计算机图形学：三维实物信息采集与激光扫描技术

计算机图形学是信息技术领域的重要分支，专注于在计算机中生成、处理和显示图形，以模拟和再现真实世界的视觉效果。在实际生产中，如大规模零件或样板制造，需要精确的三维实体模型，这就涉及到如何获取真实物体的三维信息。激光扫描技术是目前常用的方法，它通过测量物体表面点的位置数据，将这些信息数字化，转化为计算机可以理解的形式。这项技术在文物保护方面也有应用，比如扫描珍贵的艺术品，以便长期保存其三维形态。 第一章"真实物体的三维信息的输入"详细介绍了计算机图形学的基本原理。首先，它定义了计算机图形学的概念，即研究图形的表示、生成、处理和显示的学科，强调了其在计算机科学中的活跃地位和广泛用途。主要内容包括图形硬件、图形标准、交互技术、图形算法（如光栅图形生成、曲线曲面造型、实体造型等）、真实感图形计算与显示，以及动画、仿真和虚拟现实等领域。 在发展历程部分，从20世纪50年代开始，随着图形显示器和绘图仪的革新，图形学开始从理论研究走向实践应用。1960年代，图形交互技术的重要里程碑——Sketchpad系统的出现，展示了人机交互图形的新可能。Bézier曲线和超限插值理论的提出，为图形设计提供了强大的工具。进入20世纪70年代，光栅图形学成为主流，基本图形操作如区域填充、裁剪和消隐技术逐渐成熟，同时图形软件也开始标准化，例如ACM的图形标准化委员会制定的"核心图形系统"。 真实感图形学的兴起始于对光反射模型的研究，Bouknight和Gourand的工作为光照处理提供了基础理论。这些早期的进步奠定了现代计算机图形学的基础，使得我们能够创建出逼真的3D图像和虚拟环境。 这一章节深入探讨了从采集实物三维信息到构建计算机模型，再到图形生成和显示的全过程，展现了计算机图形学技术的精密性和实用性。随着科技的发展，计算机图形学将继续在工业设计、游戏开发、影视特效等众多领域发挥关键作用。