计算机图形学系统概述1.ppt

2023-9-14图形核心系统GKS和GKS-3DnGKS是一个二维图形标准，GKS-3D是它的 扩 展，标 准 号 是ISO IEC 8806-4。GKS在应用中的地位 图形资源 其它资源 操作系统 应用程序 面向应用层 依赖语言的接口层 图形核心GKS 2023-9-14PHIGS和PHIGSnProgrammers Hierarchical Interactive Graphics System，功能：n向应用程序员提供控制图形设备的接口n图形数据按层次结构组织，使多层次的应用模型能方便地应用PHIGS进行描述n提供动态修改和绘制显示图形数据的手段n公布于1986年，标准号是ISO IS 95922023-9-14图形功能库GLn最初是在图形工作站上广泛使用的工业标准图形程序库，运行于UNIX操作系统下n近年来扩展出可运行于Windows NT和Windows 95下的微机版如OpenGL并得以快速推广n提供功能：n基本图素生成n坐标变换n设置图形属性和显示方式n输入/输出处理n真实图形显示2023-9-14计算机图形参考模型CGRMn比较现有的和将来的计算机图形标准，描述它们之间的关系n为计算机图形用户和计算机图形软件的开发者提供有关标准化方面的重要信息2023-9-14计算机图形学的应用n图形用户界面（GUI：HCI的重要方式）n交互式绘图n办公自动化及电子印刷n计算机辅助设计与制造（CAD：应用广泛）n科学计算可视化n艺术和商业n过程模拟n辅助教学n虚拟现实（VR）n计算机动画2023-9-14图形软件开发方案图示接口：标准图形包设备驱动程序显示设备图形系统开发策略应用程序2023-9-14计算机图形学应用举例计算机辅助设计与制造2023-9-142023-9-14真实感图形2023-9-142023-9-14计算机动画2023-9-14几何（Geometry）信息？2023-9-142023-9-14非几何信息光照(illumination)&纹理(texture)2023-9-14光照效果图2023-9-14纹理合成效果图2023-9-14真实感图形2023-9-142023-9-142023-9-14曲面重构(surface recontstructiong)2023-9-14其它其它2023-9-14较为活跃的研究方向（1）n造型技术方面n几何造型技术n实体造型技术n基于物理的造型技术n真实感图形生成算法研究n裁剪、消隐、光照明模型等n基于图象的绘制技术2023-9-14较为活跃的研究方向（2）n人-机交互技术方面nWIMPn虚拟现实交互技术n多通道技术n交互的模糊化：智能化n与计算机网络技术的结合：WWW,VRMLn基于点的绘制技术2023-9-14知识要求n程序设计和基本的数据结构方面的一些知识。n图形学算法中用到的数学知识将在课程中加以说明。2023-9-14Chapter 1图形系统概述Introduction to Graphics System2023-9-14n一个简单的计算机图形系统包括以下五个主要部分:计算机显示处理器显示设备输入设备硬拷贝设备计算机图形外围设备2023-9-14计算机显示处理器输入设备显示器绘图机打印机简单的计算机图形系统2023-9-141.图形输入设备的逻辑功能分类n 定位n 赋值n 选择n 拾取图形输入设备(input devices)2023-9-14 是一种移动光标和做选择操作的计算机输入设备.用于定位和选图.鼠标器(mouse)2023-9-14光笔是一种能检测光信号的装置其形状和大小象一支圆珠笔.光笔的两种工作模式:拾取(选图)和跟踪光笔(light pen)2023-9-14是一种定位设备,一种能对物体触摸产生反映的屏幕.n电阻式触摸屏n电容式触摸屏n红外线式触摸屏n声表面波触摸屏触摸屏(touch panel)2023-9-14将图形转换成计算机能接收的数字形式的设备(图形输入板或图形数字化仪)由图板和定位器两个主要部分.坐标数字化仪(data tablet)2023-9-14 图形扫描仪是直接把图形和图象扫描输入到计算机中，以象素信息进行存储表示的设备。图形扫描仪(image scaner)2023-9-14n打印机(printer)(1)喷墨打印机 (2)激光打印机 (3)针打点阵打印机图形输出设备(output devices)(1)2023-9-14n绘图仪(graph plotter)(1)静电绘图仪(2)笔式绘图仪(自动绘图机)滚筒式绘图机 平台式绘图机图形输出设备(output devices)(2)2023-9-14图形显示设备(displays)n图形显示器：(displays)nCRT Display Random-scan display 存储管式显示器 Raster-scan displayn平板显示器 液晶显示器(LCD)(liquid-crystal display)等离子(plasma)显示器 Flat-plane CRT display2023-9-14(1)构造和功能(Principle of CRT display)CRT阴极射线管(Cathode Ray Tube)(1)灯丝阴极加速电极聚焦系统垂直偏转 水平偏转荧光屏光子电子枪偏转系统栅极(控制极)负电压