計算機圖形學與圖形圖像處理技術

摘 要

本文通過對計算機圖形學的研究內容、圖形系統的組成以及功能進行分析，闡述了計算機圖形技術以及計算機圖像技術存在的區別，通過對計算機圖形技術以及計算機圖像技術的區別分析，得出兩者在數據信息來源、處理方式、運用的理論以及用途方面的區別，并得出兩者之間的內在聯系與相互轉換關系，最后探討了計算機圖形圖像處理技術在輔助制造設計、可視化、動畫和藝術等方面的應用。

【關鍵詞】計算機圖形學 圖形圖像處理技術 應用

1 前言

計算機圖形學的理論產生與發展始于上世紀80年代，在經過了近40年的發展與進步，其已經發展成了前沿應用學科里非常重要的一門分支學科。同時，計算機圖形圖像處理技術也已廣泛的應用于工業制造、現代通訊、多媒體等多個領域中，得到了越來越多的關注與重視。

2 計算機圖形學概述

2.1 計算機圖形學研究的主要內容

計算機圖形學作為一門前沿應用科學，其研究內容非常的廣泛。例如，圖形標準化研究、圖像交互研究、圖形建模研究、圖形圖像的可視化研究、動畫以及仿真研究等。在計算機圖形學的研究中，其主要是通過一定的計算機手段，來展示出具有非常強烈真實感的圖形圖像。在研究計算機圖形學的過程中，離不開相關的幾何設計理論。

2.2 計算機圖形系統的組成與功能

2.2.1 計算機圖形系統的組成

在進行計算機圖形與圖像處理過程中，需要運用到計算機圖形系統，其主要包含有計算機硬件以及相關的處理軟件。硬件設備包含有處理器裝置、圖形輸入以及輸出裝置。處理器對于系統來說尤為關鍵，其是實現計算機與圖形終端設備信息傳遞的橋梁。處理器可以處理并儲存相關的圖形圖像信息數據，同時還可以對圖形幾何函數進行運算，從而使圖形系統擁有更加優異的圖形顯示功能以及更快的圖像呈現速率。

在硬件裝置不斷發展的同時，相應的軟件技術也取得了很大的進步?，F階段，已經開發出了多種能夠用于圖形處理的應用程序，使計算機圖形系統功能更加完善。

2.2.2 計算機圖形系統的功能

對于計算機領域以及工程制造領域來說，計算機圖形系統的發展與進步是極為重要的。計算機圖形系統也應當包含有計算功能、信息儲存功能、信息輸入與輸出功能以及對話功能等。

（1）計算功能。在此功能中，應當可以完成圖形設計與處理中必須的一些運算分析與匯總。例如，坐標的轉換、元素的合成等。

（2）信息存儲功能。此功能中，應當可以實現對圖形信息數據的存儲，同時應當實現對相關數據信息的檢索以及維護。

（3）信息輸入以及輸出功能。在此功能中，應當可以實現對各種數據參數與命令的寫入，并利用相關設備實現對圖形信息的輸出。

（4）對話功能。此功能可以實現利用顯示設備或者人機交換裝置而完成人機的信息交流。

3 計算機圖形與圖像技術的區別和聯系

（1）兩者的數據信息來源有所差異。圖像信息是取自客觀存在的環境中，而圖形信息則是取自主觀世界。

（2）兩者的處理方式有所差異。對于圖像進行處理時，多采用幾何修訂、信息強化、圖像識別等方式。而對于圖形的處理，則主要通過幾何的轉換、圖形裁剪以及曲線擬合等相關方式進行。

（3）兩者所運用的理論有所差異。在對圖像進行處理時，多是運用數據信息處理理論、統計理論以及模糊數學模型理論等。而對圖形進行處理時，多用到仿射理論、幾何以及分形理論等。

（4）兩者的用途有所差異。圖像處理技術大多是用在航空領域、醫學領域以及制造領域中。而圖型處理技術大多用在CAD、計算機模擬以及動畫模擬等相關領域中。

在目前的應用過程中，計算機圖形處理技術與計算機圖像處理技術又是密不可分的，只有將兩者有機地融合，才能夠對圖形圖像的處理更為的完善與完美。兩者之間的聯系與轉換關聯圖，如圖1所示。

4 計算機圖形圖像處理技術的實際應用

4.1 在輔助制造設計領域中的應用

在輔助制造以及設計方面，計算機圖形圖像處理技術應用最多的便是CAD技術。此技術對于工業產品的設計制造以及工程設計等均發揮著極大的作用。通過應用計算機圖形圖像處理技術，當設計過程中涉及數據量龐大、系統繁雜的電路圖時，單純的依靠人工來完成幾乎不可能實現，而通過使用計算機圖形圖像處理技術，則可以非常迅速、精準的完成相關的設計工作，如此便節約了大量的人力以及時間，為企業可以帶來更多的效益。

4.2 在可視化領域中的應用

在網絡通訊技術快速發展的同時，數據庫的數量不斷增加，導致對于數據信息的分析與處理過程中會出現較大的困難，我們很難從海量的信息數據中快速的找到所需的信息數據，更無法把掌握數據信息的規律性。而通過計算機圖形圖像處理技術，將不同種類、特征的數據分類、歸納，并以不同形式加以呈現，如此便可以為我們獲取數據信息提供極大的便利。例如，圖形圖像處理技術在可視化氣象分析、醫學以及流體力學等領域中有了很好的應用。

4.3 在動畫與藝術領域中的應用

在計算機技術以及圖形圖像處理技術快速發展與進步的同時，我們也逐漸的突破了靜態圖像的限制，逐步的發展了動畫技術。并且，現代的商業美術領域中，設計者也多會利用計算機圖形圖像處理技術，而完成相關的藝術設計。例如，對3DMAX、ALins等軟件的應用。其中，一些計算機圖形圖像處理技術所擁有的功能，是一般藝術工作者無法達到的水平。

5 結語

計算機圖形圖像技術被廣泛地應用于各個領域中，通過此技術的應用，可以呈現出更為完美與新奇的感官效果，同時更加激發了人們的潛在創作力，也使得我們的生活更為多樣與精彩。

參考文獻

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作者簡介

侯培文（1977-），男，山西省平遙市人。工學碩士學位?，F為太原學院講師。主要從事計算機圖形圖像、軟件測試方面的研究。

作者單位

太原學院 山西省太原市 030032