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计算机图形学导论

计算机图形学导论. 张滢 2011-3-30. 无处不在的计算机图形学. 游戏，影视，虚拟现实，实验 表达信息. 什么是计算机图形学？. 场景如何描述？. 基本概念. 场景：是在图像中显示的三维空间对象组合，包括空间中所有的几何对象与光照。 视图：是用于创建图像的信息集，是包括场景空间、场景坐标、坐标系中带观察方向的视点、将空间中可是部分映射到二维可视平面的投影操作 场景定义空间中的对象，而视图定义了空间中哪些部分可见及观众的观察方式。. 实体表示. 对象及表示. 球，多面体 机械模型 云，草等 内部特征. 三维模型 / 世界坐标系. 实体表示.

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Presentation Transcript

  1. 计算机图形学导论 张滢 2011-3-30

  2. 无处不在的计算机图形学 游戏，影视，虚拟现实，实验 表达信息 什么是计算机图形学？ 场景如何描述？

  3. 基本概念 场景：是在图像中显示的三维空间对象组合，包括空间中所有的几何对象与光照。 视图：是用于创建图像的信息集，是包括场景空间、场景坐标、坐标系中带观察方向的视点、将空间中可是部分映射到二维可视平面的投影操作 场景定义空间中的对象，而视图定义了空间中哪些部分可见及观众的观察方式。

  4. 实体表示 • 对象及表示 球，多面体 机械模型 云，草等 内部特征 三维模型/世界坐标系 实体表示 曲线曲面函数 spline,Bézier 曲线曲面 分形 粒子系 统 八叉树 三维坐标点

  5. 图形观察 视点变换：视点的位置，朝向， 向上向量 模型变换：模型的位置和朝向 平移，旋转，缩放 三维坐标 投影变换：三维空间映射到 二维平面 透视投影，平行投影 二维坐标 视窗变换：将投影平面映射到屏幕区域 裁剪？ 二维坐标

  6. 光栅化/屏幕坐标 显示设备坐标：整数坐标，像素 例：直线的Bresenham算法 线面的画法，插值运算，区域填充，扫描转换，反走样

  7. 颜色和光照模型 • 颜色空间 颜色是可见光的一种视觉特性，颜色既决定于光源中波长的分布，也决定于物体本身的物理性质 RGB,HSV

  8. 颜色和光照模型 光照模型： 光照明模型即根据光学物理的有关定律，计算景物表面上任一点投向观察者眼中的光亮度的大小和色彩组成的公式 局部光照模型 整体光照模型 光线跟踪算法 辐射度算法

  9. 纹理映射 • 景物的纹理细节描述 • 纹理映射原理 • 纹理映射算法

  10. 其他内容 深度缓存 隐藏面消隐 动画 交互 图形输入输出

  11. 可视化 • 图形学难点：理解你所面对的问题，并提出描述问题的信息表示方法，从而创建出于观众交流的精确的图像，信息的映射模型 • 科学可视化 • 信息可视化 • 知识可视化

  12. 图形API及应用软件 API：应用程序接口 Opengl MATLAB VTK 应用软件 3DMax ， Maya， CAD 算法实现 图形学理论 图形学理论 API/应用软件

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