计算机图形学及其相关概念

萧闫子

计算机图形学（Computer Graphics）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。国际标准化组织（ISO）定义它为：计算机图形学是研究通过计算机将数据转换成图形，并在专门显示设备上显示的原理、方法和技术。
计算机图形学的研究对象是图形。通常意义的图形是指能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象。它既包括了各种照片、图片、图案、图像以及图形实体，也包括了由函数式、代数方程和表达式所描述的图形。构成图形的要素可以分为两类，一类是刻画形状的点、线、面、体等几何要素；另一类是反映物体本身固有属性，如表面属性或材质的明暗、灰度、色彩（颜色信息）等非几何要素。例如，一幅黑白照片上的图像是由不同灰度的点构成的；方程x2+y2=r2所确定的图形则是由具有一定信息并满足该方程的点所构成的。因此，计算机图形学中所研究的图形可以定义为从客观世界物体中抽象出来的带有颜色信息及形状信息的图和形。
计算机中表示带有颜色及形状信息的图和形常用两种方法：点阵法和参数法。点阵法是用具有灰度或颜色信息的点阵来表示图形的一种方法，它强调图形由哪些点组成，并且具有什么灰度或色彩。参数法是以计算机中所记录图形的形状参数与属性参数来表示图形的一种方法。形状参数可以是形状的方程系数、线段的起点和终点对等几何属性的描述；属性参数则描述灰度、色彩、线型等非几何属性。这样，可以进一步细分：把参数法描述的图形叫做图形（Graphics），而把点阵法描述的图形叫做图像（Image）。