計(jì) 算 機(jī) 圖 形 學(xué)

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1、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)這個學(xué)期我們學(xué)習(xí)了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，在這之前我并不知道有這么一個學(xué)科。這個學(xué)期過后，我知道了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)(ComputerGraphics，簡稱CG)是一種使用數(shù)學(xué)算法將二維或三維圖形轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)顯示器的柵格形式的科學(xué)。簡單地說，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的主要研究內(nèi)容就是研究如何在計(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。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是計(jì)算機(jī)與應(yīng)用專業(yè)的專業(yè)主干課，它的重要性體現(xiàn)在人們越來越強(qiáng)烈地需要和諧的人機(jī)交互環(huán)境：圖形用戶界面已經(jīng)成為一個軟件的重要組成部分，以圖形

2、的方式來表示抽象的概念或數(shù)據(jù)（可視化）已經(jīng)成為信息領(lǐng)域的一個重要發(fā)展趨勢。設(shè)置本課程的目的就在于讓軟硬件開發(fā)人員了解和掌握必要的圖形學(xué)概念、方法和工具，學(xué)習(xí)之后我知道了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是研究怎樣利用計(jì)算機(jī)來顯示，生成和處理圖形的原理，方法和技術(shù)的一門學(xué)科。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究對象時圖形，通常意義的圖形是指能夠在人的視覺系統(tǒng)中形成視覺印象的客觀對象。它包括了各種照片，圖片，圖案，圖像以及圖形實(shí)體，也包括了由函數(shù)式，代數(shù)方程和表達(dá)式所描述的圖形。而構(gòu)成圖形的要素可以分為兩大類，一類是刻畫形狀的點(diǎn)，線，面，體等

3、幾何要素；另一類是反映物體本身固有屬性，如表面屬性或材質(zhì)的明暗，灰度，色彩等非幾何要素。從處理技術(shù)上來看，圖形主要分為兩類，一類是基于線條信息表示的，如工程圖、等高線地圖、曲面的線框圖等，另一類是明暗圖，也就是通常所說的真實(shí)感圖形。因此計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中所研究的圖形可以定義為“從客觀世界物體中抽象出來的帶有顏色信息及形狀信息的圖和形。與圖形圖像處理相關(guān)的學(xué)科有計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，數(shù)字圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷五個時期，醞釀期（20世紀(jì)50年代），萌芽期（20世紀(jì)60年代末），發(fā)展期（20世紀(jì)

4、70年代），普及期（20世紀(jì)80年代）和提高增強(qiáng)期（20世紀(jì)90年代以后）。在醞釀期，美國麻省理工學(xué)院為旋風(fēng)一號計(jì)算機(jī)配備了由計(jì)算機(jī)驅(qū)動的類似于示波器所用的陰極射線管，讓它來顯示一些簡單的圖形，所用那個時期也被稱為“被動”的圖形學(xué)。在萌芽期，1962年，美國麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室參與了一個用于CAD的SKETCHPAD系統(tǒng)的研究后，發(fā)表了《:一個人-機(jī)通信的圖形系統(tǒng)》的博士論文并首次使用了“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”這個術(shù)語，從而確立計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的學(xué)科地位！發(fā)展期計(jì)算機(jī)能夠繪制工程圖，分析與生產(chǎn)數(shù)據(jù)加工紙帶，并

5、且在許多國家得到了應(yīng)用，只是應(yīng)用的領(lǐng)域很小。普及期計(jì)算機(jī)圖形學(xué)進(jìn)入了教育，科研，藝術(shù)和事務(wù)管理等眾多領(lǐng)域，甚至還進(jìn)入了家庭。在提高增強(qiáng)期，隨著數(shù)字視聽，虛擬現(xiàn)實(shí)，系統(tǒng)仿真以及數(shù)字娛樂等應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與視頻，圖形，虛擬實(shí)現(xiàn)，人機(jī)交互，多媒體等新技術(shù)日益結(jié)合，成為一個多學(xué)科交叉融合的研究領(lǐng)域。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，如科學(xué)，醫(yī)藥，商業(yè)，工業(yè)，政府部門，藝術(shù)，娛樂業(yè)，廣告業(yè)和教育等。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造，計(jì)算機(jī)輔助繪圖，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，辦公自動化和電子出版技術(shù)，計(jì)

6、算機(jī)藝術(shù)等。其中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用最廣泛，最活躍的領(lǐng)域之一，將計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)用于大樓，汽車，飛機(jī)，輪船，宇宙飛船，計(jì)算機(jī)，紡織品以及建筑工程，機(jī)械機(jī)構(gòu)和部件，電路設(shè)計(jì)等也成為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造的總體發(fā)展趨勢。計(jì)算機(jī)輔助繪圖在商務(wù)領(lǐng)域發(fā)展最快，在該領(lǐng)域中，將可視化作為匯總分析財(cái)政，數(shù)學(xué)和經(jīng)濟(jì)等方面數(shù)據(jù)手段。特別是在分析大量數(shù)據(jù)時，具有不同顏色，亮度的結(jié)構(gòu)圖和模型圖將有助于研究者對于數(shù)據(jù)的理解。如果沒有這類圖的幫助，研究者要分辨含有上百個數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表，這回話費(fèi)研究者很

7、多時間，同時分析還有很多困難，還有可能出錯。計(jì)算機(jī)圖形顯示與處理技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)中，它使得在教學(xué)過程中，讓教學(xué)過程形象，直觀和生動。如數(shù)學(xué)中的各種函數(shù)圖行，方程和表達(dá)式的變化，物理中的各種動態(tài)圖形以及化學(xué)中的各種原子，分子結(jié)構(gòu)等。圖形顯示技術(shù)在辦公自動化和事務(wù)處理中的應(yīng)用，有助于數(shù)據(jù)及其相互關(guān)系的有效表達(dá)，這樣有利于人們進(jìn)行正確的決策。利用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行資料，文稿，書刊，手冊等的編寫，修改，制圖，分頁，排版等。在計(jì)算機(jī)藝術(shù)方面，計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種圖案，花紋，工藝外形

8、及傳統(tǒng)的油畫，中國國畫和書法等藝術(shù)作品的制作，為創(chuàng)作藝術(shù)和商品藝術(shù)提供了更為廣闊的空間。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)現(xiàn)在廣泛趨向于動態(tài)研究，并且研究的方向越來越廣，越研究越深。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究動態(tài)有，計(jì)算機(jī)動畫，地理信息系統(tǒng)，人機(jī)交互，真實(shí)感圖形顯示，虛擬實(shí)現(xiàn)，科學(xué)計(jì)算可視化，并行圖形處理。計(jì)算機(jī)動畫是指用計(jì)算機(jī)自動或半自動生成一系列的景物畫面，其中當(dāng)前幀畫面是對前一幀畫面的部分修改，通過以足夠快的速度顯示這些幀以產(chǎn)生動態(tài)的效果。地理信息系統(tǒng)是一種用于采集，模擬，處理，檢索，分析和