计算机图形系统发展的前世今生
1.概述
在文字出现以前，人类就是依据各种图形符号进行记事与交流，直至图形演变为简单的文字。在古代，图形符号常用于传达文化、宗教或社会信息，帮助人们理解历史和信仰，通过代代相传的图形符号，文化和传统得以保留和延续。图形符号不仅是艺术的表现形式，也在社会、文化和历史的演变中发挥了重要作用。
分别为文字的演化、良渚古城遗址纹饰图案，来源：昵图网
2.图形系统的发展史
上世纪50年代，计算机科学家们开始尝试使用计算机来生成图形。这些早期的图形只是一些简单的几何形状，如线段、圆、椭圆等。
1952年，Benjamin Francis Laposky利用计算机做出了抽象图像，他被认为是第一个利用计算机进行绘图的人，使用了一种示波器来创作抽象艺术。
1961年John Whitney用计算机创作了艺术抽象动画，他被称为"计算机图像之父"。
来源：John Whitney-Permutations (1966)- YouTube
1962年，计算机图形学之父和虚拟现实之父伊凡·苏泽兰（Ivan Edward Sutherland）基于他的博士研究课题「三维交互式图形系统」，设计出画板程序，开创了交互式电脑绘图的先河，奠定了计算机图形学的基础。
Ivan Edward Sutherland画板程序，来源：Ivan Sutherland Sketchpad Demo - YouTube
1963年Edward Zajac创作了第一部计算机生成的图形动画，他在动画中模拟物体得仰俯、滚动和偏航等运动。
第一部计算机生成的图形电影，来源：The First Computer Generated Film- YouTube
1966年，Lvan sutherland和他的学生们开发了一套名为“The Sword of Damocles(达摩克利斯之剑）”的系统，这套系统被普遍认为是HMD(头戴式显示器）以及VR的雏形。
来源：Sword of Damocles (1966) - YouTube
1969 年 IBM 的 Arthur Appel 首次提出光线投射（Ray Casting）的概念，这是光线追踪算法的起源。
Phong Shading 的效果，来源：真实感图形
1972年，Edwin Catmull在Utah大学的计算机科学课程上,提交了一个课程项目《A Computer Animated Hand》，这是是最早的CG动画实验之一，它是纹理映射的先驱。
来源：A Computer Animated Hand (1972) HQ- YouTube
1991年，中国CAD与计算机图形学领域巨匠齐东旭教授使用计算机，制作出了中央电视台《新闻联播》片头旋转地球的动画，为中国计算机动画探索了道路。
来源：1991年6月1日新闻联播片段
2002年， 卜桦使用动画制作软件Flash创作了《猫》，这是中国Flash独立动画发展历程中的里程碑作品。卜桦也是中国Flash应用方面最杰出的艺术家之一。
来源：卜桦《猫》
3.图形系统的应用领域
（1）游戏开发
游戏一直是推动图形学发展的一大动力，随着硬件技术的进步，使得全局光照和物理仿真等技术能够应用在各种图形中，Unreal、Unity 3D、RAGE、Cry Engine 3、Source Engine 等游戏引擎也已经发展为各种从建模、动画到光影、粒子特效，从物理系统、碰撞检测到文件管理、网络特性等多个子系统共同构成的复杂系统，还有专业的编辑工具和插件。
来源：游戏《黑神话悟空》
（2）电影与动画
好莱坞大片越来越依靠计算机制作的特效，动画人物的衣物、头发、皮肤、表情等普遍通过物理仿真技术生成，而光线追踪等物理真实渲染技术也被大量使用。
来源：电影《疯狂动物城》
（3）数字孪生
计算机图形学在数字孪生中的应用至关重要，它通过高精度建模和实时渲染技术，创建与现实世界物体精确对应的三维模型。这样的模型不仅能够动态展示系统状态，还能将复杂数据可视化，帮助用户理解运行性能和潜在问题。
Mapmost SDK for WebGL地图引擎制作数字孪生城市，来源：Mapmost平台
（4） 科学计算可视化
目前科学计算可视化广泛应用于医学、流体力学、有限元分析和气象分析当中。尤其在医学领域，可视化有着广阔的发展前途。依靠精密机械做脑部手术是目前医学上很热门的课题，而这些技术的实现基础则是可视化。当医生做脑部手术时，可视化技术将医用 CT 扫描的数据转化成图像，使得医生能够看到并准确地判别病人的体内患处，然后通过碰撞检测异类的技术实现手术效果的反馈，帮助医生成功完成手术。
（5） 计算机辅助设计与制造
CAD/CAM 是计算机图形学在工业界最广泛、最活跃的应用。计算机图形学被用来进行土建工程、机械结构和产品的设计，包括设计飞机、汽车、船舶的外形和发电厂、化工厂等的布局以及电子线路、电子器件等。CAD 是基于工程图纸的三维形体建模。三维形体建模就是从二维信息中提取三维信息，通过对这些信息进行分类、综合等一系列处理，在三维空间中重新构造出二维信息所对应的三维形体，恢复形体的点、线、面及其拓扑关系，从而实现形体的重建。
参考：
《中国字的魅力》
从计算机图形学的发展简史看GPU的演进
计算机平面图形的发展
"计算机图形学"中的技术和应用