计算机图形学主要研究如何在计算机中表示图形,以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。具体研究内容如下:
图形表示与计算:
研究点、线、面、体、场的数学构造方法及其图形显示,包括二维或三维图形的表示和计算。
图形渲染:
研究如何将三维模型转换为二维图像,包括光线跟踪、阴影计算、纹理映射等技术,以模拟光照和材质效果。
动画制作:
研究利用计算机生成连续图像来模拟运动的过程,包括关键帧动画、骨骼动画、物理模拟等技术。
人机交互:
研究如何实现用户与计算机图形系统的有效交互,包括图形用户接口、虚拟现实、增强现实等技术。
科学可视化:
研究如何将科学数据通过图形化的方式展示给公众,包括数据压缩和解缩、图像处理等技术。
计算机辅助设计:
研究如何利用计算机技术进行几何设计,包括曲线曲面造型、实体造型、参数化设计等。
图像处理与计算机视觉:
研究图像的获取、处理、分析和理解,包括目标检测、图像分类、目标跟踪等任务。
自然景物仿真:
研究如何模拟自然景物,包括纹理、云彩、波浪等自然景物的造型和模拟。
图形标准与硬件:
研究图形相关的标准和硬件,包括图形接口、图形处理单元(GPU)等。
应用领域:
计算机图形学广泛应用于设计、工程、艺术、娱乐等领域,如PC游戏、手机游戏、3D电影与电影特效等。
总结来说,计算机图形学是一门涉及多个学科领域的综合性科学,旨在通过计算机技术创造和展示各种视觉效果,满足科学、艺术和娱乐等多方面的需求。