計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)研究

陳耿

摘要：隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的不斷革新延展，涉及圖形圖像處理技術(shù)開(kāi)始引起社會(huì)各界廣泛關(guān)注。在此類背景影響下，筆者決定針對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)主流研究方向、發(fā)展背景、系統(tǒng)機(jī)理結(jié)構(gòu)、日后應(yīng)用領(lǐng)域等內(nèi)容，加以細(xì)致化驗(yàn)證解析。希望經(jīng)過(guò)上述圖形學(xué)、圖形處理技術(shù)內(nèi)容的重新詮釋過(guò)后，能夠更好地調(diào)整相關(guān)技術(shù)操作人員專業(yè)技能和職業(yè)道德素質(zhì)，為今后我國(guó)圖形圖形處理工藝可持續(xù)發(fā)展，奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；圖形圖像；處理技術(shù)；革新改造

中圖分類號(hào)：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）05-0171-02

Abstract： With the continuous innovation of computer information technology in our country， the graphics and image processing technology has been widely concerned by all circles of society. Under the influence of this kind of background， the author decided to aim at the mainstream research direction， development background， system mechanism structure and future application field of computer graphics. Hope after the graphics， graphics processing technology content of the re interpretation of after， can better adjust technical operation of professional skills and professional moral quality， and lay a foundation for China's graphics processing technology for sustainable development in the future.

Key words： computer； graphic image； processing technology； innovation and transformation

這里廣泛強(qiáng)調(diào)的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，實(shí)質(zhì)上就是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行圖像圖形一切內(nèi)涵信息精確化表達(dá)的學(xué)科內(nèi)容，可以順勢(shì)細(xì)化為圖形表達(dá)、圖像處理、生成顯示等工序流程。隨著我國(guó)現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷升級(jí)調(diào)試，該類學(xué)科活躍性大幅度提升，已經(jīng)在我國(guó)各類領(lǐng)域之中得到大力推廣沿用。

1 計(jì)算機(jī)圖形圖像處理的基礎(chǔ)性內(nèi)涵機(jī)理論述

所謂的計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)，就是主張利用概念和數(shù)學(xué)描述方式，進(jìn)行特定物體幾何數(shù)據(jù)和模型描述，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之中加以顯示、修改、儲(chǔ)存完善。其核心內(nèi)容可以細(xì)化為：

第一，幾何變換，包括平移、縮放、透視和投影等工序環(huán)節(jié)。

第二，即圖形數(shù)字化編碼、增強(qiáng)、復(fù)原、分割和分析事務(wù)。

第三，則是曲線和曲面擬合。

第四，建模和造型改良設(shè)計(jì)。

第五，隱線、隱面的適當(dāng)消除。

第六，明暗和貼圖紋理調(diào)試。

第七，色彩包裝修飾。

歸結(jié)來(lái)講，圖形圖像處理技術(shù)，長(zhǎng)期滲透于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD、制造CAM、教育CAI，以及虛擬現(xiàn)實(shí)等操作空間之中，并且當(dāng)中CAD的應(yīng)用最為廣泛。

2 計(jì)算機(jī)圖像學(xué)涉獵的主流工作內(nèi)容研究

計(jì)算機(jī)圖像學(xué)研究?jī)?nèi)容著實(shí)廣泛，包括圖形硬件、標(biāo)準(zhǔn)、交互式操作技術(shù)、曲線曲面建模、真實(shí)感圖形顯示計(jì)算方式、虛擬現(xiàn)實(shí)等結(jié)構(gòu)單元。其核心動(dòng)機(jī)，在于借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將真實(shí)感圖像靈活表達(dá)。因此，相關(guān)技術(shù)人員必須盡快搭建起圖形描述場(chǎng)景幾何表示體系，配合光照模型，進(jìn)行假想光源、紋理結(jié)構(gòu)、材質(zhì)屬性等層面的光照效果計(jì)算演練。另外，圖像學(xué)還能夠靈活呈現(xiàn)特殊幾何場(chǎng)景曲線曲面和實(shí)體造型，全程利用數(shù)字圖像模式加以支撐引導(dǎo)?？傮w來(lái)講，計(jì)算機(jī)圖像學(xué)和圖像處理之間，保留著深刻的關(guān)聯(lián)特性。

3 計(jì)算機(jī)圖像學(xué)的主流應(yīng)用領(lǐng)域解析

3.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造活動(dòng)方面

如今計(jì)算機(jī)圖形學(xué)已經(jīng)成功地應(yīng)用到建筑室內(nèi)施工、機(jī)械產(chǎn)品制造等領(lǐng)域，如動(dòng)車、發(fā)電廠、模具廠的功能調(diào)試等事務(wù)，而CAD和CAM便是在現(xiàn)代工業(yè)界中最為常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)圖形操作程序。而在電子工業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)也成功地過(guò)渡轉(zhuǎn)接到集成電路、電力線路網(wǎng)絡(luò)分析等細(xì)務(wù)之上，當(dāng)中呈現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)地位也都有目共睹。單純拿CAD程序?yàn)槔?，其主要?yīng)用在現(xiàn)代建筑工程圖紙三維形體建模工序之中，主張透過(guò)一系列二維信息之中，進(jìn)行三維信息提取、劃分和綜合化處理，進(jìn)一步在立體空間內(nèi)搭建起對(duì)應(yīng)的形態(tài)架構(gòu)，令當(dāng)中一切點(diǎn)、線、面的交互式拓?fù)潢P(guān)系得以重整，最終貫徹所需形體的重建任務(wù)指標(biāo)。

3.2 計(jì)算機(jī)圖形處理的用戶接口供應(yīng)方面

維護(hù)控制一類圖形化用戶界面的優(yōu)質(zhì)性，第一要?jiǎng)?wù)便是集中一切技術(shù)手段進(jìn)行圖形操作軟件易用性調(diào)節(jié)。事實(shí)上，自從Apple企業(yè)成功推廣全新圖形操作系統(tǒng)過(guò)后，尤其是在Windows各項(xiàng)應(yīng)用輔助范疇之下，圖形學(xué)知識(shí)開(kāi)始全面灌輸?shù)接?jì)算機(jī)操作的各項(xiàng)事務(wù)之中。

3.3 地形地貌和自然資源模擬演示方面

計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)，能夠?qū)⒋韲?guó)家經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的一切國(guó)土基礎(chǔ)信息搜集重整，進(jìn)一步衍生出生動(dòng)形態(tài)的平面、三維地形地貌演示圖，確保至此過(guò)后，高層國(guó)土整治機(jī)構(gòu)能夠作出更加科學(xué)的預(yù)測(cè)和決策，真正為國(guó)土資源多元化開(kāi)發(fā)利用，提供較為精準(zhǔn)的指導(dǎo)線索。

3.4 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫和其余藝術(shù)作品創(chuàng)作方面

隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)大力革新和推廣布置，能夠成功地在藝術(shù)創(chuàng)意領(lǐng)域中發(fā)揮指導(dǎo)作用的軟件，幾乎不勝枚舉，包括二維平面的Photo Shop，三維動(dòng)畫建模和宣傳調(diào)試程序3D MAX等，如今都已經(jīng)在藝術(shù)創(chuàng)作和產(chǎn)業(yè)之中滲透交接，對(duì)于我民族文化推廣和動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期協(xié)調(diào)運(yùn)營(yíng)，都將產(chǎn)生極強(qiáng)的支撐輔助效用。

4 計(jì)算機(jī)圖形、圖像操作應(yīng)用技術(shù)的諸多差異和關(guān)聯(lián)細(xì)節(jié)探討

首先，數(shù)據(jù)來(lái)源渠道不同。圖像數(shù)據(jù)大多數(shù)情況下源自于客觀世界，而圖形處理數(shù)據(jù)則傾向于主觀世界。

其次，處理工藝形式不同。圖像處理工藝可細(xì)化為幾何結(jié)構(gòu)修正、圖像形式變換、圖像分割、圖像內(nèi)涵解析、圖像類型識(shí)別等。相比之下，圖形調(diào)試手段則包含幾何變換、開(kāi)窗裁剪、隱藏面消除、明暗紋理加工等。

最后，理論基礎(chǔ)和應(yīng)用價(jià)值不同。圖像處理技術(shù)全程配合高端數(shù)字信號(hào)、模糊數(shù)學(xué)理論等，進(jìn)行遙感、醫(yī)學(xué)、軍事等領(lǐng)域圖像綜合化調(diào)試。而計(jì)算機(jī)圖形處理則深度聯(lián)合樣條、計(jì)算幾何和分形理論，進(jìn)行CAD計(jì)算機(jī)模擬調(diào)試和動(dòng)畫藝術(shù)作品創(chuàng)作。

而在諸多計(jì)算機(jī)圖形、圖像應(yīng)用環(huán)節(jié)之中，兩類操作技術(shù)交互式關(guān)聯(lián)特性便不斷呈現(xiàn)，如若技術(shù)人員能夠及時(shí)結(jié)合外國(guó)先進(jìn)操作理念和自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行圖形、圖像諸多控制優(yōu)勢(shì)融合，便能夠在較短時(shí)間范圍內(nèi)令設(shè)計(jì)成品視覺(jué)效果和質(zhì)量等，趨近完善形態(tài)。事實(shí)上，經(jīng)過(guò)圖形圖形技術(shù)綜合化發(fā)展步伐的逐漸加快，關(guān)于兩類工藝技術(shù)交互式滲透環(huán)節(jié)中的界限也變得模糊起來(lái)。至于兩者之間的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換流程則具體如下圖所示：

由上圖觀察驗(yàn)證得知，圖形學(xué)的逆向運(yùn)作過(guò)程，主要是進(jìn)行輸入圖像三維數(shù)據(jù)模型提取，包括機(jī)器視覺(jué)和寫體識(shí)別等。至于模型變換，則主張聯(lián)合計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行各類幾何形體數(shù)學(xué)模型靈活便利地創(chuàng)建，順勢(shì)提升內(nèi)部算法自動(dòng)化運(yùn)作效率，輔助技術(shù)人員全面研究認(rèn)證曲線、曲面的表示、生成、拼接擬合手法，最終在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之內(nèi)更好地存儲(chǔ)和管理特定模型結(jié)構(gòu)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，計(jì)算機(jī)圖形和圖像處理技術(shù)如今已經(jīng)得到全面革新發(fā)展，并且逐漸滲透到人民學(xué)習(xí)、工作、生活，以及企業(yè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域之中。相關(guān)技術(shù)人員有必要不斷提升相關(guān)軟件程序熟練操作技能，盡量將各類數(shù)據(jù)內(nèi)容靈活存儲(chǔ)和改造沿用，相信長(zhǎng)此以往，必將為我國(guó)計(jì)算機(jī)圖形圖像學(xué)和社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)事業(yè)系統(tǒng)化發(fā)展，提供較為穩(wěn)固的過(guò)渡支撐橋梁。

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