计算机图形学：研究对象与应用详解

计算机图形学是一门研究如何利用计算机技术创建、处理和呈现视觉效果的学科，其核心是将现实世界中的物体或者虚构场景转化为计算机可理解的形式。它的研究对象包括广泛的概念，不仅限于实际的照片、图片和图案，还包括通过数学表达式（如方程）描述的抽象图形。这些图形可以是几何形状，如点、线、面和立体结构，也可以是基于材质和色彩属性的非几何特征。 在教学要求方面，计算机图形学课程旨在让学生理解图形系统的架构，涵盖硬件和软件技术，如图形处理器（GPU）、渲染引擎等。学生需要掌握基本概念，如几何变换、纹理映射、光线追踪等图形生成和处理算法。此外，课程还会涉及图形学的应用领域，如游戏开发、建筑设计、虚拟现实和计算机辅助设计（CAD）等，并让学生了解当前的研究热点和发展趋势。 教材推荐包括《计算机图形学基础及应用实例》、《计算机图形学基础》等权威著作，这些书籍涵盖了理论知识和实践案例，帮助学生建立扎实的基础。学习目标除了深入理解理论知识外，还包括掌握实际操作技能，如二维和三维图形变换、图形裁剪等，以及对图形学前沿技术和设备的理解，如图形用户界面（GUI）和交互技术。 计算机图形学的历史悠久，自古以来就与人类文明紧密相连，是设计、艺术和工程等领域不可或缺的一部分。国际标准化组织（ISO）对计算机图形学的定义强调了其核心任务——数据到图形的转化，以及在显示器上呈现这些图形的能力。 第一章通常会介绍计算机图形学的概论，包括它的基本概念，研究对象的发展历程，以及其在现代社会中的广泛应用，如电影特效、数字艺术和科学研究可视化。这一部分为后续章节深入探讨图形学的各个分支奠定了基础。通过学习这门课程，学生能够为更高级别的专业发展或进一步研究打下坚实的基础。