一、 选题的背景及意义

1.1 背景

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。内容就是研究如何在计算中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示相关原理与算法。图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线条、线宽等非几何属性组成。从处理技术上来看，图形的主要分为两类，一类是基于线条信息表示的，如工程图、等高线图、曲面的线框等，另一类是明暗图，也就是通常所说的真实感图形。

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。计算机图形学的核心目标在于创建有效的视觉交流。在科学领域，图形学可以将科学成果通过可视化的方式展示给公众；在娱乐领域，如在PC游戏、手机游戏、3D电影与电影特效中，计算机图形学发挥着越来越重要的作用；在创意或艺术创作、商业广告、产品设计等行业，图形学也起着重要的基础作用。

计算机图形学的研究内同非常广泛，如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图像那个生成算法、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。

1.2 研究现状

实时渲染的本质就是图形数据的实时计算和输出。最典型的数据源是顶点。顶点包括了位置、法向(进行光照计算)、颜色、纹理坐标、顶点的权重等。后来引入了一个很重要的的概念#8212;#8212;深度，典型的运用就是深度缓冲。在光栅处理中还增加了深度内插，

像素运算中增加了颜色混合技术，丰富了画面的色彩感和层次感，但画面看起来还是很单调。随后解决了这一问题#8212;#8212;纹理贴图，顶点属性中又增加了纹理坐标，顶点运算中

也相应地增加了纹理坐标的变换和内插，光栅化处理中增加了纹理内插。像素运算中增加了纹理寻址以及反锯齿等技术，让画面更加绚丽多彩。