计算机实训报告（计算机图形学研究报告）( 三 ) 计算机实训报告（计算机图形

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图 2 Ivan E. Sutherland
20世纪70年代：图形学在这一时期进入了兴盛期，光栅图形学算法迅速发展，区域填充、裁剪、消隐等概念及其相应算法纷纷被提出，实用的CAD图形系统也开始出现。除此之外，真实感图形学和实体造型技术的产生也是70年代计算机图形学的两个重要进展。1970年J. Bouknight 在ACM上发表论文，提出了第一个光反射模型，指出物体表面朝向是确定物体表面上一点光强的主要因素，并用Lambert漫反射定律计算物体表面上各多边形的光强，对光照射不到的地方用环境光代替。1971年Henri Gouraud在IEEE Trans.Computer上提出被称为Gouraud明暗处理的“漫反射模型＋插值”思想，对多面体模型，用漫反射模型计算多边形顶点的光亮度，再用增量法插值计算多边形的其他内部点。1975年Phong在ACM上发表论文提出了著名的简单光照模型“Phong模型” ， Phone模型虽然只是一个经验模型，但其真实度已经达到了较好的显示效果。这些都是真实感图形学最早的开创性工作。从1973年开始，相继出现了英国剑桥大学CAD小组的Build系统、美国罗彻斯特大学的PADL-1系统等实体造型系统，这些都为CAD领域的发展做出了重要贡献。
70年代图形软件标准化程度提高， 1974年， ACM SIGGRAPH“与机器无关的图形技术”的工作会议的召开，提出了图形软件标准化问题， ACM成立图形标准化委员会，制定“核心图形系统”（core graphics system）， ISO发布CGI、CGM、GKS、PHIGS一系列的图形标准，其中19777年的CKS是ISO批准的第一个图形软件标准软件，是一个二维图形软件标准， 1986年， ISO公布了程序员级的分层结构交互图形系统PHIGS ，这是一些非官方的图形软件，广泛应用于工业界并成为事实上的标准， PHIGS是对CKS的扩充，增加的功能有对象建模、彩色设定、表面绘制和图形管理等。伺候PHIGS的扩充成为PHIGS+；1988年的CKS3D ，是ISO批准的第二个图形软件标准软件，是一个三维图形软件标准。
20世纪80年代以后：出现了带有光栅扫描显示器的微型计算机和图形工作站，极大的推动了计算机图形学的发展，如Machintosh、IBM公司的PC及其兼容机， Apollp、Sun工作站等。随着奔腾III和奔腾IV系列CPU的出现，计算机图形软件功能一开始部分地由硬件实现。高性能显卡和液晶显示屏的使用，高传输率大容量硬盘的出现，特别是Internet的普及使得微型计算机和图形工作站在运算速度、图形显示细节上的差距越来越小，这些都为图形学的飞速发展奠定了物质基础。1980年Turner Whitted提出了光透视模型，并第一次给出光线跟踪算法的范例，实现了Whitted模型；1984年美国Cornell大学和日本广岛大学的学者分别将热辐射工程中的辐射度算法引入到计算机图形学中，用辐射度的方法成功地模拟了理想漫反射表面间的多重漫反射效果。以上二者的提出，标志着真实感图形的显示算法已逐渐成熟。80年代中期以后，超大规模集成电路的发展，计算机运算能力的提高，图形处理速度的加快，促使了图形学各个研究方向都得到了充分发展和广泛的应用。