2009年末震撼全球的科幻电影大片《阿凡达》上映，这部电影的导演是曾凭借《泰坦尼克号》创造票房纪录的好莱坞重量级导演詹姆斯·卡梅隆。这部电影最引人关注的不仅有惊人的票房收入，还有超级计算机支撑全片长达一年多的画面渲染。正是因为影片采用全面的虚拟拍摄和超级计算机渲染模式，《阿凡达》的逼真程度超越了之前任何一部计算机渲染的大片，在感叹影片的故事情节和主人公命运同时，全世界影迷也因为神秘的超级计算机介入电影制作过程，而疯狂崇拜《阿凡达》背后的电影技术。

图片1：《阿凡达》逼真的剧照
改变“视界”的超级计算机渲染过程
超级计算机进入电影渲染阶段，极大扩展了电影制作的自由度和动画真实性，最终帮助观众在电影里看到如《阿凡达》梦境般的世界。对电影人来说，使用超级计算机改变以往的制片流程，无疑是一个巨大的挑战。电脑图形图像技术，或者说是超级计算机加入图像渲染过程，使得电影在视觉语言上有了广阔的空间。
我们为什么不能直接使用摄像机拍摄电影？为什么必须要借助计算机来完成制作？从时间角度来看，人类无法穿越时空隧道到达任意一个时间点，同时我们需要描述未来的时间内发生了哪些故事。从空间角度来看，很多场景的制造需要花费大量资金还原故事里的情节，而当前计算机绘图技术不断成熟，更精细的模型和物理运动特效正在计算机屏幕上生成，所以“计算机图形学”(Computer Graphics，简称CG)是一种更为经济更为可行的做法。

图片2：从山峦渲染过程看计算机图形化过程
计算机图形学是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学，简而言之就是把画板上的图案转化为计算机可以编辑的模型，最终通过着色等过程表现出来使之可以构成精美的图案或者动画。在计算机图形学过程之前，我们所说的图案通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。目前全球整个计算机绘图行业最为消耗计算机资源的不是建模，不是栅格化，而是需要计算颜色、计算光源渲染过程。

图片3：图形的构成要素是像素 它也是渲染过程的目标对象