计算机图形学：研究内容与应用概述

计算机图形学是一门研究计算机如何表示、生成、处理和显示图形的学科，它是计算机科学中最活跃且应用广泛的分支之一。该课程由湖北大学数计学院余敦辉教授讲授，参考了多部权威教材，如清华大学计算机系列教材《计算机图形学》（第三版）、谢步瀛的《计算机绘图教程》、倪明田和吴良芝的《计算机图形学》等。课程强调理论学习与实践相结合，要求学生遵守课堂纪律，积极参与讨论，期末考试占总成绩的40%，平时表现和上机作业各占30%。 主要内容包括以下几个方面： 1. **基本概念**：计算机图形学的目标是在计算机中精确地模拟和呈现图形，这些图形可以是自然景物、数学模型或图像。图形由几何要素（如点、线、面和体）和非几何要素（如色彩、明暗等）组成。 2. **研究内容**： - **图形表示**：探讨如何在计算机中有效地存储和操作图形数据。 - **图形处理**：涉及图形的计算、变换、裁剪、合并等操作。 - **图形显示**：研究渲染算法、屏幕坐标系统和抗锯齿技术等，以实现逼真的图形效果。 - **图形硬件与标准**：硬件设备如显卡和图形处理器对图形处理的影响，以及图形接口标准如OpenGL或DirectX。 - **交互技术**：用户界面和交互式图形系统的开发。 - **特定领域**：如科学计算可视化、动画制作、自然景物仿真、虚拟现实等现代应用。 3. **学习要求**： - 遵守课堂规则，如不迟到、保持课堂安静、积极提问和提出课程改进意见。 - 平时表现和上机作业作为评价成绩的重要部分。 4. **章节介绍**：首章概述了计算机图形学的基本概念，明确了其研究目标和核心内容，并为后续章节的学习奠定了基础。 通过学习计算机图形学，学生将掌握计算机生成图形的基础理论和方法，这对于游戏开发、建筑设计、影视特效、工程模拟等领域都具有重要意义。课程的教学方式鼓励理论与实践结合，以提升学生的实际操作能力和创新思维。