ＣＧ電腦圖形學(xué)淺析

摘要：電腦圖形學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在影視特效、合成制作、電腦游戲制作、建筑效果圖制作、廣告設(shè)計(jì)、電視欄目包裝以及個(gè)人藝術(shù)創(chuàng)作五個(gè)方面。

關(guān)鍵詞：CG電腦圖形；研究

中圖分類號(hào)：TP391.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006－3315（2008）06－129－01

CG為(Computer Graphics )電腦圖形學(xué)的英文縮寫，是一種使用數(shù)學(xué)演算法將二維或三維圖形轉(zhuǎn)化為電腦顯示器的柵格形式的科學(xué)。 其核心意思為數(shù)碼圖形。隨著時(shí)代發(fā)展，CG的含義有所拓展，但是始終沒有超出這個(gè)中心意思。

中國的CG發(fā)展起源于二十世紀(jì)80年代末期，在清華大學(xué)、浙江大學(xué)等國家重點(diǎn)大學(xué)中的計(jì)算機(jī)科學(xué)研究所中已經(jīng)開始了對(duì)計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的研究，真正CG在中國開始發(fā)展的階段大約是在1994年左右直到現(xiàn)在，隨著PC技術(shù)的發(fā)展，以前專業(yè)的硬件設(shè)備也逐步移植倒PC平臺(tái)上，價(jià)格也日益大眾化。原來只能在工作站上使用的軟件，現(xiàn)在也可以用在PC平臺(tái)上，使得有更多的人員能夠從事CG行業(yè)中來。此外，隨著更多的國外影視藝術(shù)作品、電腦游戲的進(jìn)入，更進(jìn)一步激發(fā)了年輕一代的計(jì)算機(jī)從業(yè)人員、藝術(shù)設(shè)計(jì)與制作專業(yè)人員投身于CG行業(yè)的熱情，這在客觀因素上起到了刺激作用。

電腦圖形學(xué)既涉及電腦技術(shù)，也研究藝術(shù)。是技術(shù)與藝術(shù)的結(jié)合。其主要研究內(nèi)容是研究如何在電腦中表示圖形、以及利用電腦進(jìn)行圖形的計(jì)算、處理和顯示的相關(guān)原理與演算法，從而更加真實(shí)的模擬現(xiàn)實(shí)。從組成形式上來看，圖形通常由點(diǎn)、線、面、體等幾何元素及灰度、色彩等非幾何屬性組成。從處理技術(shù)上來看，圖形主要分為兩類，一類是基于線條信息表示的，如工程圖、等高線地圖等，另一類是具有真實(shí)感的明暗或彩色圖形。

電腦圖形學(xué)的研究內(nèi)容非常廣泛，如圖形硬體、圖形標(biāo)準(zhǔn)、圖形交互技術(shù)、光柵圖形生成演算法、曲線曲面造型、實(shí)體造型、真實(shí)感圖形計(jì)算與顯示演算法，以及科學(xué)計(jì)算可視化、電腦動(dòng)畫、自然景物模擬、虛擬現(xiàn)實(shí)等。

電腦圖形學(xué)一個(gè)主要的目的就是要利用電腦產(chǎn)生令人賞心悅目的真實(shí)的圖形，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與藝術(shù)的完美結(jié)合。首先，必須建立物體及場景，設(shè)置模擬光源，并通過電腦計(jì)算在假定的光源角度、紋理、材質(zhì)屬性下的光照效果。電腦圖形學(xué)也可以從技術(shù)的角度把可以表示幾何場景的曲線曲面造型技術(shù)和實(shí)體造型技術(shù)作為其主要的研究電腦技術(shù)方面的內(nèi)容。

最終真實(shí)感圖形計(jì)算的結(jié)果是以數(shù)字圖象的方式提供的。圖形與圖象兩個(gè)概念間的區(qū)別越來越模糊，但還是有區(qū)別的：圖象純指電腦內(nèi)以點(diǎn)陣圖形式存在的灰度信息，而圖形含有幾何屬性，或者說更強(qiáng)調(diào)場景的幾何表示，是由場景的幾何模型和景物的物理屬性共同組成的。此外，圖形的存儲(chǔ)是畫圖的函數(shù)，而圖像的存儲(chǔ)方式則是像素的位置信息和顏色信息及灰度信息；圖形放大顯示不會(huì)失真，而圖像放大會(huì)失真；圖形可以作旋轉(zhuǎn)、扭曲、拉伸處理，而圖像可以進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)等處理，圖形算法是，幾何算法，而圖像用濾波、統(tǒng)計(jì)的算法。再者圖形不是主觀存在的，是根據(jù)客觀實(shí)物而主觀形成的，圖像則是對(duì)客觀事物真實(shí)的描述。

電腦圖形學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在影視特效、合成制作、電腦游戲制作、建筑效果圖制作、廣告設(shè)計(jì)、電視欄目包裝以及個(gè)人藝術(shù)創(chuàng)作五個(gè)方面。無論好萊塢大片所創(chuàng)造的幻想世界，還是電視新聞所關(guān)注的現(xiàn)實(shí)生活，內(nèi)容幾乎涉及人們工作、生活的所有領(lǐng)域，其表現(xiàn)形式可以是二維或三維、靜態(tài)或動(dòng)態(tài)。隨著以計(jì)算機(jī)為主要工具進(jìn)行視覺設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的一系列相關(guān)產(chǎn)業(yè)的形成。CG的概念正隨著應(yīng)用領(lǐng)域的拓展在不斷擴(kuò)大。如今的CG一詞，既包括技術(shù)，也包括藝術(shù)，幾乎囊括了當(dāng)今電腦時(shí)代中所有的視覺藝術(shù)創(chuàng)作活動(dòng)，如平面印刷品的設(shè)計(jì)、網(wǎng)頁設(shè)計(jì)、三維動(dòng)畫、影視特效合成、多媒體技術(shù)、以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)為主的建筑設(shè)計(jì)及工業(yè)造型設(shè)計(jì)等。國際上習(xí)慣將利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行視覺設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的領(lǐng)域通稱為CG。由CG和虛擬真實(shí)技術(shù)制作的媒體文化，都可以歸于CG范疇。并以CG行業(yè)為契機(jī)，形成了周邊產(chǎn)業(yè)。CG行業(yè)已經(jīng)形成一個(gè)以藝術(shù)創(chuàng)作為基礎(chǔ)、以電腦技術(shù)為支撐的龐大的視覺藝術(shù)創(chuàng)意型經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈。