计算机图形学是一门研究如何使用计算机生成、处理和显示图像的学科。它主要涉及以下几方面的内容:
建模(Modeling)
将三维物体数字化,构建其几何模型。
包括曲线曲面造型、实体造型、纹理、云彩、波浪等自然景物的造型和模拟。
渲染(Rendering)
将三维场景转换为二维图像,并计算光照、阴影、反射等效果,以生成真实感图像。
包括光栅图形生成算法、线框图形以及真实感图形的理论和算法。
动画(Animation)
研究如何创建随时间变化的动态图像序列。
包括关键帧动画、骨骼动画、物理模拟等技术。
人机交互(Human–computer Interaction, HCI)
研究如何通过输入设备与计算机生成的图形进行交互。
包括图形用户界面设计、虚拟现实、增强现实等技术。
图形硬件和软件
研究图形输入输出设备、图形工作站、图形标准等硬件和软件技术。
包括图形处理单元(GPU)的应用和优化。
图形标准和协议
研究和制定图形数据的存储、传输和显示标准。
包括OpenGL、DirectX、WebGL等图形API。
科学计算可视化
将科学数据通过图形化的方式呈现,帮助人们更好地理解和分析复杂的数据模式。
计算机视觉和图像处理
研究如何从图像中提取信息,进行图像识别和三维重建。
自然景物仿真
模拟自然界的现象,如天气变化、植物生长、水流等。
虚拟现实和增强现实
创建沉浸式的虚拟环境,使用户能够与虚拟世界进行交互。
计算机图形学不仅是一门独立的学科,还与人工智能、机器学习等领域密切相关,其应用领域非常广泛,包括电影、游戏、虚拟现实、数据可视化等。