《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)簡(jiǎn)介》課件

《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)簡(jiǎn)介》計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是研究計(jì)算機(jī)生成和操作圖像的學(xué)科。了解圖形學(xué)的基礎(chǔ)概念和發(fā)展歷程對(duì)于學(xué)習(xí)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)至關(guān)重要。什么是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)？定義計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是研究計(jì)算機(jī)生成和操作圖像的學(xué)科，它利用數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)算法來(lái)描述、呈現(xiàn)和處理圖像。研究領(lǐng)域計(jì)算機(jī)圖形學(xué)涉及計(jì)算機(jī)圖像生成、圖像處理、圖像顯示和圖像交互等多個(gè)研究領(lǐng)域。發(fā)展歷程自20世紀(jì)60年代起，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)得到了快速發(fā)展，如今已成為計(jì)算機(jī)科學(xué)和應(yīng)用領(lǐng)域的重要分支。圖形學(xué)的基本概念坐標(biāo)系坐標(biāo)系用于描述和定位二維或三維空間中的點(diǎn)和圖形。向量向量表示在空間中的方向和大小，常用于描述位置、運(yùn)動(dòng)和光照等圖形學(xué)應(yīng)用。矩陣矩陣用于進(jìn)行圖像的變換和處理，如旋轉(zhuǎn)、縮放和投影等操作。變換變換是指改變圖形的位置、大小和方向，常用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)和模擬等效果。2D圖形學(xué)1線(xiàn)段線(xiàn)段是連接兩個(gè)點(diǎn)的直線(xiàn)，是2D圖形學(xué)中最基本的圖形元素之一。2多邊形多邊形由連續(xù)的線(xiàn)段構(gòu)成，可以表示各種形狀和結(jié)構(gòu)。3曲線(xiàn)曲線(xiàn)可以通過(guò)控制點(diǎn)和曲線(xiàn)方程來(lái)描述，用于繪制平滑的曲線(xiàn)和曲面。4變換2D圖形的變換包括平移、旋轉(zhuǎn)和縮放等操作，可以改變圖形的位置和大小。3D圖形學(xué)1立方體立方體是一種簡(jiǎn)單的三維圖形，由六個(gè)面構(gòu)成，常用于建模和游戲開(kāi)發(fā)。2球體球體是由一系列點(diǎn)構(gòu)成的三維圖形，常用于模擬球體物體和計(jì)算光照效果。3圓錐、圓柱、棱柱、棱錐這些多面體可以通過(guò)平面圖形的旋轉(zhuǎn)和拉伸來(lái)生成，常用于建模和動(dòng)畫(huà)制作。4其他多面體除了上述常見(jiàn)多面體外，還有各種復(fù)雜的多面體，如正多面體和曲面物體。三維圖形的表示方式1頂點(diǎn)表示法頂點(diǎn)表示法使用一系列頂點(diǎn)和連接它們的邊來(lái)表示三維圖形，適用于表示簡(jiǎn)單的幾何形狀。2網(wǎng)格表示法網(wǎng)格表示法使用一系列三角形面片來(lái)表示三維圖形，適用于表示更復(fù)雜的幾何形狀。3其他表示法除了頂點(diǎn)和網(wǎng)格表示法外，還有諸如體素表示法和隱式表達(dá)等其他表示三維圖形的方式。圖形學(xué)中的渲染問(wèn)題光線(xiàn)追蹤光線(xiàn)追蹤是一種用于模擬光照和陰影效果的渲染技術(shù)，常用于逼真的圖像生成。輻射傳輸輻射傳輸用于計(jì)算光線(xiàn)在介質(zhì)中的傳輸和散射過(guò)程，對(duì)于模擬真實(shí)光照非常重要。材質(zhì)材質(zhì)描述了物體表面的屬性和反射特性，包括顏色、紋理和反射率等。紋理紋理是應(yīng)用于物體表面的圖像或圖案，用于增加細(xì)節(jié)和增強(qiáng)真實(shí)感。應(yīng)用游戲開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在游戲開(kāi)發(fā)中發(fā)揮著重要作用，包括場(chǎng)景建模、動(dòng)畫(huà)制作和渲染優(yōu)化等方面。建筑設(shè)計(jì)借助計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)，建筑師可以進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)、空間布局和可視化展示等工作。娛樂(lè)產(chǎn)業(yè)電影、電視和動(dòng)畫(huà)等娛樂(lè)產(chǎn)業(yè)都廣泛應(yīng)用了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了許多驚人的視覺(jué)效果。藝術(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)為藝術(shù)家提供了創(chuàng)作和表達(dá)的新方式