《数字艺术设计概论 教学课件 ppt 作者 周苏 主编 第3-1讲：二维静画图形艺术设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字艺术设计概论 教学课件 ppt 作者 周苏 主编 第3-1讲：二维静画图形艺术设计（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、数字艺术设计概论,周 苏 教授 浙江大学城市学院计算机学院 Z QQ: 81505050,第3章 二维静画图形艺术设计,计算机图形艺术设计与Photoshop图层、滤镜效果 图形、图形学、图形艺术设计与数字模拟绘画 二维静画图形艺术设计与绘制矢量图形,3.1 计算机图形艺术设计与Photoshop图层、滤镜效果,计算机图形学 (CG) 是 “用计算机对数据 (图形对象的形式表示) 和图形显示 (图形对象的视觉表示) 进行相互转换的方法和技术。” “信息的图形表示是人们便于理解和接受的最自然的形式。计算机图形学就是研究图形的输入、模型 (图形对象) 的构造和表示、图形数据库管理、图形数据通信、图
2、形的操作、图形数据的分析，以及如何以图形信息为媒介实现人机交互作用的方法、技术和应用的一门学科。它包括图形系统硬件 (图形输入-输出设备、图形工作站) 、图形软件、算法和应用等几个方面。”,3.1 计算机图形艺术设计与Photoshop图层、滤镜效果,而计算机图形艺术设计 (CGD) 属于计算机图形学的软件应用研究范畴，是数字艺术设计的一个重要方面，也是计算机图形学的一个分支，是介于艺术设计学与计算机图形学之间的边缘学科。,3.1.1 计算机图形的产生,计算机图形艺术设计伴随着计算机硬件与软件的发展而发展起来的。概括地说，它大致经历了20世纪50年代至60年代的初步形成、70年代的发展、80年
3、代的兴旺、80年代后期的衰退和90年代中期的重新倔起等五个阶段。其阶段性与计算机技术及其外部设备技术本身的发展过程密切相关的。,3.1.1 计算机图形的产生,美国麻省理工学院 (MIT) 的“旋风小组” (Whirlwind) 于l 949年首次在“旋风”实时数字计算机的阴极射线管 (CRT) 上进行以点描绘图形的试验，以及此后于l951年l2月，在美国的See it Now电视节目中，让这台计算机以点的形态在CRT上显示了节目主持人的姓名。多数人认为，这就是电子计算机图形的首次问世。,3.1.1 计算机图形的产生,同年 (1951年) ，MIT的另一小组完成了用于加工直升飞机机冀轮廓检查用板
4、的三维数控机床 (CAM，电子计算机辅助制造) 。 在产业界中首先开发电子计算机辅助设计 (CAD) 的是波音公司。他们运用CAD系统在l960年进行了波音737飞机的设计与模拟飞行，以及对飞行员的操作性能进行运行工程模拟。,3.1.1 计算机图形的产生,我们现在已知的大多数计算机图形外部设备如绘图仪、光笔、数字化仪、彩色显示器等在20世纪60年代初就已经出现了。,3.1.1 计算机图形的产生,l962年，美国麻省理工学院 (MIT) 林肯实验室的I. E. S. 在他的博士论文“Sketchpad：一个人-机通信的图形系统“中首次引入了计算机图形学的概念， 证明了交互式计算机图形学是一个可行
5、的、有用的研究领域，从而奠定了计算机图形学作为一个崭新的科学分支的独立地位。 他在论文中所提出的一些基本概念和技术，如交互技术、分层存储符号的数据结构等至今还在广为应用。论文中提到的Sketchpad也是最早将计算机图形学应用于计算机辅助设计 (CAD) 的系统。,3.1.2 计算机图形艺术设计的发展,虽然计算机图形艺术设计的相应技术在60年代开始就已经逐步形成，但由于图形显示设备主要是价格昂贵的随机扫描式显示器或后期出现的只能进行简单图形处理的存储管式显示器，这些设备大大限制了图形艺术设计的应用程度和普及范围。,3.1.2 计算机图形艺术设计的发展,20世纪70年代以后，光栅扫描图形显示器得
6、到了迅速的发展。由于这种显示器价格低廉而且产生的图形更加形象、逼真，因此不仅使计算机图形艺术设计真正得以广泛使用，而且也扩大了计算机图形艺术设计本身的研究领域，如三维真实感图形、实时模拟等。,3.1.2 计算机图形艺术设计的发展,另一方面，20世纪70年代以来，微电子和计算机技术有了迅猛发展。计算机内存和外存储器的容量、CPU的运算速度成百倍地提高和性能价格比的大幅度改善，为计算机图形学的应用和普及创造了必要的条件。各类不同型号的图形输入和输出装置以及各种不同应用目的的图形软件系统应运而生。除了在机械、电子两大工业领域的计算机辅助设计之外，计算机图形学也在建筑、工业控制、地理、艺术和艺术设计等
7、领域取得了广泛的应用。,3.1.2 计算机图形艺术设计的发展,在20世纪80年代以前，传统的计算机大部分是主机 + 终端的分离式体系结构。这种结构在处理图形时往往需要主机提供很大的内存容量和计算能力，其响应速度很慢。因此，直到20世纪80年代初，和别的学科相比，计算机图形学还是一个很小的学科领域。主要原因是由于图形设备昂贵、功能简单、基于图形的应用软件缺乏。,3.1.2 计算机图形艺术设计的发展,20世纪80年代初，一类新的计算机工作站如Apollo、Sun的异军突起，以及后来出现的带有光栅图形显示器的个人计算机和工作站 (如美国苹果公司的Macintosh，IBM公司的个人计算机、兼容机以及
8、工作站等) ，才使得在人-机交互中位图图形的使用日益广泛。,3.1.2 计算机图形艺术设计的发展,与此同时，出现了大量简单易用、价格便宜的基于图形设计和图像处理的应用软件，如图形界面、绘图、字处理和游戏软件等，由此推动了计算机图形学的发展和应用。20世纪80年代，计算机图形系统 (含具有光栅图形显示器的个人计算机工作站) 已超过数百万台 (套) ，不仅在工业、管理、艺术领域发挥巨大作用，而且进入家庭。,3.1.2 计算机图形艺术设计的发展,20世纪90年代，计算机图形学的功能除了随着计算机图形设备的发展而提高外，其自身朝着标准化、集成化和智能化的方向发展。多媒体技术、人工智能及专家系统技术和计
9、算机图形学相结合使其应用效果越来越好。科学计算的可视化、虚拟现实环境的应用又向计算机图形学提出了许多更新、更高的要求，使得三维乃至高维计算机图形学在真实性和实时性方面有更飞速的发展。,3.1.2 计算机图形艺术设计的发展,在电影和电视领域中，利用计算机图形艺术表现有两大领域。 第一种，是利用计算机控制被摄体和摄影机的动作，即所谓“动作控制摄影法” (CMC) ； 另一种，是不存在被摄体和摄影机，由计算机按数据和程序作画的“计算机成画法” (CGI) 。,3.1.2 计算机图形艺术设计的发展,动作控制法 (CMC) 是约翰魏德尼西尼亚于20世纪50年代后期发明的。他用此方法制作了名垂青史的实验电
10、影，并在20世纪60年代中期第一个制作了在电视中移动介绍节目的字幕 (Motion logogram) 。利用CMC技术首先构成的影片是斯坦利久布利克的“2001年的宇宙旅行”。,3.1.2 计算机图形艺术设计的发展,此后，苹果 (Apple) 公司购入拍摄此片的这套设备，并从l971年展开了这项事业。70年代前期，通过他们的努力，更为精湛的移动字幕图像展现在美国电视节目之中。这正是当今计算机图形学最有效地应用于电视节目、企业的起点。苹果公司用CMC法同复杂的摄影特技组合，于l974年推出了闻名世界的商业电视片Seven Up。,3.1.2 计算机图形艺术设计的发展,计算机成画法 (CGI)
11、所使用的装置，在20世纪70年代中期，一般采用的是E&S公司的线型向量型系统。苹果公司买入这种线绘系统后，发表了独特的透视效果同CGI结合的作品。到20世纪70年代后期，I.I.I.、MAGI等公司的影视作品也陆续出现。由于影片“星球大站”的放映获得成功，在制片业中开始流行使用动作控制法 (CMC) 及模型的特技 (SFX) 技术。,3.1.2 计算机图形艺术设计的发展,计算机图形艺术设计作为特技而被正式使用的第一部影片是1982年首映的迪斯尼公司的Toron，这部由I.I.I.、MAGI、Apple和Digital等4家公司联合摄制的长15分钟的影片并未取得成功。,3.1.3 计算机图形艺术
12、设计的挫折,紧跟线画图像的脚步，在20世纪80年代初，能表现立体物体的光栅型计算机图形开始出现。其中心在I.I.I.公司和纽约理工学院 (NYIT) 。在I.I.I.公司解散后，I.I.I.公司的约翰魏德尼久尼亚 (约翰魏德尼之子) 同杰里狄莫斯一起，于1982年成立了D.P.公司。D.P.公司引进了超级计算机CRAY，用这种大型计算机制作了以影片Last Star Fighter为首的许多优秀的超光电现实主义的作品。,3.1.3 计算机图形艺术设计的挫折,1986年，D.P.公司被加拿大资本的Omnibus公司收购，D.P.公司作为制作大型作品的厂商，集如此优秀人才和计算机生产能力于一体的制
13、作集团，却仅仅存在了4年。这一事实突出地表现了计算机图形艺术设计的实用化和商业化是何等艰难。,3.1.3 计算机图形艺术设计的挫折,此外，Digital、Cranstone、MAGI等公司以及日本的Sedice、JCGL等公司，都在D.P.公司倒闭的前后，由于经营上的原因销声匿迹。而NYIT公司以价值数千万美元的计算机生产能力为背景，一直在软件领域进行大规模的研究和开发。l978年前后，他们用计算机图形学制作了多集动画片，这一成就被当时世界范围的艺术家所关注。,3.1.3 计算机图形艺术设计的挫折,在NYIT中被称作“先驱者小组”的集团，独立地在Lucase Film公司建立了计算机图形部。他
14、们集中了当时的技术精华，成功地完成了影片Star Trek II、The Wrath of Khan (1982年) 。然而，受D.P.公司和其他公司倒闭的影响，Lucase Film公司也不得不卖掉这个价值昂贵的计算机图形部。,3.1.3 计算机图形艺术设计的挫折,与此同时，就连多年来运用计算机图形图像以及其他特技制作了独创的电视商业标语的苹果公司CG部，也终于在l987年宣告解散。这一系列事件使世界范围的计算机图形艺术设计的创作者都受到了巨大的冲击。,3.1.4 计算机图形艺术设计的重新崛起,20世纪90年代之后，随着计算机硬件技术的提升、运算速度的加快、成本的下降，特别是计算机工作站和个
15、人电脑CPU运算速度的提高、内存总量的扩大、硬盘存储空间的加大和存储速度的加快以及单机价格的下降，普通人也可以配置自己的桌面操作系统，因此使得计算机图形艺术设计在世界各地广泛普及，呈快速发展之势。各个国家和研究机构大量投入人力、物力和财力，研究成果层出不穷、优秀作品不胜枚举。,3.1.4 计算机图形艺术设计的重新崛起,在电影和电视领域中，利用计算机图形辅助拍摄的所谓“动作控制摄影法 (CMC法)”的影视作品层出不穷，给观众带来惊险、刺激和震撼的视觉效果。,3.1.4 计算机图形艺术设计的重新崛起,以“计算机成画法 (CGI法) ”完成摄制的第一部无演员表演的纯计算机艺术三维动画电影是l 986
16、年PIXAR公司制作的小台灯和l 988年的锡玩具。虽然在当时没有引起较大的关注，但是却是具有划时代意义的计算机图形艺术影视作品创作。,3.1.4 计算机图形艺术设计的重新崛起,由迪斯尼公司出品的全计算机三维动画片玩具总动员的出现是一个历史性和划时代的标志，它突破了传统的以人作为演员的电影表演方式，同时在传统动画领域也突破了模型、人偶、剪纸、皮影等“物质实休”动画，而全部用计算机绘制生成计算机三维动画片。它的诞生对影视视觉艺术产生深远的影响。,3.1.4 计算机图形艺术设计的重新崛起,从上面介绍中我们可以肯定地说，如果没有计算机图形艺术设计的参与，根本不可能实现和获得这样的视觉艺术效果。同时，技术对艺术的另一个重大的影响已经再一次出现，由于计算机图形艺术和技术的出现和设计水平的逐渐提高，在丰富人们的视觉效果的同时，也对导演的想象力提出了新的挑战。同时，计算机图形艺术设计对演员的演艺生涯也构成了威胁。,3.1.4 计算机图形艺术设计的重新崛起,当计算机三维电影最终幻想放映之后，美国一些媒体“邀请”电影中的数字女主角出任媒体播
