计算机图形学
计算机图形学（英语：computer graphics），使用计算机生成图形的理论、方法和技术。可以生成现实世界中已经存在的景物的图形，也可以生成虚构景物的图形。研究的主要内容是景物的几何建模方法，数字模型的绘制技术，图形输入和控制的人机交互界面，以及计算机动画。图像处理是对用摄像机或扫描仪等拍摄的景物的数字化图像进行处理和分析，理解图像的内涵，从图像中提取景物的二维或三维几何模型。研究内容有图像增强、轮廓提取、图像分割、图像压缩、纹理分析、模式识别、机器人视觉、三维形体重建等。
近年来，由于多媒体技术、计算机动画、科学计算可视化及纹理映射等的迅速发展，计算机图形学和图像处理的结合日益紧密，相互渗透，促进了这两个相关领域的发展。
20世纪50年代末至60年代初期，出现了图形显示器。1963年，首次出现交互式计算机图形学的概念。图形显示设备广泛采用光栅扫描显示器，价格低廉，功能强大，性能稳定。计算机图形已广泛融入到科研、生产、学习和日常生活中，成为加强信息传递和理解的有力工具。
计算机图形学的主要应用领域有：计算机辅助设计和制造，科学计算可视化，计算机仿真，计算机动画，计算机艺术，计算机游戏，办公自动化及电子出版，地理信息系统，影视特技与广告制作等。
计算机图形学的主要内容有造型技术，图形绘制和人机交互技术。
要在计算机屏幕上生成三维景物的图像，首先必须在计算机中建立该景物的表示，称为造型技术，最常用的几何造型技术通过建立描述景物几何形状和拓扑结构的数据结构表示要显示的形体。基于图像的造型技术通过从不同视点拍摄的场景图像（含深度图像）表示一个场景，进而生成场景在任意新视点处的画面。动画技术的发展，导致了基于物理的造型技术。自然界的许多景物很难用规则形体表达，如山脉、杂草、毛皮、云彩、波浪、浓雾等。为了表示这类自然景物，又出现了分数维造型、基于文法的造型等。
建立景物的表示后，还需要根据观察者当前的视点位置和视线方向，生成该景物的真实感画面，这一过程称为图形绘制，包括景物的取景变换、视域裁剪、消除当前画面中不可见的景物隐藏面，以及基于一定光照明模型的景物表面光亮度计算等。一般说来，生成的景物画面逼真度越高，计算时间就越长，因此，如何实现复杂景物真实感图形的实时动态显示是计算机图形学追求的目标和研究热点。除了提高计算机硬件的运算速度和图形软件的效率以外，并行计算是一个重要手段。
三维景物造型、真实感景物画面生成都需要在一个操作方便、易学易用的用户界面下工作，包括：图元及造型方法的交互选择；形体、模型的交互操作；观察点、观察方向的交互设置；光照模型参数的交互选取；色彩的交互设定等。这就需要依据人机交互技术的理论和方法，设计出友善的用户界面以交互地生成图形。虚拟现实技术与造型技术、真实感图形生成技术和人机交互技术密切相关，是综合运用这3个方面的最新研究成果。
