计算机图形学：理论与应用探讨

计算机艺术，特别是计算机图形学，是一门涉及计算机科学与艺术设计交叉领域的学科。它主要研究如何利用计算机技术来创建、处理和展示各种图形，包括自然景物、照片以及通过数学模型构建的抽象图形。教学要求包括理解图形系统的架构，即软件和硬件技术的基础，例如图形用户界面、渲染引擎等；掌握图形学的基本原理，如几何变换、色彩理论、光影模拟等，并能应用这些算法解决实际问题。 章节1.1介绍了计算机图形学的研究内容，首先定义了图形，指能够在人眼产生视觉效果的客观对象，这些对象可以通过几何要素（如轮廓、形状）和非几何要素（如颜色、材质）来刻画。在计算机中，图形通常有两种表示方式：点阵表示，通过列举图形中的每个像素点来构建图像，也称作数字图像；而参数表示则通过形状参数（如方程或线段的端点坐标）和属性参数（如颜色、线型）来描述图形，这种方法更有利于复杂的几何操作。 计算机图形学关注于图形的生成，比如通过分形艺术实现复杂的几何结构，以及相片真实感模拟和自然媒体仿真技术，这些都是其应用举例的一部分。教学中还会涉及图形学的发展历史，从早期的像素艺术到现代的高级图形渲染技术，以及当前的研究动态，如虚拟现实、增强现实、机器学习在图形生成中的应用。 此外，计算机图形学不仅限于理论研究，还要求学生具备一定的实践经验和编程能力，能够运用所学知识解决实际问题并进行创新。计算机图形学是一门综合性和实践性很强的学科，它在建筑设计、游戏开发、影视特效、工程可视化等多个领域都有广泛的应用。