計(jì)算機(jī)圖形與圖形圖像處理技術(shù)的相互結(jié)合

【摘要】從學(xué)科分類(lèi)角度來(lái)分析，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與計(jì)算機(jī)圖形圖像處理分別屬于不同方向的研究學(xué)科，無(wú)論是從概念上還是從所涉及的理論、知識(shí)領(lǐng)域來(lái)比較，兩者有著截然不同的特點(diǎn)及研究方向。在信息技術(shù)突飛猛進(jìn)發(fā)展的時(shí)代，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域的界限越來(lái)越模糊，兩者相互補(bǔ)充、相輔相成的趨勢(shì)愈發(fā)明顯。該文以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)以及圖形圖像處理技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)二者的概念以及聯(lián)系與區(qū)別進(jìn)行了具體的分析，并且對(duì)這兩門(mén)學(xué)科技術(shù)在實(shí)際生活中的應(yīng)用進(jìn)行了多個(gè)維度的研究。

【關(guān)鍵詞】處理；計(jì)算機(jī)；圖形圖像；應(yīng)用

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.06.068

Combination of Computer Graphics and Graphic Image Processing Technology

HAO Yan

（Shanxi Vocational and Technical College， Taiyuan 030000， China）

Abstract： From the perspective of disciplinary classification， computer graphics and computer graphics image processing belong to different research disciplines， with distinct characteristics and research directions when compared conceptually or in terms of the theoretical and knowledge fields involved. In the era of rapid development of information technology， the boundaries between computer graphics and image processing technology in application fields are becoming increasingly blurred， and the trend of mutual complementarity and supplementarity between them is becoming more and more obvious. This article is based on computer graphics and graphic image processing technology， and provides a specific analysis of their concepts， connections， and differences. It also conducts multidimensional research on the application of these two disciplinary technologies in practical life.

Keywords： handle； computer； graphic images； application

1計(jì)算機(jī)圖形、圖形圖像處理技術(shù)

1.1計(jì)算機(jī)圖形

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算加以算法模型的支持，能夠使得二維平面及三維立體圖形，通過(guò)一系列的計(jì)算、視覺(jué)效果和交互等環(huán)節(jié)的處理來(lái)達(dá)到人們生活及生產(chǎn)所需要的目的，無(wú)論是三維空間的數(shù)字建模，還是二維平面的圖像設(shè)定，計(jì)算機(jī)能夠高度且真實(shí)還原實(shí)物的形態(tài)，細(xì)膩地呈現(xiàn)出每一個(gè)細(xì)節(jié)，其次還能對(duì)其進(jìn)行再利用，甚至通過(guò)設(shè)計(jì)制作的模型模具，進(jìn)行模擬實(shí)體成型實(shí)驗(yàn)。通俗來(lái)講，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是運(yùn)用數(shù)字化圖形和計(jì)算機(jī)視覺(jué)的交互過(guò)程，通過(guò)構(gòu)建一整套完善的圖形圖像繪制標(biāo)準(zhǔn)，讓每一個(gè)圖像都生動(dòng)形象。各行各業(yè)需要持續(xù)發(fā)展才能滿足日益增長(zhǎng)的需求，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)也不例外，為了保證圖形的真實(shí)感，我們必須深入探索，全面建立圖形的描繪幾何表示，系統(tǒng)性地計(jì)算紋路質(zhì)感、虛擬光源等一系列材質(zhì)的相關(guān)屬性。這意味著，我們需要將幾何設(shè)計(jì)學(xué)的智慧融入計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中，從而創(chuàng)造出更加出色的實(shí)踐效果[1]。

從計(jì)算機(jī)誕生以來(lái)，它引領(lǐng)眾多行業(yè)從零開(kāi)始，實(shí)現(xiàn)了從無(wú)序到有序、從效仿到創(chuàng)新的過(guò)程，如今，可視化已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展的嶄新風(fēng)向標(biāo)，引導(dǎo)我們探索除數(shù)字符號(hào)之外的多元顯示形態(tài)。在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的殿堂里，CAD、BIM等系列軟件猶如建筑領(lǐng)域的關(guān)鍵，通過(guò)精心繪制的工程圖紙和建模圖形，讓我們的生產(chǎn)和交付效率得以顯著提升。與傳統(tǒng)模式的手工繪制圖紙相比，應(yīng)用軟件便能大幅減輕人力的重負(fù)。此外，它們還擁有令人嘆為觀止的自動(dòng)輸入及信息智能識(shí)別能力，它的獨(dú)特片面建模形式引領(lǐng)后來(lái)者逐步踏上建模過(guò)程，無(wú)形中節(jié)省了計(jì)算機(jī)渲染的寶貴資源。隨著應(yīng)用軟件在廣泛應(yīng)用和不斷發(fā)展的過(guò)程中逐漸走向成熟，他們所蘊(yùn)含的實(shí)踐意義和價(jià)值也日益彰顯，熠熠生輝。作為應(yīng)用軟件的核心，圖形圖像處理技術(shù)充分展現(xiàn)了計(jì)算圖形學(xué)在圖形圖像處理領(lǐng)域的堅(jiān)實(shí)后盾作用，堅(jiān)定不移地支撐著科技的進(jìn)步與發(fā)展。

1.2圖形圖像技術(shù)

計(jì)算機(jī)圖形和圖像是由硬件與軟件協(xié)同編織出來(lái)的豐富視覺(jué)表現(xiàn)。要達(dá)到高質(zhì)量的圖形和圖像效果，僅僅靠技術(shù)人員的雙手是不夠的，還必須擁有一臺(tái)性能卓越的機(jī)器，即處理器在連接顯示器到計(jì)算機(jī)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它以強(qiáng)大的處理和存儲(chǔ)能力為后盾，使復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)得以輕松完成，并減輕了整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，使計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)更加流暢[2]。另外，像噴墨打印機(jī)這些圖像輸出設(shè)備也可以保留原有圖形和圖像的功能。因此，在計(jì)算機(jī)圖形和圖像的處理過(guò)程中，這些輸出設(shè)備起著舉足輕重的作用。

計(jì)算機(jī)圖形和圖像處理系統(tǒng)具有輸入、輸出、處理、計(jì)算、記錄和對(duì)話功能。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)在信息技術(shù)和科學(xué)發(fā)展中非常重要，輸入和輸出功能處理、編輯和保存工程圖像、復(fù)制和發(fā)送圖像。計(jì)算是對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的分析、維護(hù)和檢索，對(duì)話是計(jì)算機(jī)和人類(lèi)使用設(shè)備進(jìn)行通信的過(guò)程。在此過(guò)程中，客戶(hù)可以進(jìn)行小的更改并補(bǔ)充不滿意的圖形設(shè)計(jì)。

1.3計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)之間的區(qū)別及聯(lián)系

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理和圖形學(xué)之間有著密切的關(guān)系，但也存在著顯著的差異。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要由三部分組成：點(diǎn)、線和面，這些點(diǎn)、線和面都有缺陷。如果處理的圖形過(guò)于復(fù)雜，將直接導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，并且在計(jì)算機(jī)上處理的應(yīng)用程序數(shù)量將繼續(xù)增長(zhǎng)。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理在這一領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì)，不再以點(diǎn)、線和面的形式出現(xiàn)，而是以特定的形式出現(xiàn)。

這兩種方法也有一些共性，在實(shí)踐中，可以將這兩種方法有機(jī)地融合起來(lái)，使圖像的內(nèi)容變得更為豐富，既可以增加畫(huà)面的立體感，又可以加強(qiáng)畫(huà)面的清晰度。在電腦的發(fā)展過(guò)程中，我們常常把電腦圖形和圖像學(xué)相融合，兩者的界線逐漸模糊，兩種圖像處理方法也逐漸失去了區(qū)別，在實(shí)踐中常常是相互結(jié)合的。

2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖形圖像處理技術(shù)融合的必要性

審視現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)兩者雖然在市場(chǎng)層面呈現(xiàn)出一定程度的水乳交融，但實(shí)質(zhì)上依然是兩個(gè)涇渭分明的領(lǐng)域[3]。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)作為一門(mén)高深的數(shù)學(xué)科學(xué)，它借助精密的數(shù)學(xué)算法，把二維、三維的圖形世界變成計(jì)算機(jī)可以理解和分析的語(yǔ)言。而在這一過(guò)程中，數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換依賴(lài)于符號(hào)學(xué)內(nèi)部的原理作為支撐，這無(wú)疑是計(jì)算機(jī)圖形在繼續(xù)前進(jìn)的道路上必須引起高度重視的關(guān)鍵問(wèn)題。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)科面臨著更加復(fù)雜多變的挑戰(zhàn)，行業(yè)持續(xù)繁榮，行業(yè)深度融合。在此背景下，該學(xué)科既需要對(duì)各行業(yè)、各領(lǐng)域的基本需求有深入的洞察，又需要尋求解碼與編碼的新平衡。唯有如此，才能以行業(yè)發(fā)展格局和市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，更好地適應(yīng)不斷變化的市場(chǎng)環(huán)境，滿足日益增長(zhǎng)的現(xiàn)實(shí)需求。展望未來(lái)，我們有理由相信，電腦圖形學(xué)一定能開(kāi)辟出一條更加寬廣的發(fā)展之路。

充分顯示圖形的外部狀態(tài)是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一項(xiàng)重要成就，在一定程度上代表了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展?fàn)顩r。由于信息化環(huán)境的影響，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在物理建模和硬件等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，大量用戶(hù)對(duì)所提出的外部圖形的有效性表示滿意，這些圖形的完成能夠顯示出真實(shí)的光影變化，強(qiáng)調(diào)圖形的基本材料。在這種情況下，設(shè)計(jì)師必須構(gòu)建一個(gè)基于圖表的光影投射的作品設(shè)計(jì)，了解圖表的外部現(xiàn)實(shí)和目標(biāo)，并在既定的知識(shí)框架內(nèi)，我們致力于描繪出目標(biāo)圖形的藍(lán)圖?？蛻?hù)需要的不只是一個(gè)完整的圖形的設(shè)計(jì)和創(chuàng)作，而且是一個(gè)起點(diǎn)，不斷地探索，不斷地創(chuàng)新。這一舉措旨在確保我們不僅滿足客戶(hù)的基本需求，更能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，實(shí)現(xiàn)價(jià)值最大化，基于圖形分析與創(chuàng)造的圖像處理是一個(gè)融合藝術(shù)與科技、電腦圖形、圖像處理技術(shù)與電腦本身相互融合的過(guò)程。計(jì)算機(jī)在圖形圖像的優(yōu)化和構(gòu)建過(guò)程中，必須不斷地推動(dòng)軟件、硬件和技術(shù)的發(fā)展，才能以圖像處理技術(shù)來(lái)呈現(xiàn)圖像。因此，我們需要致力于推動(dòng)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與其他相關(guān)部門(mén)的深度融合，并將其建設(shè)成為有力支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項(xiàng)重要工作。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與創(chuàng)新，為人類(lèi)社會(huì)的繁榮與進(jìn)步貢獻(xiàn)更多力量的計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)將在更多領(lǐng)域扮演重要角色。

3計(jì)算機(jī)圖形與圖形圖像技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用

3.1軌道交通車(chē)輛設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域的應(yīng)用

首先，生產(chǎn)校準(zhǔn)和其他重要部件要求非常嚴(yán)格。校準(zhǔn)包括車(chē)輪、車(chē)軸、制動(dòng)盤(pán)和變速箱。在裝配過(guò)程中，所有零件都必須暴露在千分尺精度的干擾下。此外，車(chē)輪和重型車(chē)軸等部件的重量使校準(zhǔn)變得困難。這需要技術(shù)人員的高度專(zhuān)業(yè)精神和員工的高度體力和腦力。二是需要大量緊固件（好幾萬(wàn)件）和線材才能安裝高鐵列車(chē)。對(duì)一系列緊固件、齒輪和附件的安裝、緊固件標(biāo)簽的發(fā)布、汽車(chē)座椅安裝元件之間的距離、座椅安裝、多條管道、道路打磨、半徑彎曲、外觀和防止管道影響都有嚴(yán)格的要求。因此，僅僅依靠目視檢查說(shuō)明和簡(jiǎn)單的工具，汽車(chē)制造商發(fā)現(xiàn)很難滿足鐵路車(chē)輛生產(chǎn)效率和質(zhì)量的要求。汽車(chē)制造商正在積極推廣下一代信息技術(shù)和集成生產(chǎn)技術(shù)，越來(lái)越多地參與計(jì)算機(jī)圖形、圖像處理和圖形技術(shù)的開(kāi)發(fā)。基于零件視覺(jué)、機(jī)械臂協(xié)調(diào)和高速自動(dòng)裝配車(chē)輪柔性生產(chǎn)線的質(zhì)量控制。將基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)配電板的視覺(jué)和人工檢測(cè)、油漆過(guò)程的內(nèi)部檢測(cè)以及列車(chē)外各種緊固件的安裝狀態(tài)檢測(cè)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理圖形學(xué)技術(shù)[4]。

3.2運(yùn)用生產(chǎn)和設(shè)計(jì)

電腦圖形圖像處理技術(shù)為我們的工作和生活帶來(lái)了深遠(yuǎn)的意義。想要提高效率，優(yōu)化生活體驗(yàn)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形圖像處理信息技術(shù)，希望為各行各業(yè)的應(yīng)用帶來(lái)質(zhì)的飛躍。當(dāng)探討計(jì)算機(jī)圖形與圖像處理的關(guān)系時(shí)，圖形與圖像被復(fù)雜程序抓拍、壓縮并保存，化為實(shí)用的信息輸出并服務(wù)于人類(lèi)，這便是計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的特點(diǎn)所在。當(dāng)前，信息處理的速度尚顯遲緩，但當(dāng)我們將其運(yùn)用于生產(chǎn)和設(shè)計(jì)領(lǐng)域時(shí)，每一個(gè)細(xì)節(jié)都顯得至關(guān)重要。在這一過(guò)程中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理程序精準(zhǔn)地掌控著影像的每一次展開(kāi)，幾何理論與分析理論在這里為我們揭示了圖形圖像處理的原理。展望未來(lái)，計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的研究將更加注重依靠先進(jìn)的圖形圖像處理軟件。

3.3在地圖設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

電腦制圖在其領(lǐng)域早已占據(jù)了舉足輕重的地位，而在這背后，推動(dòng)其不斷前進(jìn)的核心動(dòng)力就是圖形圖像技術(shù)的蓬勃發(fā)展。圖像技術(shù)的巧妙運(yùn)用，在設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠?qū)ψ鴺?biāo)進(jìn)行細(xì)致的校正和統(tǒng)一，為地圖設(shè)計(jì)帶來(lái)了前所未有的便捷和精確，使地圖的使用精準(zhǔn)度得到了極大的提升，在大大減輕工作人員負(fù)擔(dān)的同時(shí)，也更加規(guī)范了地圖的設(shè)計(jì)。此外，讓地圖成品生成速度更快，制作周期更短?？焖侔l(fā)展的圖形圖像技術(shù)也帶來(lái)了地圖制作的革命性變化。同時(shí)，遠(yuǎn)程傳輸功能的加入讓地圖設(shè)計(jì)不再受地域限制，實(shí)現(xiàn)了跨時(shí)空的即時(shí)傳遞。因此，讓地圖上的各種地理位置信息更加直觀生動(dòng)地展現(xiàn)出來(lái)，無(wú)疑是圖形圖像技術(shù)的發(fā)展為地圖設(shè)計(jì)注入了新的活力。

3.4影視的運(yùn)用

如今，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖形技術(shù)是電影和電視行業(yè)廣泛使用的圖像處理技術(shù)，通過(guò)對(duì)電影和電視屏幕的特殊處理來(lái)恢復(fù)獨(dú)立的場(chǎng)景。同時(shí)，后期制作和剪輯用他們的想象力拓寬了影視作品的世界觀，正因?yàn)槿绱?，他們才散發(fā)出獨(dú)特的魅力。另外，除了拍攝圖像，成像技術(shù)還可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)視頻資源的動(dòng)態(tài)，然后利用處理技術(shù)將資源轉(zhuǎn)換為整個(gè)視頻風(fēng)格。大多數(shù)電影和電視節(jié)目都使用合成技術(shù)，可以通過(guò)堆疊、切割等方法進(jìn)行處理，同時(shí)使用新媒體來(lái)促進(jìn)合成技術(shù)的發(fā)展[5]。這體現(xiàn)在以人工智能技術(shù)為核心的顯卡行業(yè)的普及，連接現(xiàn)實(shí)與虛擬人物，并將其轉(zhuǎn)化成視頻、表情等多種形態(tài)。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我們可以看到，在日常生活、學(xué)習(xí)和工作中，電腦繪圖和圖像處理的技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越普遍。這兩種方式的有機(jī)融合，可以讓這兩款產(chǎn)品的性能得到極大地提升，從而進(jìn)一步增強(qiáng)我們的視覺(jué)經(jīng)驗(yàn)和人生經(jīng)驗(yàn)。本文通過(guò)對(duì)電腦圖形和圖像處理技術(shù)的相關(guān)知識(shí)的了解，對(duì)其在視覺(jué)傳播體系中的應(yīng)用進(jìn)行了剖析，期望可以彌補(bǔ)這一方面的不足，使設(shè)計(jì)師的工作更加完美。

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【作者簡(jiǎn)介】

郝燕，女，1980年出生，碩士，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)圖形圖像。

（編輯：于淼）