计算机图形学：CAD与应用的图形学基础

计算机辅助设计与制造（CAD）是信息技术在工业设计中的重要应用，特别是在飞机、汽车、船舶等领域，通过自动化设计过程显著提高了设计效率和精度。CAD技术的核心是计算机图形学，它是研究如何利用数字计算机生成、处理和显示图形的学科，旨在模拟和呈现现实世界中的视觉效果。 在第一章的绪论中，首先介绍了计算机图形学的研究领域，它涵盖了图形的基本概念。图形被定义为任何能够在人眼视觉系统中形成印象的客观对象，无论是自然景物、照片、工程图纸，还是数学抽象的几何图形。在计算机图形学的宽泛定义下，图形是由几何元素（如点、线、面、体）和非几何元素（如颜色、明暗和材质）组成的，这些元素共同构建了具有灰度、色彩和形状的抽象图。 图形的构成要素包括几何要素，如形状、轮廓和尺寸，它们描绘了物体的物理形态；而非几何要素则关注于物体的视觉特性，如色彩和质感，这些是计算机图形学中至关重要的部分。计算机图形学不仅限于图形的静态表示，还涉及到图形的动态处理，例如点阵表示（如位图）和参数表示，后者允许通过数学方程或属性参数来精确控制图形的细节和表现。 在计算机中，图形通常通过点阵或参数化方法来表示。点阵表示是将图形分解为无数个像素点，每个像素有自己的颜色值，形成图像。而参数表示则通过一系列参数来描述图形的形状和属性，这种表示方式更为灵活，适合复杂的几何形状和动画设计。 此外，计算机图形学的应用领域非常广泛，包括但不限于建筑绘图、产品设计、工程图纸、艺术创作、虚拟现实、游戏开发、图像处理和模式识别等。随着技术的进步，计算机图形学不断发展，如实时渲染、三维建模、图形渲染引擎等新技术的出现，使得图形的生成和显示更加逼真和高效。 尉秀梅教授作为计算机图形学的主讲教师，她的电子邮件地址为wxm@qlu.edu.cn，这表明本课程可能是在高等教育机构中设置，旨在为学生提供深入理解计算机图形学的基础知识和实践技能。通过学习这一章节，学生将建立起图形学的理论框架，并掌握将其应用于实际设计和开发项目中的能力。