计算机图形学与图形图像处理技术

崔煜昆

摘 要：本文介绍了计算机图形学的研究内容、发展历史、图形系统的组成和功能、应用领域以及真实感图形的实现技术，对图形学的基本内容进行了概括，为读者展现了有关计算机图形学与图形图像处理技术。

关键词：计算机；图形学；图形图像；处理技术

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）10-0040-01

计算机图形学的发展极大的方便了人们的生活，对社会的各个方面也发挥了巨大的作用，比如在导航、电力系统、飞机、船舶等的应用。因此掌握这一技术对生产生活具有现实意义。

1 計算机图形系统的组成

计算机图形系统由硬件设备和相应的图形图像软件系统这两部分组成。高质量的计算机图形软件与高性能计算机图形硬件设备无法分离。图形系统硬件通常由图形处理器、图形输出设备和输入设备组成。图形处理器是图形系统结构的重要组成部分，是计算机和显示终端之间的连接器。图形处理器具有存储和操作图形的能力，可以进行大部分的图形功能计算，这也大大降低了CPU的负担，从而提高了系统的显示能力和速度。

最常用的图形输入设备是键盘和鼠标。人们一般通过一些图形软件用键盘和鼠标直接在屏幕上定位和输入图形。数据手套是通过传感器和天线发送手指的位置和方向的信息。这些输入设备在虚拟现实场景的构建和漫游中特别有用。光笔是检测光的装置，它直接在屏幕上操作，拾取位置。

图形输出设备是一种可以快速生成和处理图形的显示系统，以及将图形永久存储在介质上的图形系统，包括显示器、绘图仪、打印机等。CAD和CAM是现代工业中最广泛使用和流行的计算机图形工具。电脑图形广泛应用于建筑设计、室内建筑设计、机械产品设计等，包括飞机、汽车、汽车、船舶。

随着计算机系统、图形输入/输出设备的发展，在电子工业设计中，计算机图形技术在大型集成电路、印刷电路板、电子电路和网络分析等方面的优势非常明显。

CAD是基于三维建模的工程图。尺寸建模是从二维信息中提取三维信息，通过对这些信息的分类、综合和一系列处理，在三维空间中重建对应于三维体的二维信息。

随着计算机系统的发展，图形输入和输出设备、计算机图形学软件也在不断更新和改进，就出现了许多支持计算机图形技术的软件系统。如各种子程序、图形库、甚至专用图形系统等。为了实现程序的可移植性，已经开发了面向用户的设备驱动程序包和图形生成管理包。

2 计算机图形学概述

2.1 计算机图形学研究的主要内容

计算机图形学研究非常广泛，如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形算法、曲面建模、物理建模、逼真图形显示算法、科学计算可视化、计算机动画、自然模拟、虚拟现实等等。图形系统的设计与开发是计算机科学与工程的重要组成部分。作为图形系统，至少具有计算、存储、输入、输出对话等五个方面的基本功能。计算功能：实现计算、转换、分析等所需的设计过程。

计算机图形学的主要目的是使用电脑来表达真实的图形感。为此，我们必须建立关于几何表示场景的图形描述，使用光模型计算光照下的假想光源、纹理、材质特性。所以计算机图形学与计算机辅助几何设计密切相关。图形也可将曲面建模技术和物理建模技术的几何场景作为其主要研究内容。同时，以数字图像的形式提供现实图形的结果，并且和计算机图形和图形图像处理密切相关。

2.2 计算机图形图像处理的基本概念

计算机图形图像处理是指通过使用由概念或数学描述表示的对象的几何数据或几何模型来显示存储、修改、改进和执行相关操作的过程。图像处理包括主要内容有：（1）几何变换，如平移、旋转、缩放、透视和投影。（2）图像数字化、图像编码、图像增强、图像恢复、图像分割和图像分析。（3）曲线和曲面拟合。（4）建模或建模设计。（5）隐藏线，隐藏表面消除。（6）阴影。（7）纹理。（8）颜色设计。

3 计算机图形系统的组成与功能

3.1 行人-- 机器通信

用户通过显示屏观察设计结果和图形，并选择拾取装置修改不令人满意的部分。系统还追溯到以前的工作步骤，并在用户进行操作时给出必要提示和修改意见。

3.2 计算机图形化的用户接口

一个良好的图形用户界面可以大大提高软件的易用性，随着苹果图形界面操作系统的引入，特别是微软Windows应用操作系统的普及，标志着图形已经在各个领域被整合到了电脑中。

3.3 地形地貌和自然资源图

陆地信息资源是国家经济体系的重要组成部分。使用这些存储的信息绘制技术，可以生成三维地形图，进行高层次土地整治、预测和提供决策综合管理和资源利用研究与开发，为军队提供科学依据，这都体现了其重要的价值。

4 结语

计算机的不断发展彻底改变了人们的生活方式，各个方面都能用到这一技术，而图形技术则在很多方面发挥了无可取代的技术，而在未来图像处理技术有着更大的用途。本文对计算机图像处理技术做了一些介绍，希望能增加人们对该技术的认识。

参考文献

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