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计算机图形学学习心得 偶然在翻阅计算机图形学概论中看见这样的一句话“如果它看上去是对的，那么它就是对的。”在我看来，游戏画面就是欺诈的艺术，不追求内在逻辑的真实性。打个简单的比方，比如一个人物模型在光源照射下会在对面上产生影子，但是整个影子区域的明暗是有所区别的，比如脚部的影子由于被遮挡的更严实，这部分的影子应该更暗。所以真实物理世界的影子明暗变化是非常复杂的，在实时渲染里面很难做到这样精细，一般简单程序认为影子的明暗是相同的，这样计算量就少了很多，可以满足实时渲染的要求。虽然这样看起来不太真实，但是大部分情况以及足够了。毕竟游戏是给人玩的，只要玩家觉得真实，那就是真实了。印象中，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，是研究如何利用计算机来显示、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。根据老师上课的讲解以及课后查阅的相关资料，我了解到这门学科的一个主要目的: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，就到了计算机图形学的研究内容。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。我所学专业是新能源材料与器件，之后的大体研究方向应该是朝着锂离子电池，氢氧燃料电池等方向发展，估摸着之后在设计电池的立绘上会应用到计算机图形学的相关知识。在计算机图形学界流传着这样的一句话：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。由此可见计算机图形学的建立具有相当重要的意义。查阅资料获知，近年来，计算机图形学有着长足的发展，在一些前沿科技上也有很大的作用，例如：1、计算机辅助设计与智能 CAD CAD(Compute Aided Design)计算机辅助设计的发展显现出智能化的趋势，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工程图的绘制和输出，而产品设计功能相对薄弱，著名的三维辅助设计软件 Auto CAD,其最常用的功能还是交互式绘图，如果要想进行产品设计，最基本的是要用其中的 Auto Lisp 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。2、科学计算可视化 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像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。3、计算机动画 计算机动画的一个重要应用就是制作电影特技。1987 年由著名的计算机动画专家塔尔曼夫妇领导的 MIRA 实验室制作了一部七分钟的计算机动画片相会在蒙特利尔再现了国际影星玛丽莲.梦露的风采；1988 年，美国电影谁陷害了兔子罗杰(Who Framed Roger Rabbit)中二维动画人物和真实演员的完美结合，令人膛目结舌、叹为观止，其中用了不少计算机动画处理；1991 年美国电影终结者:世界末日展现了奇妙的计算机技术。此外，还有侏罗纪公园(Jurassic Park)、狮子王、玩具总动员(Toy Story)等。4、VR 技术（1）用于脑外科规划的双于探作空间接口工具 （2）在虚拟环境下治疗恐高症（3）虚拟风洞（4）封闭式战斗作战训练器（5）在建筑领域中的应用 从目前计算机图形学发展来看，未来可能会有一下几个发展趋势：（查阅知）1、与图形硬件的发展结合，突破实时高真实感、高分辨率渲染的技术难点 2、研究三维模型建模方法 3、利用日益增长的计算性能，实现具有高度物理真实的动态仿真 4、研究多种高精度数据获取与处理技术，增强图形技术的表现 5、图像视频处理技术的结合 6、从追求绝对的真实感向追求与强调图形的表意性转变 任何学科的发展都有一份独属于它自己的历史文化。而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 1994 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，这便是如今为何我国计算机图形学专业与游戏密切相关的首要原因。以前，有幸接触并学习过一段时间的 3D MAX，当时对其中和一些牵扯的概念甚是不解。3D graphics，就是图形学。3D programming，那指的是 3D 程序设计的概念原理和具体的代码实现，包含许多图形学方面的理论，但学 3D programming不一定非要精通图形学。Direct3D和 Open GL 是现在最主流的两个 3D 开发平台，最主要的区别在于 Open GL 是开放标准，跨平台，可以在 iPhone,Mac,Play station 之类平台上开发；Direct3D 是 Windows 专用的。性能方面以前普遍认为 Open GL 强，现在差不多，或者 D3D 略强。目前主流游戏基本上都是用 D3D，用 Open GL 的不多。这大概就是我对图形学与 3D MAX 联系的一些微薄见解。可惜在这么短的时间内来不及更深入地学习，另一方面还受到专业限制，关于图形学还有不少知识老师对我们没来及细细讲解只是一提带过，不能不说这是个遗憾，希望以后还有机会听您给我们细细讲解未涉及的内容，带领我们更深入的对图形学进行探讨和钻研，能够翱翔在图形学这片蔚蓝的天空。您就是领航人，我们就是那一艘艘在知识大海中航行的船泊，在老师的指引下扬帆前进!
