何在計(jì)算機(jī)中表示圖形、以及利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖形的計(jì)算、處理和顯示的相關(guān)原理與算法，構(gòu)成了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容。

圖形硬件、圖形標(biāo)準(zhǔn)、圖形交互技術(shù)、光柵圖形生成算法、曲線曲面造型、實(shí)體造型、真實(shí)感圖形計(jì)算與顯示算法，以及科學(xué)計(jì)算可視化、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫、自然景物仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)等。第10頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系數(shù)字圖像數(shù)據(jù)模型圖像生成（計(jì)算機(jī)圖形學(xué)）模型（特征）提取（計(jì)算機(jī)視覺，模式識(shí)別）模型變換（計(jì)算幾何）圖像變換（圖像處理）.發(fā)展特點(diǎn):交叉、界線模糊、相互滲透第11頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月CAGD（ComputerAidedGeometricDesign）幾何形體在計(jì)算機(jī)中的表示，分析、研究怎樣靈活方便地建立幾何形體的數(shù)學(xué)模型，提高算法效率，在計(jì)算機(jī)內(nèi)更好地存儲(chǔ)和管理這些模型等。研究曲線、曲面的表示、生成、拼接、數(shù)據(jù)擬合。第12頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖象處理研究如何對(duì)一幅連續(xù)圖像取樣、量化以產(chǎn)生數(shù)字圖像，如何對(duì)數(shù)字圖像做各種變換以方便處理，如何濾去圖像中的無用噪聲，如何壓縮圖像數(shù)據(jù)以便存儲(chǔ)和傳輸，圖像邊緣提取，特征增強(qiáng)和提取。第13頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)視覺和模式識(shí)別圖形學(xué)的逆過程，分析和識(shí)別輸入的圖像并從中提取二維或三維的數(shù)據(jù)模型（特征）。手寫體識(shí)別、機(jī)器視覺。第14頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.2發(fā)展歷史?歷史追溯?硬件發(fā)展 圖形顯示器的發(fā)展 圖形輸入設(shè)備的發(fā)展?圖形軟件及軟件標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展第15頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月歷史追溯50年代1950年，第一臺(tái)圖形顯示器作為美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）旋風(fēng)I號(hào)（WhirlwindI）計(jì)算機(jī)的附件誕生了1958年，美國(guó)Calcomp公司由聯(lián)機(jī)的數(shù)字記錄儀發(fā)展成滾筒式繪圖儀，GerBer公司把數(shù)控機(jī)床發(fā)展成為平板式繪圖儀50年代末期，MIT的林肯實(shí)驗(yàn)室在“旋風(fēng)”計(jì)算機(jī)上開發(fā)SAGE空中防御體系第16頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月60年代1962年，MIT林肯實(shí)驗(yàn)室的I.E.Sutherland發(fā)表了一篇題為“Sketchpad：一個(gè)人機(jī)交互通信的圖形系統(tǒng)”的博士論文--確定了交互圖形學(xué)作為一個(gè)學(xué)科分支（提出基本交互技術(shù)、圖元分層表示概念及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)…)。1962年，雷諾汽車公司的工程師PierreBézier提出Bézier曲線、曲面的理論1964年MIT的教授StevenA.Coons提出了超限插值的新思想，通過插值四條任意的邊界曲線來構(gòu)造曲面。第17頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月70年代光柵圖形學(xué)迅速發(fā)展區(qū)域填充、裁剪、消隱等基本圖形概念、及其相應(yīng)算法紛紛誕生圖形軟件標(biāo)準(zhǔn)化1974年，ACMSIGGRAPH的與“與機(jī)器無關(guān)的圖形技術(shù)”的工作會(huì)議ACM成立圖形標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，制定“核心圖形系統(tǒng)”（CoreGraphicsSystem）ISO發(fā)布CGI、CGM、GKS、PHIGS第18頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月真實(shí)感圖形學(xué)1970年，Bouknight提出了第一個(gè)光反射模型1971年Gourand提出“漫反射模型＋插值”的思想，被稱為Gourand明暗處理1975年，Phong提出了著名的簡(jiǎn)單光照模型-Phong模型實(shí)體造型技術(shù)英國(guó)劍橋大學(xué)CAD小組的Build系統(tǒng)美國(guó)羅徹斯特大學(xué)的PADL-1系統(tǒng)第19頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月80年代1980年Whitted提出了一個(gè)光透視模型-Whitted模型，并第一次給出光線跟蹤算法的范例，實(shí)現(xiàn)Whitted模型1984年，美國(guó)Cornell大學(xué)和日本廣島大學(xué)的學(xué)者分別將熱輻射工程中的輻射度方法引入到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中圖形硬件和各個(gè)分支均在這個(gè)時(shí)期飛速發(fā)展第20頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月90年代：微機(jī)和軟件系統(tǒng)的普及使得圖形學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。標(biāo)準(zhǔn)化、集成化、智能化多媒體技術(shù)、人工智能、科學(xué)計(jì)算可視化、虛擬現(xiàn)實(shí)三維造型技術(shù)第21頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月硬件發(fā)展圖形顯示器的發(fā)展圖形顯示器是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中關(guān)鍵的設(shè)備

60年代中期：畫線顯示器（亦稱矢量顯示器）需要刷新。設(shè)備昂貴，限制普及

60年代后期：存儲(chǔ)管式顯示器不需刷新，價(jià)格較低，缺點(diǎn)是不具有動(dòng)態(tài)修改圖形功能，不適合交互式。第22頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月硬件發(fā)展70年代初，刷新式光柵掃描顯示器出現(xiàn)，大大地推動(dòng)了交互式圖形技術(shù)的發(fā)展。以點(diǎn)陣形式表示圖形，使用專用的緩沖區(qū)存放點(diǎn)陣，由視頻控制器負(fù)責(zé)刷新掃描。第23頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖形顯示設(shè)備的發(fā)展：畫線顯示器（矢量顯示器/隨機(jī)掃描顯示器）存儲(chǔ)管式顯示器刷新式光柵掃描顯示器第24頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月硬件發(fā)展圖形輸入設(shè)備的發(fā)展第一階段：控制開關(guān)、穿孔紙等等第二階段：鍵盤第三階段：二維定位設(shè)備，如鼠標(biāo)、光筆、圖形輸入板、觸摸屏等等，語(yǔ)音第四階段：三維輸入設(shè)備（如空間球、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣），用戶的手勢(shì)、表情等等第五階段：用戶的思維第25頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第26頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第27頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

圖形軟件發(fā)展及軟件標(biāo)準(zhǔn)形成三種類型的計(jì)算機(jī)圖形軟件系統(tǒng)：

(1)用某種語(yǔ)言寫成的子程序包如:GKS(GraphicsKernelSystem)PHIGS(Programmer’sHerarchicalIuteractiveGraphicssystem)GL

便于移植和推廣、但執(zhí)行速度相對(duì)較慢，效率低

(2）擴(kuò)充計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，使其具有圖形生成和處理的功能

如：TurboPascal、TurboC，AutoLisp等。簡(jiǎn)練、緊湊、執(zhí)行速度快，但可移植性差（3）專用圖形系統(tǒng)：效率高，但系統(tǒng)開發(fā)量大，可移植性差。第28頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)展歷程諸侯割據(jù)標(biāo)準(zhǔn)討論標(biāo)準(zhǔn)形成圖形軟件發(fā)展及軟件標(biāo)準(zhǔn)的形成第29頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月通用的、與設(shè)備無關(guān)的圖形包，圖形標(biāo)準(zhǔn)GKS(GraphicsKernelSystem)(第一個(gè)官方標(biāo)準(zhǔn)，1977)PHIGS(Programmer’sHerarchicalIuteractiveGraphicssystem)一些非官方圖形軟件，廣泛應(yīng)用于工業(yè)界，成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)DirectX(MS)Xlib(X-Window系統(tǒng))OpenGL(SGI)Adobe公司Postscript 開放式、高效率的發(fā)展趨勢(shì)第30頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.3計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用及研究前沿圖形用戶界面計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）可視化真實(shí)感圖形實(shí)時(shí)繪制與自然景物仿真地理信息系統(tǒng)（GIS）娛樂多媒體虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality簡(jiǎn)稱VR）第31頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖形用戶界面介于人與計(jì)算機(jī)之間，人與機(jī)器的通信，人機(jī)界面（HCI）：軟件＋硬件發(fā)展：由指示燈和機(jī)械開關(guān)組成的操縱界面→由終端和鍵盤組成的字符界面（80年代）→由多種輸入設(shè)備和光柵圖形顯示設(shè)備構(gòu)成的圖形用戶界面（GUI），（90年代）PC，工作站，WIMP(W-windows、I-icons、M-menu、P-pointingdevices)界面，所見即所得→VR技術(shù)（發(fā)展方向）第32頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）-CAD/CAM是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在工業(yè)界最廣泛、最活躍的應(yīng)用領(lǐng)域飛機(jī)、汽車、船舶的外形的設(shè)計(jì)發(fā)電廠、化工廠等的布局土木工程、建筑物的設(shè)計(jì)電子線路、電子器件的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)結(jié)果直接送至后續(xù)工藝進(jìn)行加工處理，如波音777飛機(jī)的設(shè)計(jì)和加工過程第33頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月奧迪效果圖和線框圖第34頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）基于工程圖紙的三維形體重建定義：從二維信息中提取三維信息，通過對(duì)這些信息進(jìn)行分類、綜合等一系列處理，在三維空間中重新構(gòu)造出二維信息所對(duì)應(yīng)的三維形體，恢復(fù)形體的點(diǎn)、線、面及其拓?fù)潢P(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)形體的重建優(yōu)勢(shì)：可以做裝配件的干涉檢查、以及有限元分析、仿真、加工等后續(xù)操作，代表CAD技術(shù)的發(fā)展方向第35頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月工程圖及其三維重建結(jié)果1第36頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月工程圖及其三維重建結(jié)果2第37頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月可視化科學(xué)計(jì)算可視化(ScientificVisualization)海量的數(shù)據(jù)使得人們對(duì)數(shù)據(jù)的分析和處理變得越來越難，用圖形來表示數(shù)據(jù)的迫切性與日俱增1986年，美國(guó)科學(xué)基金會(huì)（NSF）專門召開了一次研討會(huì)，會(huì)上提出了“科學(xué)計(jì)算可視化（VisualizationinScientificComputing）”科學(xué)計(jì)算可視化廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、流體力學(xué)、有限元分析、氣象分析當(dāng)中第38頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，可視化有著廣闊的發(fā)展前途是機(jī)械手術(shù)和遠(yuǎn)程手術(shù)的基礎(chǔ)將醫(yī)用CT掃描的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三維圖象，幫助醫(yī)生判別病人體內(nèi)的患處由CT數(shù)據(jù)產(chǎn)生在人體內(nèi)漫游的圖象可視化的前沿與難點(diǎn)可視化硬件的研究實(shí)時(shí)的三維體繪制體內(nèi)組織的識(shí)別分割——Segmentation第39頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月真實(shí)感圖形實(shí)時(shí)繪制與自然景物仿真計(jì)算機(jī)中重現(xiàn)真實(shí)世界的場(chǎng)景叫做真實(shí)感繪制真實(shí)感繪制的主要任務(wù)是模擬真實(shí)物體的物理屬性，簡(jiǎn)單的說就是物體的形狀，光學(xué)性質(zhì)，表面的紋理和粗糙程度，以及物體間的相對(duì)位置，遮擋關(guān)系等等第40頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月真實(shí)感圖形實(shí)時(shí)繪制與自然景物仿真光照模型簡(jiǎn)單光照模型局部光照模型整體光照模型繪制方法光線跟蹤輻射度加速算法包圍體樹、自適應(yīng)八叉樹等等第41頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地理信息系統(tǒng)（GIS）建立在地理圖形之上的關(guān)于各種資源的綜合信息管理系統(tǒng)數(shù)字地球，地形數(shù)據(jù)作為載體，（70％）全球信息化.軍事，政府決策，旅游，資源調(diào)查。

第42頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)字地球：1998年1月31日美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)栐诼迳紮C(jī)加利福尼亞科學(xué)中心召開的地理信息系統(tǒng)年會(huì)上提出了這一設(shè)想。比如，可以設(shè)想一個(gè)小孩來到地方博物館的一個(gè)數(shù)字地球陳列室，當(dāng)他戴上頭盔顯示器，她將看到就象是出現(xiàn)在空中的地球。使用“數(shù)據(jù)手套”，她開始放大景物，伴隨越來越高的分辨率，她會(huì)看到大洲，隨之是區(qū)域、國(guó)家、城市、最后是房屋、樹木以及其它各種自然和人造物體。在發(fā)現(xiàn)自己特別感興趣的某地塊時(shí)，她可乘上“魔毯”，即通過地面三維圖象顯示去深入查看。當(dāng)然，地塊信息只是她可以了解的多種信息中的一種。使用數(shù)字地球系統(tǒng)的聲音識(shí)別裝置，小孩還可以詢問有關(guān)的土地覆蓋、植物和動(dòng)物種類的分布、實(shí)時(shí)的氣候、道路、行政區(qū)線，以及人口等方面的信息。在這里，她還可以看到自己以及世界各地的學(xué)生們?yōu)椤叭蝽?xiàng)目”收集的環(huán)境信息。這些信息可以無縫地融入數(shù)字地圖或地面數(shù)據(jù)里。用數(shù)據(jù)手套向超連接部分敲擊，她還可以獲得更多的有關(guān)她所見物體的信息。比如，為了準(zhǔn)備全家去國(guó)家黃石公園渡假，她策劃一個(gè)完美的步行旅游，去觀看剛從書中讀到的噴泉、北美野牛和巨角巖羊。甚至在離開她家鄉(xiāng)的地方博物館之前，她就可以把要去步行旅游的地方從頭到尾地瀏覽一遍。第43頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月娛樂●電腦游戲?qū)崟r(shí)性逼實(shí)性蘊(yùn)含了先進(jìn)的圖形處理技術(shù)●電視廣告，節(jié)目片頭，科教演示（CAI）●

QuakeIII，“古墓麗影”，“侏羅紀(jì)公園”、“皇帝的新衣”、完美風(fēng)暴………●MAYA,3D-MAX,SOFTIMAGE…第44頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多媒體在計(jì)算機(jī)控制下，對(duì)多種媒體信息進(jìn)行生成、操作、表現(xiàn)、存儲(chǔ)、通信、或集成的信息系統(tǒng)，其中媒體至少應(yīng)包括一種“連續(xù)媒體”及一種“離散媒體”計(jì)算機(jī)處理的常見媒體：文本、圖形、圖像、語(yǔ)音、音頻、視頻、動(dòng)畫特點(diǎn)：媒體的多樣性、操作的交互性、系統(tǒng)的集成性CAI，教學(xué)娛樂。第45頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月VirtualReality（虛擬現(xiàn)實(shí)、靈境）VirtualReality或稱虛擬環(huán)境（VirtualEnvironment)是用計(jì)算機(jī)技術(shù)來生成一個(gè)逼真的三維視覺、聽覺、觸覺或嗅覺等感覺世界，讓用戶可以從自己的視點(diǎn)出發(fā)，利用自然的技能和某些設(shè)備對(duì)這一生成的虛擬世界客體進(jìn)行瀏覽和交互考察。輸入輸出設(shè)備第46頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality簡(jiǎn)稱VR）虛擬現(xiàn)實(shí)是指用立體眼鏡、傳感手套等一系列傳感輔助設(shè)施來實(shí)現(xiàn)的一種三維現(xiàn)實(shí)，人們通過這些設(shè)施以自然的方式（如頭的轉(zhuǎn)動(dòng)、手的運(yùn)動(dòng)等）向計(jì)算機(jī)送入各種動(dòng)作信息，并且通過視覺、聽覺以及觸覺設(shè)施使人們得到三維的視覺、聽覺等感覺世界。隨著人們不同的動(dòng)作，這些感覺也隨之改變。第47頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月QuickTime技術(shù)簡(jiǎn)介QuickTime是蘋果公司開發(fā)的新一代虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。它是一種基于靜態(tài)圖像處理的，在微機(jī)平臺(tái)上能夠?qū)崿F(xiàn)的初級(jí)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。它的出現(xiàn)使得以往專業(yè)實(shí)驗(yàn)室中成本昂貴的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用普及有了廣闊的前景。假定我們?cè)谝皇铱臻g進(jìn)行觀察，室內(nèi)空間一般有六個(gè)面，如果我們獲取了這六個(gè)面的許多不同距離，不同方位的實(shí)景照片并將它們按照相互的關(guān)系有機(jī)連接起來，就可以在視覺上形成這個(gè)房間整個(gè)空間的整體認(rèn)識(shí)，這就是全景概念。第48頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)前研究熱點(diǎn)當(dāng)前研究熱點(diǎn)真實(shí)感圖形實(shí)時(shí)繪制物體網(wǎng)格模型的面片簡(jiǎn)化：對(duì)網(wǎng)格面片表示的模型，在一定誤差的精度范圍內(nèi)，刪除點(diǎn)、邊、面，從而簡(jiǎn)化所繪制場(chǎng)景的復(fù)雜層度，加快圖形繪制速度基于圖象的繪制(IBR，ImageBasedRendering)：完全摒棄傳統(tǒng)的先建模，然后確定光源的繪制的方法。它直接從一系列已知的圖象中生成未知視角的圖象，適用于野外極其復(fù)雜場(chǎng)景的生成和漫游第49頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月野外自然景物的模擬野外場(chǎng)景遠(yuǎn)遠(yuǎn)復(fù)雜于室內(nèi)場(chǎng)景，繪制難度更大，方法更趨多樣化主要繪制山、水、云、樹、草、火等等繪制火的粒子系統(tǒng)（ParticleSystem），基于生理模型的繪制植物的方法，繪制云的細(xì)胞自動(dòng)機(jī)方法等第50頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由清華大學(xué)自然景物平臺(tái)生成的野外場(chǎng)景第51頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月日本YoshinoriDobashi等人繪制的真實(shí)感云第52頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Xfrog3.0生成的挪威云杉第53頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的緊密結(jié)合遠(yuǎn)程醫(yī)療與診斷遠(yuǎn)程導(dǎo)航與維修遠(yuǎn)程教育第54頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)動(dòng)畫

計(jì)算機(jī)動(dòng)畫計(jì)算機(jī)動(dòng)畫近十多年來取得了很大的發(fā)展，已滲透到人們生活的各個(gè)角落商業(yè)廣告、影視特技/片頭、動(dòng)畫片教育、軍事、飛行模擬等分類二維動(dòng)畫 圖象變形形狀混合第55頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三維動(dòng)畫關(guān)鍵幀動(dòng)畫變形物體的動(dòng)畫過程動(dòng)畫關(guān)節(jié)動(dòng)畫與人體動(dòng)畫第56頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月基于特征的圖象變形（貓變虎）第57頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月我國(guó)第一部利用計(jì)算機(jī)輔助攝制的動(dòng)畫片是《咪咪釣魚》，1991年由北方工業(yè)大學(xué)和北京電視臺(tái)合作制作，以二維動(dòng)畫為主。用386微機(jī)和C語(yǔ)言編程，利用數(shù)字化儀和攝象機(jī)產(chǎn)生關(guān)鍵幀，再由計(jì)算機(jī)在相鄰兩幅關(guān)鍵幀之間內(nèi)插生成中間幀，并自動(dòng)跟蹤上色。多層畫面疊加在一起，形成完整的畫面。10分鐘的片子，5人小組花了10個(gè)月時(shí)間。第58頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月用戶接口用戶接口用戶接口是人們使用計(jì)算機(jī)的第一觀感。一個(gè)友好的圖形化的用戶界面能夠大大提高軟件的易用性圖形學(xué)已經(jīng)全面融入計(jì)算機(jī)的方方面面，很多軟件幾乎可以不看任何說明書，而根據(jù)它的圖形、或動(dòng)畫界面的指示進(jìn)行操作第59頁(yè)，課件共69頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月目前幾個(gè)大的軟件公司都在研