芻議計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)

摘 要：20世紀(jì)80年代初，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)理念誕生，后來圖形圖像處理技術(shù)快速發(fā)展，而且漸漸變得十分成熟。在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，圖形圖像處理技術(shù)是一個(gè)重要的內(nèi)容，計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步使得圖形圖像有著更為多元化的用途，并在很多領(lǐng)域被大量運(yùn)用。本文主要根據(jù)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展入手，探討圖形圖像處理技術(shù)及其應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；圖形圖像；處理技術(shù)

中圖分類號(hào)：G202 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：T

Abstract：In the 1980s，the concept of computer graphics，then graphics image processing technology rapid development，and gradually become very mature.In computer science，image processing technology is an important content and progress of computer technology makes the image has a more diverse purposes，and is widely used in many fields.In this paper，according to the development of computer graphics，graphics image processing technology and its application are discussed.

Keywords：the computer；graphic images；processing technology

1 引言（Introduction）

互聯(lián)網(wǎng)的高度普及使得我們的生活越來越離不開計(jì)算機(jī)，而計(jì)算機(jī)促進(jìn)了圖形圖像技術(shù)不斷發(fā)展，從土木工程、機(jī)械設(shè)計(jì)到視頻處理等都需要計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)，越來越多的人們開始積極投入到計(jì)算機(jī)圖形圖像處理工作中[1]。但這種新興技術(shù)發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，應(yīng)用手段還不成熟，巨大的潛能還有待深入開發(fā)，相關(guān)行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)圖形圖像處理技術(shù)探索，以適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展。

2 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)（Computer graphics）

19世紀(jì)中葉，美國(guó)出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)附件，滾筒式繪圖儀就是該時(shí)期科學(xué)家發(fā)明的，這使得過去的數(shù)字式記錄儀的操作繁復(fù)、毛病多的問題得以有效解決，而此時(shí)社會(huì)正處于電子管計(jì)算機(jī)發(fā)展階段。到了20世紀(jì)50年代，美國(guó)林肯實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造了空中防御計(jì)算機(jī)體系，該體系充分運(yùn)用了計(jì)算機(jī)顯示器，可在上面用筆點(diǎn)擊操作，以此控制目標(biāo)。并且不少技術(shù)、圖形設(shè)計(jì)已經(jīng)大量運(yùn)用于社會(huì)日常生活中，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)漸漸興起。計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的表達(dá)目的明確而簡(jiǎn)單，即以處理過的圖片來沖擊人的視覺，將仿真的美感真實(shí)展現(xiàn)出來，讓人們獲得視覺享受。圖形的幾何數(shù)學(xué)設(shè)置是實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的基本方式，在模型中表現(xiàn)出圖形的光照、材質(zhì)以及紋理等要素，滿足圖形設(shè)計(jì)要求。從幾何圖形處理角度來看，計(jì)算機(jī)功能深受圖形學(xué)的影響，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在幾何模型建立中對(duì)幾何實(shí)體技術(shù)以定向分析的方式加以處理，圖形數(shù)據(jù)結(jié)果會(huì)以數(shù)字圖形來表現(xiàn)，故而計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)有著十分密切的關(guān)系。

3 計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)（Computer graphics image processing technology）

計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的內(nèi)容包括了旋轉(zhuǎn)、投影、縮放等幾何轉(zhuǎn)變；圖像復(fù)原、分析、編碼、分割等；將計(jì)算機(jī)圖形圖像的線、隱面進(jìn)行消除；計(jì)算機(jī)圖形圖像建模、造型；擬合操作圖形圖像的曲線、曲面；色彩設(shè)計(jì)、貼圖紋理處理、明暗處處理。計(jì)算機(jī)圖形圖像通過這些內(nèi)容以數(shù)字圖像的方式展現(xiàn)物體的幾何數(shù)學(xué)，再以諸如修改、儲(chǔ)存等后期處理方式來完成圖形圖像處理。

計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備、圖形圖像處理軟件是計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)運(yùn)用的兩大基礎(chǔ)。一般來講，高性能的計(jì)算機(jī)硬件能夠?qū)Ω哔|(zhì)量的圖形進(jìn)行處理，計(jì)算機(jī)和顯示終端則與圖形圖像處理軟件有莫大的關(guān)系。計(jì)算機(jī)圖形圖像處理軟件自身有著設(shè)計(jì)、修改、存儲(chǔ)等作用，能夠快速地整合圖片上的數(shù)據(jù)，使計(jì)算機(jī)中央處理不會(huì)承擔(dān)過重的負(fù)載，提高軟件工作效率，使圖片的質(zhì)量得到很好的保證[2]。鼠標(biāo)、鍵盤作為計(jì)算機(jī)圖形圖像處理的輸入終端，其作用就是定位和修改圖片，而計(jì)算機(jī)圖形圖像的輸入輸出設(shè)備、顯示系統(tǒng)則是打印機(jī)、繪圖儀、顯示器等硬件，它們能夠有效地保存圖片。研發(fā)與設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，輸入輸出、對(duì)話、儲(chǔ)存、計(jì)算等等功能是計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的基本作用，所謂輸入輸出是指將圖形的幾何參數(shù)輸入圖形中，以狀態(tài)顯示的方式輸出、復(fù)制修改過的數(shù)據(jù)。其對(duì)話功能是指人和計(jì)算機(jī)的交流是通過人機(jī)交互設(shè)備、顯示器來進(jìn)行，且能夠修改和調(diào)整圖形數(shù)據(jù)。而分析轉(zhuǎn)換并保護(hù)圖形圖像的幾何參數(shù)則是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)功能的體現(xiàn)。經(jīng)濟(jì)、高效而協(xié)同是計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的特點(diǎn)，它將過去那種設(shè)計(jì)、出實(shí)物、試驗(yàn)的技術(shù)處理方式進(jìn)行了改變，其仿真模擬利用CAE軟件就能夠?qū)崿F(xiàn)，而且節(jié)約了設(shè)計(jì)成本。以前人工繪圖的工作方式因?yàn)镃AD等軟件而得以改變，它能夠有效結(jié)合二維與三維設(shè)計(jì)，把那些多余的工作環(huán)節(jié)省去，使設(shè)計(jì)者的工作效率更高。另外，各部門及專業(yè)在傳輸共享信息數(shù)據(jù)時(shí)可以用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理軟件來實(shí)現(xiàn)，企業(yè)間或者部門間的協(xié)同配合作用被加強(qiáng)了。

4 計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的應(yīng)用分析（The application of computer graphics image processing technology is analyzed）

當(dāng)代社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域都在廣泛地運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)，該技術(shù)的成熟主要體現(xiàn)在以下領(lǐng)域中：

4.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造

計(jì)算機(jī)技術(shù)在當(dāng)今人類社會(huì)運(yùn)用實(shí)踐中正不斷地獲得新的突破，計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的有關(guān)軟件也在層出不窮地誕生。這些軟件可以更加形象、直觀、生動(dòng)地表示三維圖像及動(dòng)畫物體的形狀、大小、質(zhì)感等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)者對(duì)圖形圖像的設(shè)計(jì)思路也更有目的性，且可以不斷修改。這使得人工繪圖的二維設(shè)計(jì)缺陷得以被彌補(bǔ)，生產(chǎn)研發(fā)時(shí)間被大幅度縮短，產(chǎn)品的投產(chǎn)時(shí)間更快，進(jìn)入市場(chǎng)也更早。研發(fā)時(shí)利用參數(shù)等在計(jì)算機(jī)上傳輸物體開發(fā)過程，既能夠指導(dǎo)生產(chǎn)研發(fā)程序，又能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)督產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的形態(tài)、質(zhì)量等問題，使零部件的性能得以保障。設(shè)計(jì)者可以利用計(jì)算機(jī)繪圖平臺(tái)提高工作效率，加強(qiáng)產(chǎn)品創(chuàng)新。例如，某個(gè)知名的汽車制造公司在制造汽車零部件，過去都是先制造實(shí)物，然后再根據(jù)實(shí)物開展試驗(yàn)，最后研究分析試驗(yàn)結(jié)果。這樣的做法既造成人力物力的極大浪費(fèi)，而且試驗(yàn)中的誤差也非常大。如今汽車零部件的設(shè)計(jì)都是運(yùn)用數(shù)字化手段，不但讓設(shè)計(jì)人員的工作效率被提高，而且設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品精度也很高。汽車零部件的質(zhì)量、安全性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度等可以運(yùn)用CAE等相關(guān)軟件來實(shí)施模擬實(shí)驗(yàn)[3]。計(jì)算機(jī)輔助控制系統(tǒng)是很多汽車制造公司在設(shè)計(jì)分析汽車控制系統(tǒng)所采用的軟件，它的好處就是以圖形的方式介紹操作方法，大部分人都可以比較輕松地掌握。在開發(fā)設(shè)計(jì)汽車零部件的時(shí)候，模擬仿真分析能夠提供相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，而發(fā)動(dòng)機(jī)ABS等零部件的開發(fā)可以運(yùn)用控制系統(tǒng)分析技術(shù)來仿真模擬，或者分析汽車的物理性能和參數(shù)。

4.2 國(guó)家地理圖和自然資源圖

國(guó)家運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形圖像處理軟件在一張圖片上整合出一國(guó)的地理分布圖和資源圖，便于規(guī)范和統(tǒng)一管理國(guó)土資源，也能夠提供一些科學(xué)數(shù)據(jù)供以規(guī)劃國(guó)土資源。人們還能夠在地形地貌圖繪和建模中運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)。地形地貌、自然資源圖是國(guó)土信息的基礎(chǔ)，也是一國(guó)的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)不可或缺的部分。人們對(duì)這些信息的存儲(chǔ)可以運(yùn)用平面圖繪制，并生成三維地形地貌圖。國(guó)家高層在國(guó)土整治中會(huì)依靠這些信息進(jìn)行預(yù)測(cè)，并將之作為決策依據(jù)，便于國(guó)家以科學(xué)發(fā)展觀理念去綜合治理、有效開發(fā)，不過這些也對(duì)軍事方面有著相當(dāng)重要的作用。

5 結(jié)論（Conclusion）

綜上所述，由于我們正處于互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展時(shí)代，計(jì)算機(jī)的普及已經(jīng)大規(guī)模展開，而計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)會(huì)隨著時(shí)間的推移被運(yùn)用于更多的領(lǐng)域。當(dāng)下，不管是大學(xué)還是高中，都已經(jīng)設(shè)置了計(jì)算機(jī)課程和圖像處理課程，這有助于推動(dòng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的大面積普及。人們的日常生活也因?yàn)橛?jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的出現(xiàn)日益豐富，而且這些內(nèi)容的具體化、色彩化令人印象深刻。盡管我國(guó)的計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)還不十分完善，和歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的高水平運(yùn)用還有不小的差距，不過由于計(jì)算機(jī)軟硬件的更新?lián)Q代速度很快，技術(shù)上的缺陷也因此而被有效彌補(bǔ)。計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的應(yīng)用隨著社會(huì)的發(fā)展而不斷擴(kuò)大應(yīng)用范圍，除了傳統(tǒng)的機(jī)械領(lǐng)域外，對(duì)于廣告業(yè)、動(dòng)漫業(yè)都有積極地促進(jìn)作用。計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的不斷進(jìn)步，客觀上也促進(jìn)了人員技能的進(jìn)步，為多元化的社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)（References）

[1] 何援軍.計(jì)算機(jī)圖形學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006（05）：12-13.

[2] 陳敏雅，金旭東.淺談?dòng)?jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)[J].長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，15（1）：97-98.

[3] 官小云，楊培會(huì).簡(jiǎn)析計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)[M].人工智能，2013（09）：61.

作者簡(jiǎn)介：

楊懷義（1965-），男，本科，副教授.研究領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)圖形圖像處理.endprint