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计算机图形技术 余 莉
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教材和参考书 教材和主要参考书： Diego Cantor, Brandon Jones. WebGL Beginner’s Guide 坎特, 琼斯著，李强译. WebGL编程指南.清华大学出版社 Andreas Anyuru. Professional WebGL Programming - Developing 3D Graphics for the Web Andreas Anyuru著, 吴文国译. WebGL高级编程—开发Web 3D图形. 清华大学出版社 Interactive 3D Graphics 清华大学计算机系计算机图形学基础课程主页
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如何学习本课程？ 以课件、教材为主线 勤于实践，熟练WebGL 利用网络资源 课程中心 前一页的链接 随时接受CG的新思想和新进展
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本课程的考核方式 考试课 上海建桥学院学生管理规定 第二十条
2、学生缺课累计达到某门课程教学时数三分之一或未完..不得参加该课程考核，该课程必须重修
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身边的计算机图形学－电影
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身边的计算机图形学－游戏 目前图形硬件发展的动力所在
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什么是计算机图形学 计算机图形学:Computer Graphics, CG 研究如何利用计算机表示、生成、处理和显示图形的学科
图形通常由点、线、面、体等几何属性和颜色、纹理、线型、线宽等非几何属性组成
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根据处理技术不同，图形可以分为 线框图形：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
真实感图形：利用计算机生成像照片一样真实的图形 场景表示：曲线曲面造型、实体造型 光照模型：光源、纹理、材质
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奥迪汽车效果图和线框图
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与相关学科的关系 发展特点：学科交叉、界线模糊、相互渗透 图像生成（计算机图形学） 数字图像 数据模型 模型变换 （计算几何） 图像变换
（图像处理） 模型（特征）提取 （计算机视觉，模式识别） 发展特点：学科交叉、界线模糊、相互渗透
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Interactive Gemetric Modeling
一个典型的图形生成过程 3D Scanning Interactive Gemetric Modeling Model Libraries Displacement Mapping
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图形学过程：绘制(Rendering) 变换(Transformation) 裁减(Clipping) 投影(Projection)
图像生成 光照明模型(Illumination Model) 物体材质属性 纹理信息(Texture)
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图形学过程：图像显示与存储 硬件帧缓存(Hardware Framebuffer):控制三色电子枪发射的电子束强度 存储为磁盘文件
电影胶片记录 视频记录 打印
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modeling + Rendering + Animation
计算机图形学的3大主题 modeling + Rendering + Animation
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计算机图形学的应用及研究前沿 计算机辅助设计与制造(CAD/CAM) 可视化(Visualization) 真实感图形实时绘制与自然景物仿真
计算机动画 用户接口(User Interface) 计算机艺术
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计算机辅助设计与制造（CAD/CAM） CAD/CAM是计算机图形学在工业界最广泛、最活跃的应用领域 飞机、汽车、船舶的外形的设计
发电厂、化工厂等的布局 土木工程、建筑物的设计 电子线路、电子器件的设计 设计结果直接送至后续工艺进行加工处理，如波音777飞机的设计和加工过程
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从二维信息中提取三维信息，在三维空间中重新构造出对应的三维形体，恢复形体的点、线、面及其拓扑关系，从而实现形体的重建
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科学计算可视化 Scientific Visualization
必要性：直接分析大量的测量数据或统计数据有困难 目标：用图形表现抽象的数据 应用领域：医学图象重建，遥感，流场、气象、核爆模拟，有限元分析……。
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可视化 信息可视化：信息流量，商业统计数据，股市行情…
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可视化 在医学领域，可视化有着广阔的发展前途 是机械手术和远程手术的基础 将医用CT扫描的数据转化为三维图象，帮助医生判别病人体内的患处
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真实感图形实时绘制与自然景物仿真
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计算机动画 商业广告、影视特技/片头、动画片 教育、军事、飞行模拟等 1996 Independence Day 因其可视效果获Oscar.
Toy Story 成为第一 部具有全三维计算机动画 特点的电影
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我国第一部利用计算机辅助摄制的动画片是《咪咪钓鱼》，1991年由北方工业大学和北京电视台合作制作，以二维动画为主。用386微机和C语言编程，利用数字化仪和摄象机产生关键帧，再由计算机在相邻两幅关键帧之间内插生成中间帧，并自动跟踪上色。多层画面叠加在一起，形成完整的画面。10分钟的片子，5人小组花了10个月时间。
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军事作战仿真
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虚拟现实（Virtual Reality）
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计算机艺术 计算机艺术—用计算机软件从事艺术创作 二维平面的画笔程序（如CorelDraw，Photoshop）
图表绘制软件（如Visio) 三维建模和渲染软件包（如3DMAX，Maya）、以及一些专门生成动画的软件（如Alias，Softimage）
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用户接口 Macintosh微机首先在商品化产品上用形象的图形表示操作命令，使得普通用户也会用计算机画图、作日常计算。图文形式相结合大大改善了计算机交互操作的用户界面，开辟了计算机应用的很多新领域。
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令人震惊的WebGL示例
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图形软件标准 第一个官方标准，1977 GKS (Graphics Kernel System)
一些非官方图形软件，广泛应用于工业界，成为事实上的标准 OpenGL(SGI) Direct3D (Microsoft) Xlib（X-Window系统） Adobe公司Postscript
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WebGL图形流水线的总体结构 图元装配，根据索引将顶点链接在一起，组成线、面单元 光栅化:决定哪些像素被图元覆盖的过程
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HTML5 画布 <!DOCTYPE html> <html> <head>
<title> WebGL Beginner's Guide - Setting up the canvas </title> <style type="text/css"> canvas {border: 2px dotted blue;} </style> </head> <body> <canvas id="canvas-element-id" width="800" height="600"> Your browser does not support HTML5 </canvas> </body> </html> 默认值为300*150 可用于DOM
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WebGLRenderingContext是一个提供全部WebGL调用的接口
<script> var gl = null; function getGLContext(){ var canvas = document.getElementById("canvas-element-id"); if (canvas == null){ alert("there is no canvas on this page"); return; } var names = ["webgl","experimental-webgl","webkit-3d","moz-webgl"]; for (var i = 0; i < names.length; ++i) { try { gl = canvas.getContext(names[i]); catch(e) {} if (gl) break; if (gl == null){ alert("WebGL is not available"); else{ alert("Hooray! You got a WebGL context"); </script> 用户浏览器对WebGL上下文的识别 WebGLRenderingContext是一个提供全部WebGL调用的接口 <body onLoad ="getGLContext()">
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示例 dcantor-webgl-beginners-guide-code\1727_01\ch1_Car.html
--allow-file-access-from-files 画布 多边形对象 光照 相机 纹理、颜色、光照。。。
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To be continued.
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用计算机显示图形： 图像：1。绘制、摄制或印制的形象。 2。图形在媒介上的投影。
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