《计算机图形学》课件

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1、第二章计算机图形系统综述2.1计算机图形系统概述2.2图形输入设备2.3图形绘制设备2.4图形显示系统2.5计算机图形标准2.6VC的图形程序开发方法计算机图形系统由硬件系统和软件系统组成2.1计算机图形系统概述用户输入设备鼠标、键盘数字化仪扫描仪计算机主机软件系统输出设备图形显示器绘图仪打印机主导外存储器2.1.1计算机图形系统的结构计算机图形软件系统图形专业应用软件：AutoCAD，3DSMAX图形支撑软件：图形库，如OpenGL1.图形软件系统（1）图形应用软件当今流行的几何造型平台主要有两种：ACIS和Parasolid，产品主要有：Autodesk公司的A

2、utoCAD，Unigraphics（UG），Pro/Engineer，I-DEAS软件（2）图形支撑软件程序员用来开发图形应用软件的软件图形标准系统通常是通用编程软件包或图形库的形式，如OpenGL2.图形硬件系统图形硬件系统图形设备图形计算机平台图形输入设备图形输出设备显示设备绘制设备（1）图形计算机平台面向图形应用的计算机系统主要有微型计算机、中小型计算机、工作站以及基于网络的计算机系统。（2）图形设备设备类型设备名称典型设备图形输入设备定位设备数字化仪、鼠标、操作杆笔画设备数字化仪选择设备按钮、功能键拾取设备光标、鼠标数值设备键盘字符串设备键盘图形显示设备C

3、RT显示器光栅扫描图形显示器随机扫描图形显示器平板显示器液晶显示器、等离子显示器图形绘制设备硬拷贝设备绘图仪平板绘图仪、滚筒式绘图仪打印机点阵式打印机、喷墨打印机激光打印机计算机图形系统的基本功能包括：图形输入、图形存储、图形计算、图形交互、图形输出2.1.2计算机图形系统的基本功能计算输入交互存储输出显示器图形输入设备图形输出设备数据库（1）处理功能包含形体设计、分析，图像描述，基本几何元素的相关运算、分类、几何变换、光、色模型的建立和计算等（2）存储功能存储图形数据（3）交互功能实现用户与图形系统的人机对话（4）输入功能把有关图形数据和操作命令输入到计算机中（5

4、）输出功能把所设计的图形从计算机中输出来，包括显示输出和绘制输出图形输入设备的发展–第一阶段：控制开关、穿孔纸等等–第二阶段：键盘–第三阶段：二维定位设备，如鼠标、光笔、图形输入板、触摸屏、语音等等–第四阶段：三维输入设备（如空间球、数据手套、数据衣），用户的手势、表情等等–第五阶段：用户的思维2.2图形输入设备2.2.1一般应用图形输入设备1.键盘–主要用来录入文本、字符串的设备–可以进行屏幕坐标输入–菜单选择–图形功能选择2.鼠标–鼠标是给屏幕光标定位的小型手持屏幕图形定位输入设备。–早期的鼠标主要用来绘制图形–后来广泛应用于图形用户接口（Windows)的操作

5、。3.光笔–通过检测来自CRT屏幕上某一点的光来选定屏幕位置。*最早的交互式图形定位输入设备*有定位、拾取及笔画跟踪3个基本功能。4.游戏杆和跟踪球*游戏杆：主要是通过杆的实际移动来控制屏幕上的光标的移动。*跟踪球：用来进行二维定位的设备，可用手掌或掌心旋转使屏幕光标移动。由附加的电位计量器来测量球的旋转量和方向。5.触摸屏–用手来触摸显示的物体或屏幕位置实现图形的操作。*光学触摸板*电子触摸板*声学触摸板2.2.2特殊应用图形输入设备1.数字化仪–数字化仪是在物体上进行绘画、着色或交互选择坐标位置的常用设备。–数字化仪是用来在所绘制对象上扫描并输入一组随机的坐标位

6、置，相互之间用直线段连接，以逼近曲线或表面形状。2.图像扫描仪–主要用来对图形、图表、彩色和黑白照片或文本进行扫描，形成一个图像文件，存储到计算机中之后再进行处理。两个重要指标*分辨率：如1200dpi*支持的颜色数或灰度等级：如32位真彩色4.数据手套–数据手套是用来抓住虚拟对象的操作工具。–手套由一系列检测手和手指运动的传感器构成。–来自手套的输入，可以用来定位或操作虚拟场景中的对象。–场景的二维投影可以在视频监视器上观察，也可以使用头套观察三维投影。三维立体眼镜头盔显示器2.3图形绘制设备2.3.1绘图仪*笔式绘图仪滚筒式绘图仪：结构简单、价格较低，精度和速度

7、不高平板式绘图仪：精度高、速度快、价格较高*喷墨式绘图仪图形绘制指把图形画在纸上，也称硬拷贝2.3.2打印机*针式打印机机器本身和耗材便宜，精度太低，质量很差*喷墨打印机价格居中，可打印彩色图形，速度较慢且耗材昂贵*激光打印机价格高，高速度、高精度、低噪声、彩色化2.4图形显示系统显示器和显示卡共同构成了显示系统。2.4.1显示器显示器根据外形可分为阴极射线管(CRT）显示器和平板显示器（液晶显示器、等离子显示器、激光显示器等）。阴极射线管（CRT）的结构如图所示，主要由电子枪、聚焦系统、加速电极、偏转系统和荧光屏5部分组成。1、阴极射线管（CRT）电子枪电灯丝