"本章内容-计算机图形学课件,主要涵盖了计算机图形学的应用领域、概念、相关学科、发展历史、图形显示器的工作原理、图形软件标准、最新技术和本章小结。课程教学要求包括理解光栅扫描显示器原理、基本图形扫描转换、二维和三维变换、自由曲线曲面生成、分数维造型、动态消隐和真实感图形显示等。此外,提到了参考书目和成绩评定办法。"
计算机图形学是一门研究如何用计算机生成、处理和显示图形的学科,它在现代生活中扮演着至关重要的角色。计算机图形学的应用领域广泛,包括但不限于游戏开发、电影特效、建筑设计、医学图像、科学研究、虚拟现实、工程制图以及用户界面设计等。CG(Computer Graphics)这个术语常用来表示这一领域。
计算机图形学的概念涉及到利用算法和数学模型将抽象的数据转化为可视化的图像。这包括了点、线、面等基本图形的生成,以及更复杂的几何形状如曲线和曲面的构造。此外,它还涵盖图形的变换,如平移、旋转、缩放,以及通过齐次坐标进行的二维和三维变换。
在计算机图形学的发展历程中,图形显示器的进化起着关键作用。从早期的字符显示到现代的光栅扫描显示器,其工作原理主要是通过电子束在屏幕上扫描并改变像素的亮度来形成图像。随着技术的进步,显示器的分辨率、色彩深度和刷新率都有了显著提升。
图形软件标准,如OpenGL和DirectX,为开发者提供了统一的接口,使得在不同硬件平台上创建图形应用变得更加便捷。这些标准支持高级图形特性,如纹理映射、光照模型和顶点着色,推动了计算机图形学在游戏、渲染和可视化领域的广泛应用。
计算机图形学的最新技术包括但不限于实时渲染、物理模拟、计算流体动力学、全局光照、高级纹理技术、虚拟现实和增强现实。这些技术不断推动图形学的边界,创造出更为逼真的视觉体验。
课程教学要求学生掌握光栅扫描显示器的工作原理,了解基本图形的扫描转换过程,理解二维和三维变换矩阵的几何意义,学习自由曲线和曲面的构建方法,特别是基于分形几何的分数维造型。同时,还要掌握如何实现三维实体的动态消隐和创建具有真实感的图形显示,这通常涉及颜色模型、光照模型和纹理映射技术。
通过学习本课程,学生需要完成上机作业,撰写论文,并根据出勤、作业和论文成绩来评估最终成绩。参考书籍包括《计算机图形学基础》、《VisualC++程序设计攻略教程》和《计算机图形学》,这些教材可以帮助学生深入理解并掌握计算机图形学的理论和实践。