計算機圖形與圖形圖像處理技術的相互結合

鐘凱飛

（杭州師范大學錢江學院，浙江 杭州310012）

0 前言

圖形是現實世界中客觀存在的，圖像則是通過主觀構造出來的，而計算機的圖形圖像處理技術就是關聯這兩者，把圖形與圖像處理技術結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的不斷發展，兩者之間的結合越來越緊密和融洽，在各個領域的應用也越發的廣泛，逐漸成為計算機科學中應用最活躍的學科。

1 計算機圖形圖像處理技術

1.1 計算機圖形圖像處理技術的基本概述

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據用計算機顯示、修改、完善并存儲的操作過程，其主要實現以下幾個方面的功能：

1）對圖像進行幾何變換，如：旋轉、平移、投影、縮放等。

2）實現圖像的數字化、圖像增強、圖像復原、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計。

6）進行相應的色彩設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的功能及構成

1.2.1 功能

計算機科學與工程領域中，計算機圖形圖像處理技術的研發和改進是一項重要內容，而這必須依靠計算機圖形系統來完成。計算機圖形系統主要實現以下五種基本功能：計算功能，存儲功能，輸入、輸出功能，對話功能。計算機圖形系統的計算功能是指在圖形圖像的設計過程中，利用其進行必要的分析計算、變換等。計算機圖形系統的存儲功能是指能對計算機圖像以及幾何數據實行實時的監控、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能實現輸入圖形圖像的幾何參數以及相關形體命令，并在顯示狀態下對最終的圖形圖像處理結構進行輸出、拷貝。計算機圖形系統的對話功能是指通過顯示器和交互設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計和處理的結果，并通過相關設備對不滿意的地方進行實時修改，另外系統還會自動保存用戶的操作，對不恰當的操作予以提示，用戶還可對前面進行的操作進行撤銷，實現對象的還原。

1.2.2 構成

計算機圖形的完成和處理需要計算機圖形系統的支持，它由計算機硬件設備以及計算機圖形圖像軟件兩部分構成。一般來說，計算機圖形的高質量需要過硬的計算機硬件設備的支持。計算機圖形硬件主要包含圖像處理器、圖像輸入設備和圖像輸出設備三個部分。圖像處理器是整個系統的重要部分，它能作為紐帶連接顯示終端設備和計算機設備，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，圖形系統常見的輸入設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設備，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結合的應實例

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

2.1 計算機輔助制造及設計方面

在工業產業中，CAD(計算機輔助設計)是應用領域最廣泛和應用最活躍的計算機圖形圖像處理技術，廣泛地用于工業產品設計。

例如：車床、汽車、土建工程項目等的設計以及網絡分析、集成電路等領域運用CAD具有相當大的優勢，在遇到設計工作量很大的建筑工程、電路設計時，依靠人工設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、醫學以及流體力學等領域，其還有很大的提升空間和應用價值。

2.3 計算機動畫以及藝術設計

計算機圖形和圖形圖像處理技術隨著計算機系統及技術的發展，早已不僅僅停留在靜態圖形的處理方面，更是實現了以此為基礎的計算機動畫處理技術的產生，這樣大大豐富了人們的生活和計算機的功能。正如現在的美術工作者在進行商業化的美術設計時也更加青睞于使用計算機圖形圖像處理技術進行藝術創造，大量的繪畫程序：PaintShop、3DMAX等，更是滿足了藝術家們各種二維、三維設計的需要，得到廣泛的應用，其中的許多功能都是藝術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圖形化用戶界面的操作系統，特別是Windows操作系統更是得到了廣泛地應用，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 結語

計算機圖形與圖形圖像處理技術已經廣泛地應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，兩者密不可分的結合不僅創造出了許許多多功能強大、使用方便、效果極佳的應用程序，更是為我們的生活創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的發展，我們的生活、我們的世界將會變得更加精彩紛呈。

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