计算机图形学：理论、应用与进展解析

计算机图形学是一门多学科交叉的科学，主要研究如何在计算机中创建、处理和显示二维和三维图像，通过数学算法将这些图形转化为显示器上的像素形式。论文探讨了计算机图形学的核心内容，包括： 1. 几何表示：图形由几何元素（点、线、面、体）和非几何属性（颜色、线型、线宽）构成。它不仅关注线条信息的表示，如工程图和等高线地图，还涵盖了对曲面的线框图以及明暗图的生成，即真实感图形。 2. 真实感图形生成：计算机图形学的目标是模拟真实世界的视觉效果。这涉及到场景几何表示的构建，通过光照模型计算在特定光源、纹理和材质下物体的光线交互，从而实现逼真的渲染。 3. 与其他学科的关系：计算机图形学与计算机辅助几何设计(CAD)紧密相连，后者提供了创建和编辑几何形状的基础，同时图形学也与图像处理密切相关，因为图形结果最终会被转换为数字图像。 4. 图形学研究范围：计算机图形学涉及领域广泛，包括图形硬件开发、图形标准制定、图形用户界面技术、光栅图形生成算法、造型技术（如曲线曲面和实体造型）、真实感计算和显示、非真实感渲染，以及科学计算可视化、动画制作、自然景物仿真和虚拟现实技术。 5. 历史发展：始于1963年伊凡·苏泽兰的《画板》博士论文，计算机图形学自那时起经历了显著的发展，从早期的符号处理系统向模拟人脑右脑功能转变，极大地推动了计算机技术的进步。 6. 智能CAD：现代CAD软件正在朝着智能化方向发展，传统CAD在产品设计功能上的不足，如需依赖编程语言（如AutoLisp）来实现高级功能，正被新一代智能CAD工具所改进，以提高效率和用户体验。 计算机图形学论文深入剖析了这些核心知识点，旨在为读者提供对这一复杂领域的深入理解和应用前景。