的本质特征，构建计算机图形学的架构。
图形/图像的本质属性
学科定义、定位、框架
计算机图形学
Computer Graphics 几何/几何计算的地位和作用
几何计算理论体系
计算机图形学应用广泛
1 计算机图形学的定位与定义
1
图形/图像
2
模型与几何
3
图形化与绘制
4
计算机图形学
5
几何与几何计算
1.1 图形/图像—分类
“图形”是对客观世界模拟的静态/动态表现。
图形类
Graphics
以矢量图形式呈现，计算机中由景物的几何模 型与物理属性表示的图形。能体现几何个体， 记录体元的形状参数与属性参数。如工程图纸。
图像类
Image Picture
以点阵图形式呈现，计算机中以具有颜色信息的 点阵表示的图形。更强调整体形式，记录点及它 的灰度或色彩。例如照片、扫描图片等
图形！
……
一图胜千言 A picture is worth a thousand words
为什么？
为什么？
社会已经进入数字化时代，这个时代的特 征是“世界图形/图像时代”。
图形/图像的应用表现在社会生活和生产的 各个领域，各个层面上。
计算机图形学研究的就是用一种最直接的 形式来表示和表现我们生活的这个充满信 息的世界。
第1章 绪论
认识计算机图形学
从认知方式，关注计算机图形学的学科地位； 从表现的视角，理解图形&图像只是基本图元不同组
合的显示方式； 从对图形&图像产生机理的梳理，明确几何计算在计
算机图形学中的地位和作用； 从构造的角度，阐述“模型”的几何品质； 从对计算机图形学的全面解读，认识“计算机图形学”
教学要求(建议)
课堂上注意听讲、重要的是理解 部分补充知识点等内容需要笔记 课堂外一定要看书复习或预习、独立、认
真完成作业 充分利用上机时间、多编程练习
考核要求
考勤
10%
实验
20%
期末考试（课堂教学内容,闭卷）
70％
联系方式
•E-Mail:wychun99@ •TELE:13808997086
计算机图形学
容
1
为什么？
32
是什么？
3
有什么？
34
教什么？
5
怎样教？
36
教材
容
1
为什么？
32
是什么？
3
有什么？
34
教什么？
5
怎样教？
36
教材
容
1
为什么？
32
是什么？
3
有什么？
34
教什么？
5
怎样教？
36
教材
为什么？
DOS为什么被Windows替代？
讲课为什么用PPT？ 文章为什么要有插图？
教什么？
基础 基本几何、几何变换
几何建模——如何在计算机中构造一个客观世界 几何计算、二/三维几何造型、曲线/曲面等
几何的视觉实现——如何将计算机中的虚拟世界展现出来 光栅图形学、图形裁剪、消隐算法、光照模型等
交互技术 图形界面、人机交互等
怎样教：目标
了解图形学的基本问题,掌握图形学的基本概念、 方法和算法
其他
色调(hue)
点/像素
亮度 (lightness)
色饱和度 (saturation)
图像： ▪图元（点/像素） ▪属性信息
1.1 图形/图像—本质
Ø如果用“图形”统一表述图形/图像 Ø而将点/线/圆/像素等通称为“图元(Primitives)”
图形
＝
图元
属性 ＋
1.2 模型与几何
曲面
“模型”是“图形”之本 “模型”由各种“几何” 构造
1.1 图形/图像—图形
白色粗线图形ຫໍສະໝຸດ 图形元素组合绿色细线
图 形 分 解
点划线
1.1 图形/图像—图形
宽度
颜色
图元
点/线/圆
线型
其他
显式属性
图形： ▪图元（点/线/圆） ▪属性信息
层号 参数 关系 其他
隐式属性
1.1 图形/图像—图像
图像
图 像 分 解
点（像素）的组合
有色彩的点
1.1 图形/图像—图像
编制源程序；
书写总结：
以说明问题为原则，不必写得过长； 请勿在报告中贴大段源程序，一些较为重要的算法，
可以摘抄在报告中。
以学号-姓名为名上交。
普通高等教育 “十一五”国家级规划教材
2007年度普通高等教育精品教材 何援军： 计算机图形学 (第二版) 机械工业出版社 2009年1月第2版
教材
教材：教学参考书
怎样教：课堂（理论）教学(36)
讲解
解决
理论、算法
原理、方法和技术
怎样教：课外作业（Home Work）
1 具体算法的实现 巩固理论 实践算法
基本目标
2 给出算法描述 设计数据结构 编制源程序 分析测试结果
一般要求
怎样教：实践教学(12)
给出算法的描述：
包括理论、算法和数据结构。
根据算法和数据结构：
孙家广等.《计算机图形学》(第三版).清华大学 出版社,1998.9.
David F.Rogers.《计算机图形学的算法基础》 （第二版），石教英、彭群生等译，机械工业出 版社，2002.1 .
教学内容
1绪 论 2 基本几何 3 几何变换 4 几何计算 5 二维造型 6 三维造型 7 曲线曲面
8 曲线拟合 9 光栅计算 10 裁剪计算 11 消隐计算 12 颜色模型 13 光照模型 14 交互技术
有什么？
光照模型 消隐算法 几何造型 反走样 线、面裁剪 区域填充 光栅化算法 图形变换
有什么？
广度
计算机图形学
OpenGL等 可视化 图像处理 分形 动画 高级建模 交互技术 曲线曲面
深度
光照模型
有什么？
高级绘制方法 颜色重现
彩色图象量化 光辐射度 光线跟踪 纹理映射 阴影生成 透明效果 基本模型
“模型”的本质是“几何”
通过编程实践掌握图形学的一些基本技能 对算法和数据结构进行实际的训练 严格的逻辑思维能力的培养和提高 计算机图形学的应用和进一步研究的一个入门
怎样教：基础
数学
方法、算法、代数、几何等
数据结构
树结构、链表结构等 排序和分类算法
专业知识
工程知识、美术、动画设计等
计算机系统知识
C、C＋＋等
为什么？
计算机图形学的知识面广
数学（几何计算、近似计算、拓扑结构等） 物理（运动、光学及颜色等） 计算机（算法、数据结构、程序设计、交互技术等） 美学（色彩等） 等综合的知识。
计算机图形学的应用面宽
科学、工程、社会、人文、娱乐等等。
是什么？
IEEE定义： Computer graphics is the art or science of producing graphical images with the aid of computer