C语言探索计算机图形学：原理与应用

计算机图形（C语言）是一门融合了计算机科学与艺术的学科，它主要通过数学算法将抽象的概念转化为显示器上可识别的图像，涉及图形硬件、软件、标准、交互技术等多个层面。本教程针对计算机专业本科生和非计算机专业研究生，重点讲解光栅图形生成、曲线曲面造型和真实感图形生成的原理与C语言实现。 首先，课程开始于一个全面的计算机图形学概述，介绍了设计辅助（CAD）、展示图形、计算机艺术和娱乐应用等不同领域的图形学应用。教育与培训以及科学计算可视化等领域也在此得到提及，强调了图形学在现代科技中的广泛作用。 章节2详细探讨了图形系统的组成部分，包括视频显示设备的发展历程，如刷新率不同的阴极射线管（CRT）显示器、随机扫描显示器、色彩丰富且更轻薄的平面显示器，以及三维观看设备如立体视觉系统和虚拟现实技术。此外，还介绍了图形控制器和显示处理器的工作原理，以及图形工作站和输入设备如键盘、鼠标、轨迹球、操纵杆、数据手套、数字化仪、图像扫描仪、触摸屏和光笔等。 进入实际操作部分，第三章介绍了输出基础，如点和线的基本概念，以及线绘制算法，例如经典的双线性插值算法（DDA）和Bresenham算法。这些算法是构建图形的基础，通过C语言编程实现，能够帮助学生理解图形生成的核心步骤。 C语言在这个领域扮演着关键角色，由于其强大的功能和灵活性，使得程序员能够高效地编写图形处理代码。通过学习如何使用C语言操作像素、坐标变换、颜色处理等，学生可以掌握如何构造复杂的图形模型，并实现视觉效果的真实感。 此外，课程还涵盖了坐标表示和图形函数的处理，这些都是实现图形渲染和交互的关键。标准的图形接口（如PHIGS）也被讨论，以确保跨平台的兼容性和性能优化。最后，每个章节都包含参考文献和习题，以便学生深入理解和实践所学内容。 这门课程以C语言为核心，涵盖了计算机图形学的理论知识和技术实践，旨在培养学生的图形编程能力，使他们在未来的职业生涯中能够开发出令人惊叹的计算机图形应用。