图形用户界面：计算机图形学入门与历史概述

计算机图形学是现代信息技术中的一个重要分支，它研究如何在计算机中表示、生成、处理和显示图形。用户接口作为计算机与人交互的第一层界面，其设计质量直接影响到软件的易用性和用户体验。一个良好的图形化用户界面（GUI）能通过直观的图形和动画指导用户进行操作，减少对用户手册的依赖。 第一章"绪论"首先介绍了计算机图形学的基本概念，它是计算机科学中最活跃且应用广泛的领域，涵盖了图形硬件、图形标准、图形交互技术、图形生成算法等多个方面。图形学不仅关注像素级别的图像（图象），更侧重于几何表示和场景的物理属性，如明暗图（Shading）等。 20世纪50年代，计算机图形学的萌芽阶段见证了图形显示器的出现，如MIT的旋风I号的图形附件，以及图形硬件设备的商业化进程，如Calcomp和GerBer公司的绘图设备。同时，这个时期也涉及到了早期的军事应用，如SAGE空中防御系统的开发。 60年代是计算机图形学的关键时期，I.E.Sutherland的Sketchpad系统展示了人机交互图形的重要突破，Bézier曲线和曲面理论的提出推动了图形绘制的精度和灵活性。此外，Steven A. Coons的超限插值思想进一步扩展了曲面建模的可能性。 70年代，光栅图形学迎来了快速发展，基本图形操作如区域填充、裁剪和消隐算法逐渐成熟，这标志着图形技术从理论走向实践。这一时期还伴随着图形软件的标准化，如ACM SIGGRAPH的工作会议促进了图形标准的制定，如"核心图形系统"，国际组织如ISO也发布了CGI、CGM、GKS和PHIGS等标准。同时，真实感图形学开始兴起，Bouknight和Gourand的光反射模型为渲染更为逼真的图像奠定了基础。 计算机图形学从早期的硬件发展到软件技术标准化，再到真实感图形计算，每一步都伴随着技术的进步和应用领域的拓宽，为现代信息技术的发展提供了强大的支撑，极大地提升了用户的体验和工作效率。