感謝邀請(qǐng)。這個(gè)話題太大了，我本人了解的就并不全面，研究的更只是其中一個(gè)很小的分支。不過我可以盡量嘗試著講一下。
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的目標(biāo)或許不同，但最終的形式都是渲染(即繪制)在二維的顯示設(shè)備上的圖像。下面是一個(gè)簡(jiǎn)單（可能并不完全）的分類：
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)-領(lǐng)域及分支：
1 繪制
1.1 真實(shí)感繪制(非實(shí)時(shí))
1.1.1 光線追蹤(Ray-tracing)
1.1.2 全局光照(Global Illumination)
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1.2 實(shí)時(shí)繪制
1.2.1 Shading(BRDF, Programmable Shading等)
1.2.2 紋理(Texture Synthesis, 反走樣, 采樣等)
1.2.3 陰影和環(huán)境光照(Ambient Occlusion, Shadow Volume等)
1.2.4 基于圖像的算法(HDR, Depth of Field, Motion Blur等)
1.2.5 光照算法(PRT, 球面諧波(Spherical Harmonic)等)
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2 建模
2.1 曲面/曲線(Bézier曲線, B樣條(B-Spline), 細(xì)分曲面(Subdivision Surface/Tessellation))
2.2 網(wǎng)格(Mesh)及形變(Morphing)
2.3 模型修復(fù)及重建(計(jì)算機(jī)視覺交叉方向)
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3 物理模擬
3.1 剛體碰撞模擬
3.2 流體模擬(煙 火 水)
3.3 柔體模擬(布料 頭發(fā) 皮膚 橡膠等)
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4 動(dòng)畫
4.1 關(guān)鍵幀技術(shù)(keyframe)
4.2 基于物理的動(dòng)畫(Human motion capture, character animation等)
......
5 科學(xué)計(jì)算可視化
5.1 標(biāo)量場(chǎng)可視化(Isosurface和體繪制 Raycasting等)
5.2 矢量場(chǎng)可視化(Flow visualization等)
5.3 信息可視化(如Social-Network Link Graph等)
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6 延展和相關(guān)領(lǐng)域
6.1 圖形硬件和GPU Computing(利用GPU進(jìn)行普適的并行計(jì)算)
6.2 計(jì)算攝影學(xué)Computational Photography(圖像處理和圖形學(xué)的結(jié)合)
6.3 計(jì)算機(jī)視覺Computer Vision(是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的逆向?qū)W科 如何從二維圖像和視頻中提取三維空間信息和內(nèi)容理解)
6.4 大規(guī)模數(shù)據(jù)分析(大規(guī)模數(shù)據(jù)的可視化及物理模擬 如天氣 洋流 社交網(wǎng)絡(luò)信息等)
6.5 游戲引擎(是實(shí)時(shí)繪制+建模+物理模擬+動(dòng)畫的集合體)
6.6 電影動(dòng)畫及特效(是真實(shí)感繪制+建模+物理模擬+動(dòng)畫+計(jì)算機(jī)視覺等的集合體)
6.7 編譯器及編程模型(GPU Shading Language語(yǔ)言設(shè)計(jì)及并行編程模型)
......
參考資料：
[1] Real-Time Rendering, Third Edition
[2] Physical-based Rendering, Second Edition
[2] The Visualization Hand Book
這個(gè)分類一定還不夠完全，歡迎各位同仁指出不完備之處。不過提問者可以通過上面的表大概了解圖形學(xué)的研究?jī)?nèi)容。至于未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，我個(gè)人從事的圖形硬件和并行計(jì)算我認(rèn)為是一個(gè)很有前景的方向。另外幾乎在每個(gè)我所列出的領(lǐng)域內(nèi)都有迷人而艱難的未解決的問題。在圖靈獎(jiǎng)歷次獲獎(jiǎng)?wù)咧校陀?jì)算機(jī)圖形學(xué)唯一相關(guān)的就是圖形學(xué)之父Ivan Sutherland。所以說，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是一個(gè)相當(dāng)年輕的學(xué)科，會(huì)有很光明的發(fā)展前途。我會(huì)在下面列出一些曾經(jīng)幫助過我的參考資料和一些領(lǐng)域的教授頁(yè)面/軟件資源以 1)供提問者進(jìn)一步獲取信息 2)展示圖形學(xué)的迷人之處：

[1] 一篇極好的介紹球面諧波的教程：http://www.cs.columbia.edu/~cs4162/slides/spherical-harmonic-lighting.pdf
[2] Gatech教授Karen Liu 主要研究動(dòng)畫技術(shù)：http://www.cc.gatech.edu/~karenliu/Home.html
[3] TAMU教授Jin-xiang Chai 動(dòng)畫技術(shù)：http://faculty.cs.tamu.edu/jchai/
[4] Cornell教授Doug L. James 物理模擬：http://www.cs.cornell.edu/~djames/
[5] Stanford教授Ron Fedkiw 物理模擬：http://physbam.stanford.edu/~fedkiw/
[6] 物理模擬的一篇Siggraph課程：http://www.matthiasmueller.info/realtimephysics/
[7] 微軟的Hugues Hoppe 模型+紋理：http://research.microsoft.com/en-us/um/people/hoppe/
[8] Caltech應(yīng)用幾何實(shí)驗(yàn)室：http://www.geometry.caltech.edu/geo.html
[9] 浙江大學(xué)GAPS實(shí)驗(yàn)室：http://www.gaps-zju.org/
[10] 清華大學(xué)胡事民教授實(shí)驗(yàn)室： http://cg.cs.tsinghua.edu.cn/
[11] 中科院深先所陳寶權(quán)教授： http://web.siat.ac.cn/~baoquan/
[12] UC Davis教授John Owens(我的導(dǎo)師:-)，GPU Computing：http://www.ece.ucdavis.edu/~jowens/
[13] GPU Gems 1/2/3: http://developer.nvidia.com/content/gpu-gems-part-i-natural-effects http://developer.nvidia.com/node/17http://developer.nvidia.com/content/gpu-gems-3
[14] Pixar的Renderman頁(yè)面： https://renderman.pixar.com/
[15] 國(guó)內(nèi)最好的開源游戲引擎(作者是MSRA的龔敏敏)： http://www.klayge.org/
[16] 最適宜學(xué)習(xí)引擎結(jié)構(gòu)的游戲引擎OGRE： http://www.ogre3d.org/
[17] 個(gè)人認(rèn)為最好的開源的基于物理的真實(shí)感繪制引擎LuxRender: http://www.luxrender.net/en_GB/index
[18] 圖形學(xué)界最無(wú)私的奉獻(xiàn)者Ke-sen Huang的主頁(yè)，包含歷次重要圖形學(xué)會(huì)議所有可公開下載論文及資料鏈接 向他致敬： http://kesen.realtimerendering.com/

另外，上面提到的三本教材也值得一讀。希望提問者能享受圖形學(xué)的學(xué)習(xí)，盡快找到研究方向并作出好的成果。個(gè)人認(rèn)為在擁有數(shù)據(jù)挖掘背景的前提下，提問者可以嘗試在大規(guī)模數(shù)據(jù)分析和可視化或計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域?qū)ふ腋信d趣的方向，我個(gè)人有如下推薦：
[1] 社交網(wǎng)絡(luò)分析 http://en.wikipedia.org/wiki/Social_network_analysis
[2] 基于海量網(wǎng)絡(luò)照片的三維模型重建
http://www.cs.cornell.edu/~snavely/courses/phototour_im2gps/index.html 
http://phototour.cs.washington.edu/ 
photosynth是微軟的一個(gè)項(xiàng)目，看看埃菲爾鐵塔的例子：http://photosynth.net/view.aspx?cid=be06fae6-bda7-4e91-aea3-d214fb4508e7 
[3] 胡事民老師的一個(gè)非常聰明的項(xiàng)目，Sketch2photo：
http://cg.cs.tsinghua.edu.cn/montage/main.htm

簡(jiǎn)單地說，圖形學(xué)主要是研究如何用電腦來(lái)顯示和模擬人所觀察到的東西的學(xué)科。只要我們還需要用電腦來(lái)做顯示，那么一定會(huì)有用得到圖形學(xué)的地方。

在就業(yè)方面，國(guó)內(nèi)主要是游戲公司對(duì)圖形學(xué)有需求，還有跨國(guó)公司在國(guó)內(nèi)的分支機(jī)構(gòu)，比如Autodesk，AMD，NVidia，微軟亞州研究院（個(gè)人以為國(guó)內(nèi)圖形學(xué)最牛的人都在微軟）等。國(guó)外就多了，除了游戲業(yè)，電影工業(yè)就是圖形學(xué)大戶，此外，和設(shè)計(jì)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)（即CAD）是需求圖形學(xué)的經(jīng)典行業(yè)。 另外，其實(shí)可以預(yù)見的是，國(guó)內(nèi)的這些產(chǎn)業(yè)雖然現(xiàn)在對(duì)圖形學(xué)的需求不大，但若要趕上國(guó)外，那大量招收?qǐng)D形學(xué)的人才是必須的。

在科研方面，總的來(lái)說，如果從科研論文的數(shù)量上來(lái)看，做圖形學(xué)的人不是很多（和計(jì)算機(jī)視覺，機(jī)器學(xué)習(xí)比，其它的我也不太了解）。但圖形學(xué)與其它計(jì)算機(jī)學(xué)科相比，有一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)就是，你做的東西的好壞都是可以直接用眼睛來(lái)判斷的，不需要很多數(shù)據(jù)和圖表什么的，所以不會(huì)很枯燥。

以下是我對(duì)圖形學(xué)研究方向的分類：
1、真實(shí)感繪制。研究如何又快又好地繪制和真實(shí)世界一樣的畫面。在以前，現(xiàn)在和將來(lái)都是圖形學(xué)的一個(gè)研究重點(diǎn)。
2、非真實(shí)感繪制。研究如何像人類藝術(shù)家那樣繪制不真實(shí)的畫面。比如水彩畫、鉛筆畫、蠟筆畫等等的繪制。
3、真實(shí)物理模擬。研究如何模擬物理現(xiàn)象，比如流水，火焰等等。
4、人體運(yùn)動(dòng)。研究如何捕捉、編輯和應(yīng)用人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，如何模擬人體運(yùn)動(dòng)（比如當(dāng)人被一個(gè)外物撞擊時(shí)的動(dòng)作反應(yīng)，再比如一群人的群體運(yùn)動(dòng)模擬），如何繪制人體運(yùn)動(dòng)。
5、計(jì)算機(jī)照相術(shù)（Computational Photography）。我不是很了解，建議用這個(gè)詞搜索一下。
6、人機(jī)交互。主要研究如何更方便地用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行三維建模。
7、計(jì)算機(jī)聲音模擬。研究如何用計(jì)算機(jī)來(lái)生成真實(shí)的聲音，比如兩個(gè)金屬碰撞的聲音，復(fù)雜環(huán)境中經(jīng)過反射的聲音。還有一個(gè)相關(guān)領(lǐng)域和音樂有關(guān)，研究如何根據(jù)一段音樂自動(dòng)生成舞蹈什么的。
8、計(jì)算幾何。這是一個(gè)非常理論而且經(jīng)典的研究方向，和數(shù)學(xué)中的幾何學(xué)非常相關(guān)，研究的算法是其它圖形學(xué)研究方向的基礎(chǔ)，比如曲線曲面的表達(dá)、繪制和編輯等。按照我的理解（可能有點(diǎn)不準(zhǔn)確），數(shù)學(xué)的幾何學(xué)用所表達(dá)的幾何概念都是連續(xù)的，而計(jì)算幾何都是離散的，要把數(shù)學(xué)的幾何學(xué)理論應(yīng)用到圖形學(xué)算法中，必須要將這些算法離散化，這一步很重要，而且也不簡(jiǎn)單。最近這個(gè)方向的研究的一個(gè)熱點(diǎn)是幾何圖形的查詢，比如研究如何google三維模型。
9、圖形硬件。研究如何設(shè)計(jì)對(duì)圖形學(xué)算法進(jìn)行加速的硬件。

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是未來(lái)的黃金學(xué)科啊！！！！
計(jì)算機(jī)和媒體，電影，游戲結(jié)合的完美典范啊！！！！
是計(jì)算機(jī)科學(xué)里面少有的具有藝術(shù)氣質(zhì)的學(xué)科啊！！！！！
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)出來(lái)的產(chǎn)品是最有賣相的啊！！！！
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是高精尖加高帥富啊！！！！！
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是未來(lái)社會(huì)的中流砥柱！！！！！
想橫跨工科，文科，藝術(shù)科，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是唯一選擇啊！！！！！
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是直接接觸美女如云的電影圈的直接學(xué)科啊，想不想給斯嘉麗約翰遜身上綁動(dòng)作捕捉點(diǎn)啊！！！！

我認(rèn)為前景還是不錯(cuò)的，因?yàn)槲揖褪菍W(xué)這個(gè)的 ☺

謝邀。圖形學(xué)是計(jì)算機(jī)里面的一個(gè)大方向了，領(lǐng)域也比較多。查了一下，貴校圖形所是軟件學(xué)院的，院長(zhǎng)孫家廣院士是CAD、三維模型這類的方向的，那可能很多也是會(huì)跟這些有關(guān)。

有沒有前途，我不是研究圖形學(xué)的，說了不算。不過，研究這個(gè)確實(shí)有用武之地，而且圖形學(xué)的入門門檻比起計(jì)算機(jī)的其他方向，要高一些。不過，也聽說搞圖形的人挺多出來(lái)是去游戲公司的。