计算机图形学

513好学 2023-01-28 07:51 编辑:admin 232阅读

一、计算机图形学

计算机图形学(Computer Graphics,简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。

简单地说,计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从处理技术上来看,图形主要分为两类,一类是基于线条信息表示的,如工程图、等高线地图、曲面的线框图等,另一类是明暗图,也就是通常所说的真实感图形。

计算机图形学一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。为此,必须建立图形所描述的场景的几何表示,再用某种光照模型,计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。所以计算机图形学与另一门学科计算机辅助几何设计有着密切的关系。事实上,图形学也把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究内容。同时,真实感图形计算的结果是以数字图象的方式提供的,计算机图形学也就和图象处理有着密切的关系。

图形与图象两个概念间的区别越来越模糊,但还是有区别的:图象纯指计算机内以位图形式存在的灰度信息,而图形含有几何属性,或者说更强调场景的几何表示,是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的。

计算机图形学的研究内容非常广泛,如图形硬件、图形标准、图形交互技术、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、虚拟现实等

二、计算机视觉,计算机图形学,图像处理的区别和联系

计算机视觉,是最难的。涉及到人工智能和云算法等等东西。

计算机图形学,是使用计算机做建模,电路设计等等,主要用于CAD之流

图形处理,往深了走可以涉及到基础人工智能算法(NV、AMD的人工智能都很强)浅了说就是AI PS 这些图形处理软件的使用。

三、请介绍一下,计算机图形学及其学习方法

计算机图形学

责任教师:王作为

计算机图形学是近三十年来发展迅速、应用广泛的新兴学科。它主要研究用计算机及图形设备输入、表示、修改、变换和输出图形的原理、算法和系统。

本课程的主要内容:计算机图形学的发展和应用;计算机图形设备和系统;国际标准化组织(ISO) 发布的图形标准;人机交互接口技术;基本图形实体、自由曲线和自由曲面的生成算法;图形变换和裁剪;曲面和实体造型算法;颜色、光照模型及真实感图形显示技术与算法等内容。结合讲课的内容需要经过一定量的编程实践才能掌握,加深理解。通过本课程的学习,要求学生了解计算机图形学的基本概念和方法,以及计算机处理图形的全过程,并能利用综合图形环境开发计算机辅助设计应用软件

四、谁能告诉我 计算机图形学 这门课到底在讲什么东东?我怎么听了4节课了,没一点听懂。求指教

主要组成

图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从构成要素上看,图形主要分为两类,一类是几何要素在构图中具有突出作用的图形,如工程图、等高线地图、曲面的线框图等,另一类非几何要素在构图中具有突出作用的图形,如明暗图、晕渲图、真实感图形等。

主要目的

计算机图形学一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。为此,必须建立图形所描述的场景的几何表示,再用某种光照模型,计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。所以计算机图形学与另一门学科计算机辅助几何设计有着密切的关系。事实上,图形学也把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究内容。同时,真实感图形计算的结果是以数字图像的方式提供的,计算机图形学也就和图像处理有着密切的关系。

概念区分

图形与图像两个概念间的区别越来越模糊,但还是有区别的:图像纯指计算机内以位图形式存在的灰度信息,而图形含有几何属性,或者说更强调场景的几何表示,是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的。

研究范围

计算机图形学的研究内容非常广泛,如图形硬件、图形标准、图形交互技术、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、非真实感绘制,以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。

五、计算机图形学怎么学?

以下内容为摘抄:

读 魏海涛《 计算机图形学》有感!

1、关于计算机图形学的基本概念

a、魏海涛的计算机图形学教材中是这样定义的:

图像是平面指定范围内可见点阵的集合;而图形是图像的一种特例,它是一种能用几何参数与属性参数(又称数据模型)进行有效描述的图像。

图形与图像的关系是:图像是图形的表现形式,图形是图像的一种数学抽象与记录方法。

若图形的数据模型是二维的,则该图形为二维图形;若其数据模型是三维的,则为三维图形。

b、陈传波的教材(全国计算机教育研究会课程与教材委员会推荐)中是这样定义的:

计算机图形学是研究利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科(这是所谓国际化标准组织给的定义;潘云鹤的教育部21世纪课程计算机图形学教材也是基本取的该定义,可见这一定义具有一定的权威性,但这让人们如何区分它的内涵与外延不清楚)。世界各国的专家学者对图形学有着各自的定义,德国的WolfgangKGiloi把它定义为:图形学由数据结构、图形算法和语言构成。美国的JamesFoley(网上有此人的教材)则把它定义为:计算机图形学是运用计算机产生、储存、处理物体模型和它们的画面。

IEEE的定义为:Computergraphicsistheartorscienceofproducinggraphical

imageswiththeaidofcomputer.

c、enix对计算机图形学的理解是

计算机图形学=图形算法+数据结构,这是enix学习孙家广、DonaldHearn与DavidRogers的计算机图形学教材后自己总结的结论。

d、需要说明:

计算机图形学在计算机科学中属于应用学科,它当然遵循计算机应用科学的一般规律。能看此贴的人都应是学习计算机的人员,也基本懂得计算机编程的原理,相信大家心中都有一杆称,究竟应如何定义计算机图形学,才更加合理!也就是说,如果象计算机图形学这种最根本的问题没有弄明白,你如何围绕这一基本思想写好计算机图形学教材,它即使不是误人子弟、也会把你弄得不知说云,还非逼得你自己去作总结,却不知能否得到同仁的认可,这就象enix的学习与结论一样!

2、关于直线算法问题:

bresenham直线算法当然是主要的算法,显卡中都用它显示整数直线。但bresenham直线算法显示实数直线就力不从心,特别是它在显示反走样直线时尤其如此!而魏海涛的教材把直线算法推广到实数直线,目前国内外教材中都没有实数直线算法,这不知能否算一个创新并得到enix的认可!enix非要到图书馆去查最好的直线算法,请问如果一个最好的直线算法都不能在你所崇拜的教材中得到体现,你所崇拜的教材它还是好书吗!你是一个研究生有时间去图书馆查资料,这是研究生的基本功。而本科生有多少时间去查资料?对他们目前没有这种教学要求。

3、关于2D/3D图形

很多人是通过学习孙家广、DonaldHearn与DavidRogers的计算机图形学教材入了门,也就是说,讲解2D图形马上把它推广到3D图形也是一种学习的有效方法之一。但这一方法的不便之处在于,上述三本教材都非常厚(500~600页),而一般图形学课程的学时只有40~50学时,讲不完会给学生留下遗憾——学生则更难把握计算机图形学是一门什么学科,学这门课究竟干什么等诸多疑问?而把2D图形与3D图形分解成两大独立体系可以较好的解决这些问题!

4、孙家广、DonaldHearn与DavidRogers的教材

a、学习计算机的人都清楚,计算机编程的5大步骤分别是:建模、输入、存储、运算处理、输出等。数据结构是保存模型数据的基本方法,数据结构与数据处理流程是编程的基本指南,没有这两点,编程就困难了。但孙家广、DonaldHearn与DavidRogers的教材在这个问题的论述上是有欠缺的。

b、DavidRogers的教材主要放在图形的显示上,没有计算机建模的思想,其优点在光线跟踪与辐射度算法上,但它的光线跟踪与辐射度算法比彭群生的教材还有一定差距。它的裁剪算法、可见面的测试、平面绘制等论述略显臃肿,会造成学习的成本过大,用它作为自己实习编程的方法,只能达到了解计算机绘图的目的,且它连几何变换与与所谓投影的概念也没有(光线跟踪与辐射度算法可以不需这些),故用此书不能达到全面了解计算机图形学是一个什么学科的教学目的!更别说用它了解OpenGL原理这个最小的要求也不能满足。

c、DonaldHearn(第二版)的教材则完全围绕PHIGS这个过时的图形标准(谁用过这个图形标准?)讲解什么是计算机图形学,它体现的是国外80年代计算机图形学的教学思想,它的缺点enix已有论述,该书第三版已经改为围绕OpenGL讲解计算机图形学,但它仍欠缺计算机图形学建模的主体思想,这是其遗憾所在!请注意,所谓OpenGL等图形标准等,它们仅仅是实现了计算机编程的最后一步——图形的输出显示而已!

d、孙家广是国内计算机图形学的前辈,其对国内计算机图形学的贡献是有目共睹,但并非其教材没有改进的余地。孙家广在国内写过4本有关计算机图形学方面的教材,但它在论述所谓平面物体的几何建模问题上给人们留下了太多的遗憾。

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发表的评论,觉得很有见解,转发过来。他认为魏海涛的这本计算机图形学才是本好的教材。