《緒論與圖形設(shè)備》PPT課件.ppt

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1、第1章緒論與圖形設(shè)備1.1計算機繪圖的發(fā)展和研究內(nèi)容1.2計算機繪圖系統(tǒng)的組成1.3計算機繪圖的應(yīng)用1.4計算機繪圖系統(tǒng)中的圖形設(shè)備1.1計算機繪圖的發(fā)展和研究內(nèi)容1.1.1計算機繪圖的發(fā)展概況顯示器數(shù)控銑床平臺式繪圖機滾筒式繪圖機ComputerGraphics硬件設(shè)備(光柵掃描顯示器、數(shù)字化儀、繪圖機)理論和軟件系統(tǒng)(曲線、曲面、真實感生成等)1950年1952年1959年1962年1970~8080年代后AutoCAD、PD、I-DEASPro/E20世紀(jì)90年代計算機繪圖的研究和發(fā)展有以下幾個主要特點:①圖形、圖像的研究日益結(jié)合,許多商品化的圖形處

2、理系統(tǒng)同時具有圖形、圖像處理功能,這樣的系統(tǒng)適應(yīng)性、實用性更強。(AutoCAD、SolidEdge、Richno)②動畫技術(shù)和自然景物模擬技術(shù)的研究更深入,動畫軟件走俏。(3DSMAX、Flash)③為提高CAD/CAM系統(tǒng)的集成化程度,特征造型理論和技術(shù)得到較快的發(fā)展。(PRO/E、I-DEAS、UG、CATIA)④可視化技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)(環(huán)境模擬)的研究與應(yīng)用更加廣泛。⑤多媒體計算機的發(fā)展帶動語音輸入設(shè)備的發(fā)展,語音輸入設(shè)備作為計算機通用輸入設(shè)備逐漸走向市場。⑥為適應(yīng)多媒體計算機功能的要求,圖像壓縮、圖形圖像特技處理作為關(guān)鍵技術(shù)需要進一步去研究。圖

3、形、圖像的輸入1.1.2計算機繪圖的研究內(nèi)容如何用計算機來處理圖形、圖像??其研究內(nèi)容:硬件、軟件、圖形理論與算法計算機繪圖過程圖形、圖像的處理圖形、圖像的顯示圖形、圖像的輸出具體內(nèi)容有:(1)計算機繪圖系統(tǒng)的硬件配置,圖形輸入、輸出設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理及性能(光柵掃描顯示器、繪圖機)(2)繪圖軟件的設(shè)計與使用,各種繪圖軟件的開發(fā)研究,繪圖軟件的標(biāo)準(zhǔn)化。(AutoCAD應(yīng)用及其二次開發(fā)方法)(3)圖形理論和算法,主要內(nèi)容有:①基于圖形設(shè)備的基本圖形元素的生成算法,如直線、字符、圓弧二次曲線、圖案填充等。②圖形變換,即對圖形進行比例、平移、旋轉(zhuǎn)、錯切、反射變換和

4、對物體進行投影變換。③圖形裁剪與填充,包括二維開窗裁剪填充、三維裁剪。④自由曲線和曲面的插值、逼近、拼接、分解、過渡、光順、整體和局部修改等。(Bizer、B-spline曲線與曲面)⑤三維圖形中隱藏線、隱藏面的消除。⑥二維面素拼合構(gòu)圖(解決二維圖形的并、交、差運算)、三維實體造型(研究體素的形成,體素間的并、交、差運算,局部造型等)、特征造型。⑦真實感圖形(即逼真圖像)的生成。⑧自然景物(如山、花、草、樹、水、火、煙、云、霧等)的模擬生成和虛擬現(xiàn)實環(huán)境的生成算法研究。⑨科學(xué)計算可視化的研究(如溫度、壓力、電荷等標(biāo)量場的可視表示和應(yīng)力場、電場、磁場等矢量場

5、的可視表示)。(10)圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及圖形數(shù)據(jù)庫。1.2計算機繪圖系統(tǒng)的組成1.2.1計算機繪圖系統(tǒng)的功能.輸入功能、計算功能、存儲功能、交互功能、輸出功能1、計算功能:除了數(shù)值計算外,還應(yīng)包括圖形設(shè)計的程序庫、圖形分析的程序庫以及描述圖形的圖形數(shù)據(jù)庫。在圖形數(shù)據(jù)庫中應(yīng)有坐標(biāo)的幾何變換、曲線曲面的形成、圖形的交點計算等功能。2.存儲功能在計算機的內(nèi)、外存儲器中能存放圖形數(shù)據(jù)及其相互關(guān)系,便于有關(guān)信息的檢索以及圖形的變更、增加、刪除等處理。3.輸入功能通過鍵盤、圖形輸入板等輸入設(shè)備能將圖形的形狀、尺寸以及必要的參數(shù)等送給計算機進行處理。4.對話功能設(shè)計人員能

6、通過顯示器觀看設(shè)計的結(jié)果和圖形,對不滿意的地方,能用圖形輸入設(shè)備以人機對話方式進行修改。5.輸出功能用于記錄和保存設(shè)計結(jié)果,包括源程序、計算結(jié)果、設(shè)計圖形等。根據(jù)需要,可以通過打印機、繪圖機等輸出結(jié)果,便于永久性保存;也可以通過磁盤、磁帶、光盤等以文件形式輸出,這種輸出靈活性大,使用較廣。計算機繪圖系統(tǒng)硬件配置軟件配置1.2.2計算機繪圖系統(tǒng)的配置圖1.2.1計算機繪圖系統(tǒng)硬件配置1.主機主機主要由CPU(中央處理器)和內(nèi)存儲器(RAM,簡稱內(nèi)存)組成。繪圖系統(tǒng)中的主機有大型機、中型機、小型機以及微型機。2.外存儲器外存儲器包括磁帶存儲器、硬磁盤存儲器(簡

7、稱硬盤)、軟磁盤存儲器、光盤存儲器、磁光盤器存儲器、U盤等。3.圖形輸入、輸出設(shè)備圖形輸入設(shè)備包括鍵盤、鼠標(biāo)器、數(shù)字化儀、圖形輸入板等。圖形輸出設(shè)備包括顯示器、打印機、繪圖機等。關(guān)于圖形設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理、性能等請參閱1.3節(jié)。返回配置1.2.3計算機繪圖系統(tǒng)的軟件配置1.系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件也稱為一級軟件,它包括各種操作系統(tǒng)(如DOS、UNIX、Windows98、Windows2000系列、WindowsXP、WindowsNT等),各種高級語言系統(tǒng)(如BASIC、FORTRAN、PASCAL、C等),數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(如FoxBASE、PARADOX、FoxP

8、ro、Oracle等),網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(如Novell、WindowsN

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