计算机图形学感想

小学期的导论课里，老师们从偏微分方程、代数学组合、概率论、非线性方程组解法、计算数学简介、几何学最优化、运筹学和计算机图形学八个方面为切入点，给我们讲解了数学的一些分支上的知识。老师的讲解拓宽了我们的知识面，增加了我们对于数学更深层次的了解。

以下为我对计算机图形学的感想。

才老师以幽默风趣的讲解，将我们引进了对计算机图形学的认识中。李老师说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，是研究怎样利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。

简单地说，计算机图形学的主要研究内容就是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。图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从处理技术上来看，图形主要分为两类，一类是基于线条信息表示的，如工程图、等高线地图、曲面的线框图等，另一类是明暗图，也就是通常所说的真实感图形。

根据老师的讲解以及相关资料的辅助，我明白了计算机图形学

一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。为此，必须建立图形所描述的场景的几何表示，再用某种光照模型，计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。所以计算机图形学与另一门学科计算机辅助几何设计有着密切的关系。事实上，图形学也把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究内容。同时，真实感图形计算的结果是以数字图像的方式提供的，计算机图形学也就和图像处理有着密切的关系。

处处留心皆学问，同时我还了解到图形与图像的区别。

如今，图形与图像两个概念间的区别越来越模糊，但还是有区别的：图像纯指计算机内以位图形式存在的灰度信息，而图形含有几何属性，或者说更强调场景的几何表示，是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的。

接着，李老师给我们讲解了计算机图形学的研究内容。我发现计算机图形学的研究内容非常广泛，如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法、非真实感绘制，以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。这些领域对于生活在21世纪的我们都不陌生，比如计算机动画，我在享受它带来的视觉盛宴时从没想过它竟然和自己所学习的专业有着密切的联系。

同时，李老师给我们展示了很多个计算机图形学应用的实例。每一个实例所应用的技术他都做了相应的说明，在观看那些实例的同时，我们也不禁感慨技术的伟大。

更不可思议的是，科学家表明自从有了计算机图形学，计算机可以部分地表现人的右脑功能了，可见计算机图形学的建立是具有相当重要的意义。

近年来，计算机图形学也有着长足的发展。诸如CAD的智能化，计算机的美术与设计，计算机的动画艺术等。这计算机图形成为了系统设计手段的一种强化和替代，达到了高精度、高速度、高储存的效果。与此同时，计算机图形也成为了新的表现形式和形象资源，是一种设计方法和观念。

李老师甚至以实例给我们讲解了计算机动画在电影特技中的应用。原来，计算机动画的一个重要应用就是制作电影特技，可以说电影特技的发展和计算机动画的发展是相互促进的。无疑诸如《终结者》《狮子王》那些令人称赞的科技大片都是与为计算机图形学所涵盖的计算机动画所密不可分的。

本次讲课给我映象最深的除了计算机图形学的应用面比较广泛，还有计算机图形学在计算机三维图形方面的应用。

众所周知，我们现实世界的实体有三维：高、长和宽。若计算机显示屏幕的图象模拟了物体的高、长和宽的话，那么就称之为三维的或3D；在计算机图形学中，目标屏上的这样一个图象叫做一个3D模型，而图形的产生称为模型化。

显然，图形是计算机图形学的研究对象，是能在人的视觉系统中产生视觉印象的客观对象，包括自然景物、拍摄到的图片、用数学方法描述的图形等等。而构成图形的要素可分为几何要素和非几何要

素。其中几何要素包括刻画形状的点、线、面、体等，而非几何要素则为反映物体表面属性或材质的灰度颜色等非几何要素。

在实例讲解中，李老师说这些图形的处理是依据坐标来实现的。 而产生三维模型可抽象为三个阶段：定义世界坐标表示模型的形状;通过转动模型并移至一合适位置以获得期望的视点此处，即通过旋转和平移产生视见坐标；然后利用投影产生屏幕上的图象，从而产生了显示坐标。当然具体的技术是非常精细与复杂的，我们要想弄明白所有的问题仍需要更多的学习与探索。

当然，任何学科的发展都是拥有一份属于它自己的历史文化的。 中国的计算机图形学发展最早可以追溯到二十世纪八十年代末期，在清华大学、浙江大学等国家重点大学中的计算机研究所中开始了对计算机图形技术的研究，产生了像鹏群生教授（现任浙江大学国家计算机图形学技术研究室主任）这样的计算机图形技术专家，他们对中国在计算机图形技术算法方面作出了巨大的贡献。但是当时由于经济发展以及对外开放程度的原因，绝大多数的学校及个人都没有机会接触到计算机图形学，这个时期是中国计算机图形的萌芽阶段。

真正计算机图形学在中国开始发展的阶段大约是在19xx年左右直到现在，随着经济水平的提高以及开放程度的日益拓展，一部分中国人已经开始拥有电脑。更重要的是国外优秀的电脑游戏以及好莱坞电影的进入，使得国人开始对计算机图形学有了一个感性的认识。而电脑游戏则更是激发了年轻一代的计算机从业人员投身于计算机图

形学行业的热情，越来越多的人开始开发国内的电脑游戏市场，这是如今中国计算机图形学行业和电脑游戏密切相关的现状的历史渊源。

课堂上，李老师给我们展示了很多有关计算机图形学的应用实例，其中还有他自己参与研究的案例，这增添了我们对老师的敬佩，也让我们明白科学可以离我们很近，只要我们付出肯努力，肯付出。

同时，计算机图形学与虚拟现实的发展有着密不可分的联系，可见计算机图形的前景是十分诱人的。

可以看出，数学的确是一门非常博大精深的学科，我们现在所学习的只是它的一些皮毛，要想达到新的高度和层次，我们必须更加努力地学习和奋斗！

 

第二篇：计算图形学论文

计算机图形学认识与感想

学院：计算机科学与工程学院

专业：软件工程

班级：**

姓名：**

本学期学校开设了计算机图形学，一开始不知计算机图形学为何物的我不是很理解为什么要有这门课，但是经过一学期的洗礼过后，我对计算机图形学有了一定的理解。我知道了计算机图形学(Computer Graphics，简称CG)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。简单地说，计算机图形学的主要研究内容就是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。图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从处理技术上来看，图形主要分为两类，一类是基于线条信息表示的，如工程图、等高线地图、曲面的线框图等，另一类是明暗图，也就是通常所说的真实感图形。

计算机图形学一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。对于我们将来从事景观设计的人来说，为了使自己的方案获得更多人的欣赏，必须创建图形所描述的场景的几何表示，再用某种光照模型，计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。所以计算机图形学与另一门学科计算机辅助几何设计有着密切的关系。事实上，图形学也把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究内容。同时，真实感图形计算的结果是以数字图象的方式提供的，计算机图形学也就和图像处理有着密切的关系。

谈到图形和图像时，现如今图形与图像两个概念间的区别越来越模糊，但还是有区别的：图像纯指计算机内以位图形式存在的灰度信息，而图形含有几何属性，或者说更强调场景的几何表示，是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的。

计算机图形学的研究内容非常广泛，如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法、非真实感绘制，以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。

自1963年，伊凡·苏泽兰(Ivan Sutherland)在麻省理工学院发表了名为《画板》的博士论文， 标志着计算机图形学的正式诞生起，至今已有四十多年的历史。此前的计算机主要是符号处理系统，自从有了计算机图形学，计算机可以部分地表现人的右脑功能了，所以计算机图形学的建立具有重要的意义。通过课堂上的学习以及网上的介绍，我发现近年来， 计算机图形学在如下几方面有了长足的进展：

在智能CAD方面，就目前流行的大多数CAD软件来看，主要功能是支持产品的后续阶段一一工程图的绘制和输出，产品设计功能相对薄弱， 利用AutoCAD 最常用的功能还是交互式绘图，如果要想进行产品设计， 最基本的是要其中的AutoLisp语言编写程序，有时还要用其他高级语言协助编写，很不方便。而新一代的智能CAD 系统可以实现从概念设计到结构设计的全过程。

在计算机美术与设计方面，自1952年．美国的Ben·Larose用模拟计算机做了预示着电脑美术的开始得具有历史性意义的波型图《电子抽象画》开始，以微机和工作站为平台的个人计算机图形系统逐渐走向成熟， 大批商业性美术设计软件如雨后春笋般纷纷面市； 以苹果公司的MAC 机和图形化系统软件为代表的桌面创意系统被广泛接受，CAD成为美术设计领域的重要组成部分。而计算机设计学包括三个方面：即环境设计(建筑、汽车)、视觉传达设计(包装)、产品设计。 CAD对艺术的介入，分三个应用层次：(1)计算机图形作为系统设计手段的一种强化和替代； 效果是这个层次的核心(高精度、高速度、高存储)。(2)计算机图形作为新的表现形式和新的形象资源。(3)计算机图形作为一种设计方法和观念。

同时，计算机图形学、计算机绘画、计算机音乐、计算机辅助设计、电影技术、电视技术、计算机软件和硬件技术等众多学科的最新成果都对计算机动画技术的研究和发展起着十分重要的推动作用。计算机动画的一个重要应用就是制作电影特技 可以说电影特技的发展和计算机动画的发展是相互促进的。比如广受欢迎的终结者系列中便大量运用了电脑特技，而在影片《阿凡达 》中几乎成为了电影特效的天下，电影特技的运用丰富了人们的视觉效果，是电影卖座的重要保证。我国的计算机动画技术起步较晚。1990年的第11届亚洲运动会上，首次采用了计算机三维动画技术来制作有关的电视节目片头。从那时起，计算机动画技术在国内影视制作方面得到了讯速的发展， 继而以3D Studio 为代表的三维动画微机软什和以Photoshop等为代表的微机二维平面设计软件的普及，对我国计算机动画技术的应用起到了推波助谰的作用。 计算机动画的应用领域十分宽广 除了用来制作影视作品外， 在科学研究、视觉模拟、电子游戏、工业设计、教学训练、写真仿真、过程控制、平面绘画、建筑设计等许多方面都有重要应用。

科学计算的可视化是发达国家八十年代后期提出并发展起来的一门新兴技术，它将科学计算过程中及计算结果的数据转换为几何图形及图象信息在屏幕上显示出来并进行交互处理，成为发现和理解科学计算过程中各种现象的有力工具。它涉及到下列相互独立的几个领域：计算机图形学、图象处理、计算机视觉、计算机辅助设计及交互技术等。科学计算可视按其实现的功能来分， 可以分为三个档次：(1)结果数据的后处理；(2)结果数据的实时跟踪处理及显示；(3)结果数据的实时显示及交互处理。

“虚拟现实”(Virtual Reality)一词是由美国喷气推动实验室(VPL)的创始人拉尼尔(Baron Lanier)首先提出的 在克鲁格(Algren Krueger)70年代中早期实验里．被称为 人工现实”(Artificial reality)；而在吉布森(William Gibson)l984 年出版的科幻小说Necromancer里，又被称为“可控空间”(Cyberspace)。虚拟现实是美国国家航空和航天局及军事部门为模拟而开发的一门高新技术 它利用计算机图形产生器，位置跟踪器，多功能传感器和控制器等有效地模拟实际场景和情形，从而能够使观察者产生一种真实的身临其境的感觉。虚拟环境由硬件和软件组成，硬件部分主要包括：传感器(Sensors)、印象器(Effecter)和连接侍感器与印象器产生模拟物理环境的特殊硬件。利用虚拟现实技术产生虚拟现实环境的软件需完成以下三个功能：建立作用器(Actors)以及物体的外形和动力学模型：建立物体之间以及周围环境之间接照牛顿运动定律所决定的相互作用；描述周围环境的内容特性。

在工程设计方面，计算机图形学的作用主要表现在

（1）建筑设计，包括方案设计、三维造型、建筑渲染图设计、平面布景、建筑构造设计、小区规划、日照分析、室内装潢等各类CAD应用软件。

（2）结构设计，包括有限元分析、结构平面设计、框/排架结构计算和分析、高层结构分析、地基及基础设计、钢结构设计与加工等。

（3）设备设计，包括水、电、暖各种设备及管道设计。

（4）城市规划、城市交通设计，如城市道路、高架、轻轨、地铁等市政工程设计。

（5）市政管线设计，如自来水、污水排放、煤气、电力、暖气、通信（包括电话、有线电视、数据通信等）各类市政管道线路设计。

（6）交通工程设计，如公路、桥梁、铁路、航空、机场、港口、码头等。

（7）水利工程设计，如大坝、水渠、河海工程等。

（8）其他工程设计和管理，如房地产开发及物业管理、工程概预算、施工过程控制与管理、旅游景点设计与布置、智能大厦设计等。

那么如何学好计算机图形学呢？ 除了计算机图形学的基础知识以外，我们还需要相关知识，懂得越多，才能学的越好。

英语，如果要学好计算机图形学的话，我认为需要阅读大量的英文书籍和资料，毕竟国外相关研究更加深入，好的英文功底有助于紧跟国际潮流。

数学，计算机图形学里面经常会遇到数学方面的知识，比如高等数学中的数值分析，微分几何，拓扑，差值概论以及微分方程等。

物理，如果要进行基于物理的建模，一些物理理论是要学习的。如力学，光学，有限元……

编程语言，C语言或C++是计算机图形学中通用的语言。

数据结构，当需要用数据结构来描述图形形象时，除了通用的链表、树等数据结构外，图形学还有自己特殊的数据结构。

所以说，一门学科可能会和许多学科发生穿插，不能希望只通过一本教科书就能学好一门学科，一定要在掌握教科书内容的基础上与其他学科融会贯通才能获得更大的收获。这就是我学习计算机图形学的心得，可能不够成熟，希望在以后的进一步学习中获得更多的经验，为自己未来的职业生涯打下坚实的基础。