计算机图形学

将二维或三维形体转化为计算机图形的科学
计算机图形学(Computer Graphics,CG)是一种使用数学算法将二维或三维形体转化为计算机图形的科学,是生成虚拟世界的基础,将真实世界的对象物体在相应的三维虚拟世界中的重构,并保存其部分物理属性,逼真的计算机图形可以构筑出以假乱真的虚拟世界,使使用者产生身临其境的感觉。[1]
20世纪50年代,随着一系列与图形有关的计算机附件的研制成功,以及一些基本的计算机图形学理论的建立,计算机图形学作为一门新的学科应运而生。从20世纪60年代初开始,美国的许多高等院校和一批汽车、飞机制造公司纷纷开展了对计算机图形学的大规模的科学研究,在这一时期,各种系统软件和应用软件纷纷涌现,为计算机图形学走向实际应用铺平了道路。[5]20世纪70年代是计算机图形学发展过程中一个重要的历史时期,区域填充、裁剪、消隐等基本图形概念及其相应算法纷纷诞生,图形学进入了第一个兴盛的时期,并开始出现实用的CAD(计算机辅助设计)图形系统。从20世纪80年代中期以来,超大规模集成电路的发展,为图形学的飞速发展奠定了物质基础。计算机运算能力的提高,图形处理速度的加快,使得图形学的各个研究方向得到充分发展。[6]
计算机图形系统由显示器件、显示处理器、刷新存储器等硬件和对象描述模型、图形应用软件、图形支撑软件等软件组成,[5][6]具有计算、存储、对话、输入、输出等功能。[7]计算机图形学研究的对象是图形,研究内容包括基本图形的生成与图形变换、图形标准与图形软件包等,[8]涉及到模型技术、曲线曲面技术、图形变换技术、光栅图形生成技术等,[4]广泛应用在生物医学、军事等领域。[2][3]

概述

研究对象