计算机图形学是研究如何用数字计算机生成、处理和显示图形的一门学科。计算机图形学研究的内容：处理计算机图形数据的硬件；计算机图形数据的结构、几何模型的建立等软件技术；图形生成、处理和显示的算法。计算机图形学的发展过程：早期麻省理工学院：50年代，SAGE（美国战术防空系统）50~60年代中，CAD/CAM用于飞机设计和生产64年,Coons（孔斯）提出自由曲面生成法60年代初，ICES计划（集成的土木工程系统）62年，第一台光笔交互式图形显示器IBM：60年代，DAC-1（机械CAD）用于通用汽车公司、波音、麦克唐纳、洛克希德等大公司。中期：70年代~80年代计算机图形进入实用阶段，领域除军事和工业，还进入了教育、科研、管理等。但设备昂贵，功能和使用都很复杂。80年代中，图形工作站（Apollo,SUN）高性能的光栅图形显示器近期：90年代以后应用领域广泛，大、中、小系统丰富多彩，几乎无所不在。如：图形界面，图形制作，艺术绘画，多媒体技术等等。今后发展：可视化，虚拟现实等图形用户界面（GUI）计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）工业过程控制地理资源的图形系统（地理信息系统GIS等）军事、驾驶等的模拟训练系统计算机艺术（广告、动画、电影等）人体构造、分析系统电子印刷和办公室自动化(OA)计算机辅助教学(CAI)…计算机图形学当前研究的课题图形支撑软件的标准化应用软件开发环境的通用化和标准化提高算法可靠性和效率用并行处理技术提高真实感图象的生成速度探讨自然景象的模拟方法计算机图形学软件的标准化起因：图形软件与显示器、绘图仪等硬件设备联系紧密；图形软件的应用系统复杂；目的：降低软件研制成本，解决可移植性；建立统一的应用软件程序员的开发接口；为图形硬件生产厂家提供依据，明确可硬件化的图形功能。图形标准化的发展：Core--77年，由美国图形标准规划委员会提出GKS（GraphicsKernelSystem)--ISO标准PHICS（Programmer’sHierarchicalInteractiveGraphicsSystem)--ISO标准CGM（ComputerGraphicsMetafile)--ISO标准CGI(ComputerGraphicsInterface)--ISO标准IGES（InitialGraphicsExchangeSpecification)--ANSI标准STEP(STandardfortheExchangeofProductmodeldata)--可能的ISO标准标准化的内容：图形系统及其相关应用系统中各界面之间进行数据传送和通信的接口标准；图形应用程序调用的库函数及其格式标准；标准化的分类：面向图形应用软件的标准，如：Core,GKS,PHICS面向图形设备的接口标准，如：CGI,CGM等面向工程和产品数据模型的标准，如：STEP，IGES标准图形系统的功能简介：OpenGL主要操作OpenGL语法规则思考题一：1.列出三个计算机图形学的应用示例。2.试解释通用图形系统和专用图形系统的不同之处。3.试分析采用图形标准的益处及不足。图形显示设备计算机绘图设备图形输入设备其他图形外围设备CRT的分类：存贮式：CRT内部有存贮部件，可长时间的显示画面刷新式：为了维持光点的亮度，须重复执行电子束的扫描，即刷新频率（30次/秒以上）。刷新式又分随机扫描和光栅扫描CRT主要技术指标：分辨率：荧屏上可分辨的最大光点数。光点又称为象素（pixel)。显示速度（刷新式为刷新频率）：每秒扫描的帧数光栅扫描帧缓冲显示：帧缓冲区：存贮每个象素的彩色值。帧缓冲区大小（字节）：（分辨率*颜色数）/8彩色表（灰度查找表）：每个元素代表一种颜色，其长度由帧缓冲区的每个象素的位数决定。刷新帧缓冲区的方式：直接写入法：要显示的值直接写入帧缓冲区中。逻辑运算写入法：运算模式：替换、涂层、擦除、异或、求反。二值象素为例：替换：帧缓格式：按位页面方式组织象素，例：256色用8个位页面其他显示设备液晶显示器（LCD）：平板式显示器，六层薄板组成。体积小，功耗底，价格适中，但色彩不够丰富。等离子显示器：由多个氖气灯泡组成，不须刷新。体积小，平面度好，分辨率好，但彩色等离子板尚在研究中。图形显示设备计算机绘图设备图形输入设备其他图形外围设备计算机绘图设备图形显示设备计算机绘图设备图形输入设备其他图形外围设备图形输入设备图形显示设备计算机绘图设备图形输入设备其他图形外围设备其他图形外围设备跟踪器：在虚拟现实环境中跟踪用户的位置和方向；头盔式显示器：为虚拟现实环境中的用户提供彩色立