计算机科学之计算机图形方向解析.

计算机图形学作为主流的computer science专业方向，基本上各个开设CS，ECE专业的院校都有这个细分方向，如UC Berkeley、卡耐基梅隆大学、USC、俄亥俄州立大学等等。

一、先说计算机图形学的核心知识：

1、几何学，由于任何一个图形的本质都是几何，所以需要对平面，立体和解析几何这三方面都要掌握。

2、__光学，人眼之所以能看到物体，其本质原因是光线作用。光包括反射，折射和散射。另外，光由于波长不一样，颜色分布也不尽相同。只有通过对这些东西的认识，才能够实现靠电脑向用户呈现一个缤纷复杂的世界，所以光学是本质。光学也分为两部分，一部分是几何光学，一部分是物理光学，这些都需要了解。

3、__物理学，由于很多图形学都会牵扯到物理模拟，比如固体的碰撞、流体流动、爆炸等都和物理相关，所以需要对物理学有深刻的认识。

4、__计算机算法，由于绝大部分的Computer Graphics(以下简称CG)算法都非常昂贵，同时对实时运算要求很高，比如用户在打游戏时，游戏事先并不知道用户如何操作，所以它不可能事先生成电影，只能根据用户的输入实时进行渲染和计算，最终向用户呈现出动态的画面，要达到这个结果就非常要求算法的速度，所以一个设计者一定要对算法的研究很深刻，包括算法的空间复杂度和时间复杂度。

5、硬件，很多时候我们需要充分利用硬件的一些特性使它的算法更高效，比如很多机器里有外置显卡，显卡里有一个GPU，如何利用GPU的一些特点和架构去加速运算也是CG的一个大方向，所以申请者最好要对硬件也有认识。

二、 核心课程：

1、 数学课程，第一部分是数学课程，①线性代数是一切几何建模的实现基础。在软件里对几何体进行平移、旋转，变形等操作，这些操作的实现全都是靠线性代数，靠举证来实现，所以线性代数是重中之重。②数值分析和微分方程，这个课程是一切物理模拟的基础。不管是模拟固体或流体，全都是靠数值分析和微分方程实现。③微分几何学，它是一切几何建模的理论基础。④离散数学，整个算法的设计，如何高效以及节省空间的实现都是靠离散数学，是图形学算法分析优化的基础。所以这就需要学生对数学的以上四个分支有深刻认识。

2、计算机理论，第二大部分是计算机理论课程，这一部分主要包括①算法和数据结构。__首先就需要对常见算法和复杂度分析都要熟练掌握，其次你需要掌握一些常用的复杂的②数据结构，这一部分跟人机交互很相似。③计算机结构，最好能够掌握一些硬件的知识，比如需要理解GPU和CPU的原理。

3、__计算机高级课程，第三是计算机高级课程。关于这个，最好能上一下研究生的CG课程，很多本科学校都开设了这门课，最好可以旁听下。如果你们学校没有这门课，那么也可以在Coursera网站上自学。

4、__计算机编程，第四是计算机编程。由于整个CG方向里的一些方向和研究都是以光学和力学为基础的，所以最好能掌握一两门编译型的面向对象的语言如C++，Java，同时也最好能学一些物理的课程比如光学，理论（经典）力学，流体力学，弹性力学等。

三、CG的主要用途与就业：

1、电影行业。美国有皮克斯，迪士尼，华纳，环球这样的巨头公司，国内也有万达影业，华谊兄弟，光线传媒这样颇具潜力的大企业。

2、游戏行业。基本上现代所有游戏都需要实时或非实时3D动画技术，就业有腾讯游戏，网易游戏等，行业需求极大。

3、广告行业。包括2D和3D广告，形式有海报，电视，网页等。

4、软件用户图形界面。几乎所有软件都需要软件用户图形界面，所以各大IT公司都有相应的职位。

5、计算机辅助设计CAD，计算机辅助加工CAM，3D打印等。CAD和CAM是当今整个电子设计，服装设计的核心部分，包括3D打印都需要CG技术。很多机械行业转CS的学生可以考虑这个切入点。

6、需要数据可视化的行业。如今有很多行业数据很多，如何让操作者能够直观形象地认识到数据里的一些规律或特点，如何通过计算机向用户呈现非常好理解的画面，这就是CG的应用方向。包括包括科学计算，教育，气象，医疗如核磁共振和CT，生物，建筑设计等方向都需要可视化。

以上六个方面涵盖了整个CG的应用领域，就业面是很广的，基本上Computer Graphics毕业生都可以从事任何一个子方向的工作。

以上就是老师对计算机科学专业计算机图形方向的解析__。总的来说，计算机图形方向还是很热门的，就业方向也很广，和大部分计算机科学细分方向一样计算及图形对学生数学能力有一定要求，同时机械专业的同学转到这个方向也有一定优势。