1 Introduction 介绍
[背景介绍]
计算机图形学是一个成功的技术故事。它的基本理念，表达方式，算法和硬件实现
诞生于 20 世纪 60-70 年代，并在随后的 20 年间发展。在 20 世纪 90 年代中期，计
算机图形技术已经相当成熟，但是其影响仍旧只是局限于某些” 高端” 程序，例如超
级计算机上的科学可视化以及昂贵的飞行模拟器。现在的我们很难相信，但是在那
个年代，很多计算机科学专业的学生对 3D 计算机图形一无所知！
近几十年来，计算机图形的商业性有了巨大发展。每一个现代 PC 都能够产生
高质量的计算机生成图像，大部分是以视频游戏以及虚拟现实环境的形式。整个动
画工业已经从其高端（例如 Pixar 电影）转移到了孩子们的电视机前。对于实拍电
影，视觉特效领域也已经发生了翻天覆地的变化。当今的观众们也不会在看到不可
思议的计算机特效时感到畏惧——这已经在预期当中了。
在本书中，我们将会介绍计算机图形技术中基础的数学与算法。我们使用编程
API(applications programming interface)OpenGL 来完成其中的内容。OpenGL 是一
个跨平台的图形编程环境，可以用于创建实时图形程序，例如视频游戏。
1.1 OpenGL
[OpenGL 与 GLSL Shader]
OpenGL 作为一种 API，实现了一系列特定的操作来绘制 3D 计算机图形。随着
底层硬件越来越便宜，越来越多的功能也被添加到了图形硬件中，并通过 OpenGL
API 暴露给用户。随后，通过写一种特定目的的小程序——shader，用户完全控制图
形计算的某个部分也变得可行了。shader 通过 API 来传递和编译，在 OpenGL 中，
这些 shader 以 GLSL ——一种类 C 风格的语言来编写。两个可编程的主要部分分别
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