清华大学自然景物平台：野外场景计算机图形学教程详解

计算机图形学是一门研究如何使用计算机生成、处理和显示图形的学科，它在数字媒体专业中占有重要地位。《实用计算机图形学》这门课程针对该专业开设，共需64学时，其中48学时为课堂教学，16学时用于实践操作。课程考核包括闭卷考试，以及考勤、实验、作业等平时成绩的综合评价，期末成绩占主导地位。 课程的核心内容涵盖了图形的基本要素，如几何要素（如点、线、面和体）和非几何要素（如颜色、材质）。二维图形生成涉及简单形状如点、线、圆和多边形，而三维图形生成则包括自由曲线曲面和三维实体造型技术，如图形的变换与裁剪，如平移、旋转和缩放，以及场景中超出摄像机视野部分的图形处理。 真实感图形生成与显示技术是计算机图形学的重点，它致力于模拟真实世界物体的物理特性，如光照、材质、纹理和消隐。自然景物的模拟在计算机图形学中具有挑战性，例如清华大学自然景物平台通过粒子系统、生理模型和细胞自动机等技术来绘制复杂的野外场景，如山、水、云、树和火焰等。 色彩科学基本理论也是不可或缺的一部分，它探讨如何在计算机中准确地表现颜色。计算机动画显示技术则关注动态图像的生成，如基于特征的图像变形，如将猫变为虎，通过三维自由变形编辑器（FFD）实现精细的形状变换。 这门课程深入浅出地介绍了计算机图形学的基础概念和技术，旨在培养学生的图形设计、渲染和动画制作能力，为他们在数字媒体领域的发展打下坚实的基础。同时，课程参考资料丰富，涵盖了理论教材如《计算机图形学基础教程》和《计算机图形学-用OpenGL实现》，以及实践指导书籍如《OpenGL编程指南》和《实时计算机图形学》。通过这些学习资料，学生能够全面理解和掌握计算机图形学的关键原理和应用技巧。