图形图像处理PPT.ppt
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计算机图形学是计算机科学的一个重要分支,专注于图形的表示、生成、处理和显示技术。它在过去的几十年里发展迅速,成为计算机科学中最活跃的研究领域之一,广泛应用在诸多方面,如设计、模拟、动画和虚拟现实。 1.1 计算机图形学概论 计算机图形学的研究核心在于如何在计算机中表示和处理图形。图形通常由几何元素(点、线、面、体)和非几何属性(灰度、色彩、线型线宽)构成。在技术上,图形处理主要分为两类:一是基于几何信息的线条表示,常用于工程图和等高线地图;二是关注物体表面属性的非几何表示,如真实感图形生成,涉及光照、纹理和材质。 计算机图形学的广泛研究领域包括图形硬件、标准、交互技术、光栅生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感渲染、科学可视化、计算机动画和虚拟现实。其目标是创造逼真的视觉效果,这与计算机辅助设计(CAD)密切相关,涉及到几何模型的创建、光照计算以及视觉表现的优化。 1.1.2 计算机图形处理的基本概念 图形处理涉及将数学或概念描述的几何数据转换成可显示、存储、修改的形式。主要处理内容包括几何变换(如平移、旋转、缩放、透视和投影)、曲线曲面拟合、建模、消隐、阴影处理、纹理生成和着色。这些技术在CAD、CAM、CAI、计算机艺术、模拟、可视化、动画和虚拟现实中扮演关键角色。 1.1.3 计算机图形系统的组成与功能 计算机图形系统由硬件设备(如图形处理器、输出设备和输入设备)和图形软件系统构成。图形处理器是系统的核心,减轻CPU负担,提高图形处理速度。常见的输入设备包括键盘、鼠标,还有更高级的如数据手套、光笔等,用于高级交互。输出设备如显示器、绘图仪和打印机则用于图形显示和持久化。 图形系统应具备五大功能:计算(如图元生成和坐标变换)、存储(几何数据和关系的保存)、输入(几何参数和命令)、输出(显示、修改和硬拷贝)以及对话(人机交互,允许用户通过显示器和交互设备进行操作和修改)。这些功能的实现促进了图形软件的标准化,如设备驱动程序包和图形生成管理程序,以提高程序的可移植性和用户友好性。 总结来说,计算机图形学是利用计算机生成和处理图形的技术,它的理论和实践不仅涉及复杂的算法,还涵盖了硬件和软件的协同设计。随着技术的进步,计算机图形学将继续在多个领域发挥关键作用,推动创新和视觉表达的边界。
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