白话说学计算机图形学
计算机图形学基础知识
计算机图形学基础知识计算机图形学是研究如何用计算机生成、处理和显示图像的学科。
它涉及到计算机科学、数学、物理学和艺术等多个领域的知识。
本文将介绍计算机图形学的基础知识，包括图像表示、图形渲染、几何变换等内容。
一、图像表示图像是由像素组成的二维数组，每个像素表示图像中的一个点。
在计算机中，通常使用位图和矢量图两种方式来表示图像。
1.1 位图位图是将图像划分为像素网格，每个像素使用一定的位数来表示其颜色信息。
位图的优点是能够准确地表示图像的每个像素，但缺点是图像放大会导致像素明显可见，不适用于放大和缩小操作。
1.2 矢量图矢量图使用数学公式来表示图像的形状和属性，与像素无关。
矢量图具有无损放大和缩小的特点，但对于复杂的图像和纹理表示不够准确。
二、图形渲染图形渲染是将图形模型转换为图像的过程，主要包括三维物体的投影、光照和阴影等处理。
2.1 三维物体的投影三维物体投影可以分为正交投影和透视投影两种方式。
正交投影保持物体的大小和形状不变，透视投影则模拟人眼的视觉效果，使得远处的物体变小。
2.2 光照模型光照模型是模拟光线照射物体后产生的亮度和颜色的过程。
常用的光照模型有环境光、漫反射光和镜面反射光等。
2.3 阴影生成阴影生成是根据光照模型计算物体表面的阴影效果。
常用的阴影生成方法有平面阴影和体积阴影等。
三、几何变换几何变换是改变物体在二维或三维空间中的位置、大小和方向的操作，包括平移、旋转和缩放等。
3.1 平移变换平移变换改变物体的位置，可以沿x、y、z轴方向进行平移。
3.2 旋转变换旋转变换改变物体的方向，可以绕x、y、z轴进行旋转。
3.3 缩放变换缩放变换改变物体的大小，可以沿x、y、z轴方向进行缩放。
四、图形学应用计算机图形学广泛应用于许多领域，如电影、游戏、虚拟现实等。
4.1 电影与动画计算机图形学在电影和动画中起到关键作用，能够生成逼真的视觉效果和特殊效果。
4.2 游戏开发计算机图形学在游戏开发中用于生成游戏场景、角色和特效等，提供给玩家沉浸式的游戏体验。
计算机图形学基础知识重点整理
计算机图形学基础知识重点整理一、图形学的概念计算机图形学简单来说，就是让计算机去生成、处理和显示图形的学科。
它就像是一个魔法世界，把一堆枯燥的数字和代码变成我们眼睛能看到的超酷图形。
你看那些超炫的3D游戏里的场景、超逼真的动画电影，那可都是计算机图形学的功劳。
这个学科就是想办法让计算机理解图形，然后把图形按照我们想要的样子呈现出来。
二、图形的表示1. 点点是图形里最基本的元素啦。
就像盖房子的小砖头一样，很多个点组合起来就能变成各种图形。
一个点在计算机里就是用坐标来表示的，就像我们在地图上找一个地方，用经度和纬度一样，计算机里的点就是用x和y坐标（如果是3D图形的话，还有z坐标呢）来确定它在空间里的位置。
2. 线有了点，就能连成线啦。
线有各种各样的类型，直线是最简单的，它的方程可以用我们学过的数学知识来表示。
比如说斜截式y = kx + b，这里的k就是斜率，b就是截距。
还有曲线呢，像抛物线、双曲线之类的，在图形学里也经常用到。
这些曲线的表示方法可能会复杂一点，但也很有趣哦。
3. 面好多线围起来就形成了面啦。
面在3D图形里特别重要，因为很多3D物体都是由好多面组成的。
比如说一个正方体，就有六个面。
面的表示方法也有不少，像多边形表示法，就是用好多条边来围成一个面。
三、图形变换1. 平移平移就是把图形在空间里挪个位置。
这就像我们把桌子从房间的这头搬到那头一样。
在计算机里，平移一个图形就是把它每个点的坐标都加上或者减去一个固定的值。
比如说把一个点(x,y)向右平移3个单位，向上平移2个单位，那这个点就变成(x + 3,y + 2)啦。
2. 旋转旋转就更有意思啦。
想象一下把一个图形像陀螺一样转起来。
在计算机里旋转图形，需要根据旋转的角度和旋转中心来计算每个点新的坐标。
这就得用到一些三角函数的知识啦，不过也不难理解。
比如说以原点为中心，把一个点(x,y)逆时针旋转θ度，新的坐标就可以通过一些公式计算出来。
3. 缩放缩放就是把图形变大或者变小。
什么是计算机图形学
什么是计算机图形学?计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专门显示设备上显示的原理、方法和技术的学科计算几何：研究几何模型和数据处理的学科，探讨几何形体的计算机表示、分析和综合计算机图形学研究内容:建模,绘制,动画图形系统的基本功能1.计算功能元素生成、坐标变换、求交、剪裁计算。
2.存储功能存储数据:形体的集合数据、形体间相互关系、数据的实时检索、保存图形的编辑等信息。
3.输入功能输入信息: 数据、图形信息、图象信息等输入。
命令关键字、操作信息。
4.输出功能输出信息: 图形信息、文件信息；静态图形、动态图形。
5.交互功能人─机交互:拾取对象、输入参数；接受命令、数据等。
显示器种类阴极射线管、随机扫描、存储管式、光栅扫描、等离子和液晶显示器从以下几个方面介绍图形显示设备：图形硬件显示原理CRT;CRT是利用电子枪发射电子束来产生图像，容易受电磁波干扰液晶显示器;液晶显示器的工作原理是利用液晶的物理特性，在通电时导通，使液晶排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时，排列则变得混乱，阻止光线通过未来显示器光栅显示系统的组成图形显示方式:随机扫描存储管式扫描光栅扫描图形显示质量与一帧的画线数量有关:当一帧线条太多，无法维持30～60帧/秒刷新频率，就会出现满屏闪烁光栅扫描显示器的常用概念:行频、帧频（图像刷新率）水平扫描频率为行频。
垂直扫描频率为帧频。
隔行扫描、逐行扫描隔行扫描方式是先扫偶数行扫描线，再扫奇数行扫描线。
像素屏幕被扫描线分成n 行，每行有m 个点，每个点为一个象素。
整个屏幕有m ×n 个象素。
具有灰度和颜色信息分辨率指CRT单位长度上能分辨出的最大光点(象素)数。
分为水平分辨率和垂直分辨率。
点距：相邻象素点之间的距离指标相关。
带宽：（水平像素数*垂直像数数*帧频）显示速度指显示字符、图形特别是动态图像的速度，与显示器的分辨率及扫描频率有关。
可用最大带宽来表示。
图像刷新刷新是指以每秒30帧以上的频率反复扫描不断地显示每一帧图像。
计算机图形学的基本概念与算法
计算机图形学的基本概念与算法计算机图形学是研究如何利用计算机生成、处理和显示图像的学科。
它在许多领域中都有广泛应用，例如电影制作、游戏开发、医学成像等。
本文将介绍计算机图形学的基本概念和算法，并分步详细列出相关内容。
一、基本概念1. 图像表示：计算机图形学中，图像通常使用像素（Pixel）来表示。
每个像素包含了图像上一个特定位置的颜色或灰度值。
2. 坐标系统：计算机图形学使用不同的坐标系统来表示图像的位置。
常见的坐标系统有笛卡尔坐标系、屏幕坐标系等。
3. 颜色模型：计算机图形学中常用的颜色模型有RGB模型（红、绿、蓝）和CMYK模型（青、品红、黄、黑）等。
RGB模型将颜色表示为三个分量的组合，而CMYK模型用于打印颜色。
4. 变换：变换是计算机图形学中常用的操作，包括平移、旋转、缩放和剪切等。
通过变换，可以改变图像的位置、大小和方向。
5. 插值：在计算机图形学中，插值是指通过已知的数据点来推测未知位置的值。
常见的插值方法有双线性插值和双三次插值等。
二、基本算法1. 线段生成算法：线段生成是图形学中最基本的操作之一。
常见的线段生成算法有DDA算法（Digital Differential Analyzer）和Bresenham算法。
DDA算法通过计算线段的斜率来生成线段上的像素，而Bresenham算法通过绘制画板上的一个像素来逐渐描绘出整条直线。
2. 多边形填充算法：多边形填充是将一个多边形内的区域用颜色填充的过程。
常见的多边形填充算法有扫描线算法和边界填充算法。
扫描线算法通过扫描多边形的每一条水平线，不断更新当前扫描线下方的活动边并进行填充。
边界填充算法从某点开始，向四个方向延伸，逐渐填充整个多边形。
3. 圆弧生成算法：生成圆弧是计算机图形学中常见的操作之一，常用于绘制圆形和曲线。
常见的圆弧生成算法有中点圆生成算法和Bresenham圆弧生成算法。
中点圆生成算法通过计算圆弧中的每个点与圆心的关系来生成圆弧上的像素，而Bresenham圆弧生成算法通过在八个特定的扫描区域内绘制圆弧上的像素。
计算机图形学名词解释
第一章：计算机图形学：怎样用计算机生成、处理和显示图像的学科。
图形：能够在人们视觉系统中形成视觉印象的对象称为图形，包括自然景物和人工绘图。
数字图像处理：针对图像进行各种加工以改善图像的效果,为图像分析做准备。
位图：显示屏幕上的矩形阵列的0,1表示。
图形：计算机图形学的研究对象，能在人的视觉系统中产生视觉印象的客观对象，包括自然景 物、拍摄到的图片、用数学方法描述的图形等等 像素：构成屏幕（图像）的最小元素。
分辨率：阴极射线管在水平或垂直方向单位长度上能识别的最大像素个数。
颜色查找表：是一维线性表、其每一项的内容对应一种颜色，其长度由帧缓存单元的位数决定。
作用：在帧缓存单元位数不增加的情况下，具有大范围内挑选颜色的能力；对颜色进行索引 光栅扫描式图形显示器（画点设备）：帧缓存（数字设备）+寄存器+DAC （数模转换）+电子枪+光栅显示器（模拟设备）具有N 个位面的帧缓存，颜色查找表至少有N 位字宽（实际为W ，W>N ），有2n 项，可 同时显示2n 个颜色（灰度级），总共可以有2w 个。
（全色光栅扫描图形显示器/全色帧缓存：三种原色电子枪，每种原色的电子枪有8个位面， 组合成224种颜色，帧缓存至少为24位，每组原色配一个颜色查找表）显卡作用：根据CPU 提供的指令和有关数据将程序运行过程和结果进行相应处理、并转换成 显示器能够接受的文字和图形显示信号，通过屏幕显示出来。
虚拟现实系统：由计算机生成的一个实时的三维空间。
虚拟现实系统的3I 特性：沉浸（immersion ）、交互（interaction ）、想象（imagination ）第二章：图形标准：图形系统及其相关应用系统中各界面之间进行数据传送和通信的接口标准，以及图像处理 数字图像处理与图形学的关系图像生成一（计算机图形学）一数字图像 数据模型图象理解 -（模式识别，机器视鼠标器 模 型 4硬拷贝咫备J供图形应用程序调用的子程序功能及其格式标准。
计算机图形学入门教程
计算机图形学入门教程近年来，计算机图形学已经成为IT领域中备受关注和追求的技术。
它涉及到如何使用计算机生成、处理和显示图像的方法和技巧。
本文将带您深入了解计算机图形学的入门知识，并介绍其应用领域和学习路径。
一、介绍计算机图形学计算机图形学是研究计算机处理和生成图像的学科。
它主要涵盖了三个方面的内容：图像的表示和存储、图像的处理和图像的显示。
图像的表示和存储是指将图像转化为计算机能够识别和处理的数据形式，常见的表示方法有点、线、多边形和三维模型等。
图像的处理包括对图像进行增强、变换和合成等操作，常用的处理技术有图像滤波、边缘检测和图像重建等。
图像的显示则是指将经过处理的图像以可视化的方式呈现给用户，主要包括图像的渲染、光照和纹理等技术。
二、应用领域计算机图形学在各个领域都有广泛的应用。
在娱乐产业中，计算机图形学被用于电影、游戏和动画等制作，提供了逼真的图像和动态效果。
在设计领域，图形学技术可以帮助设计师在计算机上绘制和编辑图像，提高设计效率。
在医学领域，计算机图形学可以用于医学图像的重建和分析，辅助医生进行疾病诊断。
在建筑领域，图形学技术可以帮助建筑师设计和展示建筑模型，提供直观的效果图。
此外，计算机图形学还应用于虚拟现实、计算机辅助教育和数字艺术等领域。
三、学习路径想要学习计算机图形学，首先需要掌握相关的数学知识和计算机基础。
线性代数、微积分和概率论等数学课程是计算机图形学的基础理论。
计算机基础课程包括数据结构、算法和计算机图形学的编程语言等。
在学习过程中，建议结合实际案例和项目进行练习，锻炼自己的实践能力。
学习计算机图形学的过程中，可以选择一些经典教材和学习资源。
《计算机图形学原理与实践》是一本经典的教材，详细介绍了图形学的基本原理和应用技术。
此外，还可以参考一些在线教程和开放课程平台上提供的学习资料，如Coursera和MIT OpenCourseWare等。
在学习过程中，还可以进行相关的实践项目。
什么是计算机图形学
什么是计算机图形学计算机图形学是以计算机为工具，利用数学、物理、计算机科学等多个领域的知识与方法，研究如何利用计算机生成、处理、分析图形及图形相关的问题。
计算机图形学在现代工业、医学、娱乐、教育等领域中被广泛应用。
比如，运用计算机图形学，可以制作出逼真的3D模型，用于建筑、工程、汽车、航空航天等行业中的设计和模拟；可以制作出各种立体动画、视频游戏、虚拟现实等等。
计算机图形学还可以通过计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）系统，方便地创建、修改和生产产品或零件。
在医学上，计算机图形学也有很大的用处，可以用于人体的成像，如X光、CT、MRI等成像技术，将人体或器群的内部结构清晰地显示出来，便于医生进行诊断和手术操作。
计算机图形学的发展主要可以分为以下几个阶段：第一阶段是从1963年到1976年，这一时期主要是对二维图形的处理。
随着计算机的发展，人们开始尝试将图形应用到计算机中。
在这个阶段中，人们主要关注的是如何将图形显示在屏幕上。
第二阶段是从1977年到1988年，这一时期主要是三维图形的研究。
随着计算机技术的进步，计算机图形学得到了快速的发展。
在这个阶段中，人们开始研究如何在计算机中呈现三维图形。
同时，人们还发现通过利用光线追踪算法可以实现更真实的图像效果。
第三阶段是从1989年到2002年，这一时期主要是基于物理模拟的研究。
在这个阶段中，人们开始将物理学的理论应用于计算机图形学中。
通过对物质、光线等的物理特性进行计算和模拟，人们可以更加真实地呈现出三维图形。
第四阶段是从2003年到现在，这一时期主要是计算机图形学应用的广泛和发展。
在这个阶段中，计算机图形学不仅通过游戏、影视等娱乐产业得以广泛应用，还将其应用于医疗、设计、模拟等工业领域，极大地推进了各行各业的发展。
总的来说，计算机图形学具有很多应用，广泛地应用于不同行业中。
不断创新和发展的计算机图形学技术将会极大地改变我们的生活和工作方式。
计算机图形学
计算机图形学计算机图形学是研究计算机如何生成、处理和显示图像的一门技术。
它广泛应用于游戏、电影、医学、设计等领域。
随着计算机技术的发展，计算机图形学也在不断发展，涌现出许多新技术和应用。
计算机图形学包括三个主要方面：几何建模、光线追踪和渲染。
几何建模是指将物体转化为计算机可识别的几何形状。
光线追踪则是模拟光线在物体表面反射的过程，计算出每个像素对应的颜色和亮度。
渲染是将光线追踪得到的结果转化为最终图像。
在几何建模方面，最常用的方法是三维建模。
通过对物体的三维表示，可以方便地对其进行操作和变换，例如平移、旋转、缩放等。
为了更加高效地进行三维建模，有许多专业软件可供使用，例如Maya、3ds Max等。
在光线追踪方面，传统的方法是基于光线与物体表面的交点的计算方式，不仅计算量大，而且无法处理光线经过透明物体时的折射和反射现象。
近年来，随着GPU技术的发展，实时光线追踪逐渐成为了一种趋势。
实时光线追踪可以透过硬件加速，快速高效地计算光线与物体的交点，同时可以处理复杂的折射和反射现象，呈现出更高质量的图像效果。
另外，计算机图形学还包括了许多其他技术，例如纹理映射、反走样等。
纹理映射是将纹理贴图应用到物体表面上，增加了物体表面的细节和真实感。
反走样则是一种消除图像锯齿的方法，采用一种特殊的抗锯齿算法来实现。
在应用方面，计算机图形学为许多领域提供了广泛的支持。
游戏中的场景和角色的建模、光照、渲染等都离不开计算机图形学技术。
电影中的特效和CGI也应用了许多计算机图形学技术。
医学影像学中，计算机图形学可以对医学影像进行三维重建，并进行可视化呈现。
设计领域中，计算机图形学可以帮助设计师进行三维建模和渲染，以实现更加真实的设计效果。
总之，计算机图形学已经成为了现代科技中不可或缺的一部分。
随着技术的不断发展，其应用范围也在不断扩大，未来光明前景。
一、计算机图形学的起源计算机图形学的起源可以追溯到20世纪50年代。
当时，计算机还没有进入人们的生活，它只是一种庞大的科学仪器。
计算机图形学简介
计算机图形学简介计算机图形学简介1.计算机图形学的研究内容：计算机图形学的主要核心技术是如何建立所处理对象的模型并生成该对象的图形。
研究内容：（1）几何模型构造技术（2）图形生成技术（3）图形操作与处理方法（4）图形信息的存贮、检索与交换技术（5）人机交互及用户的接口技术（6）动画技术（7）图形输出设备与输出技术（8）图形标准与图形软件包的研究开发2.计算机图形学的应用领域：1.计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）2．计算机辅助教学（CAI）3.计算机动画4.管理和办公自动化5．国土信息和自然资源显示与绘制6．科学计算可视化3.图形系统的组成：计算机图形系统由计算机硬件系统和软件系统两部分组成。
严格说来，使用系统的人也是这个系统的组成部分。
4.位图和矢量图4.1.位图位图是由像素点组成的。
这些点可以进行不同的排列和染色以构成图样。
当放大位图时，可以看见赖以构成整个图像的无数单个方块。
扩大位图尺寸的效果是增多单个像素，从而使线条和形状显得参差不齐。
然而，如果从稍远的位置观看它，位图图像的颜色和形状又显得是连续的。
由于每一个像素都是单独染色的，您可以通过以每次一个像素的频率操作选择区域而产生近似相片的逼真效果，诸如加深阴影和加重颜色。
缩小位图尺寸也会使原图变形，因为此举是通过减少像素来使整个图像变小的。
同样，由于位图图像是以排列的像素集合体形式创建的，所以不能单独操作（如移动）局部位图。
例如位图中一个圆，放大来看就是这样：放大四倍可以清楚看到一个个像素点。
由此，我们也可以看到位图的一个缺点。
位图放大了会出现马赛克现象。
倍数越大，马赛克越明显。
4.2.矢量图矢量图却相反，矢量图可以任意放大缩小，而又不会影像图像的质量。
因为矢量图的保存和修改并不是以像素点为基础的，而是以数学绘图命令为基础。
同样是一个圆，矢量图可能是用这样的命令表示：CIRCLE x，y ，半径，边线颜色，填充颜色。
（其中x，y是原点的坐标。
计算机图形学简介
缺点： 耗电量大 画质随时间递减 散热环境需良好 使用寿命较短
5.液晶显示器LCD (Liquid Crystal Display)
LCD是靠后方一组日光灯管发光，然后经由一组菱镜片 与背光模块，将光源均匀地传送到前方，依照所接收的 影像讯号，液晶画素玻璃层内的液晶分子会作相对应的 排列，决定哪些光线是需偏折或阻隔的
1974年 ANSI“与机器无关的图形技术“会议上 1977年 美国计算机协会ACM提出了CGS(核心图形系统） 国际标准化组织ISO： 计算机图形核心系统及其语言联编（GKS)
三维图形核心系统及其语言联编（GKS-3D) 程序员层次交互式图形系统及其语言联编（PHIGS) 计算机图形接口（CGI) 计算机图形源文件（CGM) 基本图形转换规范（IGES) 产品数据转换规范（STEP)
⑵利用计算机对这个模型进行必要的处理,产生 能正确反映对象的某种性质的图形输出.
2.图形学主要研究内容
⑴ 图形的生成和表示技术 ⑵ 图形的操作与处理方法 ⑶ 图形输出设备与输出技术的研究 ⑷ 图形输入设备、交互技术及用户接口技术的研究
⑸ 图形信息的数据结构及存储、检索方法 ⑹ 几何模型构造技术(造型,颅骨”克隆”技术) ⑺ 动画技术 3DMAX,FLASH ⑻ 图形软硬件的系列化、模块化和标准化的研究 ⑼ 科学计算的可视化
第四节 图形系统的硬件
1.计算机图形系统的硬件组成 计算机、显示处理器(DPU)、图形显示器、输入 设备和硬拷贝设备
2.CRT(Cathode Ray Tube)显示器工作原理图
电子枪(Electron gun)、偏转线圈(Deflection coils)、 荫罩(Shadow mask)、荧光粉层(phosphor)和玻璃外壳 （荧光屏）五部分组成
计算机图形学
计算机图形学计算机图形学是研究计算机科学领域中与图形相关的技术和理论的学科。
它主要涉及计算机生成图像、图像处理、计算机动画和计算机辅助设计等方面。
在现代社会的广泛应用中，计算机图形学在许多行业中发挥着重要作用。
一、计算机图形学的发展历程计算机图形学的发展可以追溯到20世纪60年代。
当时，计算机的出现为图形学的研究和应用带来了新的机遇。
最早的图形系统是以点阵形式显示的，随后发展为矢量图形系统。
在上世纪70年代，计算机图形学的研究重点逐渐转向了实时渲染和三维建模。
随着计算机硬件和软件的不断进步，计算机图形学的应用范围也日益扩大。
如今，计算机图形学已经渗透到电影、游戏、虚拟现实等众多领域，给人们带来了沉浸式的视觉体验。
二、计算机图形学的基本原理1. 点、线和面的表示：计算机图形学中最基本的要素是点、线和面。
点是图形的最小单位，线连接两个点，而面是由多个线组成的封闭区域。
在计算机中，点、线和面可以通过数学方程或数据结构进行表示。
2. 坐标系：坐标系是计算机图形学中的重要概念。
常见的坐标系有笛卡尔坐标系和极坐标系。
在二维图形中，笛卡尔坐标系通常用来表示点的位置，而极坐标系则用来表示点相对于原点的距离和角度。
3. 变换和投影：变换是计算机图形学中的重要操作，它可以改变图形的位置、方向和大小。
常见的变换操作包括平移、旋转和缩放。
投影则是将三维空间中的图形映射到二维平面上的过程，常见的投影方式有平行投影和透视投影。
三、计算机图形学的应用领域1. 游戏开发：计算机图形学在游戏开发中起到了举足轻重的作用。
通过计算机图形学技术，游戏开发人员可以实现逼真的场景、精美的特效和流畅的动画。
2. 电影和动画制作：计算机图形学在电影和动画制作中广泛应用。
通过计算机生成的图像和特效，制作人员可以实现无限想象的场景和效果，并使观众沉浸于电影或动画的世界中。
3. 工程设计：计算机图形学在工程设计中带来了极大的便利。
通过计算机辅助设计软件，工程师可以在计算机上进行模拟和设计，从而节省时间和成本。
计算机图形学的基本概念和应用
计算机图形学的基本概念和应用计算机图形学是研究计算机生成和处理图形图像的一门学科。
它涵盖了多个领域，包括几何学、光学、物理学和计算机科学等。
本文将介绍计算机图形学的基本概念和应用，并分步骤详细列出相关内容。
一、基本概念：1. 像素（Pixel）：图像的最小单位，代表图像中的一个点。
2. 分辨率（Resolution）：表示图像的清晰度和细节程度，通常以像素为单位。
3. 位图（Bitmap）：由像素组成的图像。
4. 矢量图（Vector）：使用数学公式描述的图像，可无限放大而不失真。
5. 渲染（Rendering）：将三维场景转化为二维图像的过程。
6. 光线追踪（Ray Tracing）：通过追踪光线来模拟光的传播和反射，生成逼真的图像。
7. 图像处理（Image Processing）：对图像进行编辑、增强、修复等操作。
二、应用领域：1. 游戏开发：计算机图形学在游戏中扮演着重要角色，包括场景渲染、纹理贴图、物理效果等。
2. 动画制作：通过计算机生成的图形和图像，实现动画的创作和渲染。
3. 虚拟现实（VR）和增强现实（AR）：通过计算机图形学技术，创建逼真的虚拟世界和与现实世界结合的增强体验。
4. 医学图像处理：利用计算机图形学技术，处理医学图像，辅助诊断和手术操作。
5. 工业设计：通过计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM），实现工业产品的设计和制造流程。
三、应用步骤：1. 数据采集：获取所需图像数据，可以使用相机、扫描仪等设备将现实世界中的物体转化为数字图像。
2. 图像处理：对图像进行预处理，如去噪、增强对比度、边缘检测等，以便后续操作。
3. 建模和渲染：根据需要，使用三维建模软件创建物体或场景模型，然后进行渲染，生成最终图像。
4. 光照和材质：根据场景需要设置光源和材质属性，以实现逼真的光照效果。
5. 动画制作：对静态图像进行动画设计，设置物体运动轨迹、变形效果等，生成动态的图像。
计算机图形学概念总结
计算机图形学概念总结1. 计算机图形学研究怎样利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。
研究通过计算机将数据转换为图形，并在专门的显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。
3. 计算机图形学的应用计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）计算机辅助绘图计算机辅助教学（CAI）办公自动化和电子出版技术（Electronic Publication）计算机艺术在工业控制及交通方面的应用在医疗卫生方面的应用图形用户界面4.计算机图形系统：计算机硬件+图形输入输出设备+计算机系统软件+图形软件5. 图形系统的基本功能和计算机图形系统的结构图形系统的基本功能：6：典型的图形输入设备：鼠标器、操纵杆、跟踪球、空间球、数字化仪的触笔或手动光标，图形扫描仪数据手套。
7：逻辑输入设备：定位、比划、数值、字符串、选择、拾取设备8：输入模式：如何管理、控制多种输入设备进行工作。
常用的输入模式：请求（request）采样（sample）事件（event）组合形式9：图形显示设备：显示器、显示控制器（卡）10：阴极射线管CRT 从外形上看，CRT为：管颈部分、锥体部分、屏幕部分从结构上看，CRT为：电子枪、偏转系统、荧光屏余辉时间：从电子束停止轰击到发光亮度下降到初始值的1%所经历时间。
CRT图形显示器包括：随机扫描的图形显示器直视存储管图形显示器光栅扫描的图形显示器平板显示器包括：液晶显示器等离子体显示板薄片光电显示器发光二极管显示器 平板CRT 显示器 激光显示器. 分辨率光点一般是指电子束打在显示器的荧光屏上，显示器能够显示的最小的发光点。
象素点是指图形显示在屏幕上时候，按当前的图形显示分辨率所能提供的最小元素点。
１)屏幕分辨率，也称为光栅分辨率，它决定了显示系统最大可能的分辨率，任何显示控制器所提供的分辨率也不能超过这个物理分辨率。
屏幕分辨率=水平方向上的光点数*垂直方向上的光点数显示分辨率，是计算机显示控制器所能够提供的显示模式分辨率，实际应用中简称为显示模式存储分辨率是指帧缓冲区的大小，一般用缓冲区的字节数表示。
学习计算机图形学
学习计算机图形学计算机图形学是一门涉及计算机图像处理和图像生成的学科。
它的研究范围广泛，包括图像渲染、三维建模、动画技术等等。
学习计算机图形学是很重要的，无论从事哪个领域，都会受益匪浅。
一、背景介绍计算机图形学是一门综合性较强的学科，它需要掌握数学、物理、计算机科学等多方面的知识。
在这个信息时代，计算机图形学的应用越来越广泛。
比如电影、游戏、工业设计等行业都会用到计算机图形学的技术。
因此，学习计算机图形学有许多好处。
二、学习计算机图形学的好处1.提高审美能力学习计算机图形学能够培养我们对美的敏感度。
通过学习图像处理与生成，我们可以更好地理解图像的构成原理，从而提高我们的审美能力。
这对于从事设计行业或精细艺术创作的人来说，尤其重要。
2.拓宽职业选择计算机图形学是一个非常有前景的领域。
掌握计算机图形学的知识，可以使我们在职业选择上有更多的机会。
比如，我们可以从事游戏开发、动画制作、虚拟现实等方面的工作。
这些职业不仅有较高的收入，而且有很大的发展潜力。
3.提高计算机科学素养学习计算机图形学需要我们掌握一定的计算机科学基础知识，比如算法、数据结构、编程等。
这些基础知识对于我们的学习和工作有很大帮助。
它们可以提高我们的编程能力和解决问题的能力，同时也有助于我们更好地理解计算机科学的其他方面。
4.丰富个人爱好学习计算机图形学不仅可以成为我们的职业，还可以成为我们的个人爱好。
通过学习计算机图形学，我们可以创造出自己的作品，比如漂亮的艺术图像、逼真的三维模型等等。
这些作品不仅有很高的技术含量，而且还能够展示我们的创造力和想象力。
三、学习计算机图形学的途径1.自学自学是学习计算机图形学的一种途径。
通过阅读相关的教材和参考书籍，我们可以学习到许多有关计算机图形学的知识。
同时，互联网上也有许多免费的教学资源，可以帮助我们更好地学习计算机图形学。
2.参加相关课程在大学或一些培训机构，我们也可以找到一些与计算机图形学相关的课程。
计算机图形学
计算机图形学计算机图形学，这门神奇的学科，就像是为我们打开了一个通往虚拟视觉世界的大门。
它不仅仅是在屏幕上绘制出漂亮的图像，其应用已经深入到我们生活的方方面面，从电影特效到游戏设计，从医学成像到工业建模。
想象一下，当你沉浸在一部精彩的科幻电影中，那些令人惊叹的外星景观、惊心动魄的爆炸特效，或者是栩栩如生的超级英雄形象，背后都离不开计算机图形学的功劳。
又比如，你在玩一款热门的游戏，游戏中逼真的场景、细腻的角色动作，也是计算机图形学的杰作。
那么，计算机图形学到底是如何实现这些令人叹为观止的效果的呢？简单来说，它是通过一系列的数学算法和技术，将数字信息转化为我们能够看到的图像。
这其中涉及到几何建模、光照模型、纹理映射、动画技术等等。
几何建模就像是为虚拟的物体搭建骨架。
它决定了物体的形状和结构。
比如要创建一个汽车模型，就需要精确地定义车身的曲线、车轮的形状和位置等。
这不仅需要数学知识，还需要对物体的结构有深刻的理解。
光照模型则负责让物体看起来更加真实。
在现实世界中，光线的照射会产生阴影、反射和折射等效果。
计算机图形学通过模拟这些光照效果，让虚拟物体在屏幕上呈现出立体感和质感。
比如，一个金属物体在光线下会有强烈的反射，而一个柔软的布料则会产生柔和的阴影。
纹理映射则为物体增添了细节和真实感。
通过将图像或图案贴在物体表面，就像是给物体穿上了“衣服”。
比如，给一块石头贴上粗糙的纹理，就能让它看起来更加逼真。
动画技术则让静态的物体“活”了起来。
通过定义物体的运动轨迹、速度和加速度等参数，就能实现物体的移动、旋转和变形等效果。
这在电影和游戏中经常用于创建角色的动作和场景的变化。
在医学领域，计算机图形学也发挥着重要的作用。
医生可以通过三维重建技术，将患者的 CT 或 MRI 扫描数据转化为直观的三维图像，从而更准确地诊断疾病和制定治疗方案。
在工业设计中，工程师可以利用计算机图形学来设计产品的外观和结构，进行虚拟测试和优化，大大缩短了产品的研发周期。
计算机图形学02技术概述解析
CAI， 教学娱乐
娱乐 电脑游戏
➢ 实时性 ➢ 逼真性 ➢ 蕴含了先进的图形处理技术 电视广告，节目片头，科教演示（CAI）
Quake III，“古墓丽影”，“侏罗纪公园”、 “皇帝的新衣”、“完美风暴”………
MAYA, 3DS-MAX, SOFTIMAGE… 计算机艺术
(7) 山、水、花、草、烟云等模糊景物的生成
(8) 三维或高维数据场的可视化
(9) 三维形体的实时显示和图形的并行处理
(10) 虚拟现实环境的生成及其控制算法等
2.2 计算机图形学的发展概况
计算机图形学的起源和发展要追溯到50年 代初期的美国战术防空系统SAGE。
二次大战后美国国防部筹划建立一个实时 信息控制系统监视北美的整个空域和地域。
CAD技术发展历史
GUI 发展的几个主要产品
Xerox Star, 1981 Apple Macintosh 1984
Windows 1995
CAD技术发展历史
1969年，Bell Labs 建立第一个帧缓存framebuffer (3 bits) 1969年，SIGGRAPH 成立 (began as special interest committee in 1967 by Sam Matsa and Andy vanDam) 1969年，ARPANET 诞生 1970年，法国Renault 公司的Pierre Bezier提出一种全新 的数学方法，用于构造汽车自由曲面。由他领导研制的 Unisurf曲面造型和UniAPT曲面加工系统，从1972年起 应用于汽车外形打样和模具加工，为计算机辅助几何设 计CAGD研究方向奠定了基础和发展方向。
2.1 什么是计算机图形学
了解计算机图形学的原理和应用
了解计算机图形学的原理和应用计算机图形学是一门研究如何使用计算机生成、显示和处理图像的学科。
随着计算机技术的发展和普及，图形学在游戏、影视、广告等诸多领域都得到了广泛应用。
本文将介绍计算机图形学的原理和应用。
一、计算机图形学的原理计算机图形学主要涉及如何表示图像、如何实现图像生成和显示、图像的处理和优化等方面。
1. 图像表示图像可以使用点阵图、向量图、二维数组和函数等方式进行表示。
点阵图是最常见的图像表示方式，即将一幅图像分为若干个像素点，每个像素点的颜色值表示该位置的颜色。
向量图是将图像表示为若干个基本形状和线段等基本元素的集合，通过组合这些基本元素来构建整个图像。
二维数组则是将图像表示为一个二维矩阵，每个元素的值表示该位置的颜色。
函数表示法则是将所有像素都用一个函数来表示，其值为该位置的颜色。
2. 图像生成和显示图像生成和显示涉及到数学模型和算法等方面。
在数学模型方面，常用的有多边形、贝塞尔曲线和光线跟踪等模型。
在算法方面，常用的有扫描线算法、光栅化算法和光线跟踪算法等。
光栅化算法是根据图像的点阵表示将连续曲线或多边形转换为一个个像素点的过程。
扫描线算法是将图像划分为若干个相交的区域（扫描线），对每个区域采用不同的填充方式，以实现图像的渲染和显示。
光线跟踪算法则是一种从观察点出发，通过跟踪光线的形成过程来生成图像的方法，可用于高质量的渲染和光影效果的生成。
3. 图像处理和优化图像处理和优化包括纹理映射、反走样、阴影计算、模型优化等方面。
纹理映射即将一个二维的纹理贴到三维物体表面上，以提高渲染的真实感。
反走样是为了解决图像锯齿边缘的问题，采取平滑处理的方法，使得图像更加自然。
阴影计算则是为了实现真实的光影效果，将阴影模型与光照模型相结合，计算各种类型的阴影来获得更加真实的效果。
模型优化是为了减少模型的复杂度和加快渲染速度，通常采用剪裁、分层显示等方法来实现。
二、计算机图形学的应用计算机图形学广泛应用于游戏、影视、广告等领域。
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白话说学计算机图形学[转载]一个图形爱好者的书架/白话说学计算机图形学- 人生和程序 ...一个很好的学习途径就是国外大学开的CG的课程，standford，unc，unm，waterloo 等等，等等，一堆大学，都可以下到课件，以及相关的论文，standford的“real time graphics architecture”可是kurt Akeley 开的哦。
另外就是source code，包括mesa，standford的glsim，还有人用c sharp做的csgl等，也不少。
这些东西很值得细细研究，只是很花时间啊。
我也是才学这方面的，不过我觉得方法上面还是top－down的方法好些，对一些东西，有感性认识了，再钻下去会比较好。
【引言】什么是计算机图形学？本文尽量避免给它做严格的定义，但是通常来说，计算机图形学是数字图象处理的逆过程，这只是一个不确切的定义，后面我们会看到，实际上，计算机图形学、数字图象处理和计算机视觉在很多地方的区别不是非常清晰的，很多概念是相通的。
计算机图形学是用计算机来画东西的学科，数字图象处理是把外界获得的图象用计算机进行处理的学科。
在法国，图形图象是一门课程。
如何学习计算机图形学呢？除了计算机图形学的基础知识以外，你还需要有以下的知识，你懂的越多，当然做的越好。
* 英语，你一定要把英语学好，如果你想学习计算机图形学的话，尽量看英文的书籍和资料* 数学，计算机图形学里面的数学用的比较多，，我们可以列举一些常用的：高等数学，数值分析，微分几何，拓扑，概率，插值理论，（偏）微分方程…* 物理，如果你要进行基于物理的建模，一些物理理论是要学习的：力学（运动学，动力学，流体力学…），光学，有限元…* 编程语言： C或C++是计算机图形学最通用的…普通话‟，* 数据结构：你需要数据结构来描述你的图形对象，除了通用的链表、树等数据结构外，图形学还有自己特殊的数据结构* 其他类别：有的时候你需要其他学科的知识，根据你的需要去学习吧上面列举的不是你必须学习的东西，而是计算机图形学可能会用到的东西，一定要记住，不要指望通过一本教材就学会计算机图形学，它比你想象的要复杂的多。
[图形学的问题】每个学科都有自己学科的特定问题，图形学要解决的是如何画出图来，得到需要的效果，当然这是图形学最大的一个问题。
在开始学习计算机图形学的时候，找一本简单的书看，对计算机图形学有个大概的认识，你就可以开始图形学之旅了：OpenGL Programming Guide: The Official Guide to Learning OpenGL, Version 1.4, Fourth EditionOpenGL SuperBible (3rd Edition)是比较好的学习计算机图形学的入门教材，在练中去学，一开始就去啃Foley的Computer Graphics: Principles and Practice, Second Edition in C不是好主意，会看的一头雾水，一本什么都讲的书的结果往往是什么都没讲清楚。
当你把OpenGL的基本内容掌握之后，你对图形学就有了大概的了解了。
那么下面你可以来学习一下计算机图形学的数据结构和算法，下面的书比较适合：Joseph O'Rourke 的Computational Geometry in C，书里面有C的源代码，讲述简单，清晰，适合程序员学习。
总的来说，计算机图形学涉及到2大部分：建模和渲染(1)建模你想画一个东西，首先要有它的几何模型，那么这个几何模型从什么地方来呢？下面的书很不错的：Gerald Farin 的Curves and Surfaces for CAGD: A Practical Guide这本书就有一点的难度了，呵呵，要努力看啊。
这本书算是CAGD (计算机辅助几何设计)的经典图书，CAGD方面的全貌，还有2本很好的讲述曲面的书Bezier和Nurbs的书Les A. Piegl, Wayne Tiller 的The Nurbs Book书里面有NURBS曲线、曲面的程序伪代码，很容易改成C的，书讲的通俗、易懂，但是你要有耐心看的：）《曲线与曲面的数学》这本书是法国人写的中文翻译版，里面还有Bezie本人写的序J，翻译的很不错的，看了你就掌握Bezier曲面技术了。
还有其他的一些造型技术，比如：隐式曲面(Implicit Surface)的造型：就是用函数形式为F( x ,y ,z ) = 0的曲面进行造型，这样的造型技术适合描述动物器官一样的肉乎乎的东西，有2本书推荐大家：Jules Bloomenthal编辑的Introduction to Implicit Surfaces，是一本专著，讲述了Implicit Surface建模型(Modeling)，面片化(Polygonization)，渲染(Rendering)的问题。
Luiz Velho 的 Implicit Objects Computer Graphics 也是一本专著，讲述更新的一些进展。
细分曲面（Subdivision Surface）造型当用NURBS做造型的时候，曲面拼接是复杂的问题，在动画的时候，可能产生撕裂或者褶皱，Subdivision Surface用来解决这个问题。
Joe Warren的Subdivision Methods for Geometric Design: A Constructive Approach就是这方面的专著。
从实际物体中得到造型，现在的技术可以用三维扫描仪得到物体表面的点，然后根据这些点把物体的表面计算出来，称为重建(Reconstruction)，因为这些技术之在文章中论述，所以我们省略对它的描述。
在你的几何模型做好之后，有一些问题需要对这个模型进一步处理，得到适合的模型，当面片很多的时候，或者模型很复杂的时候，需要对几何模型进行简化，才可以满足一些实时绘制的需要，这个技术叫做层次细节（LOD-Level of Detail）。
下面的书就是讲这个的：David Luebke编著的 Level of Detail for 3D Graphics(2)渲染有了模型，怎么把这个几何模型画出来呢？这个步骤就是渲染。
如果你看了上面的OpenGL的书，那么你就知道一些渲染的知识了，但是别高兴的太早，OpenGL使用的是局部光照模型（Local Illumination Model）。
Local illumination Model指的是在做渲染的时候只考虑光源和物体之间的相互作用，不考虑物体和物体之间的影响，所以OpenGL不支持阴影，一个（半）透明物体的效果，这些需要考虑物体之间的影响才可以实现。
（*OpenGL本身不支持，但是通过一些方法可以实现的，用Google搜索一下Shadow Volume, OpenGL就找到答案。
）Global Illumination Model 这类模型考虑的就比较全。
现在关于Global Illumination 的技术有3大类，具体的技术就不在这里介绍了。
光线追踪(Ray Tracing)关于Ray Tracing的好书有2本：Andrew Glassner 的An Introduction to Ray tracingGlasser是图形界的名人，这本书也是Ray Tracing的经典R. Keith Morley, Peter Shirley 的Realistic Ray Tracing, Second Edition 这本书第一版是伪代码，第二版是C代码。
它的结构不是很清楚，虎头蛇尾的感觉。
辐射度(Radiosity)关于Radiosity的好书有4本：Michael Cohen 的Radiosity and Realistic Image Synthesis ， Cohen获得SIGGRAPH 1998计算机图形学成就奖，他把Radiosity 变成实际可用。
Francois X. Sillion的Radiosity and Global Illumination ， Sillion是法国人，他的主要研究方向是Radiosity，这本书写的很不错的，非常清晰。
Philip Dutre 的新书Advanced Global Illumination ，看起来还不错，刚拿到手，还没看，呵呵，所以不好评价。
Ian Ashdown的Radiosity: A Programmer's Perspective有源代码的书啊！Photon mapping这个我也不知道怎么翻译，呵呵。
这个技术出现的比较晚，一本好书！Henrik Wann Jensen的Realistic Image Synthesis Using Photon MappingHenrik Wann Jensen是Photon mapping技术的发明者【非真实性图形学】（Non-Photorealistic Graphics）真实性不是计算机图形学的唯一要求，比如：你给我画一个卡通效果的图出来，或者我要用计算机画水彩画怎么办？或者：把图象用文字拼出来怎么做？，解决这些问题要用到非真实性图形学，好书继续推荐！Bruce Gooch, Amy Ashurst Gooch的Non-Photorealistic Rendering【体图形学】(Volume Graphics)用CT机做很多切片（比如头骨），那么能通过这些切片得到3D的头骨吗？Volume Graphics就是解决这样的问题的Min Chen 编著的Volume Graphics上面的2个图形学技术就和图象的界限不明显了，实际上他们是图形图象的综合。
【其他的书】还有一些好书啊，呵呵，好书看不完的，继续放送：Graphics Gems I ~ V，一大帮子人写的书，包括研究人员，程序员…有计算机图形学的各种数据结构，编程技巧。
Tomas Akenine-Moller 等人编著的Real-Time Rendering (2nd Edition)许多最新的计算机图形学进展。
David Ebert等人的Texturing & Modeling: A Procedural Approach, Third Edition 讲述如何通过程序实现纹理、山、地形等图形学要素。
关于图形学的特定对象，有特定的专题图书，Evan Pipho Focus On 3D Models,对于图形学的常用模型格式，进行了讲解Trent Polack的 Focus On 3D Terrain Programming ，讲地形的Donald H. House 的Cloth Modeling and Animation ，讲布料的Nik Lever的Real-time 3D Character Animation with Visual C++ ，讲角色动画的Richard Parent的 Computer Animation: Algorithms and Techniques，当然是讲动画的啦，呵呵。