計算機圖形與圖形圖像處理技術(shù)的相互結(jié)合

鐘凱飛

（杭州師范大學錢江學院，浙江 杭州310012）

0 前言

圖形是現(xiàn)實世界中客觀存在的，圖像則是通過主觀構(gòu)造出來的，而計算機的圖形圖像處理技術(shù)就是關(guān)聯(lián)這兩者，把圖形與圖像處理技術(shù)結(jié)合的計算機學科門類，隨著計算機圖形學與圖形圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展，兩者之間的結(jié)合越來越緊密和融洽，在各個領(lǐng)域的應(yīng)用也越發(fā)的廣泛，逐漸成為計算機科學中應(yīng)用最活躍的學科。

1 計算機圖形圖像處理技術(shù)

1.1 計算機圖形圖像處理技術(shù)的基本概述

計算機圖形圖像處理是將概念的或描述性的形象的幾何模型或數(shù)據(jù)用計算機顯示、修改、完善并存儲的操作過程，其主要實現(xiàn)以下幾個方面的功能：

1）對圖像進行幾何變換，如：旋轉(zhuǎn)、平移、投影、縮放等。

2）實現(xiàn)圖像的數(shù)字化、圖像增強、圖像復(fù)原、圖像編碼、圖像分析和圖像分割等。

3）對圖形的曲線和曲面實行擬合操作。4）消除圖像中的隱線和隱面。

5）進行計算機圖像的建模和造型設(shè)計。

6）進行相應(yīng)的色彩設(shè)計和明暗處理以及紋理貼圖的處理。

1.2 計算機圖形圖像處理技術(shù)的功能及構(gòu)成

1.2.1 功能

計算機科學與工程領(lǐng)域中，計算機圖形圖像處理技術(shù)的研發(fā)和改進是一項重要內(nèi)容，而這必須依靠計算機圖形系統(tǒng)來完成。計算機圖形系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下五種基本功能：計算功能，存儲功能，輸入、輸出功能，對話功能。計算機圖形系統(tǒng)的計算功能是指在圖形圖像的設(shè)計過程中，利用其進行必要的分析計算、變換等。計算機圖形系統(tǒng)的存儲功能是指能對計算機圖像以及幾何數(shù)據(jù)實行實時的監(jiān)控、維護、檢索。計算機圖形的輸入、輸出功能是指利用計算機圖形系統(tǒng)能實現(xiàn)輸入圖形圖像的幾何參數(shù)以及相關(guān)形體命令，并在顯示狀態(tài)下對最終的圖形圖像處理結(jié)構(gòu)進行輸出、拷貝。計算機圖形系統(tǒng)的對話功能是指通過顯示器和交互設(shè)備進行人與計算機間的溝通。使用者通過顯示器可直觀地看到圖形圖像設(shè)計和處理的結(jié)果，并通過相關(guān)設(shè)備對不滿意的地方進行實時修改，另外系統(tǒng)還會自動保存用戶的操作，對不恰當?shù)牟僮饔枰蕴崾?，用戶還可對前面進行的操作進行撤銷，實現(xiàn)對象的還原。

1.2.2 構(gòu)成

計算機圖形的完成和處理需要計算機圖形系統(tǒng)的支持，它由計算機硬件設(shè)備以及計算機圖形圖像軟件兩部分構(gòu)成。一般來說，計算機圖形的高質(zhì)量需要過硬的計算機硬件設(shè)備的支持。計算機圖形硬件主要包含圖像處理器、圖像輸入設(shè)備和圖像輸出設(shè)備三個部分。圖像處理器是整個系統(tǒng)的重要部分，它能作為紐帶連接顯示終端設(shè)備和計算機設(shè)備，主要具有的功能是處理和存儲圖像，同時還能夠完成大量圖形函數(shù)的計算，這不僅大大減少了計算機中央處理器的工作負擔，而且提高了計算機操作系統(tǒng)的運行速度，使得圖形圖像處理的效率和能力也得到了提高。另外，圖形系統(tǒng)常見的輸入設(shè)備主要是鍵盤和鼠標，人們可以通過它們做到直接輸入圖形和進行圖形的制作、定位。最后，計算機圖形的輸出設(shè)備是能夠快速地生成圖像和顯示圖像以及傳輸和保存圖像的系統(tǒng)設(shè)備，主要有顯示器、打印機、繪圖儀等。

2 計算機圖形與圖形圖像處理技術(shù)結(jié)合的應(yīng)實例

在實際情況中，計算機圖形與計算機圖形圖像處理技術(shù)是密不可分的，這兩者結(jié)合可以使圖形圖像的視覺效果更加的精美，質(zhì)量更加的完美。并且，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，這兩者之間已經(jīng)形成了一種相互交叉、相互滲透的關(guān)系，之間相區(qū)別的界線也越來越模糊，兩者可以說已經(jīng)形成一個整體共同發(fā)揮著作用，兩者結(jié)合主要應(yīng)用在以下幾個方面：

2.1 計算機輔助制造及設(shè)計方面

在工業(yè)產(chǎn)業(yè)中，CAD(計算機輔助設(shè)計)是應(yīng)用領(lǐng)域最廣泛和應(yīng)用最活躍的計算機圖形圖像處理技術(shù)，廣泛地用于工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計。

例如：車床、汽車、土建工程項目等的設(shè)計以及網(wǎng)絡(luò)分析、集成電路等領(lǐng)域運用CAD具有相當大的優(yōu)勢，在遇到設(shè)計工作量很大的建筑工程、電路設(shè)計時，依靠人工設(shè)計的成本及時間都會較大，利用CAD則可以很大程度上減少設(shè)計的難度、成本和時間。

2.2 可視化

SGI公司在2002年提出可視化硬件和軟件的概念，主要實現(xiàn)建模和渲染，最終生成具有很高真實感的圖形。其實早在十九世紀，就有科學家提出計算可視化的設(shè)想，可是迫于條件有限最終也只能落為一紙空談。如今，可視化已廣泛用于氣象分析、醫(yī)學以及流體力學等領(lǐng)域，其還有很大的提升空間和應(yīng)用價值。

2.3 計算機動畫以及藝術(shù)設(shè)計

計算機圖形和圖形圖像處理技術(shù)隨著計算機系統(tǒng)及技術(shù)的發(fā)展，早已不僅僅停留在靜態(tài)圖形的處理方面，更是實現(xiàn)了以此為基礎(chǔ)的計算機動畫處理技術(shù)的產(chǎn)生，這樣大大豐富了人們的生活和計算機的功能。正如現(xiàn)在的美術(shù)工作者在進行商業(yè)化的美術(shù)設(shè)計時也更加青睞于使用計算機圖形圖像處理技術(shù)進行藝術(shù)創(chuàng)造，大量的繪畫程序：PaintShop、3DMAX等，更是滿足了藝術(shù)家們各種二維、三維設(shè)計的需要，得到廣泛的應(yīng)用，其中的許多功能都是藝術(shù)家僅憑雙手難以辦到的。

2.4 用戶接口

在圖形界面中，計算機顯示窗口、按鈕、圖標等圖形表示不同目的的操作，用戶可利用鼠標等指針進行選址想要進行的命令，計算機圖形用戶界面的好壞決定著軟件易用性的強弱。這個應(yīng)用最成功案例便是蘋果公司、微軟公司，上個世紀它們相繼實現(xiàn)圖形化用戶界面的操作系統(tǒng)，特別是Windows操作系統(tǒng)更是得到了廣泛地應(yīng)用，Windows的圖形界面包括桌面、墻紙、視窗、文件界面、菜單界面、圖標、按鈕等，具有高度的人性化。

3 結(jié)語

計算機圖形與圖形圖像處理技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于人們生活的各個方面，它為人們的生活和工作帶來了極大的便利，兩者密不可分的結(jié)合不僅創(chuàng)造出了許許多多功能強大、使用方便、效果極佳的應(yīng)用程序，更是為我們的生活創(chuàng)造了許多豐富多彩的視覺享受和生活體驗。相信未來隨著計算機及圖形圖像處理技術(shù)的發(fā)展，我們的生活、我們的世界將會變得更加精彩紛呈。

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［2］萬良君.超級計算機圖形學和可視化[J].計算機工程與科學，1993(01).

［3］陳敏雅,金旭東.淺談計算機圖形學與圖形圖像處理技術(shù)[J].長春理工大學學報，2011(01).