探索计算机图形学：理论与应用详解

计算机图形学是一门研究如何利用计算机生成、操作、显示和处理各种视觉效果的学科。它涉及到软件和硬件技术的结合，旨在创建和模拟现实世界中的视觉表现，如自然景观、照片和数学模型等。教学上，学生应了解图形系统的框架，掌握图形的基本概念、方法与算法，理解图形相关的应用以及当前的研究热点，并具备一定的实践经验和编程能力。 教材和参考书是学习计算机图形学的重要资源，例如倪明田等人的《计算机图形学》和孙家广的《计算机图形学》第三版，这两本书是经典教材，提供理论基础。此外，Donald Hearn和M. Pauline Baker的《Computer Graphics (C Version)》以及James D. Foley等人编写的《Introduction to Computer Graphics》也是深入研究的佳选。董士海的《计算机用户界面及其工具》和龙晓苑的《数字化艺术》则可能包含图形用户界面设计和艺术应用方面的内容。 第一讲通常会介绍计算机图形学的概述，包括研究内容、发展历史、应用实例和当前动态。研究内容主要包括图形的定义，它是客观对象在人眼中的视觉印象，包括几何要素（如轮廓、形状）和非几何要素（如颜色、材质）。计算机中表示图形的方式有两种，一是点阵表示，通过列举所有点形成图像；二是参数表示，通过图形形状和属性参数来描述图形。 核心研究内容涵盖图形的输入、处理和输出三个阶段。输入阶段关注如何接收和处理图形数据，处理阶段涉及几何变换、投影、集合运算、着色和形变等图形操作，而输出则是将处理后的图形转化为显示器或打印设备可以识别的形式。这些环节紧密相连，共同构建了计算机图形学的核心技术体系。 计算机图形学是一门实践性很强的学科，理论与实践并重，不仅要求理解基础概念，还要掌握实际操作技能，以应对不断发展的图形技术和应用场景。