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1950年,美國麻省理工學院(MIT) 誕生了旋風I號(Whirlwind I)計算機及其顯示器。該顯示器用一個類似於示波器的陰極射線管 (CRT) 來顯示一些簡單的圖形。五十年代中期,美國戰術防空系統則是第一個使用具有命令和控制功能的CRT顯示控制台的系統;在顯示器上,操作員可以用光筆在屏幕上指出被確定的目標。1958年美國Calcomp公司由聯機的數字記錄儀發展成滾筒式繪圖儀,GerBer公司把數控機床發展成為平板式繪圖儀。計算機圖形學處於準備和醞釀時期。同時類似的技術在設計和生產過程中也陸續得到了應用,它預示著互動式計算機圖形學的誕生。

1發展簡史

演算法的發展
1950年代初到1960年代中,MIT開始計算機輔助設計/計算機輔助製造(CAD/CAM)的研究。1964年MIT的教授Steven A. Coons提出了插值四條任意的邊界曲線的Coons曲面,後來發展成系統的超限插值曲面造型技術,用小塊曲面片組合自由曲面。1966年,法國雷諾汽車公司的工程師Pierre Bézier發展了一套自由曲線和曲面的方法,成功地用於幾何外形設計,並開發了用於汽車外形設計的UNISURF系統。Coons方法和Bézier方法是計算機輔助幾何設計(CAGD)早期的開創性工作。1975年Versprille提出有理B樣條的理論,後來出現了非均勻有理B樣條(NURBS)曲線和曲面。1978年,Catmull-Clark提出了任意拓撲的細分曲面,1995年以來,這一造型技術得到突飛猛進地發展。
1970年代,由於光柵掃描顯示器的出現,光柵圖形學演算法迅速發展起來。區域填充、多邊形裁剪、三維景物消隱和真實感圖形的基本圖形演算法紛紛誕生,計算機圖形學進入了第一個興盛的歷史時期。1970年,Bouknight提出了第一個光反射模型,1971年,Gourand提出"漫反射模型+插?quot;的明暗處理技術。1974年,Catmull 首先將紋理映射引入光滑表面的圖形顯示。1975年,著名的Phong簡單光照模型被提出。這些都成為真實感圖形學的開創性研究工作。並開始出現實用的互動式CAD/CAM圖形系統。  1980年代,高質量的真實感圖形學的研究達到了一個新水平。1980年,Whitted提出了一個光透視模型-Whitted模型,並利用Whitted模型第一次實現了光線跟蹤演算法。1984年,日本廣島大學和美國Cornell大學的學者分別將熱輻射工程中的輻射度方法引入到計算機圖形學中,成功地模擬了理想漫反射表面間的多重漫反射效果。
1995年,Chen利用基於圖象的繪製技術開發了QuickTimeVR系統,1996年,基於4維光場的漫遊技術使複雜場景的實時圖形顯示和漫遊變成了現實。
從1980年代中期以來,超大規模集成電路的發展,特別是PC及其圖形加速硬體性能的迅速提高,為計算機圖形學的飛速發展奠定了基礎。計算機CPU的運算能力的提高,圖形處理速度的加快,進一步促進了計算機圖形學的理論研究和技術開發,推動計算機圖形學更廣泛地應用於CAD/CAM、動畫、醫學成象、科學計算可視化、影視娛樂等各個領域。
圖書簡介
圖形學
圖形學也稱計算機圖形學,它是研究圖形的輸入、模型(圖形對象)的構造和表示、圖形資料庫管理、圖形數據通信、圖形的操作、圖形數據的分析,以及如何以圖形信息為媒介實現人機交互作用的方法、技術和應用的一門學科。它包括圖形系統硬體(圖形輸入-輸出設備、圖形工作站)圖形軟體、演算法和應用等幾個方面。
圖形學的研究內容非常廣泛,如圖形硬體、圖形標準、圖形交互技術、光柵圖形生成演算法、曲線曲面造型、實體造型、真實感圖形計算與顯示演算法,以及科學計算可視化、計算機動畫、自然景物模擬、虛擬現實等。
圖形學參考教材:
計算機圖形學原理及演算法教程(Visual C++版) 清華大學出版社
作者:和青芳
內容簡介
  本書在系統介紹計算機圖形學演算法及原理的基礎上,利用Visual C++開發環境,編寫相應的應用程序,較全面地把計算機圖形學理論與計算機繪圖的實踐結合起來。
本書共10章,包括基本圖形的生成、二維圖形、圖形交互技術、簡單CAD繪圖系統開發實例、三維圖形、曲線與曲面、幾何造型、消隱技術、真實感圖形繪製及計算機動畫等內容。
本書可作為大專院校計算機圖形學理論課程教材、上機教材或工程技術人員自學計算機圖形學和Visual C++的參考書,也可作為計算機圖形學教師理論教學參考書和課程設計的素材。
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