计算机图形学

             

1. 基本概念

   计算机图形学(Computer Graphics, CG)是研究计算机在在硬件和软件的帮助下创建计算机图形的科学学科,是计算机科学的一个重要分支领域.计算机图形学主要研究如何用计算方法来操作视觉和几何信息.它主要聚焦于图像生成和处理的数学和计算基础,而不只是纯艺术方面.

2. 分支学科

   几何:研究表面的表示和处理方法

   动画:研究运动的表示和处理方法

   渲染(绘制):研究模拟光线传递的再现算法

   成像:图像获取或图像编辑

3. 渲染

   渲染是用计算机程序的方法从三维模型生成二维图像的过程.场景文件包含用图形学语言或数据结构严格定义的对象;主要包含虚拟场景的几何、视角、纹理、光照和明暗信息.渲染程序通常内置于计算机图形学软件中,也有的是做成插件或者独立的程序.

4. 计算机动画

   计算机动画(Computer animation)通常指场景中任何随着时间推移而发生的视觉变化.除了对象的平移、旋转之外,计算机动画还可以随着时间的进展而改变对象大小、颜色、透明度和表面纹理等.很多计算机动画还需要有真实感的显示.在科学和工程研究中,研究人员常使用随时间而变化的伪彩色或抽象形体来表示物理量,从而有助于理解物理学过程的本质.在影视和娱乐广告中,为了产生逼真的视觉效果,也会用计算机来生成场景的精确表示.

5. 应用

   计算机图形学广泛应用于多种领域,包括科学、艺术、工程、医药、影视和娱乐等诸多方面.

6. 与计算机视觉之间的关系

   计算机图形学是由计算机生成所需要的图形,输入的是数据、表达式,输出的是合成的图形.计算机视觉的输入是来自于现实世界的图像,输出的是图像的类别、特征及其它人们所需要的信息,又或者是改善质量后的图像.两者是相反的过程.

   与此同时,计算机图形学和计算机视觉所用的技术存在重叠.

7. 参考文献

  1. Donald Hearn, Pauline Baker, Carithers 著, 蔡士杰, 杨若瑜译. 计算机图形学[M]. 电子工业出版社.2014
  2. https://en.wikipedia.org/wiki/Computer_graphics
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