计算机图形学论文
关于计算机图形学的期末论文

关于计算机图形学的期末论文计算机图形属于一门计算机技术,计算机图形学是一种使用数学算法把二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。
下面是店铺为大家整理的关于计算机图形学的论文,希望能对大家有所帮助计算机图形学的论文篇一:《关于计算机图形学的发展及应用探究》【摘要】计算机图形学经过三十多年的发展,在计算机艺术、计算机动画、自然景物仿真、图形实时绘制的方面都有很大程度的成就。
图形学发展速度很快,并且已经成为一门独立的学科,应用前景非常广阔,本文就计算机图形学的发展及应用研究探讨,希望能帮助有所需要的人。
【关键词】计算机图形学;发展状况;应用什么是计算机图形学?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。
计算机图形学又称CG,计算机图形学研究的是如何在计算机环境下生成图形、处理图形、显示生成图形的一门学科,其基本构成是逐步实现对图形的处理和设计工作。
计算机图形学研究的内容极其繁多,如曲线曲面建模、图像制作指标、人机交换系统、计算机的硬件系统、风景渲染、电子动画、图形交换技术、真实感图形显示算法、虚拟现实、图形硬件等。
随着该项技术的不断发展,它在计算机科学中最为活跃的分支之一,并得到广泛的应用。
现在介绍计算机图形学的研究内容、发展历史、应用和图形学前沿的方向。
一、计算机图形学的发展史20世纪50年代,第一台拥有图形显示技术的计算机在美国麻省理工学院诞生,该显示器只能显示一些简单的图形。
在50年代,只有电子管计算机,用机器语言编程,主要应用于科学计算,为这些计算机配置的图形设备仅具有输出功能。
1962年,MIT林肯实验室的I-van.E.Sutherland发表一篇博士论文,他在论文中首次使用了计算机图形学“ComputerGraphics”这个术语,确定了计算机交互图形学作为一个崭新的科学分支的独立地位。
到20世纪70年代,光栅图形学迅速发展,区域填充、裁剪、消隐等基本图形的概念及其相应算法纷纷诞生,使得图形学得到了广泛的应用。
大学计算机图形学与多媒体技术期末结课论文

大学计算机图形学与多媒体技术期末结课论文计算机图形学和多媒体技术是现代计算机科学与技术领域不可或缺的技术之一,尤其在如今信息爆炸的时代,为了更好地应对未来数字化世界的发展,我们需要掌握这些技术。
本文将介绍计算机图形学和多媒体技术的概念及其应用,重点讨论图形学和多媒体在游戏、影视动画、虚拟现实等领域中的应用。
一、计算机图形学计算机图形学是指研究人类视觉系统和计算机图形处理系统之间的信息交互。
图形学的主要作用有:设计和开发图形界面、创建动画和模拟环境、可视化设计、计算几何、计算拓扑等。
在游戏、影视动画、虚拟现实等领域中,图形学扮演着重要的角色。
1. 游戏中的图形学游戏是图形学的一个重要应用领域。
图形学技术在游戏中主要用于场景渲染和动画设计。
游戏场景的渲染需要用到光照、纹理、阴影、反射等效果,这需要运用到计算机图形学的相关知识。
而动画设计则需要用到骨骼动画、插值动画等技术,这些技术都是基于计算机图形学的。
2. 影视动画中的图形学影视动画是另一个图形学的重要应用领域。
在电影、电视剧等影视作品中,图形学技术被广泛应用于角色设计、场景设计和特效制作等。
例如,绿幕技术就是一种用于合成背景的图形学技术。
3. 虚拟现实中的图形学虚拟现实是虚拟世界与现实世界的结合,是一个基于计算机科学、计算机图形学、计算机视觉等技术的全新领域。
虚拟现实技术需要用到头戴式显示器、手柄等设备,通过显示器展示虚拟的图像和影像,使得用户感受到身临其境的体验。
二、多媒体技术多媒体技术指的是将图像、声音、文字等信息结合起来,用于存储、处理和传输一种信息的技术。
多媒体技术主要包括音频、视频、图像处理、数据压缩等方面。
1. 音频处理音频处理是多媒体技术的一个分支,包括音频编码、音频识别、音频合成等技术。
在音乐、电台、广告等领域,音频处理技术都有广泛的应用。
2. 视频处理视频处理是指对视频、影像等图像进行调整、编辑、处理等操作。
视频处理技术主要用于影视后期制作、视频教学、虚拟现实等领域。
计算机图形学总结论文

计算机图形学总结论文计算机图形学总结论文计算机图形学总结首先,感谢老师一个学期以来的教导,您的授课真的让我受益匪浅。
您不仅教会了我们很多新颖的知识,还让我们对一些事情有了新的正确认识。
其次,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。
计算机图形学ComputerGraphics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!计算机图形学主要研究两个问题:一个是如何在计算机中构造一个客观世界---几何(模型)的描述,创建和处理,一‘几何’一词统一表述之,二是如何将计算机中的虚拟世界用最形象的方式静态或动态的展示出来,几何的视觉再现,一‘绘制’一词统一表述之。
由此可以说:计算机图形学=几何+绘制本课程让我了解了和掌握必要的图形学概念、方法和工具。
智能CAD计算机美术与设计计算机动画艺术科学计算可视化。
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。
计算机图形学论文

计算机图形学论文学院:计算机科学与技术学院计算机图形学论文通过本学期对《计算机图形学》的学习,让我对计算机有了更深一步的了解。
以前我对计算机的了解非常有限,也非常浅,认为计算机只是简单用来上上网,打打游戏之类的,通过不断的学习对计算机的了解更多啦!本学期我们开来《计算机图形学》这门课,使我对计算机的了解更多了。
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。
学习之后我知道了计算机图形学是研究怎样利用计算机来显示,生成和处理图形的原理,方法和技术的一门学科。
计算机图形学的研究对象时图形,通常意义的图形是指能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象。
它包括了各种照片,图片,图案,图像以及图形实体,也包括了由函数式,代数方程和表达式所描述的图形。
而构成图形的要素可以分为两大类,一类是刻画形状的点,线,面,体等几何要素;另一类是反映物体本身固有属性,如表面属性或材质的明暗,灰度,色彩等非几何要素。
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。
因此计算机图形学中所研究的图形可以定义为“从客观世界物体中抽象出来的带有颜色信息及形状信息的图和形。
与图形图像处理相关的学科有计算机图形学,数字图像处理和计算机视觉。
计算机图形学的发展经历五个时期,酝酿期(20世纪50年代),萌芽期(20世纪60年代末),发展期(20世纪70年代),普及期(20世纪80年代)和提高增强期(20世纪90年代以后)。
在酝酿期,美国麻省理工学院为旋风一号计算机配备了由计算机驱动的类似于示波器所用的阴极射线管,让它来显示一些简单的图形,所用那个时期也被称为“被动”的图形学。
在萌芽期,1962年,美国麻省理工学院林肯实验室的Ivan.E.Sutherland在参与了一个用于CAD的SKETCHPAD系统的研究后,发表了《SKetchpad:一个人-机通信的图形系统》的博士论文并首次使用了“计算机图形学”这个术语,从而确立计算机图形学的学科地位!发展期计算机能够绘制工程图,分析与生产数据加工纸带,并且在许多国家得到了应用,只是应用的领域很小。
计算机图形学论文计算机图形学理论与技术发展趋势研究

华北电力大学课程论文||论文题目计算机图形学理论与技术发展趋势研究课程名称计算机图形学||专业班级:学生姓名:学号:成绩:(纸张用A4,左装订;页边距:上下2.5cm,左2.9cm, 右2.1cm)* 封面左侧印痕处装订计算机图形学理论与技术发展趋势研究摘要: 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。
关键字:研究领域与目的发展历程应用方面引言:计算机图形学是计算机与应用专业的专业主干课,它的重要性体现在人们越来越强烈地需要和谐的人机交互环境:图形用户界面已经成为一个软件的重要组成部分,以图形的方式来表示抽象的概念或数据(可视化)已经成为信息领域的一个重要发展趋势。
正文:计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机上表示图形、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。
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。
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。
1950年,第一台图形显示器作为美国麻省理工学院(MIT)旋风I号(Whirlwind I)计算机的附件诞生了。
计算机图形学发展趋势论文

计算机图形学发展趋势论文摘要:本文对计算机图形在实践中的应用进行了论述。
关键词:图形学;发展;应用一、计算机图形学的发展计算机图形学是利用计算机研究图形的表示、生成、处理,显示的科学。
经过30多年的发展,计算机图形学已成为计算机科学中最为活跃的分支之一,并得到广泛的应用。
1950年,第一台图形显示器作为美国麻省理工学院(MIT)旋风一号——(Whirlwind)计算机的附件诞生.该显示器用一个类似示波器的阴极射线管(CRT)来显示一些简单的图形。
在整个50年代,只有电子管计算机,用机器语言编程,主要应用于科学计算,为这些计算机配置的图形设备仅具有输出功能。
计算机图形学处于准备和酝酿时期,并称之为:“被动式”图形学。
二、计算机图形学在曲面造型技术中的应用曲面造型技术是计算机图形学和计算机辅助几何设计的一项重要内容,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。
它肇源于飞机、船舶的外形放样工艺,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(Intmpolation)、拟合(Fitting)、逼近(Ap-proximation)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。
2.1从研究领域来看,曲面造型技术已从传统的研究曲面表示、曲面求交和曲面拼接,扩充到曲面变形、曲面重建、曲面简化、曲面转换和曲面位差。
曲面变形(DeformationorShapeBlending):传统的非均匀有理B样条(NURBS)曲面模型,仅允许调整控制顶点或权因子来局部改变曲面形状,至多利用层次细化模型在曲面特定点进行直接操作;一些简单的基于参数曲线的曲面设计方法,如扫掠法(Sweeping),蒙皮法(skinning),旋转法和拉伸法,也仅允许调整生成曲线来改变曲面形状。
计算机图形与图像处理相关的论文

计算机图形与图像处理相关的论⽂ 伴随着计算机技术的不断发展,计算机图形学与图形图像处理技术逐渐成熟。
下⾯是店铺给⼤家推荐的计算机图形与图像处理相关的论⽂,希望⼤家喜欢! 计算机图形与图像处理相关的论⽂篇⼀ 《计算机图形学与图形图像处理技术浅析》 摘要:伴随着计算机技术的不断发展,计算机图形学与图形图像处理技术逐渐成熟。
计算机图形学与图形图像处理技术在现代各领域中的应⽤越来越重要,从⽽逐渐受到了⼈们的⼴泛关注。
本⽂通过分析计算机图形学的系统组成、功能以及应⽤领域等内容,详细分析了计算机图形学与图形图像处理技术的特点。
关键字:图形学图形图像处理技术 计算机技术在近年来的发展速度极为迅速,如今在各个领域中都应⽤了计算机技术。
从20世纪50年代开始,⼈们开始利⽤计算机技术处理图形,⽽随着计算机技术的不断发展与成熟,⼈们开始利⽤计算机技术处理图形与图像信息,随着这种图形与图像处理技术的不断成熟与完善,最终形成了备受⼈们重视的新型学科。
这种计算机图形学与图形图像处理技术的应⽤,对于各个领域的发展有很重要的意义,因此对计算机图形学与图形图像处理技术进⾏研究分析,对各领域的发展⾮常重要。
1 计算机图形学概述 1.1 计算机图形学的主要内容 计算机图形学中的研究内容包含了许多⽅⾯,其中包含了图形硬件、图形交互技术、曲⾯曲线建模、虚拟实现以及实物造型等。
这是⼀种利⽤数学算法将相应⼆维与三维图形转化到计算机中显⽰出来。
计算机图形学学科成⽴的主要⽬的是为了让计算机转换出来的图像更加的真实,⽽要让计算机转化的图形具备更强的真实感,就必须要建⽴图形描述场景的⼏何表⽰,从中计算出虚拟的光源、纹理以及材质属性产⽣的效果。
因此计算机图形学与⼏何设计学的联系⾮常紧密。
在计算机图形学中,主要的研究内容包括⼏何场景中的曲线曲⾯造型技术以及实体造型技术。
⽽由计算机转化出的图形,通常都需要对图形进⾏再⼀次的处理,因此计算机图形学与相应的图形图像处理技术需要紧密联系起来,这样才能够产⽣更好的图形真实感。
计算机图形学结课论文

计算机图形学C结课论文——计算机图形学C在军事训练领域的应用姓名:刘玉班级:12软件4班学号:1207030411系部:软件工程计算机图形学在军事训练领域的应用【摘要】计算机图形学结合计算机仿真技术,人机借口技术,多媒体技术和传感技术等衍生出来的虚拟现实领域在在军事训练方面的应用,符合减少人员、物资损耗,提高军事作战水平和训练效率的现实要求。
随着这项技术的成熟在不远的将来,他将成为提高军队战斗力的重要技术手段。
关键字:计算机图形学军事训练反导正文:利用计算机图形学等技术模拟战争过程已经成为最先进的多快好省的研究战争、培训指挥员。
战斗员的方法。
例如,在军队军费开支的不断减少的情况下,用于军队训练的经费也必然会相对减少,然而军队应付不测事件的能力要求却越来越高。
计算机图形学在军事方面的运用主要包括以下几个方面:第一:战场环境的仿真战场环境是指作战空间中出人为的客观环境。
其包括地理环境,气象环境,战场网络环境,电磁环境和核化环境。
战场环境具有多维性互动性等特点。
而战场环境仿真是指运用仿真技术来描述战场环境。
通过系统模型的实验来研究一个存在的或设计中的系统。
计算机仿真是借助计算机,用系统的模型对真实系统或设计中的系统进行试验,已达到分析,研究与设计该系统的目的。
而这方面的仿真主要是图形和数据仿真。
这里,计算机图形学,这种使用数学算法将二维或三维图形转化成计算机显示器栅格形式的学科,发挥了其应有的价值。
其模拟的战场环境仿真度高,能够做出符合实际情况的变化的环境。
把战场环境作为一个战场空间系统来看,起特定功能就是构成战场的空间载体和物理条件,战场各环境中的相互关系则构成这个空间载体的有机整体。
运用计算机图形学实现战场的仿真,首先要把战场环境数字化,也就是建立战场环境模型。
这中模型至少在系统中具备通用性,但往往不能满足一些特殊的需求,因为战场环境的数据是动态变化的,所以需要不断的将原有模型处理成符合作战模拟使用的模型。
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计算机图形学的应用及研究前沿摘要计算机图形学是一门研究计算机图形原理、方法和技术,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学科。
它的研究分为两个部分:一部分就按就几何作图,它包括平面线条作图和三维立体建模等;另一部分是研究图形表面渲染,它包括表面色调、光照、阴影和纹理等表面属性的研究。
目前,计算机图形学的应用已经深入到真实感图形、科学计算可视化、虚拟环境、多媒体技术、计算机动画、计算机辅助工程制图等领域。
经过30 多年的发展,计算机图形学已成为计算机科学中最为活跃的分支之一,并得到广泛的应用。
本文将介绍计算机图形学的研究内容、发展历史、应用和图形学前沿的方向。
关键词:应用;计算机;研究前沿;CAD技术;三维;可视化。
AbstractComputer Graphics is the study of computer graphics principles, methods and techniques Using mathematical algorithms to translate two-dimensional or three-dimensional computer graphics into the display grid in the form of discipline. Its research is divided into two parts: one to press on the geometric construction, which includes the line drawing and three-dimensional surface modeling; the other is the surface rendering of graphics, which include surface color, light, shadow and texture, and so the surface property of. Currently, the application of computer graphics has gone deep into the realistic graphics, scientific visualization, virtual environments, multimedia technology, computer animation, computer aided engineering drawings and other fields. After 30 years of development, computer graphics, computer science has become a branch of one of the most active and widely used. This article describes research in computer graphics, history, application and direction of cutting edge graphics.Key words: application ;computer;Research Frontiers;technology of CAD ;three-dimension ;Visualization 。
1计算机图形学简介极其发展史计算机图形学属于可视化计算机领域,是研究如何用计算机生成可视图形和如何用计算机模拟现实世界的科学。
计算机图形学源于学术兴趣,起初依靠政府的资助发展,但随着图形学软件在广播电视和电影领域的广泛应用,越来越多的商业团体投资该领域,最后商业投资成为图形学发展的主要因素。
1.1计算机图形学发展简史1950 年,第一台图形显示器作为美国麻省理工学院(MIT)旋风号—(Whirlwind)计算机的附件诞生了。
该显示器用一个类似示波的阴极射线管(CRT)来显示一些简单的图形。
在整个50 年代,只有子管计算机,用机器语言编程,主要应用于科学计算,为这些计算机置的图形设备仅具有输出功能。
计算机图形学处于准备和酝酿时期并称之为:“被动式”图形学。
1963 年,伊凡·苏泽兰在麻省理工学院发表了名为《画板》的博士论文,它标志着计算机图形学的正式诞生。
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,计算机图形学的建立意义重大。
从1973年开始,相继出现了英国剑桥大学CAD小组的Build系统、美国罗彻斯特大学的PADLI系统等实体造型系统。
1980年Whitted提出了一个光透视模型———Whitted 模型,并第一次给出光线跟踪算法的范例,实现Whitted模型;1984年,美国Cornell 大学和日本广岛大学的学者分别将热辐射工程中的辐射度的方法引入到计算机图形学中,用辐射度方法成功地模拟了理想漫反射表面间的多重漫反射效果;光线跟踪算法和辐射度算法的提出,标志着真实感图形的显示算法已逐渐成熟。
从20世纪80年代中期以来,超大规模集成电路的发展,为图形学的飞速发展奠定了物质基础。
计算机的运算能力的提高,图形处理速度的加快,使得图形学的各个研究方向得到充分发展,图形学已广泛应用于动画、科学计算可视化、CAD/CAM、影视娱乐等各个领域。
ACM SIGGRAPH会议是计算机图形学最权威的国际会议,每年在美国召开,参加会议的人在50000人左右。
SIGGRAPH会议很大程度上促进了图形学的发展,世界上不会有第二个领域会每年召开如此规模巨大的专业会议。
SIGGRAPH是大约60年代中期,由Brown大学的教授AndriesvanDam和IBM公司的Sam Matsa发起的。
1974年,在Corlorado大学召开了第一届SIGGRAPH年会,并取得了巨大的成功,当时有大约600位来自世界各地的专家参加了会议。
到了1997年,参加会议的人数已经增加到48700。
因为每年只录取大约50篇论文,在Computer Graphics杂志上发表,因此论文的学术水平较高,基本上代表了图形学已经的主流方向。
2计算机图形学的应用2.1制造业中的应用CAD技术已在制造业中广泛应用,其中以机床、汽车、飞机、船舶、航天器等制造业应用最为广泛、深入。
众所周知,一个产品的设计过程要经过概念设计、详细设计、结构分析和优化、仿真模拟等几个主要阶段。
同时,现代设计技术将并行工程的概念引入到整个设计过程中,在设计阶段就对产品整个生命周期进行综合考虑。
当前先进的CAD应用系统已经将设计、绘图、分析、仿真、加工等一系列功能集成于一个系统内。
现在较常用的软件有UG II、I-DEAS、CATIA、PRO/E、Euclid等CAD应用系统,这些系统主要运行在图形工作站平台上。
在PC平台上运行的CAD应用软件主要有Cimatron、Solidwork、MDT、SolidEdge 等。
由于各种因素,目前在二维CAD系统中Autodesk公司的AutoCAD占据了相当的市场。
2.2.工程设计中的应用CAD技术在工程领域中的应用有以下几个方面:(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。
2.3.电气和电子电路方面的应用CAD技术最早曾用于电路原理图和布线图的设计工作。
目前,CAD技术已扩展到印刷电路板的设计(布线及元器件布局),并在集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路的设计制造中大显身手,并由此大大推动了微电子技术和计算及技术的发展。
2.4.其他应用CAD技术除了在上述领域中的应用外,在轻工、纺织、家电、服装、制鞋、医疗和医药乃至体育方面都会用到CAD技术。
3计算机图形学的研究前沿3.1 3D计算机图形学3D计算机图形研究如何运用计算机和特殊的3D软件生成3D图形。
3D之于2D就像雕塑之于绘画,其独特之处在于采用三维的方式来表示和保存虚拟物体。
在CAD 领域中,目前一个重要的研究领域是基于工程图纸的三维形体重建。
三维形体重建是从二维信息中提取三维信息,通过对这些信息进行分类,综合等一系列处理,在三维空间中重新构造出二维信息所对应的三维形体,恢复形体的点、线、面及其拓扑关素,从而实现形体的重建。
3.2计算机图形学的可视化研究目前科学计算可视化广泛应用于医学、流体力学、有限元分析、气象分析当中。
尤其在医学领域,可视化有着广阔的发展前途。
依靠精密机械做脑部手术已经由机械人和医学专家配合做远程手术是目前医学上很热门的课题,而这些技术的实现的基础则是可视化。
可视化技术将医用CT扫描的数据转化为三维图象,并通过一定的技术生成在人体内漫游的图象,使得医生能够看到并准确地判别病人的体内的患处,然后通过碰撞检测一类的技术实现手术效果的反馈,帮助医生成功完成手术。
从目前的研究状况来看,这项技术还远未成熟,离实用还有一定的距离。
主要难点在于生成人体内漫游图象的三维体绘制技术还没有达到实时的程度,而且现在大多的体绘制技术是基于平行投影的,而漫游则需要真实感更强的透视投影技术,然而体绘制的透视投影技术到还没有很好地解决。
另外在漫游当中还要根据CT图象区分出不同的体内组织,这项技术叫Segmentation。
目前的Segmentation主要是靠人机交互来完成,远未达到自动实时的地步。
3.3 图形实时绘制与自然景物仿真在计算机中重现真实世界的场景叫做真实感绘制。
真实感绘制的主要任务是模拟真实物体的物理属性,简单的说就是物体的形状、光学性质、表面的纹理和粗糙程度,以及物体间的相对位置、遮挡关系等等。
这其中光照和表面属性是最难模拟的。
为了模拟光照,已有各种各样的光照模型。
从简单到复杂排列分别是:简单光照模型、局部光照模型和整体光照模型。
从绘制方法上看有模拟光的实际传播过程的光线跟踪法,也有模拟能量交换的辐射度方法。