计算机图形学入门：图形标准化与应用

"计算机图形的标准化-计算机图形学 第一章" 计算机图形学是研究如何使用数字计算机生成、处理和显示图形的学科，它涉及到图形的生成算法、图像处理技术、模式识别等多个领域。尉秀梅教授是这门课程的主讲教师，其Email为wxm@qlu.edu.cn。在第一章的绪论中，我们首先了解了计算机图形学的研究范围和应用背景。 计算机图形学的研究领域广泛，包括但不限于以下几个方面： 1. 图形的概念：图形是能够形成视觉印象的客观对象，它可以是自然景物、照片、工程图、艺术作品甚至是数学上的几何图形。计算机图形学中的图形则特指由几何和非几何要素组成的、带有灰度、色彩和形状的图像。 2. 图形构成要素：几何要素是构成图形的基础，如点、线、面、体，用于描绘对象的轮廓和形状；非几何要素则包括明暗、灰度、色彩等，它们赋予图形质感和视觉效果。 3. 图形表示方法：在计算机中，图形可以使用点阵表示法，即位图，通过枚举所有点来构建图像；另一种是参数表示法，通过形状参数（如方程或表达式系数）和属性参数（如颜色）来定义图形。 4. 计算机图形学的应用领域：包括但不限于科学计算可视化、工程设计、电影特效、游戏开发、虚拟现实、网页设计、医疗影像处理、军事模拟等。 5. 标准化工作：历史上，德国提出了二维图形软件标准——图形核心系统GKS，随后在1988年扩展为三维的GKS-3D。这些标准为图形软件的互操作性和兼容性提供了基础。 6. 发展历程：计算机图形学随着计算机硬件性能的提升和技术的进步不断发展，从早期的基本图形渲染到现在复杂的实时渲染、物理模拟和人工智能驱动的图形生成。 在计算机图形学的学习过程中，学生将深入理解图形的生成算法，如光栅化、投影、变换等，以及颜色理论、纹理映射、光照模型等非几何要素的处理。此外，还将学习如何使用编程语言和专业工具，如OpenGL、DirectX等，来实现这些理论知识。通过这门课程，学生将具备创建和操纵复杂计算机图形的能力。