计算机制图（Computer - Aided Graphics），是依托计算机硬件、软件系统及算法逻辑，对图形、图像进行数字化创建、编辑、渲染与输出的技术体系。它突破传统手绘的物理边界，以二进制数据为载体，将几何模型、色彩信息、空间关系等要素转化为可精确操控的数字对象，实现从抽象创意到可视化呈现的高效映射。
追溯起源，20世纪60年代计算机图形学（Computer Graphics）的萌芽为其奠基——伊凡·萨瑟兰（Ivan Sutherland）开发的Sketchpad系统，首次实现图形的交互式数字绘制。此后历经三个关键阶段：
1. 初级绘图阶段（70 - 80年代）：聚焦基础几何图形生成，如AutoCAD雏形对工程图纸的数字化革新，依赖向量运算构建简单二维模型；
2. 多维拓展阶段（90年代 - 21世纪初）：三维建模算法（如多边形网格、NURBS曲面）与渲染技术（光线追踪雏形）兴起，影视特效、工业设计领域开始深度渗透；
3. 智能融合阶段（近十年）：AI驱动的生成式绘图（如基于GAN的风格迁移、Diffusion Model的创意生成）、实时渲染引擎（虚幻引擎5的Nanite微多边形技术），将精度与创作效率推向新维度。
分为矢量图形（以数学方程描述轮廓，如SVG格式，缩放无损）与位图图像（像素矩阵存储，如PNG/JPEG，侧重色彩细节），二者构成数字绘图的基础数据形态，根据场景需求动态适配。
涵盖专业软件（Adobe Illustrator的矢量创作、Blender的全流程3D制作）、图形API（OpenGL/Vulkan的硬件交互接口）、渲染内核（Arnold的物理级光影计算），形成从创意输入到最终输出的闭环工具矩阵。
几何变换算法（平移、旋转、透视投影）实现空间维度操控，着色算法（Phong/Blinn - Phong模型）模拟材质光影，拓扑优化算法保障复杂模型的计算效率，共同构建技术底层的“逻辑骨架”。
1. 工业设计领域：通过参数化建模（如SolidWorks的参数驱动），实现产品原型的快速迭代，减少物理样机成本；
2. 影视与游戏产业：从《阿凡达》的生物建模到《赛博朋克2077》的城市渲染，依赖全局光照、毛发模拟等技术打造沉浸视听；
3. 科研可视化：将流体力学仿真、分子结构等抽象数据转化为三维动态图形，辅助科研逻辑推演；
4. 数字艺术创作：NFT数字藏品、交互装置艺术中，代码生成艺术（如Processing语言驱动的动态图形）拓宽创作边界。
随着实时渲染算力（如GPU架构迭代）、跨模态生成技术（文本→3D模型的AIGC突破）、元宇宙场景需求的叠加驱动，计算机制图正朝着“超写实实时化”“创意生产自动化”“多终端轻量化”方向演进。其概念内涵也将持续吸纳新的技术因子，重塑人类对视觉表达的认知边界。