第1 章 图形系统和模型 计算机和通信技术已经越来越成为人们生活中的主导力量。电影制作、出版发行、银行和教育等活动已经并将继续对我们的日常生活带来革命性的变化。计算机、网络和复杂的人眼视觉系统三者相互结合并通过计算机图形学为我们提供了显示信息的一种全新方法，利用这种方法我们可以观看虚拟世界、与他人和机器进行交流。 计算机图形学涉及计算机图形或图像生成过程的各个方面。该领域在四十多年前刚出现时显得非常微不足道，那时只能用阴级射线管（CRT）显示有限的几条直线。现在我们用计算机生成的图像与真实照片几乎没有区别。现在利用仿真飞机训练飞行员已不鲜见，这种仿真飞机就是在一个虚拟环境里实现实时图形显示。完全由计算机生成的正片长度的动画电影已经受到好评并且在商业上获得成功。 本章首先简要介绍计算机图形学的应用，然后概述图形系统和图像处理过程。本书自始至终强调利用计算机绘制图形与手工绘画和摄影等方法的图像形成过程之间存在相似性。我们将看到这种相似性有助于设计应用程序、图形库软件包和计算机图形体系。 在本书中，我们介绍一个具体的图形软件系统——OpenGL。OpenGL 已经成为开发图形应用程序的一个普遍认可的标准。幸运的是，OpenGL 容易掌握，它具有其他流行图形系统的绝大多数特性。我们采用自顶向下的方法，希望读者尽可能早地开始编写有图形输出的应用程序。当读者能编写一些简单的程序之后，我们将讨论底层的图形库设计和硬件的实现过程。本章中我们将尽可能详尽地介绍图形学和OpenGL，目的是让读者就从这里开始编写图形程序。 1 .1 计算机图形学的应用 来自图形用户的需求以及软件和硬件的升级进步，是计算机图形学发展的两大推力。计算机图形学的应用领域多样、范围广泛。尽管如此，我们仍可以将其大致划分为 4 个主要领域： （1）信息显示。 （2）设计。 （3）仿真与动画。 （4）用户界面。 尽管计算机图形学的许多应用横跨两个或多个领域，但该学科的发展还是基于上述4 个领域各自独立的工作。 1 .1 .1 信息显示 传统的图形技术是作为在人们之间传递信息的媒介而出现的。虽然口语与书面语言也是服务于类似的目的，但人类视觉系统在数据处理与模式识别方面的作用是无可替代的。早在四千多年前，巴比伦人就开始在石板上绘制建筑物的楼层规划图。二千多年前，古希腊人已经能够以图形来表达建筑构想，而相关的数学知识直到文艺复兴时期才被发展起来。今天，建筑师...
