1.4 计算机图形学的应用领域

图形是信息传递的主要媒介之一。图形无处不在。信息时代，几乎各行各业都在大量使用计算机图形技术，仅就目前的发展水平而言，这些应用主要涉及以下领域。

① 视频游戏。在这个领域的应用，也许是人们感受最深刻的。视频游戏越来越多地使用复杂的三维角色模型、场景和绘制算法。特别是视频游戏极大地促进了图形硬件和实时计算机图形学的发展。

② 动画片。计算机动画片一般直接根据三维模型生成，节约了大量的人力、时间和金钱。

③ 电影特效。在这个领域几乎用到了计算机图形学技术的所有方面。现代电影无一例外地采用数字合成技术，不但用计算机图形学技术为实拍好的前景添加背景，而且常常根据三维模型利用计算机生成前景。

④ Web3D。人们每天上网几乎都会接触到因特网上的WWW三维图形技术。Web3D通常具有分布式、交互式、多媒体集成的特点。

⑤ 广告和展示，如房地产营销宣传、在虚拟的建筑物内部漫游以及数字博物馆等。

⑥ 数字地球。作为地理信息可视化、空间信息可视化的自然延伸，如数字校园、数字城市、数字海洋、数字地球等。如果以因特网为平台，就又和Web3D融合在一起了，如Google Earth等。

⑦ 医学成像。根据患者的检查数据创建对诊断有价值的图像。例如，利用CT、核磁共振成像数据绘制有明暗的三维图像，帮助医生从数据中发现有用的信息。

⑧ 仿真。可以认为仿真是精确的视频游戏。例如，飞行仿真器使用复杂的三维图形学技术模拟飞机、航天器的飞行过程。在一些安全性极为重要的领域（如驾驶、武器、战场、消防、核电站等）的初期训练中，如果建立实际的演练场景，则花费太大或者太危险，因此这种仿真技术非常有用。值得一提的还有建筑领域的景观仿真等。

⑨ 商业与科学可视化。将那些原本不直观的数据以图形方式可视地显示出来。例如，多支股票的市值随时间的变化趋势，本来没有直观的视觉描述，但采用图形技术就可以帮助股民在数据中发现规律。又如，许多统计软件都具有专门的数据可视化模块。科学计算可视化技术广泛应用于生物信息学、空气动力学、有限元分析、流体力学、气象与地质勘探等领域的数据分析当中。

⑩ 计算机辅助设计与制造。利用计算机图形学技术在计算机上设计零件和产品，然后用这些虚拟设计指导生产制造过程。例如，先在计算机上用三维建模软件包设计出机械零件，再由计算机控制的生产设备（如数控机床等）自动下料并生产出零件。利用计算机图形学进行虚拟设计、装配、仿真的虚拟制造技术可以大大降低成本，缩短产品开发和生产周期。CAD/CAM作为计算机图形学的应用领域，在机械等相关行业属于关键技术范畴。

⑪ 人机工程。在计算机内对人和产品进行建模，并通过对人的各种动作进行仿真来对产品做出评价。例如，让虚拟人坐在模型汽车的驾驶座位上来评价汽车的操作性能。又如，通过坐在椅子上的虚拟人进行各种作业时的姿势来评价其作业性能及施加于人体上的负荷，从而进行人机工程学的研究。

⑫ 教育和培训及艺术创作。帮助人们学习新知识和掌握新技能。利用计算机图形技术进行实际的绘画（艺术）创作，实现传统的艺术技法和作品不能或难以表现的东西。