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由于计算机图形设备的不断更新和图形软件功能的不断扩充，同时也由于计算机硬件功能的增强和系统软件的日趋完善，计算机图形学在30多年内得到了广泛的应用。目前，主要的应用领域有如下几个方面。
1.用户接口 用户接口是人们使用计算机的第一观感。过去传统的软件中约60%以上的程序是用来处理与用户接口有关的问题和功能的，因为用户接口的好坏直接影响着软件的质量和效率。如今在用户接口中广泛使用了图形和图标，大大提高了用户接口的直观性和友好性，也提高了相应软件的执行速度。
2.计算机辅助设计与制造（CAD/CAM） 是一个最广泛、最活跃的应用领域。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、化工厂的布局，以及电子线路、电子器件等。有时，着眼于产生工程和产品相应结构的精确图形，然而更常用的是对所设计的系统、产品和工程的相关图形进行人机交互设计和修改，经过反复的迭代设计，便可利用结果数据输出零件表、材料单、加工流程和工艺卡，或者数控加工代码的指令。在电子工业中，计算机图形学在集成电路、印刷电路板、电子线路和网络分析方面的优势是十分明显的。一个复杂的大规模或超大规模集成电路板的图纸，根本不可能用手工进行设计和绘制，用计算机图形系统不仅能进行设计和绘图，而且可以在较短的时间内完成，把其结果直接送至后续工艺进行加工处理。在飞机工业中，美国波音飞机公司已用有关的CAD系统实现波音777飞机的整体设计和模拟，其中包括飞机外形、内部零部件的安装和检验。
3.科学、技术及事务管理中的交互绘图 计算机图形学技术可用来绘制数学的、物理的或表示经济信息等各种二维、三维的图表，如统计用的直方图、扇形图、工作进程图、仓库和生产的各种统计管理图表等。所有这些图表都可用简明的方式提供形象化的数据和变化趋势，以利于人们增加对复杂对象的了解，并协助人们做出正确的决策。
4.绘制勘探、测量图形 计算机图形学技术被广泛地用于绘制地理的、地质的及其他自然现象的高精度勘探、测量图形，如地理图、地形图、矿藏分布图、海洋地理图、气象气流图、人口分布图、电场及电荷分布图及其他各类等值线、等位面图。
5.过程控制及系统环境模拟 用户利用计算机图形学理论和技术实现与其控制或管理对象间的相互作用。例如：石油化工、金属冶炼、电网控制的有关人员可以根据设备关键部位的传感器送来的图像和数据，对设备运行过程进行有效的监视和控制；机场的飞行控制人员和铁路的调度人员可通过计算机产生运行状态信息来有效、迅速、准确地调度，调整空中交通和铁路运输。
6.电子印刷及办公室自动化 图文并茂的电子排版制版系统代替了传统的铅字排版，这是印刷史上的一次革命。随着图、声、文结合的多媒体技术的发展，可视电话、电视会议，以及文字、图表等的编辑和硬拷贝正在家庭、办公室普及。伴随着计算机和高清晰度电视相结合的产品的推出，这种普及率已越来越高，进而改变了传统的办公、家庭生活方式。
7.艺术模拟 计算机图形学在艺术领域中的应用成效越来越显著，除了广泛用于艺术品的制作，如制作各种图案、花纹或用于工艺外形设计及制作传统的油画、中国国画和书法外，还成功地用来制作广告、动画片，甚至电视、电影。目前，国内外不少单位正在研制人体模拟系统，这将使历史上的著名影视明星重新登上荧屏成为可能。
8.科学计算的可视化 传统的科学计算的结果是数据流，这种数据流不易于理解也不易于检查其中的错误。科学计算的可视化通过对空间数据场构造中间几何图素或用体绘制技术在屏幕上产生二维图像。近年来这种技术已用于有限元分析的后处理、分子模型构造、地震数据处理、大气科学及生物化学等领域。
9.工业模拟 是一个十分广阔的应用领域。在产品和工程的设计、数控加工等领域迫切需要对各种机构的运动模拟和静、动态装配模拟。它需要运用的主要是计算机图形学中的产品造型、干涉检测和三维形体的动态显示技术。
10.计算机辅助教学 计算机图形学已广泛应用于计算机辅助教学系统中，可以使教学过程形象、直观、生动，极大地提高了学生的学习兴趣和教学效果。由于个人计算机的普及，计算机辅助教学系统已深入到家庭和幼儿教育。
还有许多其他的应用领域。例如在医学方面，可视化技术为准确地诊断和治疗提供了更为形象和直观的手段。又如在刑事侦破方面，常应用计算机图形学的知识来根据所提供的线索和特征，再现当事人的图像及犯罪场景，如指纹图像处理等。在农业上，也利用计算机对农作物的生长情况进行综合分析、比较，借助计算机图形生成技术来保存和再现不同种类和不同生长时期的植物形态，模拟植物的生长过程，从而合理地进行选种、播种、田间管理以及收获等。总之，交互式计算机图形学的应用极大地提高了人们理解数据、分析趋势、观察现实或想象形体的能力。随着个人计算机和网络工作站的发展，随着各种图形软件的不断推出，计算机图形学的应用前景将更加广阔。