计算机图形学(一):初识图形学(定义一个、发展历程、相关科学与技术)
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计算机图形学(一):初识图形学(定义一个、发展历程、相关科学与技术)
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先來看看計算機圖形學的定義:
計算機圖形學:研究怎樣利用計算機來顯示、生成和處理圖形的原理、方法和技術的一門學科。
這個定義出自IEEE:Computer graphics is the art or science of producing graphical images with the aid of computer.
圖形學的發展歷程
第一階段:建立學科地位階段
- 最早的計算機,例如ENIAC,電子數字積分計算機,沒有專門的顯示設備,使用燈泡的亮滅代表1和0.
- 1950年,第一臺圖形顯示器作為麻省理工旋風1號計算機的附件誕生。
它的出現架起了圖形顯示與計算機技術聯系的橋梁。 - 20世紀50年代末期,MIT的林肯實驗室在旋風1號上為北美防空司令部開發了半自動地面防空系統,簡稱SAGE。SAGE系統將雷達信號轉換為顯示器上的圖形,操作者可以用“光筆”在屏幕上選取目標圖形,這是最早的交互式圖形系統。標志著“被動式圖形學”開始邁向“交互式圖形學”。
- 1962年,MIT林肯實驗室的伊凡·薩瑟蘭發表了一篇題為“Sketchpad: A Man-machine Graphical Communication System"(Sketchpad:一個人機交互通信的圖形系統)的博士論文。在這篇論文首次提出了“Computer Graphics",奠定了計算機圖形學的學科基礎。
第二階段:光柵圖形學的成熟
- 光柵圖形學的基礎:光柵掃描式圖形顯示器,該設備是畫點設備,可以看作一個點陣單元發生器,可控制每個點陣單元的亮度。
- 光柵圖形學的基本內容:圖原生成、區域填充、裁剪、反走樣、消隱等基本圖形概念及其算法紛紛誕生。
- ACM成立了計算機圖形和交互技術特別興趣小組。
- 圖形軟件標準化:ACM成立了圖形標準化委員會,制定CGS(核心圖形系統)。
- 真實感圖形學的萌芽。
第三階段:真實感圖形學
- 圖形標準:OpenGL和DirectX
- GPU的出現,為圖形的計算提供了強大的支持。
- 光照
- 渲染
- 追求渲染的實時性
典型的圖形應用
- 計算機輔助設計
- 虛擬現實環境
- 科學計算可視化
- 影片
- 游戲
計算機圖形學、計算機視覺和數字圖像處理的關系
總結
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