这是一门什么样的课？
图形学基本概念与应用
理解计算机如何描述、变换、观察并绘制二维与三维对象。
可编程着色器
以现代可编程流水线为核心，理解 Vertex Shader 与 Fragment Shader。
WebGL 2.0
使用现代 Web 技术完成交互式图形程序设计与实验。
课程不是学习一个“绘图软件”，而是学习图像生成背后的模型、算法、系统与程序设计方法。
课程目标：理解、实现、解决问题
课程第一问：你希望“让计算机画出什么”？
游戏 / 动画
角色、场景、实时光照与交互
科学 / 医学可视化
把复杂数据转化为可理解的图像
设计 / 仿真
建模、观察、验证和虚拟实验
其他
写下你最想实现的一种图形效果
说出一个你知道的图形应用
主教材：以“自顶向下”方式学习现代图形学
参考教材：OpenGL 与图形学基础
参考教材：WebGL 与现代图形程序设计
WebGL Programming GuideMatsuda & Lea · 2013
OpenGL Programming GuideKessenich, Sellers, Shreiner · 9th Ed. · 2016
Programming 3D Applications with HTML5 and WebGLTony Parisi · 2014
网络资源：官方与基础教程
官方 / 作者资源
WebGL 学习
网络资源：深入学习与问题求解
课程前置要求：四类基础
程序设计
学过程序设计基础，能够编写结构清晰、可调试的代码。
数据结构与算法
了解数组、链表、树等常见数据结构与基本算法思想。
几何基础
具备平面几何和立体几何的基本空间理解能力。
线性代数
能够理解向量、矩阵及其基本计算。
这门课如何学？
没有学过 Web 开发怎么办？
HTML
页面结构、Canvas 元素与脚本加载。
JavaScript
变量、函数、数组、对象、事件与模块化基础。
CSS
只需理解基础样式；不是本课程重点。
总评成绩：理论、实验与项目共同评价
平时成绩包括：签到、问答、交流沟通等。
期末考试
一张纸开卷
可携带一张纸作为考试资料。
认真复习
开卷并不意味着不需要掌握概念、计算过程和程序逻辑。
课程实验：把每一个图形概念“做出来”
核心原则
实验不仅要得到图像，还要能够解释：代码改了什么，图像为什么变化。
课程设计：从单个知识点走向完整图形应用
团队合作
合作完成一个较完整的图形学课程设计。
课件、实验与课程信息在哪里？
课程教学内容：从图形系统到三维场景
课程内容规划：重点内容与介绍性内容
一至七章 及 第十二章
课程核心与考核重点：深入理解图形学数学模型、渲染管线底层原理与着色器编程实现。
- 第1章 图形系统和模型：软硬件体系、虚拟照相机、可编程流水线架构
- 第2章 图形学编程：Sierpinski镂垫、WebGL API、着色器程序与图元属性
- 第3章 交互和动画：事件驱动输入、交互设计、动画渲染循环与对象拾取
- 第4章 几何对象和变换：坐标系标架、仿射变换、齐次坐标、变换级联与四元数
- 第5章 观察：相机定位、观察矩阵、平行/透视投影变换与规范化视见体
- 第6章 光照和着色：Phong光照模型、材质与光源、法向量计算、片元着色
- 第7章 纹理映射：二维纹理坐标、采样与滤波、环境映射与凹凸贴图
- 第12章 从几何到像素：绘制流水线底层、图元裁剪、多边形光栅化、Z-Buffer与反走样
第八章 及 第九章
拓宽视野与综合设计：了解现代图形系统高阶特性与复杂三维场景组织管理方法。
- 第8章 使用帧缓存：颜色与深度缓存、Alpha混合技术、帧缓存对象（FBO）离屏渲染、多重绘制、图像后处理滤波与拾取
- 第9章 层级建模方法：符号与实例变换、机器人手臂模型、树结构与递归遍历、场景图（Scene Graph）构建与运动控制
重点章节要求“深入原理、独立编程、调试分析”；介绍性章节重在“理解思想、了解系统能力、善于查阅与应用”。
开课前，请确认三件事
准备环境
浏览器、代码编辑器以及课程所需 WebGL 项目环境。
补齐基础
矩阵与向量、JavaScript / HTML 基础不足的同学尽快补充。
知道去哪找资料
教材、课程网站、课程平台与实验说明。
Any Questions?
下一步，我们正式进入：
第一章 · 从虚拟世界到屏幕像素
先回答最基本的问题：计算机图形学到底在解决什么？