計算機圖形與影象處理相關的論文
伴隨著計算機技術的不斷髮展，計算機圖形學與圖形影象處理技術逐漸成熟。下面是小編給大家推薦的，希望大家喜歡!
篇一
《計算機圖形學與圖形影象處理技術淺析》
摘要：伴隨著計算機技術的不斷髮展，計算機圖形學與圖形影象處理技術逐漸成熟。計算機圖形學與圖形影象處理技術在現代各領域中的應用越來越重要，從而逐漸受到了人們的廣泛關注。本文通過分析計算機圖形學的系統組成、功能以及應用領域等內容，詳細分析了計算機圖形學與圖形影象處理技術的特點。
關鍵字：圖形學 圖形影象 處理技術
計算機技術在近年來的發展速度極為迅速，如今在各個領域中都應用了計算機技術。從20世紀50年代開始，人們開始利用計算機技術處理圖形，而隨著計算機技術的不斷髮展與成熟，人們開始利用計算機技術處理圖形與影象資訊，隨著這種圖形與影象處理技術的不斷成熟與完善，最終形成了備受人們重視的新型學科。這種計算機圖形學與圖形影象處理技術的應用，對於各個領域的發展有很重要的意義，因此對計算機圖形學與圖形影象處理技術進行研究分析，對各領域的發展非常重要。
1 計算機圖形學概述
1.1 計算機圖形學的主要內容
計算機圖形學中的研究內容包含了許多方面，其中包含了圖形硬體、圖形互動技術、曲面曲線建模、虛擬實現以及實物造型等。這是一種利用數學演算法將相應二維與三維圖形轉化到計算機中顯示出來。計算機圖形學學科成立的主要目的是為了讓計算機轉換出來的影象更加的真實，而要讓計算機轉化的圖形具備更強的真實感，就必須要建立圖形描述場景的幾何表示，從中計算出虛擬的光源、紋理以及材質屬性產生的效果。因此計算機圖形學與幾何設計學的聯絡非常緊密。在計算機圖形學中，主要的研究內容包括幾何場景中的曲線曲面造型技術以及實體造型技術。而由計算機轉化出的圖形，通常都需要對圖形進行再一次的處理，因此計算機圖形學與相應的圖形影象處理技術需要緊密聯絡起來，這樣才能夠產生更好的圖形真實感。
1.2 圖形影象處理技術的基本概念
圖形影象處理技術主要是將數學描述中的幾何資料與幾何模型，用計算機技術將其進行相應的修改、儲存以及完善。其主要處理技術包括幾何變換、影象數字化、建模造型設計、隱線與隱面的消除以及各種色彩設計等。在圖形與影象處理技術中，通常需要用的計算機軟體包括一般的輔助設計軟體CAD、製造軟體CAM、輔助教育軟體CAI等，同時還需要應用相應的計算機藝術設計、模擬、動畫以及虛擬實現等知識技術領域。
1.3 計算機圖形系統與功能
計算機圖形系統主要由相應的硬體裝置以圖形影象軟體組成，計算機圖形系統中的硬體裝置主要有圖形輸入、輸出裝置以及相應的圖形處理裝置。其中圖形處理裝置是硬體裝置中的核心，圖形處理裝置的主要功能是儲存於處理圖形，同時也能夠完成圖形處理過程中複雜的函式計算，因此圖形處理裝置也能夠減輕系統CPU的負擔，最終能夠將圖形系統的顯示速度與質量進行提升。圖形系統中的硬體輸入裝置主要是鍵盤與滑鼠，通過滑鼠與鍵盤執行相應的命令來完成各種圖形的繪製，比如在輔助設計軟體CAD中就主要依靠這兩種硬體裝置。而隨著計算機技術的不斷髮展，如今的硬體裝置還有空間球、資料手套、光筆以及觸控式螢幕等。圖形系統硬體裝置中的圖形輸出裝置主要是指系統中的顯示系統、繪圖系統等，顯示系統是為了讓圖形可以快速的生成與處理，而匯通系統則是為了讓圖形能夠永久的儲存，如顯示器、繪圖儀以及印表機等。
圖形系統在設計與繪製各種圖形的過程中，必須具備輸入、輸出、儲存、對話以及計算等能力，因此圖形系統的功能主要包括：能夠輸入各種命令與幾何引數的輸入功能、能夠讓圖形保持顯示狀態且可永久儲存的輸出功能、能夠存放所有幾何資料並能夠對資料進行維護與檢測的儲存功能、能夠進行人機通訊的對話功能以及設計過程中需要的各種計算分析功能。
2 計算機圖形學與圖形影象處理技術的應用
隨著計算機圖形學與圖形影象處理技術不斷髮展與成熟，這種技術應用開始在許多領域中進行了應用，其中主要的應用領域包括工業領域、商業領域、藝術領域等。
2.1 工業領域
工業領域是計算機影象學與圖形影象處理技術的主要應用領域之一，隨著現代工業的不斷髮展，人們在製造各種精密的儀器以及設計各種機械產品的過程中，都需要應用計算機中的影象學以及相應的圖形影象處理技術，其中計算機輔助設計製造軟體CAD與CAM，已經在如今的工業領域中進行了廣泛應用，比如各種汽車、船舶以及飛機的設計製造，各種廠房的建造佈局等，都需要應用計算機圖形學以及圖形影象處理技術。如法國的空客飛機公司就是因為應用了CAD系統，對空客A300飛機的外形設計、內部組裝等進行了模擬，從而使得製造成本降低了30%以上。
2.2 商業領域
計算機圖形學與圖形影象處理技術在商業領域中的應用主要包括各種廣告設計、遊戲開發設計、動畫製作以及各種影視中的特技製作。人們可以利用計算機的圖形影象處理技術將書法中的藝術新增到各種廣告設計中，比如在各種包裝中新增的廣告字型，通過計算機技術能夠將各種廣告字型變得新雲流水，將字型的藝術性新增進去，可在很大程度上提升這種宣傳效果，在顧客心中留下深刻印象。還比如在影視行業中，同樣可以應用計算機圖形影象處理技術，來製作各種特寫鏡頭，像各種驚險的特技效果以及各種大型建築物的倒坍效果等。
2.3 藝術領域
計算機在藝術領域中的應用，是一種新興的學科，同時也是一種具有時代氣息的新型領域。計算機圖形學在藝術領域中的應用，正是計算機與藝術學結合的一種代表，這種結合可讓兩者皆得到發展與進步。通過計算機技術在藝術領域中完成各種藝術品的製造與設計，可以讓藝術品表現的更加完美，比如在在繪製二維與三維圖形時，可利用各種計算機軟體讓圖形變得更加完美精確，而在設計空間結構、體操舞蹈等藝術設計過程中，人們可以利用計算機的圖形影象處理技術，在虛擬空間中讓其變得更加細膩、生動與自然，如計算機中的三維軟體3DMAX、Maya等。通過計算機圖形學來完成藝術設計，一般需要設計人員具備較高的藝術功底，同時也需要配置高階的硬體與軟體裝置。
2.4 科學計算領域
人類在進行各種科學研究與計算分析的過程中，往往需要轉換大量的資料才能夠將相應的圖形與影象轉換過來，並且對最後得到的影象還有非常高的要求。通過計算機圖形影象處理技術，能夠將讓各種虛擬的影象更直觀的展現出來，同時也能夠幫助人們處理複雜的資料轉換，因此這種圖形影象處理技術已經成功在各個科學研究領域中進行了應用。如在環境保護、生物分析等領域，人們通過計算機圖形影象處理技術，可讓其中的各種影象以及模型分析更加的生動，對科學研究有很重要的意義。
3 圖形與影象的關係
圖形影象處理技術中，圖形與影象之間存在著一定的區別，但同時也存在一定的聯絡。它們之間的區別包括資料來源、處理方法、理論基礎以及用途四個方面。資料來源中：影象是來自客觀世界，而圖形來自主觀世界。處理方法中：影象的處理方法是幾何修正以及影象的各種變換、識別以及理解等。而圖形的處理方法是幾何變換以及圖形的各種修剪、消除以及隱藏等。在理論基礎上：影象的主要理論基礎是以概率統計、模糊數學等相關理論作為理論基礎。而圖形時以計算幾何、樣條几何等相關的理論做為理論基礎。最後的在用途上：影象的處理用途主要是應用於工業、醫學等方面，而圖形處理則主要應用於動畫、藝術等方面。
隨著圖形影象處理技術的不斷髮展，圖形與影象之間在各個方面也開始出現了一些聯絡，並且兩者在一定條件下還能夠相互轉換，如圖1所示。圖形與影象的模型轉換一般需要用到計算機的輔助幾何設計技術，如CAGD技術，利用這種計算機圖形影象處理技術，能夠更加靈活的分析各種幾何形體，並且能夠將曲面與曲線中的各種資料擬合。
4 結語
伴隨著計算機圖形學與圖形影象處理技術逐漸成熟，如今已應用到了我們的日常生活工作中，並且在多個領域中都需要應用這種先進的計算機技術。同時計算機圖形影象的處理技術對各領域的發展也產生了很大的作用，這種技術能給創造出一個新奇的視覺效果，能給讓人們的設計能力以及創造力全面發揮出來。因此將讓計算機圖形學與圖形影象處理技術融入到各個領域中，促進計算機圖形學與圖形影象處理技術的發展有很重要的意義。
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作者單位
武漢職業技術學院 湖北省武漢市 430074