什么是計算機圖形學？
一、什么是計算機圖形學？
什么是計算機圖形學？計算機圖形學(Computer Graphics，簡稱CG)的內容比較豐富，與很多學科都有交叉，因此筆者認為是無法嚴格定義的。
在“Wiki百 科”和“百度百科”上，對“計算機圖形學”的解釋為：計算機圖形學是一種使用數學算法將二維或三維圖形轉化為計算機顯示器的柵格形式的科學。簡單地說，計 算機圖形學的主要研究內容就是研究如何在計算機中表示圖形、以及利用計算機進行圖形的計算、處理和顯示的相關原理與算法。雖然通常認為CG是指三維圖形的處理，事實上也包括了二維圖形及圖像的處理。
狹義地理解，計算機圖形學是數字圖象處理或計算機視覺的逆過程：計算機圖形學是用計算機來畫圖像的學科，數字圖象處理是把外界獲得的圖象用計算機進行處理的學科，計算機視覺是根據獲取的圖像來理解和識別其中的物體的三維信息及其他信息。
注意，這些都是不確切的定義，實際上，計算機圖形學、數字圖象處理和計算機視覺在很多地方的區別不是非常清晰，很多概念是相通的，而且隨著研究的深入，這些學科方向不斷的交叉融入，形成一個更大的學科方向，可稱之為“可視計算”(Visual Computing)。這是后話，此處不詳述。
二、 計算機圖形學的主要內容
在學科開創之初，計算機圖形學要解決的是如何在計算機中表示三維幾何圖形,以及如何利用計算機進行圖形的生成、處理和顯示的相關原理與算法，產生令人賞心悅目的真實感圖像。這是狹義的計算機圖形學的范疇。隨著近40年的發展，計算機圖形學的內容已經遠遠不止這些了。廣義的計算機圖形學的研究內容非常廣泛，如圖形硬件、圖形標準、圖形交互技術、光柵圖形生成算法、曲線曲面造型、實體造型、真實感圖形計算與顯示算法，以及科學計算可視化、計算機動畫、自然景物仿真、虛擬現實等。
根據筆者的理解，計算機圖形學主要包含四大部分的內容：建模(Modeling)、渲染(Rendering)、動畫(Animation)和人機交互(Human–computer Interaction, HCI)。
1、 建模(Modeling)
要在計算機中表示一個三維物體，首先要有它的幾何模型表達。因此，三維模型的建模是計算機圖形學的基礎，是其他內容的前提。表達一個幾何物體可以是用數學上的樣條函數或隱式函數來表達；也可以是用光滑曲面上的采樣點及其連接關系所表達的三角網格來表達（即連續曲面的分片線性逼近），如下圖所示。
三維建模方法主要包含如下的一些方法：
l 計算機輔助設計(CAD)中的主流方法是采用NURBS（非均勻有理B-樣條、Bezier曲線曲面）方法（已成為CAD工業領域的標準），這也是計算機輔助幾何設計(CAGD)所研究的主要內容。此類表達方法有一些難點問題仍未解決，比如非正規情況下的曲面光滑拼合，復雜曲面表達等。這部分涉及的數學比較多，國內做這塊的學者比較多些。
l 細分曲面(Subdivision surface)造型方法，作為一種離散迭代的曲面構造方法，由于其構造過程樸素簡單以及實現容易，是一個方興未艾的研究熱點。經過十多年的研究發展，細分曲面造型取得了較大的進展，包括奇異點處的連續性構造方法以及與GPU圖形硬件相結合的曲面處理方法。
l 利用軟件的直接手工建模。現在主流的商業化的三維建模軟件有Autodesk 3D Max和 Maya。其他還有面向特定領域的商業化軟件，比如面向建筑模型造型的Google Sketchup，面向CAD/CAM/CAE的CATIA和AutoCAD，面向機械設計的SolidWorks，面向造船行業的Rhino等。這些軟件需要建模人員有較強的專業知識，而且需要一定時期的培訓才能掌握，建模效率低而學習門檻高，不易于普及和讓非專業用戶使用。
l 基于筆劃或草圖交互方式的三維建模方法。草圖交互方式由于其符合人類原有日常生活中的思考習慣，交互方式直觀簡單，是最近幾年研究的熱點建模方法。其難點是根據具體的應用場合，如何正確地理解和識別用戶的交互所表達的語義，構造出用戶所希望的模型。
l 基于語法及規則的過程式建模方法。特別適合具有重復特征和結構化的幾何物體與場景，比如建筑、樹木等。最近幾年有較多的論文及較大的發展。
l 基于圖像或視頻的建模方法。這是傳統的計算機視覺所要解決的基本問題。在計算機圖形學領域，這方面的發展也很迅速。有一些商業化軟件或云服務(比如Autodesk的123D)，已經能從若干張照片重建出所拍攝物體的三維模型。該方法的問題是需要物體本身已經存在，而且重建的三維模型的精度有限。
l 基于掃描點云（深度圖像如Kinect、結構光掃描、激光掃描、LiDAR掃描等）的建模(Reconstruction)方法。隨著深度相機的出現及掃描儀的價格迅速下降，人們采集三維數據變得容易，從采集到的三維點云來重建三維模型的工作在最近幾年的Siggraph(Asia)上能常見到。但是，單純的重建方式存在精度低、穩定性差和運算量大等不足，遠未能滿足實際的需求。
l 基于現有模型來合成建模的方法。隨著三維模型的逐漸增多，可以利用現有的三維模型通過簡單的操作，比如cut and paste，或者分析及變形等手段，來拼接或合成新的三維模型。這種通過“學習”模型數據庫的知識來進行建模的手段在近3-5年里研究得非常熱門。從某方面來講，就是“大數據時代”背景下計算機圖形學領域中的一個具體的表現。
除了上述的這些建模方法，還有其他的一些建模方法，在此不再一一列舉。
在對三維幾何模型的構建過程中，還會涉及到很多需要處理的幾何問題，比如數據去噪(denoising or smoothing)、補洞(repairing)、簡化(simplification)、層次細節(level of detail)、參數化(parameterization)、變形(deformation or editing)、分割(segmentation)、形狀分析及檢索(shape analysis and retrieval)等。這些問題構成“數字幾何處理”的主要研究內容。筆者自2005年起開設了多年的《數字幾何處理》的研究生課程：
http://staff.ustc.edu.cn/~lgliu/Courses/DGP_2012_spring-summer/default.htm
雖然有上述所提到的這么多的三維建模方式，但是至今為止，仍沒有適合一般家庭用戶的輕松簡單的建模工具。現有的電子設備（比如相機，手機等）能夠幫助人們 輕松獲得圖像和視頻，但是，不是人人都有能力來構建三維幾何模型。如何讓大眾能夠像獲取圖像那樣能夠隨時隨地地獲取或者構建三維模型，仍然是計算機圖形學 的任重道遠的主要任務之一！今天，計算機圖形學仍未進入“大數據時代”。只有讓大眾能夠輕松進行三維建模，并上載分享他們所構建的模型數據，計算機圖形學 才可能進入大數據時代。
另外，隨著三維打印(3D printing)的新興技術的逐漸普及，人們對三維模型的需求也日益增加。筆者個人認為，幾何建模和三維打印的未來是共呼吸，同命運的：也只有當人人都能輕松建模時，三維打印才有可能走向千家萬戶。
三維幾何建模的任務仍然任重道遠，大家仍需共同努力！
2、 渲染(Rendering)
有了三維模型或場景，怎么把這些三維幾何模型畫出來，產生令人賞心悅目的真實感圖像？這就是傳統的計算機圖形學的核心任務，在計算機輔助設計，影視動漫以及各類可視化應用中都對圖形渲染結果的高真實感提出了很高的要求。
上個世紀80-90年代研究的比較多些，包含了大量的渲染模型，包括局部光照模型(Local Illumination Model)、光線跟蹤算法(Ray Tracing)、輻射度(Radiosity)等，以及到后面的更為復雜、真實、快速的渲染技術，比如全局光照模型(Global Illumination Model)、Photo mapping、BTF、BRDF、以及基于GPU的渲染技術等。
現在的渲染技術已經能夠將各種物體，包括皮膚、樹木、花草、水、煙霧、毛發等渲染得非常逼真。一些商業化軟件（比如Maya, Blender, Pov Ray等）也提供了強大的真實感渲染功能，在計算機圖形學研究論文中作圖中要經常用到這些工具來渲染漂亮的展示圖或結果圖。
然而，已知的渲染實現方法，仍無法實現復雜的視覺特效，離實時的高真實感渲染還有很大差距，比如完整地實現適于電影渲染（高真實感、高分辨率）制作的RenderMan標準，以及其他各類基于物理真實感的實時渲染算法等。因此，如何充分利用GPU的計算特性，結合分布式的集群技術，從而來構造低功耗的渲染服務是發展趨勢之一。
3、 動畫(Animation)
動畫是采用連續播放靜止圖像的方法產生物體運動的效果。計算機動畫借助于編程或動畫制作軟件生成一系列的景物畫面，是計算機圖形學的研究熱點之一。研究方向包括：人體動畫，關節動畫，運動動畫，腳本動畫，具有人的意識的虛擬角色的動畫系統等。另外，高度物理真實感的動態模擬，包括對各種形變、水、氣、云、煙霧、燃燒、爆炸、撕裂、老化等物理現象的真實模擬，也是動畫領域的主要問題。這些技術是各類動態仿真應用的核心技術，可以極大地提高虛擬現實系統的沉浸感。計算機動畫的應用領域廣泛，比如動畫片制作，廣告、電影特技，訓練模擬，物理仿真，游戲等。
網上的一些3D動畫的視頻：
Larva蟲蟲: http://v.youku.com/v_show/id_XMzAzMzkxMTY0.html
The Killer Bean: http://v.youku.com/v_show/id_XMjI5ODE2MTEy.html
愛與孝: http://v.youku.com/v_show/id_XNTU0OTUxNjUy.html
房地產動畫廣告宣傳片: http://v.youku.com/v_show/id_XNTc1OTE4MDMy.html
4、 人機交互(Human–Computer Interaction, HCI)
人機交互（Human-Computer Interaction, 簡寫HCI）是指人與計算機之間以一定的交互方式或交互界面，來完成確定任務的人與計算機之間的信息交換過程。簡單來講，就是人如何通過一定的交互方式告訴計算機來完成他所希望完成的任務。
計算機圖形學的頂級會議ACM SIGGRAPH是“ACM Special Interest Group on GRAPHics and Interactive Techniques”的縮寫，縮寫中只包含了Graphics，而忽略了Interactive Techniques，在長時間沒有得到計算機圖形學研究的重視。最近，包括在SIGGRAPH會議上，以及人機交互的頂級會議SIGCHI上，陸續出現了許多新興的人機交互技術及研究論文。大家逐漸重視起來。
在早期（上個世紀60-70年代），只有以鍵盤輸入的字符界面；到了80年代，以WIMP(窗口、圖符、菜單、鼠標)為基礎的圖形用戶界面(GUI)逐漸成為當今計算機用戶界面的主流。
近年來，以用戶為中心的系統設計思想，增進人機交互的自然性，提高人機交互的效率是用戶界面的主要研究方向。陸續提出了多通道用戶界面的思想，它包括語言、姿勢輸入、頭部跟蹤、視覺跟蹤、立體顯示、三維交互技術、感覺反饋及自然語言界面等。
事實上，人體的表面本身就是人機界面。人體的任何部分（姿勢，手勢，語言，眼睛，肌肉電波，腦波等）都可以成為人機對話的通道。比如2010年微軟出的Kinect就是一種無需任何操縱桿的基于體感的人機界面，用戶本身就是控制器。Kinect在微軟的Xbox游戲上取得了極大的成功，之后在其他方面也得到了很多的應用。
特別是到了今年（2013年），人機交互設備有了巨大的發展，各種自然的交互手段層出不窮，極大地豐富了用戶與機器交互的體驗，方便了用戶的操作，輕松表達了用戶的交互意圖。可以說，
我們正處在圖形與交互技術極速發展的浪尖！
以下是最近幾年（特別是今年）出現的一些值得關注的新興的人機交互設備：
l Microsoft Kinect：http://v.youku.com/v_show/id_XNTc2ODY0MTA4.html
1) Kinect由微軟于2010年推出的對XBOX360體感外設，它不需要使用任何控制器，僅依靠相機捕捉三維空間中玩家的運動，同時它導入了即時動態捕捉、影像辨識、麥克風輸入、語音辨識、社群互動等功能。Kinect徹底顛覆了游戲的單一操作。使人機互動的理念更加徹底的展現出來。之后，基于Kinect的各種應用像雨后春筍般的冒出來，包括人機交互，手勢識別，幾何建模等。
2) 在2013年5月28日的Xbox One發布會上，微軟展示了新一代Kinect 2.0，新 Kinect能感知的語音、手勢和玩家感覺信息，將給玩家帶來前所未有的互動性體驗：
http://v.youku.com/v_show/id_XNTIyODU0NDky.html
l Leap Motion：http://v.youku.com/v_show/id_XNTAwMzg0MTQw.html
Leap Motion為放在鍵盤和顯示器之間的小小金屬棒，就能讓任何一位用戶通過簡單的手勢完成人機交互。Leap Motion 的響應驚人的準確，對各種自然而簡潔的手勢都能識別。不必站起來或者擺動手臂，Leap Motion 是簡單而毫不費力的交互方式。我們在4月份就預訂了一臺，到現在還未到貨，估計要到下個月到貨。到貨后我們會對其進行評測。
l MYO：http://v.youku.com/v_show/id_XNTYzNzg3MDA0.html
MYO 是一款能在用戶揮動并指向屏幕時測量各種肌肉產生的電活動來完成交互的腕帶。MYO 超越 Leap Motion 的一點是，MYO 對用戶的位置沒有限制。盡管MYO只聽令于身體的一個部分（手臂），但是其應用的場合還是很多的。期望未來會有更多的聽令于身體的其他部分的交互設備。
l Google Glass：http://v.youku.com/v_show/id_XNTYzNzk1NjIw.html
Google Glass為Google公司在2012的I/O開發者大會上正式公布的，在看起來普普通通的眼鏡上配置強大的計算機和顯示器。這款設備小巧而不顯眼，可以在任何時間地點使用，即用戶想要專注于周圍環境時不會礙事。不過對其未來的發展各有說法，讓我們拭目以待。
l 3D Printer：這個就不用筆者詳細說了，這兩年太火了。正如上面所提到的觀點，筆者覺得3D打印的出現帶給了我們從事計算機圖形學研究的工作者許多的機會。挑戰和機會并存！我們應該要抓住這次機會！
l 3Doodler：http://v.youku.com/v_show/id_XNTE2MjM5NzUy.html
3Doodler是玩具和機器人公司Wobble Works開發的全球首款“3D打印筆”，可以幫助人們在半空中創造出三維結構的模型。今后人們可以在三維空間中來“畫圖”交流和表達想法了。
l Apple iWatch：http://v.youku.com/v_show/id_XNTIwODk0MzM2.html
iWatch由蘋果公司推出的一款智能手表。現在仍是概念產品，面世時間未定。其界面看看視頻就知道有多酷。但是其技術上的實現筆者也沒有完全想通，呵呵。
除了上述介紹的外，最近還有其他很多新的人機交互類的電子科技產品，比如透明手機，可折疊的屏幕，具有氣味和觸感反饋的頭盔等，就不一一介紹了。
由此可見，以前在科幻電影里出現的“神器”逐漸被實現，計算機圖形學及相關技術在其中發揮了重要的作用。同時，這些設備的出現，也帶給了計算機圖形學領域更多的探索和機會。
5、 其他內容
上述所提到的只是計算機圖形學的主要的四個內容。事實上，與計算機圖形學相關的學科還有很多，以下僅介紹幾個最為相關的研究方向：
l 虛擬現實(Virtual Reality)：利用計算機圖形產生器，位置跟蹤器，多功能傳感器和控制 器等有效地模擬實際場景和情形，從而能夠使觀察者產生一種真實的身臨其境的感覺。虛擬現實技術主要研究用計算機模擬（構造）三維圖形空間，并使用戶能夠自 然地與該空間進行交互。對三維圖形處理技術的要求特別高。簡單的虛擬現實系統早在70年代便被應用于軍事領域，訓練駕駛員。80年代后隨著計算機軟硬件技術的提高，它也得到重視并迅速發展。它已在航空航天、醫學、教育、藝術、建筑等領域得到初步的應用。
l 可視化(Visualization)： 利用計算機圖形學和圖像處理技術，將數據轉換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來，并進行交互處理的理論、方法和技術。現已成為研究數據表示、數據處理、決策分 析等一系列問題的綜合技術。上面提到的虛擬現實技術也是以圖形圖像的可視化技術為依托的。在現在的大數據時代的背景下，可視化的內容除了傳統的科學可視化 外，現在還有信息可視化，可視分析等方面。
l 可視媒體計算與處理(Visual Media Processing)：幾何數據，被認為是繼聲音、圖像、視頻之后的新一代數字媒體，是計算機圖形學的研究重點。最近幾年，計算機圖形學與圖像視頻處理技術相結合的研究與技術日益增多。正如筆者在上面所提及的，圖像和視頻的大數據處理能帶給計算機圖形學很多處理手段上的更新。另一方面，隨著而 計算機圖形學技術，恰可以與這些圖像處理，視覺方法相交叉融合，來直接地生成風格化的畫面，實現基于圖像三維建模，以及直接基于視頻和圖像數據來生成動畫 序列。當計算機圖形學正向地圖像生成方法和計算機視覺中逆向地從圖像中恢復各種信息方法相結合，可以帶來無可限量的想象空間，構造出很多視覺特效來，最終 用于增強現實、數字地圖、虛擬博物館展示等多種應用中去。因此，在很多方面，計算機圖形學與圖像處理、視頻處理、多媒體處理、計算機視覺等學科逐漸融合在 一起，有成為一個更大的學科的趨勢。
l 醫學圖像處理(Medical Imaging)：隨著醫學成像技術的發展與進步，圖像處理在醫學研究與臨床醫學中的應用越來越廣泛。與一般意義上的圖像處理比較，醫學圖像處理有其特殊性和不同的側重點。醫學圖像處理由生物醫學成像(X射線、CT、MRI)和生物醫學圖像處理兩部分組成，在生命科學研究、醫學診斷、臨床治療等方面起著重要的作用。醫學圖像分析中涉及的兩個最為重要的內容為圖像分割與圖像配準。
l 計算機藝術(Computational Arts)：計算機圖形學的發展也提供給了藝術家發揮和實現想象的豐富的技術手段。計算機藝術的發展速度遠遠超出了人們的想象，在代表計算機圖形研究最高水平的歷屆SIGGRAPH年會上，精彩的計算機藝術作品層出不窮。在計算機圖形學領域，還有幾個關于計算藝術方面的會議，包括非真實性圖形學(Non-Photorealistic Graphics)和Computational Aesthetics(計算美學)等。吸引了計算機工作者、藝術家、建筑師、設計師等方面的人員在一起，通過頭腦風暴和交流討論的方式進行一些有創意的技術研究。
三、學習計算機圖形學需要哪些基礎？
計算機圖形學是一門與很多學科都交叉的學科方向。因此，要學好計算機圖形學和做好計算機圖形學方面的研究，除了計算機圖形學的基礎知識以外，你還需要有其他方面的一些知識。當然你懂得越多當然會越好。
1、 數學
計算機圖形學進入我國大概在上個世紀70年代末和80年 代初，那時國內還沒有計算機學科。于是，開始學習和研究計算機圖形學的大部分都是搞數學的一些學者和教授。由此可見，計算機圖形學是需要數學知識較多的一 門計算機應用技術學科，在我國也是應用數學的一個重要分支（國內的很多高校和科研院所的數學專業都有計算機圖形學方向）。
計算機圖形學里面用到的數學比較多，列舉一些常用的，包括：微積分、線性代數、矩陣計算、微分幾何、數值計算和分析、計算方法、偏微分方程、微分方程數值解、最優化、概率、統計、計算幾何等。
計算機圖形學領域的一位優秀學者Greg Turk教授在1997年曾寫過一篇“計算機圖形學中的數學”(Mathematics for Computer Graphics)的帖子，詳細可見：
http://www.cc.gatech.edu/~turk/math_gr.html
其中文翻譯版本可見：
http://staff.ustc.edu.cn/~lgliu/Resources/CG/Math_for_CG_Turk_CN.htm
筆者在多年從事計算機圖形學研究中對數學的體會是：“數學不是沒有用，而是不夠用！”。對數學的學習和應用將是“活到老，學到老”。重要的是，從以前看似 枯燥的數學到看到它的實際應用的過程中，你會更容易享受數學的美妙。在你不斷進行計算機圖形學的研究的過程中，你會感覺到你的數學知識越來越不夠用，從而 真正理解其中的數學思想和數學方法。
另一方面，想成為一名計算機圖形學的研究者也不必精通各門數學！在大學里，你所學的那些數學看起來都很抽象，枯燥無味，這是因為你并不知道它們的用處，甚 至連講課的老師也不知道，而你們的目的只是記住那些定理和公式，考個好分數。與大學學習數學不一樣的是，你在計算機圖形學的學習和研究過程中會感受到數學 的用處和美妙，這時你學習數學的目的將更加明確，興趣將更加濃厚，學習方法將更加有效。因為你是在使用數學的過程中在學習數學！想想看你是如何學會中文說 話的？以上提到的常用的數學課程你不必都要熟悉，許多研究工作者從不需要考慮其中提到的某些數學知識，成功的研究者總是將某一方面的數學知識和數學工具用 到極致！
總之，關于計算機圖形學與數學的關系，歸納起來就是以下幾個原則：
l 計算機圖形學的研究需要用到較多的數學知識，有較好數學功底的學生從事計算機圖形學有一定優勢；
l 即使沒有學太多的數學也不要緊。數學的知識不需要都學會了再去做問題，在解決問題的過程中去學習數學是最快的學習方法。即，研究過程中若遇到什么數學知識再去學相關的知識，學習起來會更有興趣，掌握起來會更快更扎實；
l 學習數學要結合圖形，即“數形結合”，需要有圖形的想象能力；數學公式不重要，是“紙老虎”，重要的是背后的思想及其所表達的概念，公式只是它們的一個抽象表達；
l 活到老，學到老。要不斷學習新的知識和技術，使自己不斷進步和增長功力，才是王道。
2、 編程
在計算機圖形學中，大部分的想法都要通過實際例子來驗證的，再好的理論也要拿實際例子來得到驗證和應用。因此，利用編程語言來實現想法或算法是必須要有的能力。C/C++是計算機圖形學最常用的編程語言。
筆者要求學生必須掌握C++編程語言和面向對象編程思想，這是大家通用的“語言”。網上的大部分的資源、類庫、算法代碼基本上都是C++寫的，因此，你若需要利用這些資源，必須掌握甚至精通C++語言。
關于計算機圖形學所需要的編程能力的幾點看法：
l 從事計算機圖形學和圖像處理的研究需要有較強的編程能力，要對編程有極大的興趣和熱情；
l 如果你對編程比較“感冒”或“厭惡”，則建議你不要選擇計算機圖形學方向；
l 不太會編程不要緊，任何人都是從不會到會的！只要你對編程有興趣，覺得編程“好玩”，您完全可以在很短的時間內極大地提高您的編程水平。筆者在長期的教學 實驗和科研過程中，摸索和發展出一套有效的方法，能夠在最短的時間內，幫助學生（包括數學專業的學生）快速提高編程的能力。
3、 其他
l 英語基礎要好，因為需要大量閱讀英文文獻和進行英文論文的寫作；英文的聽說能力也要好些，因為要跟國際學者交流討論；
l 計算機圖形學中的很多算法是真實物理世界的模擬，因此，如果你要進行基于物理的建模和仿真，一些物理知識和理論也需要的，比如力學（動力學，運動學，流體力學）和光學等；
l 其他學科的知識，根據具體研究的需要去學習即可，不必刻意去提前學多少。
4、 計算機圖形學的教材
上面列舉的只是在你從事計算機圖形學的學習和研究中可能要用到的東西，不必所有的都學會才能開始計算機圖形學的學習和研究。一門知識點不懂不要緊，重要的 是要能盡快學習新知識的能力和速度！事實上，最好的學習方法就是在使用中學習。因此，計算機圖形學的學習和研究提供了你學習其他相關知識的好的過程。
現在市面上的計算機圖形學的教材有很多，但是很多教材的內容僅僅是計算機圖形學的基本知識，知識點也比較陳舊。不能指望通過一本或幾本教材就能學會計算機 圖形學。計算機圖形學的內容遠比教材中或你想象中的內容多得多。正如筆者上面所述，計算機圖形學作為一門技術科學，特別是在當前的互聯網、移動互聯網、大 數據時代及第三次工業革命的時代背景下，最近幾年的發展日新月異！務必要通過跟著老師做相關研究來了解計算機圖形學最新的發展和趨勢。除了閱讀最新的最新 的科研論文外，還需要不斷關注信息科技及電子科技的一些前沿發展。要相信，計算機圖形學是好玩的，是有用的，更是有未來的！充滿熱情和激情，才能做好計算 機圖形學方面的研究。
四、SIGGRAPH簡介
說到計算機圖形學，不能不提SIGGRAPH。
ACM SIGGRAPH是“ACM Special Interest Group on GRAPHics and Interactive Techniques”（美國計算機協會計算機圖形專業組）的縮寫，成立于1967年，致力于推廣和發展計算機繪圖和動畫制作的軟硬件技術。從1974年開始，ACM SIGGRAPH每年都會舉辦一次年會（也稱為SIGGRAPH），至今年已經舉辦了40次。SIGGRAPH是計算機圖形學頂級年度會議，代表著世界級水平的研究，能在SIGGRAPH上發表論文是許多從事計算機圖形學研究的工作者的夢想。
SIGGRAPH每年7月底或8月初在美國召開（2011年在加拿大溫哥華召開，是SIGGRAPH首次在美國以外的城市舉行）。事實上，SIGGRAPH是世界上影響最廣、規模最大，同時也是最權威的一個集科學、藝術、商業于一身的CG展示、學術研討會，參會人數眾多，一般有2--4萬人。絕大部分計算機圖技術軟硬件廠商每年都會將最新研究成果拿到SIGGRAPH年會上發布，大部分游戲的電腦動畫創作者也將他們本年度最杰出的藝術作品集中在SIGGRAPH上展示。因此，SIGGRAPH在圖形圖像技術，計算機軟硬件以及CG等方面都有著相當的影響力。
從2008年開始，Siggraph來到亞洲，每年冬天（11或12月）在亞洲的一個城市（2008，新加坡；2009，日本橫濱；2010，韓國首爾；2011，中國香港；2012，新加坡）召開，稱為SIGGRAPH Asia。今年的Siggraph Asia將在2013年11月19-22號于中國香港召開。
與SIGGRAPH一樣，發表者SIGGRAPH Asia上的研究論文也代表著計算機圖形學領域的最前沿和最高水準，所有研究論文都發表在ACM Transactions on Graphics期刊上，這是計算機圖形學領域唯一的一個Top (I區)的學術期刊。可以形象地將SIGGRAPH和SIGGRAPH Asia分別比喻為計算機圖形學領域的“夏季奧運會”和“冬季奧運會”。
在SIGGRAPH會議上，除了研究論文外，還有很多其他內容，比如課程、短文、海報、CG企業展示、電子劇場、動畫節、新型科技展示、藝術畫廊、教育等，比你想象得要多得多。很多活動都是并行的，因此你需要每天提前計劃好所參加的活動。視覺中國網站的“Siggraph 2007會議報道”有詳盡的關于Siggraph 2007年的報道：
http://static.chinavisual.com/storage/topics/39942/index.shtml
雖然這是6年前的Siggraph介紹，但上述鏈接的內容仍然是對SIGGRAPH比較全面的介紹。其中有很多視頻和材料，詳細介紹了Siggraph盛會的情況，而且有對計算機圖形學的歷史發展的介紹。建議詳細查看。
五、其他問題
1、 如何選擇適合自己的工作（研究方向）？
A: 就兩點：興趣 + 擅長！
興趣是第一位的，是否擅長需要嘗試和不斷學習成長！將學會將自己的天賦發揮到極致！
2、 自己是否適合學習和從事計算機圖形學的研究？
A: 看看自己是否滿足以下兩個條件：
1) 對計算機圖形學或圖像處理具有強烈的興趣和激情；
2) 喜歡算法設計和編程。
若上述兩個條件都滿足（覺得好玩！），則可以嘗試選擇計算機圖形學作為自己的研究方向。
3、 從事研究工作需要哪些品質？
A: 激情、好奇心、努力！
4、 為何選擇從事研究工作？
A: http://staff.ustc.edu.cn/~lgliu/Resources/ForMyStudents/GCL-WhyResearch.rar
5、 如何在研究生期間取得成功？
A: http://staff.ustc.edu.cn/~lgliu/Resources/ForMyStudents/HowToSucceedAtGCL.rar
六、更多參考材料
l 有關更多地了解計算機圖形的知識和內容，可搜索并參考Internet上的豐富的資源介紹，比如百度百科，維基百科等。本文的寫作過程中也參考了網上的許多資源。
l 國外和國內有很多有關《計算機圖形學》的課程網站，可以通過查看相關視頻和課件更多地了解計算機圖形學的內容。
l 國內外有很多從事計算機圖形學研究的教授學者的網站，會列出他們所做的有關計算機圖形學方面的研究，可以更為深入了解計算機圖形學領域所研究的東西。
l 與計算機其他學科一樣，每年都有計算機圖形學方面的很多會議。這些會議會有該領域的最新進展和研究工作，是了解計算機圖形學發展及趨勢的重要手段。在計算機圖形學方面，可以通過以下鏈接來獲得各個會議的信息http://kesen.realtimerendering.com/ 建議加該鏈接為你的瀏覽器的標簽。
l Internet上經常會有計算機圖形學相關的科技信息，要有意識經常關注，隨時了解該學科方向的動態、發展和未來。
l 計算機圖形學及相關學科在近些年來得到迅速的發展，特別是2013年出現的各種交互人機交互技術的出現，我們正處在技術極速發展的浪尖！計算機圖形學前景誘人，形勢逼人。相對于美國等西方國家，我國的計算機圖形學相關產業還相對落后，但這正是留給我們這代人的機會！相信通過我們的努力，是可以逐漸縮短差距的，也帶來了巨大的挑戰和機會。
l 最后，要相信，計算機圖形學是很好玩的，是有用的，更是有未來的。“相信是成功的開始”。祝各位能夠感受計算機圖形的美妙，能夠在計算機圖形學的海洋中享受快樂和成功！
