计算机图形学基础:从线条到真实感绘制
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更新于2024-07-14
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"当前研究热点-计算机图形学ppt第一章"
计算机图形学是一门涉及图形的表示、生成、处理和显示的学科,是计算机科学中的一个重要分支,具有广泛的应用领域。这门学科关注如何在计算机中有效地表示图形,并使用计算技术进行图形的计算、处理和输出。在计算机图形学中,图形硬件、图形标准、交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法,以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真和虚拟现实等都是其重要的研究方向。
1.1 计算机图形学的研究内容
计算机图形学不仅关注图形的几何属性,还涉及场景的物理属性。例如,图形可以基于线条信息表示,也可以通过明暗图(Shading)来呈现更为逼真的视觉效果。在计算机中,图形和图像有所不同,图像通常是指以位图(Bitmap)形式存储的灰度信息,而图形则包含了更多的几何和物理特性。
1.2 计算机图形学的发展历史
计算机图形学的历史可以追溯到20世纪50年代,当时出现了第一台图形显示器。60年代,MIT的I.E. Sutherland的Sketchpad系统开创了人机交互图形的新纪元,同时Bézier曲线和Coons曲面的理论也在此期间被提出。进入70年代,光栅图形学开始迅速发展,包括区域填充、裁剪和消隐等基本图形处理技术,以及图形软件标准化工作,如ACM SIGGRAPH的工作会议和ISO发布的图形标准。
真实感图形学的出现是计算机图形学中的一个重要里程碑。70年代,光反射模型和漫反射模型的提出,如Bouknight的光反射模型和Gourand的明暗处理,为实现更为逼真的图形渲染奠定了基础。这些进展使得计算机能够生成更接近真实世界的图像,极大地推动了计算机图形学在电影、游戏和工业设计等领域的应用。
当前研究热点包括真实感图形实时绘制和基于图像的绘制(IBR)。真实感图形实时绘制旨在在保持高精度的同时,通过简化物体网格模型的面片来加速绘制过程,这对于增强游戏体验和实时可视化至关重要。另一方面,IBR是一种创新的技术,它不再依赖传统的建模和光源设定,而是直接从一组已有图像中生成新的视角图像,特别适用于复杂场景的快速生成和虚拟漫游。
计算机图形学是一个不断发展和创新的领域,随着硬件技术的进步和新的研究方法的出现,它将继续为我们的生活带来更加丰富和真实的视觉体验。无论是学术研究还是实际应用,计算机图形学都在不断拓展其边界,推动着数字世界的进化。
2020-04-29 上传
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2022-06-14 上传
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