清华大学孙广家：计算机图形学第一章-电子束扫描与发展历程概述

计算机图形学是一门研究如何在计算机中表示、生成、处理和显示图形的学科，它在计算机科学领域中占据着核心地位，因其广泛应用而备受关注。本章节首先定义了计算机图形学的基本概念，它不仅关注图形的表示，还涉及图形硬件、标准、交互技术、图形算法如光栅图形生成、造型技术（如Bézier曲线和超限插值）、真实感图形计算与显示，以及更前沿的领域如科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真和虚拟现实。 早期的计算机图形学发展始于20世纪50年代，标志性事件包括美国麻省理工学院的图形显示器“旋风I号”和Calcomp公司及GerBer公司的绘图设备创新。到了60年代，图形交互技术开始崭露头角，如I.E.Sutherland的Sketchpad系统，Bézier曲线理论的提出，以及Conway插值方法的出现。这些技术为图形设计和渲染奠定了基础。 进入70年代，光栅图形学成为研究热点，基本的图形处理技术如区域填充、裁剪和消隐算法逐渐成熟。此时，标准化工作也取得了显著进展，例如ACM SIGGRAPH的工作会议促进了图形软件的机器无关性，成立了图形标准化委员会并制定了“核心图形系统”，国际标准化组织（ISO）发布了CGI、CGM、GKS和PHIGS等一系列图形语言标准。真实感图形学方面，Bouknight和Gourand的光照模型理论为渲染质量的提升做出了贡献，他们的工作推动了计算机图像从二维到三维的飞跃。 计算机图形学的发展历程是一个不断演进的过程，从最早的图形显示设备，到图形交互技术的突破，再到图形处理算法的革新和标准的建立，以及真实感和沉浸式体验的追求，每一阶段都反映了计算机图形学技术的创新和应用领域的拓宽。掌握这些知识点对于理解现代计算机图形学的实践和未来发展至关重要。