计算机图形学：第一章 - 计算机模拟与仿真应用

计算机模拟和仿真在计算机图形学中占有重要地位，它被广泛应用于产品设计、工程设计、航空驾驶以及各种实验中，通过构建虚拟环境来提升工作效率并降低实际成本。例如，在产品设计中，可以创建虚拟原型，测试不同的设计选项，而在航空驾驶训练中，飞行员可以在模拟环境中学习和实践复杂的飞行操作。 第一章绪论深入探讨了计算机图形学的基本概念。图形被定义为现实世界或想象世界中的可视化表示，无论是自然景观、照片、工程图纸还是数学抽象图形，只要是能够引起人类视觉感知的物体，都可以被视为图形。计算机图形学的研究内容涵盖了图形的生成、处理和显示，特别是如何利用数字计算机处理点、线、面和体等几何元素，以及明暗、灰度和色彩等非几何属性。 在计算机图形学中，图形的表示方法有多种。点阵表示，也称为位图，通过列出图形上每个点的灰度或颜色值来描绘图形；参数表示则是通过图形形状和属性的参数化描述，如方程或分析表达式的系数，以及线段端点坐标和颜色信息。这些方法各有优缺点，适用于不同的应用场景。 图像处理技术作为计算机图形学的一个分支，处理和转换客观世界的图像，包括增强图像质量、分割图像区域、去除噪声、重组图像以及特征提取和存储等。模式识别则更侧重于图像的分析和理解，能够识别图像中的模式或特征，例如在邮政分拣和地形地貌识别等领域有着广泛应用。 计算机图形学的发展历程中，随着硬件性能的提升和算法的不断优化，图形的生成与显示效果越来越逼真，使得虚拟现实和增强现实等技术得以实现，极大地推动了科技的进步和创新。尉秀梅教授的讲解深入浅出，不仅涵盖了理论基础，还关注了实际应用，使学生们能全面理解计算机图形学的内涵和价值。