本文目录
什么是计算机图形学
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。
注意，这些都是不确切的定义，实际上，计算机图形学、数字图像处理和计算机视觉在很多地方的区别不是非常清晰，很多概念是相通的，而且随着研究的深入，这些学科方向不断的交叉融入，形成一个更大的学科方向，可称之为“可视计算”(Visual Computing)。这是后话，此处不详述。
计算机图形学是什么
计算机图形学是计算机学的一门学科，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。从构成要素上看，图形主要分为两类，一类是几何要素在构图中具有突出作用的图形，如工程图、等高线地图、曲面的线框图等，另一类非几何要素在构图中具有突出作用的图形，如明暗图、晕渲图、真实感图形等。其实计算机图形学就是通过计算机代码来实现点、线、面、体的绘制，可以绘制多维的图形。
计算机图形学发展前景怎么样，现在研究领域一般
简单地说，图形学主要是研究如何用电脑来显示和模拟人所观察到的东西的学科。只要我们还需要用电脑来做显示，那么一定会有用得到图形学的地方。
在就业方面，国内主要是游戏公司对图形学有需求，还有跨国公司在国内的分支机构，比如Autodesk，AMD，NVidia，微软亚州研究院（个人以为国内图形学最牛的人都在微软）等。国外就多了，除了游戏业，电影工业就是图形学大户，此外，和设计相关的产业（即CAD）是需求图形学的经典行业。 另外，其实可以预见的是，国内的这些产业虽然现在对图形学的需求不大，但若要赶上国外，那大量招收图形学的人才是必须的。
在科研方面，总的来说，如果从科研论文的数量上来看，做图形学的人不是很多（和计算机视觉，机器学习比，其它的我也不太了解）。但图形学与其它计算机学科相比，有一个巨大的优势就是，你做的东西的好坏都是可以直接用眼睛来判断的，不需要很多数据和图表什么的，所以不会很枯燥。
以下是我对图形学研究方向的分类：
1、真实感绘制。研究如何又快又好地绘制和真实世界一样的画面。在以前，现在和将来都是图形学的一个研究重点。
2、非真实感绘制。研究如何像人类艺术家那样绘制不真实的画面。比如水彩画、铅笔画、蜡笔画等等的绘制。
3、真实物理模拟。研究如何模拟物理现象，比如流水，火焰等等。
4、人体运动。研究如何捕捉、编辑和应用人体运动数据，如何模拟人体运动（比如当人被一个外物撞击时的动作反应，再比如一群人的群体运动模拟），如何绘制人体运动。
5、计算机照相术（Computational Photography）。我不是很了解，建议用这个词搜索一下。
6、人机交互。主要研究如何更方便地用计算机来进行三维建模。
7、计算机声音模拟。研究如何用计算机来生成真实的声音，比如两个金属碰撞的声音，复杂环境中经过反射的声音。还有一个相关领域和音乐有关，研究如何根据一段音乐自动生成舞蹈什么的。
8、计算几何。这是一个非常理论而且经典的研究方向，和数学中的几何学非常相关，研究的算法是其它图形学研究方向的基础，比如曲线曲面的表达、绘制和编辑等。按照我的理解（可能有点不准确），数学的几何学用所表达的几何概念都是连续的，而计算几何都是离散的，要把数学的几何学理论应用到图形学算法中，必须要将这些算法离散化，这一步很重要，而且也不简单。最近这个方向的研究的一个热点是几何图形的查询，比如研究如何google三维模型。
9、图形硬件。研究如何设计对图形学算法进行加速的硬件。
图形学所研究的一部分内容，采用了许多机器学习的方法，比如和人体运动，非真实感绘制相关的研究领域，这和数据挖掘还是有一定的相似性的，所以如果你选择图形学的话，还是能接触许多和数据挖掘类似的算法的。
-图形学
如何学好计算机图形学
通俗的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。
要想学好计算机图形学，这两门课一定要精通：
1《图论》
2《图形图像处理》 这门课不是PS 。
另外 还要学习计算机算法，最好能掌握和理解一些经典算法和主流算法。
当然实际的操作和上机练习肯定是不能少的。祝你成功。
望采纳。
-图形学
计算机图形学学啥
计算机图形学，研究图像的表达，处理等，和人工智能，计算机网络，软件工程均有交叉。计算机成像，三维动画，甚至网络影响传播都属于这个方向的范畴。学习这个专业的同学可以去游戏设计公司，电影视频制作公司工作。众所周知，现在的生活离不开图形图像的数字表达处理，也就离不开学计算机图形学和多媒体的同学。
-图形学
计算机图形学的主要应用什么
1．制造业中的应用
CAD技术已在制造业中广泛应用，其中以机床、汽车、飞机、船舶、航天器等制造业应用最为广泛、深入。众所周知，一个产品的设计过程要经过概念设计、详细设计、结构分析和优化、仿真模拟等几个主要阶段。
同时，现代设计技术将并行工程的概念引入到整个设计过程中，在设计阶段就对产品整个生命周期进行综合考虑。当前先进的CAD应用系统已经将设计、绘图、分析、仿真、加工等一系列功能集成于一个系统内。现在较常用的软件有UG II、I-DEAS、CATIA、PRO/E、Euclid等CAD应用系统，这些系统主要运行在图形工作站平台上。在PC平台上运行的CAD应用软件主要有Cimatron、Solidwork、MDT、SolidEdge等。由于各种因素，目前在二维CAD系统中Autodesk公司的AutoCAD占据了相当的市场。
2．工程设计中的应用
CAD技术在工程领域中的应用有以下几个方面：
（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。
3．电气和电子电路方面的应用
CAD技术最早曾用于电路原理图和布线图的设计工作。目前，CAD技术已扩展到印刷电路板的设计（布线及元器件布局），并在集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路的设计制造中大显身手，并由此大大推动了微电子技术和计算及技术的发展。
4．仿真模拟和动画制作
应用CAD技术可以真实地模拟机械零件的加工处理过程、飞机起降、船舶进出港口、物体受力破坏分析、飞行训练环境、作战方针系统、事故现场重现等现象。在文化娱乐界已大量利用计算机造型仿真出逼真的现实世界中没有的原始动物、外星人以及各种场景等，并将动画和实际背景以及演员的表演天衣无缝地合在一起，在电影制作技术上大放异彩，拍制出一个个激动人心的巨片。
5．其他应用
CAD技术除了在上述领域中的应用外，在轻工、纺织、家电、服装、制鞋、医疗和医药乃至体育方面都会用到CAD技术
-图形学
图形学的介绍
1950年，美国麻省理工学院(MIT) 诞生了旋风I号(Whirlwind I)计算机及其显示器。该显示器用一个类似于示波器的阴极射线管 (CRT) 来显示一些简单的图形。五十年代中期，美国战术防空系统则是第一个使用具有命令和控制功能的CRT显示控制台的系统；在显示器上，操作员可以用光笔在屏幕上指出被确定的目标。1958年美国Calcomp公司由联机的数字记录仪发展成滚筒式绘图仪，GerBer公司把数控机床发展成为平板式绘图仪。计算机图形学处于准备和酝酿时期。同时类似的技术在设计和生产过程中也陆续得到了应用，它预示着交互式计算机图形学的诞生。-图形学
什么是图形学
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。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象的方式提供的，计算机图形学也就和图象处理有着密切的关系。
图形与图象两个概念间的区别越来越模糊，但还是有区别的：图象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，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。
-图形学
计算机图形学旋转算法
绕任意点旋转的思路是,先将任意旋转点一起平移到原点,图像随旋转点一起平移,然后根据旋转矩阵将图像旋转,然后再将旋转点与图像一起平移回原先的位置.
旋转矩阵:将所需旋转角转换为弧度后算出COS和SIN函数结果并填入矩阵,将旋转点与组成图像的所有顶点坐标与矩阵相乘获得变换后的新坐标.
旋转矩阵与算法
平移矩阵:将平移偏移量填入平移矩阵,同样的,将需要移动的点与矩阵相乘.
平移矩阵与算法
反向平移矩阵,只需将平移矩阵的tx和ty符号取反
由于每一个坐标都要进行多次乘法计算,为了优化算法,我们还需要一个复合矩阵,根据思路,我们假设旋转矩阵为R,平移矩阵为T,反向平移矩阵为-T,复合矩阵为M,则M=T*R*-T
任意点旋转的复合矩阵
矩阵相乘的顺序很重要,因为矩阵相乘先后结果是不对等的,而矩阵表达上是从右到左的,比如T*R*-T,计算过程相当于T*(R*-T),另外矩阵相乘是采用交叉点乘,而M矩阵也是个3*3的矩阵
得到M复合矩阵后,再将原点与图像顶点与M相乘,即可得到变换后的新坐标.即P’=M*P
图像变换算法其实特简单,就是cos和sin,然后就是四则运算,再填入矩阵,计算复合矩阵,按现在的教学大纲小学生都会,计算机写程序一点没难度,重点其实在图像变换的理解上.
