計算機圖形學是計算機科學領域的重要研究方向之一，圖形學技術也在社會生活和生產的各個領域得到應用。本研究報告對計算機圖形學進行了簡單梳理，包括以下內容：

　　計算機圖形學概念。首先介紹計算機圖形學的定義，接著對計算機圖形學的發展歷程進行梳理，對我國計算機圖形學現狀進行介紹。

　　計算機圖形學研究情況。對計算機圖形學的主要研究內容，包括建模、動畫、渲染和圖形交互以及計算機圖形學的相關技術算法進行介紹。

　　計算機圖形學領域專家介紹。利用 AMiner 大數據對計算機圖形學領域專家進行深入挖掘，對國內外計算機圖形學的學者進行介紹。

　　計算機圖形學的應用及趨勢預測。計算機圖形學在現實生活中應用廣泛，目前的應用集中在影視制作、游戲制作、虛擬現實、仿真技術、科學計算可視化和計算機輔助設計與制造等領域，在介紹相關應用的基礎上，對計算機圖形學未來的發展趨勢做出了相應的預測。

　　什么是計算機圖形學？

　　關于計算機圖形學的定義眾說紛紜。IEEE 對計算機圖形學的定義為：Computer graphics is the art or science of producing graphical images with the aid of computer。

　　國際標準化組織 ISO 將計算機圖形學定義為：計算機圖形學是一門研究通過計算機將數據轉換成圖形，并在專門顯示設備上顯示的原理方法和技術的學科。它是建立在傳統的圖學理論、應用數學及計算機科學基礎上的一門邊緣學科。

　　總而言之計算機圖形學是研究怎樣利用計算機來顯示、生成和處理圖形的原理、方法和技術的一門學科，這里的圖形是指三維圖形的處理。

　　計算機圖形學和圖像處理及計算機視覺

　　計算機圖形學（computer graphics）的基本含義是使用計算機通過算法和程序在顯示設備上構造圖形。圖形是人們通過計算機設計和構造出來的，不是通過攝像機、掃描儀等設備輸入的圖像。這里的圖形可以是現實中存在的圖形，也可以是完全虛擬構造的圖形。以矢量圖的形式呈現，更強調場景的幾何表示，記錄圖形的形狀參數與屬性參數。例如，工程圖紙 （drawing），其最基本的圖形單元是點、線、圓/弧等，其信息包含圖元的幾何信息與屬性信息（顏色、線型、線寬等顯式屬性和層次等隱式屬性）。

　　圖像處理（image processing）則是研究圖像的分析處理過程，圖像處理研究的是圖像增加、模式識別、景物分析等，研究對象一般為二維圖像。圖像以點陣圖形式呈現，并記錄每個點的灰度或色彩。例如，照片、掃描圖片和由計算機產生的真實感和非真實感圖·形等，最基本的圖像單元（pels，picture elements）是點—像素（pixel），其信息實際上是點與它的屬性信息（顏色、灰度、亮度等）。

　　計算機視覺（computer vision）包括獲取、處理、分析和理解圖像或者更一般意義的真實世界的高維數據方法，它的目的是產生決策形式的數字或者符號信息。

　　計算機圖形學和計算機視覺是同一過程的兩個方向。計算機圖形學將抽象的語義信息轉化成圖形，計算機視覺則從圖形中提取抽象的語義信息，圖像處理研究的則是一個圖像或一組圖像之間的相互轉化和關系，與語義信息無關。

　　計算機圖形學，輸入的是對虛擬場景的描述，通常為多邊形數組，而每個多邊形由三個頂點組成，每個頂點包括三維坐標、貼圖坐標、RGB 顏色等。輸出的是圖像，即二維像素數組。

　　計算機視覺，輸入的是圖像或圖像序列，通常來自相機、攝像頭或視頻文件。輸出的是對于圖像序列對應的真實世界的理解，比如檢測人臉、識別車牌。圖像處理，輸入的是圖像，輸出的也是圖像。Photoshop 中對一副圖像應用濾鏡就是典型的一種圖像處理。常見操作有模糊、灰度化、增強對比度等。

　　盡管三者所涉及的都是運用計算機來處理對象，但是長期以來卻是屬于不同技術領域，近些年來，隨著多媒體技術、計算機動畫以及三維數據場顯示技術等的迅速發展，計算機圖形學、圖像處理和計算機視覺結合日益緊密，并且相互滲透。例如，三維游戲為了增加表現力會疊加全屏的后期特效，原理就是數字圖像處理，只是將計算量放在了顯卡端；計算機視覺對需要識別的照片進行預處理也是運用了數字圖像處理技術；最明顯的是增強現實（AR），用數字圖像處理技術進行預處理，用計算機視覺技術進行跟蹤物體的識別與姿態獲取，用圖形學技術進行虛擬三維物體的疊加和顯示。