计算机图形学概论

1、计算机图形学是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。

2、

• 计算机图形学是用计算机来画图像的学科
• 数字图象处理是把外界获得的图象用计算机进行处理的学科
• 计算机视觉是根据获取的图像来理解和识别其中的物体的三维信息及其他信息。

3、计算机图形学主要包含四大部分的内容：

• 建模(Modeling)
• 渲染(Rendering)
• 动画(Animation)
• 人机交互(Human–computer Interaction, HCI)。

4、建模（Modeling）
表达一个几何物体可以是用数学上的样条函数或隐式函数来表达；也可以是用光滑曲面上的采样点及其连接关系所表达的三角网格来表达（即连续曲面的分片线性逼近）

• 计算机辅助设计(CAD)中的主流方法是采用NURBS（非均匀有理B-样条、Bezier曲线曲面）方法
• 细分曲面(Subdivision surface)造型方法
• 利用软件的直接手工建模
• 基于笔划或草图交互方式的三维建模方法
• 基于语法及规则的过程式建模方法
• 基于图像或视频的建模方法。这是传统的计算机视觉所要解决的基本问题
• 于扫描点云（深度图像如Kinect、结构光扫描、激光扫描、LiDAR扫描等）的建模(Reconstruction)方法
• 基于现有模型来合成建模的方法

5、渲染（Rendering）
局部光照模型(Local Illumination Model)、光线跟踪算法(Ray Tracing)、辐射度(Radiosity)、全局光照模型(Global Illumination Model)、Photo mapping、BTF、BRDF、以及基于GPU的渲染技术等。
如何充分利用GPU的计算特性，结合分布式的集群技术，从而来构造低功耗的渲染服务是发展趋势之一。

6、人机交互(Human–Computer Interaction, HCI)
近年来，以用户为中心的系统设计思想，增进人机交互的自然性，提高人机交互的效率是用户界面的主要研究方向。

7、其他内容
虚拟现实(Virtual Reality)
可视化(Visualization)
可视媒体计算与处理(Visual Media Processing)
医学图像处理(Medical Imaging)
计算机艺术(Computational Arts)

8、计算机图形学里面用到的数学比较多，列举一些常用的，包括：微积分、线性代数、矩阵计算、微分几何、数值计算和分析、计算方法、偏微分方程、微分方程数值解、最优化、概率、统计、计算几何等。