计算机图形学感受

第一篇：计算机图形学感受

计算机图形学论文

工欲善其事，必先利其器

——浅析计算机图形学及其作用 本学期学校开设了计算机图形学，一开始不知计算机图形学为何物的我不是很理解为什么要有这门课，但是经过一学期的洗礼过后，我对计算机图形学有了一定的理解。我知道了计算机图形学(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。对于我们将来从事景观设计的人来说，为了使自己的方案获得更多人的欣赏，必须创建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像处理有着密切的关系。

谈到图形和图像时，现如今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。

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。

自1963年，伊凡·苏泽兰(Ivan Sutherland)在麻省理工学院发表了名为《画板》的博士论文， 标志着计算机图形学的正式诞生起，至今已有四十多年的历史。此前的计算机主要是符号处理系统，自从有了计算机图形学，计算机可以部分地表现人的右脑功能了，所以计算机图形学的建立具有重要的意义。通过课堂上的学习以及网上的介绍，我发现近年来， 计算机图形学在如下几方面有了长足的进展：

在智能CAD方面，就目前流行的大多数CAD软件来看，主要功能是支持产品的后续阶段一一工程图的绘制和输出，产品设计功能相对薄弱， 利用AutoCAD 最常用的功能还是交互式绘图，如果要想进行产品设计， 最基本的是要其中的AutoLisp语言编写程序，有时还要用其他高级语言协助编写，

很不方便。而新一代的智能CAD 系统可以实现从概念设计到结构设计的全过程。

在计算机美术与设计方面，自1952年.美国的Ben·Larose用模拟计算机做了预示着电脑美术的开始得具有历史性意义的波型图《电子抽象画》开始，以微机和工作站为平台的个人计算机图形系统逐渐走向成熟， 大批商业性美术设计软件如雨后春笋般纷纷面市; 以苹果公司的MAC 机和图形化系统软件为代表的桌面创意系统被广泛接受，CAD成为美术设计领域的重要组成部分。而计算机设计学包括三个方面：即环境设计(建筑、汽车)、视觉传达设计(包装)、产品设计。 CAD对艺术的介入，分三个应用层次：(1)计算机图形作为系统设计手段的一种强化和替代; 效果是这个层次的核心(高精度、高速度、高存储)。(2)计算机图形作为新的表现形式和新的形象资源。

(3)计算机图形作为一种设计方法和观念。

同时，计算机图形学、计算机绘画、计算机音乐、计算机辅助设计、电影技术、电视技术、计算机软件和硬件技术等众多学科的最新成果都对计算机动画技术的研究和发展起着十分重要的推动作用。计算机动画的一个重要应用就是制作电影特技 可以说电影特技的发展和计算机动画的发展是相互促进的。比如广受欢迎的终结者系列中便大量运用了电脑特技，而在影片《阿凡达 》中几乎成为了电影特效的天下，电影特技的运用丰富了人们的视觉效果，是电影卖座的重要保证。我国的计算机动画技术起步较晚。1990年的第11届亚洲运动会上，首次采用了计算机三维动画技术来制作有关的电视节目片头。从那时起，计算机动画技术在国内影视制作方面得到了讯速的发展， 继而以3D Studio 为代表的三维动画微机软什和以Photoshop等为代表的微机二维平面设计软件的普及，对我国计算机动画技术的应用起到了推波助谰的作用。 计算机动画的应用领域十分宽广 除了用来制作影视作品外， 在科学研究、视觉模拟、电子游戏、工业设计、教学训练、写真仿真、过程控制、平面绘画、建筑设计等许多方面都有重要应用。

科学计算的可视化是发达国家八十年代后期提出并发展起来的一门新兴技术，它将科学计算过程中及计算结果的数据转换为几何图形及图象信息在屏幕上显示出来并进行交互处理，成为发现和理解科学计算过程中各种现象的有力工具。它涉及到下列相互独立的几个领域：计算机图形学、图象处理、计算机视觉、计算机辅助设计及交互技术等。科学计算可视按其实现的功能来分， 可以分为三个档次：(1)结果数据的后处理;(2)结果数据的实时跟踪处理及显示;(3)结果数据的实时显示及交互处理。

“虚拟现实”(Virtual Reality)一词是由美国喷气推动实验室(VPL)的创始人拉尼尔(Baron Lanier)首先提出的 在克鲁格(Algren Krueger)70年

代中早期实验里.被称为 人工现实”(Artificial reality);而在吉布森(William Gibson)l984 年出版的科幻小说Necromancer里，又被称为“可控空间”(Cyberspace)。虚拟现实是美国国家航空和航天局及军事部门为模拟而开发的一门高新技术 它利用计算机图形产生器，位置跟踪器，多功能传感器和控制器等有效地模拟实际场景和情形，从而能够使观察者产生一种真实的身临其境的感觉。虚拟环境由硬件和软件组成，硬件部分主要包括：传感器(Sensors)、印象器(Effecter)和连接侍感器与印象器产生模拟物理环境的特殊硬件。利用虚拟现实技术产生虚拟现实环境的软件需完成以下三个功能：建立作用器(Actors)以及物体的外形和动力学模型：建立物体之间以及周围环境之间接照牛顿运动定律所决定的相互作用;描述周围环境的内容特性。

在工程设计方面，计算机图形学的作用主要表现在

(1)建筑设计，包括方案设计、三维造型、建筑渲染图设计、平面布景、建筑

构造设计、小区规划、日照分析、室内装潢等各类CAD应用软件。

(2)结构设计，包括有限元分析、结构平面设计、框/排架结构计算和分析、

高层结构分析、地基及基础设计、钢结构设计与加工等。

(3)设备设计，包括水、电、暖各种设备及管道设计。

(4)城市规划、城市交通设计，如城市道路、高架、轻轨、地铁等市政工程设

计。

(5)市政管线设计，如自来水、污水排放、煤气、电力、暖气、通信(包括电

话、有线电视、数据通信等)各类市政管道线路设计。

(6)交通工程设计，如公路、桥梁、铁路、航空、机场、港口、码头等。

(7)水利工程设计，如大坝、水渠、河海工程等。

(8)其他工程设计和管理，如房地产开发及物业管理、工程概预算、施工过程

控制与管理、旅游景点设计与布置、智能大厦设计等。

那么如何学好计算机图形学呢? 除了计算机图形学的基础知识以外，我们还需要相关知识，懂得越多，才能学的越好。

英语，如果要学好计算机图形学的话，我认为需要阅读大量的英文书籍和资料，毕竟国外相关研究更加深入，好的英文功底有助于紧跟国际潮流。

数学，计算机图形学里面经常会遇到数学方面的知识，比如高等数学中的数值分析，微分几何，拓扑，差值概论以及微分方程等。

物理，如果要进行基于物理的建模，一些物理理论是要学习的。如力学，光学，有限元„„

编程语言，C语言或C++是计算机图形学中通用的语言。

数据结构，当需要用数据结构来描述图形形象时，除了通用的链表、树等数据结构外，图形学还有自己特殊的数据结构。

所以说，一门学科可能会和许多学科发生穿插，不能希望只通过一本教科书就能学好一门学科，一定要在掌握教科书内容的基础上与其他学科融会贯通才能获得更大的收获。这就是我学习计算机图形学的心得，可能不够成熟，希望在以后的进一步学习中获得更多的经验，为自己未来的职业生涯打下坚实的基础。

第二篇：对于计算机图形学感想

计算机图形学

1045532136 朱啸林

我们班是计算机科学与技术，刚开始知道要上图形学的时候我还是一头雾水，觉得没什么联系，经过老师的点拨和自己的领悟，我明白了其中的道理。计算机图形学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。通俗的说，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。 自1963年计算机图形学的正式诞生起，至今已有四十多年的历史。此前的计算机主要是符号处理系统，自从有了计算机图形学，计算机可以部分地表现人的右脑功能了，所以计算机图形学的建立具有重要的意义。通过课堂上的学习以及网上的介绍，我发现近年来， 计算机图形学在如下几方面有了长足的进展。 可别小看了图形学，想要学好它还必须学好英语，数学，物理等多方面的知识。当然，编程语言，数据结构也是不可或缺的基础!所以，在学过了上述的课程后，学校安排了图形学这门课程。

学术都是相互贯通，有着密切关联的，不能希望只通过一本教科书就能学好一门学科，一定要在掌握教科书内容的基础上与其他学科融会贯通才能获得更大的收获。一步一步踏实地打下今天的基础，才能有个灿烂的明天，让我们为了美好的未来开始奋斗吧!

第三篇：计算机图形学实验报告

实 验 报 告

一、 实验目的

1、掌握有序边表算法填充多边形区域;

2、理解多边形填充算法的意义;

3、增强C语言编程能力。

二、 算法原理介绍

根据多边形内部点的连续性知：一条扫描线与多边形的交点中，入点和出点之间所有点都是多边形的内部点。所以，对所有的扫描线填充入点到出点之间所有的点就可填充多边形。

判断扫描线上的点是否在多边形之内，对于一条扫描线，多边形的扫描转换过程可以分为四个步骤：

(1)求交：计算扫描线与多边形各边的交点; (2)排序：把所有交点按x值递增顺序排序;

(3)配对：第一个与第二个，第三个与第四个等等;每对交点代表扫描线与多边 形的一个相交区间; (4)着色：把相交区间内的象素置成多边形颜色，把相交区间外的象素置成背景色。

p1,p3,p4,p5属于局部极值点，要把他们两次存入交点表中。 如扫描线y=7上的交点中，有交点(2,7,13)，按常规方法填充不正确，而要把顶点(7,7)两次存入交点表中(2,7,7,13)。p2，p6为非极值点，则不用如上处理。

为了提高效率，在处理一条扫描线时，仅对与它相交的多边形的边进行求交运算。把与当前扫描线相交的边称为活性边，并把它们按与扫描线交点x坐标递增的顺序存放在一个链表中，称此链表为活性边表(AET)。

对每一条扫描线都建立一个与它相交的多边形的活性边表(AET)。每个AET的一个节点代表一条活性边，它包含三项内容

1. x -当前扫描线与这条边交点的x坐标;

2. Δx -该边与当前扫描线交点到下一条扫描线交点的x增量; 3. ymax -该边最高顶点相交的扫描线号。

每条扫描线的活性边表中的活性边节点按照各活性边与扫描线交点的x值递增排序连接在一起。

当扫描线y移动到下一条扫描线y = y+1时，活性边表需要更新，即删去不与新扫

描线相交的多边形边，同时增加与新扫描线相交的多边形边，并根据增量法重新计算扫描线与各边的交点x。

当多边形新边表ET构成后，按下列步骤进行：

① 对每一条扫描线i，初始化ET表的表头指针ET[i]; ② 将ymax = i的边放入ET[i]中;

③ 使y =多边形最低的扫描线号; ④ 初始化活性边表AET为空; ⑤ 循环，直到AET和ET为空。

 将新边表ET中对应y值的新边节点插入到AET表。  遍历AET表，将两两配对的交点之间填充给定颜色值。

 遍历AET表，将 ymax= y的边节点从AET表中删除，并将ymax> y的各边节点的x值递增Δx;并重新排序。  y增加1。

三、 程序源代码

#include "graphics.h" #define WINDOW_HEIGHT 480 #define NULL 0 #include "alloc.h" #include "stdio.h" #include "dos.h" #include "conio.h" typedef struct tEdge /*typedef是将结构定义成数据类型*/ { int ymax; /* 边所交的最高扫描线号 */ float x; /*当前扫描线与边的交点的x值 */ float dx; /*从当前扫描线到下一条扫描线之间的x增量*/ struct tEdge *next; }Edge;

typedef struct point{int x,y;}POINT; /*将结点插入边表的主体函数*/

void InsertEdge(Edge *list,Edge *edge)/*活性边edge插入活性边表list中*/ { Edge *p,*q=list; p=q->next; /*记住q原来所指之结点*/ while(p!=NULL) /*按x值非递减顺序增加边表*/ {

if(edge->xx) /*要插入的边的x较大不应该在当前插入*/

p=NULL;

else /*要插入的边的x较小应该在当前插入*/

{q=p;

p=p->next;

} } edge->next=q->next; /*使欲插入之结点edge指向q原来所指之结点*/ q->next=edge; /*使q指向插入之结点*/ }

int yNext(int k,int cnt,POINT *pts) /*对于多边形中的某个顶点序号k(0,1...6)，返回下一顶点的纵坐标,如果这2个顶点所在边是 水平的，则顺延，即返回第(k+2)个顶点的纵坐标),cnt是顶点个数+1,pts指向多边形顶点结构体的指针*/

{ int j; if((k+1)>(cnt-1))/*当前顶点为最后一个顶点，则下一个顶点为第0个顶点 */

j=0; else

j=k+1; /*当前顶点不是最后一个顶点，下一个顶点为数组下标加一*/ while(pts[k].y==pts[j].y) /*扫描线扫过平行顶点，需分情况找到当前顶点下下个顶点*/ if((j+1)>(cnt-1))

j=0;

else

j++; return(pts[j].y); /*返回下一个顶点的y值 */ }

/* 计算增量，修改AET*/ /*生成边表结点，并插入到边表中的主体函数*/ void MakeEdgeRec(POINT lower,POINT upper,int yComp,Edge *edge,Edge *edges[]) /*把边结点edge,放到lower.y扫描线所在的边结点指针数组edges[]中 */ {edge->dx=(float)(upper.x-lower.x)/(upper.y-lower.y); edge->x=lower.x; if(upper.yymax=upper.y-1; /*缩短上层顶点*/ /*奇点，应该把这点当作两个点而分开，所以把y的最大值减一，向下移动*/ else edge->ymax=upper.y; /*不是奇点，不需改变y值 */ insertEdge(edges[lower.y],edge); /*插入一个边缘扫描线，插入到列表 */ }

/*创建边表的主体函数*/ void BuildEdgeList(int cnt,POINT *pts,Edge *edges[]) /*建立新边表,cnt:多边形顶点个数+1,edges[]:指向活性边结点的指针数组*/ { Edge *edge; POINT v1,v2; int i,yPrev=pts[cnt-2].y; /*当前顶点的前一个顶点的y值，在当前顶点不是奇点时使用该参数*/ v1.x=pts[cnt-1].x; v1.y=pts[cnt-1].y; for(i=0;i

edge=(Edge *)malloc(sizeof(Edge));

edge=(Edge*)malloc(sizeof(Edge)); if(v1.y

yNext*/ MakeEdgeRec(v1,v2,yNext(i,cnt,pts),edge,edges); /*确定v1,v2边较高端点的开闭*/

else

MakeEdgeRec(v2,v1,yPrev,edge,edges); /*当前顶点

是奇点*/ } yPrev=v1.y; v1=v2; } }

/*建立活性边表的主体函数：建立第scan条扫描线的活性边表*/ void BuildActiveList(int scan,Edge *active,Edge *edges[]) /*建立扫描线scan的活性边表,把活性边结点放入扫描线scan的结点指针数组 edges[scan]中*/ { Edge *p,*q; p=edges[scan]->next; /*查找当前扫描线对应的y桶*/ while(p) /*y桶不空*/

{q=p->next; /*找到最后一个边结点，插入*/

InsertEdge(active,p); /*把更新后的边表重新插入边表中保存*/

p=q;

} }

/*填充一对交点的主体函数*/ void FillScan(int scan,Edge *active,int color) /*填充扫描线:填充扫描线上,且在下一结点到再下一结点之间的点*/ { Edge *p1,*p2; int i; p1=active->next; while(p1) {

p2=p1->next;

for(i=p1->x;ix;i++)

putpixel((int)i,scan,color); /*画出图形内部的点*/ p1=p2->next; /*活性表的下一条边表 */ } }

void DeleteAfter(Edge *q) /*删除链表中结点,删除边结点q的后续结点p*/ { Edge *p=q->next; q->next=p->next; /*删除结点*/ free(p); } /* 删除 y=ymax 的边 */

/*填充完后，更新活动边表的主体函数*/ void UpdateActiveList(int scan,Edge *active) /*删除扫描线scan完成交点计算的活性边,同时更新交点x域*/ { Edge *q=active,*p=active->next; while(p) if(scan>=p->ymax) /*扫描线超过边的最大y值，此条边的节点应该删掉*/ { p=p->next; deleteAfter(q); } else /*扫描线未超过边的最大y值，相应的x值增加*/ { p->x=p->x+p->dx; q=p;p=p->next; } }

/*对活性边表结点重新排序的主体函数*/ void ResortActiveList(Edge *active) /*活性边表active中的结点按x域从小到大重新排序*/ { Edge *q,*p=active->next; active->next=NULL; while(p) {q=p->next; InsertEdge(active,p); /*把更新后的边表重新插入边表中保存 */ p=q; } }

/*多边形填充的主体程序*/ void ScanFill(int cnt,POINT *pts,int color) /*填充函数,输入:多边形顶点个数+1=cnt, 指向多边形顶点的指针数组pts*/

{ Edge *edges[WINDOW_HEIGHT],*active; int i,scan,scanmax=0,scanmin=WINDOW_HEIGHT; for(i=0;i

{if(scanmax

if(scanmin>pts[i].y)scanmin=pts[i].y;

} for(scan=scanmin;scan<=scanmax;scan++) /*初始化每条扫面线的边链表*/ {edges[scan]=(Edge *)malloc(sizeof(Edge)); /*建

edges[scan]->next=NULL;

} BuildEdgeList(cnt,pts,edges); /*建立有序边表*/ active=(Edge *)malloc(sizeof(Edge)); “桶”*/ active->next=NULL; for(scan=scanmin;scan<=scanmax;scan++) /*扫描每条扫描线，求活性表*/ {

BuildActiveList(scan,active,edges); /*建立活性边表*/

if(active->next) /*活性边表不为空*/

{ FillScan(scan,active,color); /*填充当前扫描线*/ UpdateActiveList(scan,active); /*更新活化边表*/ ResortActiveList(active); /*重排活化边表*/

} } }

/*开始菜单*/ void main() { POINT pts[7]; /*保存数组*/ int gdrive=DETECT,gmode; pts[0].x=100;pts[0].y=40; /*多边形顶点x、y坐标*/ pts[1].x=220;pts[1].y=140; pts[2].x=280;pts[2].y=80; pts[3].x=350;pts[3].y=300; pts[4].x=200;pts[4].y=380; pts[5].x=50;pts[5].y=280; pts[6].x=100;pts[6].y=40; /*合并桶中的新边，按次序插入到 AET 中*/ initgraph(&gdrive,&gmode,"C:TC3.0BGI"); /*设置graphic模式*/ ScanFill(7,pts,2); getch(); }

四、 实验结果

图1 用有序边表算法生成的多边形

五、 总结与体会

实验步骤

1) 分析多边形区域扫描线填充算法的原理，确定算法流程

① 初始化：构造边表，AET表置空

② 将第一个不空的ET表中的边插入AET表

③ 由AET表取出交点进行配对(奇偶)获得填充区间，依次对这些填充区间着色

④ y=yi+1时，根据x=xi+1/k修改AET表所有结点中交点的x坐标。同时如果相 应的ET表不空，则将其中的结点插入AET表，形成新的AET表 ⑤ AET表不空，则转(3)，否则结束。 2) 编程实现

① 首先确定多边形顶点和ET/AET表中结点的结构

② 编写链表相关操作(如链表结点插入、删除和排序等)

③ 根据1)中的算法结合上述已有的链表操作函数实现多边形区域扫描线填充的主体功能

④ 编写主函数，测试该算法 通过运用C语言环境下的图像显示设置，本次实验我学会了多边形区域扫描线填充的有序边表算法，设计相关的数据结构(如链表结构、结点结构等)，并将实现的算法应用于任意多边形的填充，为深一步的学习做好了铺垫。

六、 参考文献

[1]张家广 等编著.计算机图形学(第3版).北京：清华大学出版社,1998年9月.

[2]陈传波，陆枫主编，《计算机图形学基础》，电子工业出版社，

2002年3月.

第四篇：计算机图形学心得体会

姓

名:

学

号:

201203284

班

级:

计科11202

序

号:

31

院

系:

计算机科学学院

通过一个学期的学习，经过老师细心的讲解，我对图形学这门课有了基础的认识，从您的课上我学到了不少知识，基本上对图形学有了一个大体的认识。上课的时候，您的PPT做的栩栩如生，创意新颖的FLASH就吸引了我的眼球，再加上您那详细生动的讲解，就让我对这门课产生了浓厚的兴趣，随着一节一节课的教学，您的讲课更加深深地吸引了我，并且随着对这门课越来越深入的了解更促使我产生了学好这门的欲望。您教会了我们怎们做基本知识，还教了我们不少的算法。听您的课可以说是听得津津有味。以下就是我对计算机图形学这门课的认识。

一、 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。

二、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。1990年的第11届亚洲运动会上首次采用了计算机三维动画技术来制作有关的电视节目片头。继而以3D Studio 为代表的三维动画微机软什和以Photostyler、Photoshop等为代表的微机二维平面设计软件的普及对我国计算机动画技术的应用起到了推波助谰的作用。 计算机动画的应用领域十分宽广 除了用来制作影视作品外 在科学研究、视觉模拟、电子游戏、工业设计、教学训练、写真仿真、过程控制、平面绘画、机械设计等许多方面都有重要应用如军事战术模拟。

三、 科学计算可视化它将科学计算过程中及计算结果的数据转换为几何图形及图象信息在屏幕上显示出来并进行交互处理成为发现和理解科学计算过程中各种现象的有力工具。 科学计算可视按其实现的功能来分可以分为三个档次1结果数据的后处理2结果数据的实时跟踪处理及显示3结果数据的实时显示及交互处理。利用虚 拟现实技术产生虚拟现实环境的软件需完成以下三个功能建立作用器Actors以及物体的外形和动力学模型建立物体之间以及周围环境之间接照牛顿运动定律所决定的相互作用描述周围环境的内容特性

四、发展趋势 计算机图形学主要是研究图形图像的计算机生成其研究方向众多。在图形基础研究方面可归纳为两个主要方向即建模modeling技术又称造型技术和绘制rendering技术。 建模技术又可分为两大分支即计算机辅助几何设计和自然景物建模。计算机辅助几何设计追求建模的精确度、可靠性和建模的速度自然景物建模追求建模的逼真度和速度。计算机图形学中的绘制技术是指基于光栅图形显示技术的真实感图形绘制技术包括各种光照模型、明暗shading处理和纹理生成等内容。绘制技术追求的是真实感逼真度和绘制速度。 综合上述两大研究方向的追求目标可以看出计算机图形学研究水平的高低就是反映在真实感和速度的高低以及两者的结合上也就是既要逼真地反映客观世界的对象又能高速地、通常又称实时地绘制它们。众所周知真实感与实时性是一对尖锐的矛盾如何解决这一矛盾是当代计算机图形学工作者奋斗的目标。计算机图形学的主攻方向不再是孤立地追求图形的真实感和绘制的实时性而是把重点转移到如何把两者结合在一起即向更高的目标迈进。 体现这一重点转移的研究方向有以下方面:

1、基于图像的建模与绘制技术成为研究热点 基于图像的建模与绘制技术应用图像处理方法来加速图形学的建模和绘制的研究工作可追溯到早期的纹理映射工作。该方法是基于几何和基于图像两种建模方法的混合方法包括利用摄影测量学原理提取照片建筑的基本几何模型利用基于模型的立体视图方法提取建筑立面的细节利用视点无关的纹理映射方法绘制建筑的多种视图。

2、.PC机图形硬件的三维化及高档图形硬件结构与图像处理硬件相结合的趋向 图形硬件、图形软件及图形基础算法三者的有机结合和相互影响形成了计算机图形学辉煌的今天。从原理上讲当图形的绘制速度足够高使所绘制的多边形中仅含几个像素如3个的时候基于多边形的3D图形系统就失去了意义因为插值运算已没有意义。这时基于图像的建模和绘制就成为当然的选择。从上述介绍中已可明显感到图形 学与图像处理相结合的发展趋向。

3、细节的分层表示、层次化绘制以及小波理论在图形学中的应用继续成为热点

4、计算机动画和虚拟现实是当前计算机图形学的应用热点 在电视广播这一通常大量应用专用视频处理硬件的领域里如何应用通用图形工作站来生成高质量的实时动画以及特技图形效果的优点、难点和今后的发展方向。三维动作跟踪器3D-Trackers可提供32个关节传感器同时实时纪录两个人的全身动作并体现在屏幕卡通人物的形体动作上。游戏开发就得用到计算机图形学中的方方面面.

5、分形理论及应用 形理论是当今世界十分活跃的新理论。作为前沿学科的分形理论认为大自然是分形构成的。大千世界对称、均衡的对象和状态是少数和暂时的而不对称、不均衡的对象和状态才是多数和长期的分形几何是描述大自然的几何学。作为人类探索复杂事物的新的认知方法分形对于一切涉及组织结构和形态发生的领域均有实际应用意义并在石油勘探、地震预测、城市建设、癌症研究、经济分析等方面取得了不少突破性的进展。

6、曲面造型技术 它是计算机图形学和计算机辅助几何设计Computer Aided Geometric Design的一项重要内容主要研究在计算机图象系统的环境下对曲面的表示、设计、显示和分析。经三十多年发展现在它已经形成了以Bezier和B样条方法为代表的参数化特征设计和隐式代数曲面表示这两类方法为主体以插值Interpolation 、拟合Fitting 、逼近Approximation这三种手段为骨架的几何理论体系。随着计算机图形显示对于真实性、实时性和交互性要求的日益增强随着几何设计对象向着多样性、特殊性和拓扑结构复杂性靠拢的趋势的日益明显随着图形工业和制造工业迈向一体化、集成化和网络化步伐的日益加快随着激光测距扫描等三维数据采样技术和硬件设备的日益完善曲面造型在近几年来得到了长足的发展。

五、对计算机图形学的认识 经过了一阶段计算机图形学的学习对于图形学中基本图形的生成算法有了一定的了解。深度研究图形学需要高深的数学知识且每一个细化的方向需要的知识也不一样。图形学是计算机科学与技术学科的活跃前沿学科被广泛的应用到生物学、物理学、化学、天文学、地球物理学、材料科学等领域。我深深感到这门学科涉及的领域之广是惊人的可以说博大精深。在这个计算机的时代什么都要用到，计算机技术图形也是我们生活中重要的部分所以我们得好好学好图形学。

可惜在这么短的时间内来不及更深入地学习，关于图形学还有不少知识老师对我们没来及细细讲解只是一提带过，不能不说这是个遗憾，希望以后还有机会听您给我们细细讲解未涉及的内容，带领我们更深入的对图形学进行探讨和钻研，能够翱翔在图形学这片蔚蓝的天空。您就是领航人，我们就是那一艘艘在知识大海中航行的船泊，在老师的指引下扬帆前进!

第五篇：计算机图形学的简单认识

090600304229计科0942卿文玲

第一周，我们上了一节计算机图形学。记得刚开始领到书的时候，翻看里面的内容，发现好多数学公式，心想：“完了，这不就是变相数学嘛，还结合计算机图形，天哪，肯定很难很难。”

事实证明，第一节课结束后，我还是不清楚计算机图形学要学的是什么，只是大概的了解了计算机图形学是讲图形用公式等直观的表达几何图形出来。所以说认识的话，根本谈不上。在浏览了课本前面的前言后，大概了解了计算机图形学涉及计算机硬件、数学、物理、计算机科学、美学等领域的综合知识，需要有较好的数学基础和相关的计算机知识才能将本门课程学好。同时了解到图形本质上是具有线性、宽度、颜色等属性信息胡图形元素的组合。因此，抽象图形本质可以概括为：图形=图元+属性。几何是表示是输入;绘制是展现，是输出。

了解了这些浅显的东西，或许在今后的学习上有一点点帮助。不过，我相信，前面的路还很长，需要努力的还很多才能学好这门课程。