计算机图形学：变换矩阵详解

"这篇资料是关于计算机图形学的课程介绍，涵盖了总变换矩阵的计算、主要参考书籍、课程要求、考试结构以及计算机图形学的基本概念和研究内容。" 在计算机图形学中，总变换矩阵是一个关键概念，它用于描述物体在三维空间中的位置和姿态。在给定的描述中，我们看到总变换矩阵`Ra`的表达式是通过一系列旋转(Rx, Ry, Rz)和翻译(TA)矩阵的乘积来表示的，同时还需要求解Ry, Rx和TA的逆变换。这种变换通常涉及到物体在坐标系之间的转换，以便正确地渲染和定位图形元素。 矩阵的逆变换在图形学中至关重要，因为它们允许我们从一个坐标系转换到另一个坐标系。例如，Rx和Ry分别代表沿X轴和Y轴的旋转，而Rz则是沿Z轴的旋转。这些旋转可以按照欧拉角顺序进行组合，以实现任意角度的三维旋转。TA代表了平移变换，将物体移动到空间中的特定位置。求解这些矩阵的逆是为了能够执行反向变换，如从世界坐标系到物体坐标系的转换。 课程参考了一些经典的计算机图形学教材，如谢步瀛的《计算机绘图教程》、倪明田和吴良芝的《计算机图形学》、陈传波和陆枫的《计算机图形学基础》以及Donald Hearn和M. Pauline Baker以及James D. Foley等人的著作。这些书籍深入探讨了图形硬件、图形标准、交互技术、图形生成算法以及真实感图形等方面。 此外，课程还强调了对学生的日常要求，如准时、课堂纪律和积极参与讨论，以促进理论与实践的结合。课程成绩由期末考试、平时表现和上机作业三部分组成，这表明课程不仅关注理论学习，也重视实践操作能力的培养。 计算机图形学作为计算机科学的一个重要分支，其研究内容广泛，包括图形硬件、光栅图形生成、曲线曲面造型、实体建模、真实感渲染、科学可视化、动画、仿真和虚拟现实等。图形被定义为能引起视觉印象的任何对象，可以是自然景物、图片或是数学描述的形状。图形的表示涉及几何要素（如点、线、面）和非几何要素（如颜色、纹理），这些都是构建和理解计算机图形学基础的关键要素。