計算機圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：計算機圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】地學(xué) 計算機圖形學(xué) 教學(xué)改革

【基金項目】中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）教學(xué)研究項目，項目編號 200923。

【中圖分類號】G642 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）10-0144-02

一、引言

計算機圖形學(xué)是研究如何利用計算機顯示和處理圖形的原理、方法和技術(shù)的一門學(xué)科。除了是計算機與信息相關(guān)學(xué)科的一門專業(yè)必修課程外，它也是許多非計算機專業(yè)本科一項重要的專業(yè)限選/選修課程[1]。在以地學(xué)專業(yè)為主的中國地質(zhì)大學(xué)（武漢），計算機圖形學(xué)教學(xué)也得到了相當(dāng)?shù)闹匾暋Ｒ缘乜諏W(xué)院為例，其下屬的兩個專業(yè)地球物理與地球信息科學(xué)的教學(xué)大綱中都明確開設(shè)了這門課程。但與其他兄弟院系一樣，該課程教學(xué)中所達到的實際效果卻并不盡如人意。一方面，地質(zhì)制圖以及地學(xué)數(shù)據(jù)的圖形表現(xiàn)等知識在學(xué)生本科畢業(yè)后從事的地學(xué)應(yīng)用工作中占有重要成分；另一方面，傳統(tǒng)計算機圖形學(xué)本身所講述的內(nèi)容又無法滿足地學(xué)專業(yè)工作、科研的需要[2]。隨著時間的推移，計算機圖形學(xué)課程所處的地位日漸尷尬，將其從教學(xué)計劃中取消固然不妥，但又確實達不到應(yīng)有的效果。認(rèn)真分析其原因主要有如下兩點：

1.從課程的定位來看，作為一門獨立學(xué)科，計算機圖形學(xué)本身定位于使用數(shù)學(xué)算法構(gòu)造圖形的數(shù)學(xué)模型，并通過程序?qū)崿F(xiàn)圖形的顯示和處理。數(shù)學(xué)建模與算法實現(xiàn)是計算機圖形學(xué)的核心與基礎(chǔ)[3]。該課程涉及的內(nèi)容也非常之多，包括圖形生成技術(shù)，計算機輔助制圖，計算機視覺等部分[4]。然而作為一個主要培養(yǎng)地學(xué)領(lǐng)域人才的高等院校，計算機圖形學(xué)在地學(xué)領(lǐng)域的主要應(yīng)用集中于數(shù)據(jù)制圖與數(shù)據(jù)可視化處理。即要求學(xué)生能夠具備一定計算機圖形學(xué)基礎(chǔ)知識，并能夠使用計算機對地學(xué)數(shù)據(jù)進行圖形繪制與表現(xiàn)，進一步生產(chǎn)出社會所需求的各種圖形產(chǎn)品包括二維地質(zhì)圖以及三維造型，場景演示視頻等。因此可見，課程定位與專業(yè)需求存在著一定的差別。

2.從教學(xué)大綱與教學(xué)內(nèi)容上來看，傳統(tǒng)計算機圖形學(xué)教學(xué)基本以清華大學(xué)孫家廣院士主編的《計算機圖形學(xué)》內(nèi)容為范本。教學(xué)內(nèi)容大部分重點集中于圖形生成算法，圖形標(biāo)準(zhǔn)、圖形交互、曲線曲面造型、真實感圖形生成與顯示算法等章節(jié)[5]。這其中的許多知識點都與地學(xué)專業(yè)應(yīng)用無關(guān)。此外，地學(xué)專業(yè)的學(xué)生往往在離散數(shù)學(xué)、算法邏輯等方面基礎(chǔ)較為薄弱。這就導(dǎo)致授課老師要花更多的時間來將這些知識點講授清楚，但學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中卻逐漸失去興趣。

上述主要原因使得我校地學(xué)相關(guān)專業(yè)中的計算機圖形學(xué)課程教學(xué)無法達到滿意的效果。特別是由于課程的一些內(nèi)容或章節(jié)與專業(yè)的實際應(yīng)用偏離太多，更造成了學(xué)生們應(yīng)付考試，老師們照本宣科的現(xiàn)象。許多講授該課程的老師都或多或少的意識到了這一點，他們努力在教學(xué)過程中做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，但卻苦于缺乏統(tǒng)一的指導(dǎo)思想。

基于此，在校方支持下，筆者與其他授課老師一起開展了面向地學(xué)專業(yè)的計算機圖形學(xué)教學(xué)改革活動。在這次改革中，老師們將自己的授課經(jīng)歷進行了分享，并著重對地學(xué)相關(guān)專業(yè)計算機圖形學(xué)教學(xué)過程中的問題進行了總結(jié)，然后通過討論交流提出了一系列改革方案。最后將這些方案措施在教學(xué)活動中進行驗證。實踐證明，教改方案可以有效的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，并引導(dǎo)他們將理論知識充分運用到實際問題中，有利于培養(yǎng)地學(xué)專業(yè)高素質(zhì)人才[6]。

二、改革措施

首先，此次課程改革的目的很明確，即為地學(xué)或地學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生量身打造適合他們需要的計算機圖形學(xué)課程。該課程的教學(xué)必須真正貼近專業(yè)的需要，不再流于形式，為學(xué)生將來的工作與研究深造打下良好的基礎(chǔ)。具體的改革措施總結(jié)如下：

1.深入了解我校地學(xué)專業(yè)相關(guān)院系的專業(yè)需求，討論并制訂面向地學(xué)領(lǐng)域的計算機圖形學(xué)教學(xué)大綱和教學(xué)計劃。傳統(tǒng)的計算機圖形學(xué)教學(xué)內(nèi)容涉及到數(shù)學(xué)、物理、計算機等多個學(xué)科[7]。每個學(xué)科又涉及到一些相對抽象的理論與復(fù)雜算法實現(xiàn)。這些內(nèi)容均使得地學(xué)專業(yè)的學(xué)生難以在短時間內(nèi)掌握。此外，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，目前計算機圖形學(xué)的一些教學(xué)安排與現(xiàn)實也存在一定的脫節(jié)。如許多計算機圖形學(xué)的實習(xí)環(huán)節(jié)中會要求學(xué)生去實現(xiàn)基本圖形的生成算法，對許多非計算機專業(yè)本科生而言，這一做法的必要性值得商榷。因為就其專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，大部分的圖形生成算法實現(xiàn)都已經(jīng)固化到了計算機硬件（顯卡、GPU）中，現(xiàn)實工作中極少場合需要編程實現(xiàn)這些已經(jīng)非常成熟的算法[8]。

就地學(xué)專業(yè)以及大多數(shù)工科應(yīng)用專業(yè)而言，計算機圖形學(xué)課程更多是為了直接滿足應(yīng)用上的需要，而不是將其作為一個研究基礎(chǔ)。因此經(jīng)過筆者及其他老師們的討論一致認(rèn)為，對于我校地學(xué)類專業(yè)，計算機圖形學(xué)的課程教學(xué)應(yīng)強調(diào)一個原則，即：突出重點，強調(diào)有用。借鑒華中科技大學(xué)機械科學(xué)與工程學(xué)院將計算機圖形學(xué)成功與機械制圖，機械輔助設(shè)計等方面知識緊密結(jié)合起來的寶貴經(jīng)驗。決定將我校的計算機圖形學(xué)課程安排充分與地學(xué)中的地質(zhì)制圖、GIS圖形標(biāo)注與編輯、地球探測信息可視化等應(yīng)用緊密結(jié)合起來，注重其實用性。

第2篇：計算機圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：計算機動畫；計算機圖形學(xué)；計算機輔助設(shè)計；可視化

中圖分類號：TP391.41

計算機圖形學(xué)經(jīng)過三十多年的發(fā)展，在各個領(lǐng)域都得到了較為廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為一項計算機科學(xué)中非?；钴S的分支，其主要是利用計算機對圖形的生成、顯示、表示、處理進行研究的一門學(xué)科。本文主要對計算機圖形學(xué)的定義、應(yīng)用范圍以及發(fā)展前景進行了簡要介紹。

1計算機圖形學(xué)的定義

將三維圖形或者是二維圖形使用數(shù)學(xué)算法轉(zhuǎn)換為用計算機顯示器的柵格形式的一種科學(xué)，這就是計算機圖形學(xué)。計算機圖形學(xué)主要研究的內(nèi)容是，利用計算機如何進行圖形的處理、圖形的計算、圖形的顯示以及圖形計算的相關(guān)算法和原理在計算機中如何進行等。圖形都構(gòu)成通常是由，面、線寬、線、灰度、體等幾何元素、點、線型、色彩等非幾何屬性組成。如果從處理技術(shù)上來分析，圖形可以分為兩類：一類是明暗圖，就是我們所說的真實感圖形；另一類是如等高線地圖、工程圖、曲面的線框圖等基于線條信息表示的。而計算機圖形學(xué)的一個主要目的就是利用計算機生成讓人賞心悅目的真實感圖形。所以，圖形所描述場景的幾何表示必須要建立，然后在利用每一種光照模型，計算在假象下的光照明效果。此外，真實感圖形的計算結(jié)果是以數(shù)字圖像的方式來提供的，因此，可以說計算機圖形學(xué)和圖形處理之間有著極為密切的關(guān)系。計算機圖形學(xué)有著非常廣泛的研究內(nèi)容，如：實體造型、非真實感繪制、圖形標(biāo)準(zhǔn)、光柵圖形生成算法、真實感圖形顯示算法、圖形硬件、計算機動畫、虛擬現(xiàn)實、自然景物仿真、圖形交互技術(shù)、曲線曲面造型、真實感圖形計算、科學(xué)計算可視化等等。

2計算機圖形學(xué)的主要應(yīng)用范圍

2.1科學(xué)計算可視化。目前在流體力學(xué)、氣象分析、醫(yī)學(xué)、有限元分析當(dāng)中科學(xué)計算可視化得到了廣泛的應(yīng)用?？梢暬貏e是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著極為廣闊的發(fā)展前景。當(dāng)前醫(yī)學(xué)上比較熱門的一個課題就是依靠精密機械做腦部手術(shù)，而要想實現(xiàn)這些技術(shù)就必須要以可視化為基礎(chǔ)?？梢暬夹g(shù)在我們進行腦部手術(shù)時，能夠幫助醫(yī)生對患者體內(nèi)的患處準(zhǔn)確并清晰的進行判斷，可以將醫(yī)用CT所掃描的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖像，手術(shù)效果的反饋則可以通過碰撞檢測等相關(guān)技術(shù)手段來實現(xiàn)，能夠幫助醫(yī)生順利完成手術(shù)，在醫(yī)學(xué)各個領(lǐng)域的未來發(fā)展中都離不開可視化技術(shù)。

2.2計算機動畫。計算機動畫隨著計算機硬件以及計算機圖形的不斷發(fā)展應(yīng)運而生。動畫實際上也只不過是生成多個靜態(tài)的圖像，不過每一幅圖像都有一定程度的修改，而計算機動畫所研究的內(nèi)容便是如何修改這一部分內(nèi)容，而整個場景將這些做過修改的圖形進行連續(xù)播放就會動起來形成動畫效果。傳統(tǒng)的卡通片是早期計算機動畫的靈感來源，在生成幾個關(guān)鍵幀之后，在進行連續(xù)播放時，對兩個關(guān)鍵幀進行了有機的結(jié)合。計算機動畫有多種多樣生成動畫的方法，內(nèi)容也是豐富多彩的，比如說，三維自由行體變形，二維軸變形方法，形狀混合等基于特征的圖像變形。最近幾年人們普遍將注意力轉(zhuǎn)向一種嶄新的方法上，就是基于物理模型的計算機動畫生成方法，該方法力求動畫的過程能夠呈現(xiàn)出最為適合真實世界的運動規(guī)律，運用大量的流體力學(xué)與彈性力學(xué)的方程進行計算。不過，是很難達到真實的運動效果的，比如說行走的效果，要想實現(xiàn)非常自然的行走畫面，所需要的計算量非常大，所用的計算機方程也非常復(fù)雜，目前以物理模型為基礎(chǔ)的計算機動畫還有很多內(nèi)容需要不斷深入研究，還存在很多不足。

2.3計算機輔助制造及設(shè)計。CAU和CAD是在工業(yè)界計算機圖形學(xué)的應(yīng)用中，最廣泛也是最活躍的。無論在機械結(jié)構(gòu)、土建工程，還是產(chǎn)品設(shè)計等領(lǐng)域計算機圖形學(xué)都得到了廣泛應(yīng)用。生產(chǎn)工程的精確圖形以及產(chǎn)品的相應(yīng)結(jié)構(gòu)，雖然有時候著重于這些方面，但是更為常用的還是進行人機修改及交互設(shè)計對所涉及產(chǎn)品、系統(tǒng)、工程的相關(guān)圖形，我們可以通過不斷選代設(shè)計，利用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)輸出零件表、材料單、工藝卡、加工數(shù)據(jù)代碼、加工流程等指令。在電子工業(yè)中計算機圖形學(xué)主要在印刷電路板、網(wǎng)絡(luò)分析、集成電路、電子線路等領(lǐng)域得到了廣泛運用。

以工程圖紙為基礎(chǔ)的三維形體重建是在CAD領(lǐng)域的另一個非常重要的研究領(lǐng)域。在二維信息中將三維信息提取，對這些信息同時進行分類、綜合等處理，在三維空間內(nèi)重現(xiàn)構(gòu)建三維信息相對應(yīng)的三維形體，對形體的線、拓?fù)湟蛩?、點、面等進行恢復(fù)，最終實現(xiàn)形體的重建，這就是我們通常所說的三維形體重建。

2.4計算機藝術(shù)。除了在藝術(shù)品制造方面的廣泛應(yīng)用外（花紋、中國國畫、圖案以及傳統(tǒng)油畫等）計算機圖形學(xué)在制造動畫片、廣告、電影等方法獲得了成功，其中不乏一些獲得獎項的作品，可以說這些獎項對計算機從事藝術(shù)創(chuàng)作是一個非常大的鼓勵。當(dāng)前不少國內(nèi)人外相關(guān)人士正在對人體模擬系統(tǒng)進行研究，這就讓我們有理由相信，在不久的將來將去世已久的著名人物搬上熒幕也是可能的，這對于傳統(tǒng)的藝術(shù)家來說，是不可想象的更是無法實現(xiàn)的。

2.5自然景物方針及圖形實時繪制。對真實無體的物理屬性進行模擬就是真實感繪制的主要目的，也就是對光學(xué)性質(zhì)、物體間的相對位置、物體的形狀、粗糙程度、遮擋關(guān)系以及表面的紋理等進行模擬。重現(xiàn)真實世界的場景就是我們所說的真實感繪制。在自然景物仿真技術(shù)中我們需要將輻射度、線與面、明暗效應(yīng)、、光線跟蹤、顏色模型、紋理等消除或者隱藏，其中最難進行模擬的就是表面屬性與光照屬性。此外，為了便于用不同的色彩灰度來進一步增加圖形的真實感，還必須對物體表面的明暗效應(yīng)進行處理。在廣告影視、科學(xué)計算、幾何圖形、指揮控制等方面，自然景物仿真技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。

3計算機圖形學(xué)的發(fā)展前景

計算機圖形學(xué)我們可以發(fā)現(xiàn)不僅發(fā)展極為迅速，同時也已經(jīng)逐步成為了獨立的一門學(xué)科，處于科學(xué)的發(fā)展前沿位置。在自然景物仿真、計算機輔助制造和設(shè)計、計算機動畫等多個領(lǐng)域，計算機圖形學(xué)已經(jīng)得到的廣泛應(yīng)用，在我們的日常生活中隨處都可以見到計算機圖形學(xué)的影子，計算機圖形學(xué)的廣泛應(yīng)用讓我們的生活變得越來越豐富多彩。此外，在地質(zhì)勘探方面運用可視化，可以幫助地質(zhì)學(xué)家發(fā)展新的資源，運用于預(yù)報天氣，可以讓氣象預(yù)報更加準(zhǔn)確，用于醫(yī)學(xué)手術(shù)方面，可以進一步提高手術(shù)的成功率，減少手術(shù)風(fēng)險。

從計算機圖形學(xué)學(xué)科發(fā)展來看，有以下幾個發(fā)展趨勢：（1）與圖形硬件的發(fā)展緊密結(jié)合，突破實時高真實感、高分辨率渲染的技術(shù)難點。圖形渲染是整個圖形學(xué)發(fā)展的核心。在計算機輔助設(shè)計，影視動漫以及各類可視化應(yīng)用中都對圖形渲染結(jié)果的高真實感提出了很高的要求。構(gòu)造低功耗的渲染服務(wù)是圖形學(xué)的未來發(fā)展趨勢之一；（2）研究和諧自然的三維模型建模方法。三維模型建模方法是計算機圖形學(xué)的重要基礎(chǔ)，是生成精美的三維場景和逼真動態(tài)效果的前提。研究和諧自然的三維建模方法是發(fā)展的一個重要趨勢；（3）利用日益增長的計算性能，實現(xiàn)具有高度物理真實的動態(tài)仿真。高度物理真實感的動態(tài)模擬，包括對各種形變、水、氣、云、煙霧、燃燒、爆炸、撕裂、老化等物理現(xiàn)象的真實模擬，是計算機圖形學(xué)一直試圖達到的目標(biāo)；（4）研究多種高精度數(shù)據(jù)獲取與處理技術(shù)，增強圖形技術(shù)的表現(xiàn)。真實感的畫面與逼真動態(tài)效果，一種有效的解決途徑是采用各種高精度手段獲取所需的幾何、紋理以及動態(tài)信息；（5）計算機圖形學(xué)與圖像視頻處理技術(shù)的結(jié)合。家用數(shù)字相機和攝像機的日益普及，對于數(shù)字圖像與視頻數(shù)據(jù)處理成為了計算機研究中的熱點問題；（6）從追求絕對的真實感向追求與強調(diào)圖形的表意性轉(zhuǎn)變。人們創(chuàng)造和生成圖片的終極目的不僅僅是展現(xiàn)真實的世界，更重要的是表達所需要傳達的信息。

4總結(jié)

計算機圖形學(xué)，給人類社會帶來了諸多益處，可以說促進了人們物質(zhì)水平的提高，也帶來了精神上的享受。

參考文獻：

第3篇：計算機圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)范文

本文通過對計算機圖形學(xué)的研究內(nèi)容、圖形系統(tǒng)的組成以及功能進行分析，闡述了計算機圖形技術(shù)以及計算機圖像技術(shù)存在的區(qū)別，通過對計算機圖形技術(shù)以及計算機圖像技術(shù)的區(qū)別分析，得出兩者在數(shù)據(jù)信息來源、處理方式、運用的理論以及用途方面的區(qū)別，并得出兩者之間的內(nèi)在聯(lián)系與相互轉(zhuǎn)換關(guān)系，最后探討了計算機圖形圖像處理技術(shù)在輔助制造設(shè)計、可視化、動畫和藝術(shù)等方面的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】計算機圖形學(xué) 圖形圖像處理技術(shù) 應(yīng)用

1 前言

計算機圖形學(xué)的理論產(chǎn)生與發(fā)展始于上世紀(jì)80年代，在經(jīng)過了近40年的發(fā)展與進步，其已經(jīng)發(fā)展成了前沿應(yīng)用學(xué)科里非常重要的一門分支學(xué)科。同時，計算機圖形圖像處理技術(shù)也已廣泛的應(yīng)用于工業(yè)制造、現(xiàn)代通訊、多媒體等多個領(lǐng)域中，得到了越來越多的關(guān)注與重視。

2 計算機圖形學(xué)概述

2.1 計算機圖形學(xué)研究的主要內(nèi)容

計算機圖形學(xué)作為一門前沿應(yīng)用科學(xué)，其研究內(nèi)容非常的廣泛。例如，圖形標(biāo)準(zhǔn)化研究、圖像交互研究、圖形建模研究、圖形圖像的可視化研究、動畫以及仿真研究等。在計算機圖形學(xué)的研究中，其主要是通過一定的計算機手段，來展示出具有非常強烈真實感的圖形圖像。在研究計算機圖形學(xué)的過程中，離不開相關(guān)的幾何設(shè)計理論。

2.2 計算機圖形系統(tǒng)的組成與功能

2.2.1 計算機圖形系統(tǒng)的組成

在進行計算機圖形與圖像處理過程中，需要運用到計算機圖形系統(tǒng)，其主要包含有計算機硬件以及相關(guān)的處理軟件。硬件設(shè)備包含有處理器裝置、圖形輸入以及輸出裝置。處理器對于系統(tǒng)來說尤為關(guān)鍵，其是實現(xiàn)計算機與圖形終端設(shè)備信息傳遞的橋梁。處理器可以處理并儲存相關(guān)的圖形圖像信息數(shù)據(jù)，同時還可以對圖形幾何函數(shù)進行運算，從而使圖形系統(tǒng)擁有更加優(yōu)異的圖形顯示功能以及更快的圖像呈現(xiàn)速率。

在硬件裝置不斷發(fā)展的同時，相應(yīng)的軟件技術(shù)也取得了很大的進步?，F(xiàn)階段，已經(jīng)開發(fā)出了多種能夠用于圖形處理的應(yīng)用程序，使計算機圖形系統(tǒng)功能更加完善。

2.2.2 計算機圖形系統(tǒng)的功能

對于計算機領(lǐng)域以及工程制造領(lǐng)域來說，計算機圖形系統(tǒng)的發(fā)展與進步是極為重要的。計算機圖形系統(tǒng)也應(yīng)當(dāng)包含有計算功能、信息儲存功能、信息輸入與輸出功能以及對話功能等。

（1）計算功能。在此功能中，應(yīng)當(dāng)可以完成圖形設(shè)計與處理中必須的一些運算分析與匯總。例如，坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換、元素的合成等。

（2）信息存儲功能。此功能中，應(yīng)當(dāng)可以實現(xiàn)對圖形信息數(shù)據(jù)的存儲，同時應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)信息的檢索以及維護。

（3）信息輸入以及輸出功能。在此功能中，應(yīng)當(dāng)可以實現(xiàn)對各種數(shù)據(jù)參數(shù)與命令的寫入，并利用相關(guān)設(shè)備實現(xiàn)對圖形信息的輸出。

（4）對話功能。此功能可以實現(xiàn)利用顯示設(shè)備或者人機交換裝置而完成人機的信息交流。

3 計算機圖形與圖像技術(shù)的區(qū)別和聯(lián)系

（1）兩者的數(shù)據(jù)信息來源有所差異。圖像信息是取自客觀存在的環(huán)境中，而圖形信息則是取自主觀世界。

（2）兩者的處理方式有所差異。對于圖像進行處理時，多采用幾何修訂、信息強化、圖像識別等方式。而對于圖形的處理，則主要通過幾何的轉(zhuǎn)換、圖形裁剪以及曲線擬合等相關(guān)方式進行。

（3）兩者所運用的理論有所差異。在對圖像進行處理時，多是運用數(shù)據(jù)信息處理理論、統(tǒng)計理論以及模糊數(shù)學(xué)模型理論等。而對圖形進行處理時，多用到仿射理論、幾何以及分形理論等。

（4）兩者的用途有所差異。圖像處理技術(shù)大多是用在航空領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域以及制造領(lǐng)域中。而圖型處理技術(shù)大多用在CAD、計算機模擬以及動畫模擬等相關(guān)領(lǐng)域中。

在目前的應(yīng)用過程中，計算機圖形處理技術(shù)與計算機圖像處理技術(shù)又是密不可分的，只有將兩者有機地融合，才能夠?qū)D形圖像的處理更為的完善與完美。兩者之間的聯(lián)系與轉(zhuǎn)換關(guān)聯(lián)圖，如圖1所示。

4 計算機圖形圖像處理技術(shù)的實際應(yīng)用

4.1 在輔助制造設(shè)計領(lǐng)域中的應(yīng)用

在輔助制造以及設(shè)計方面，計算機圖形圖像處理技術(shù)應(yīng)用最多的便是CAD技術(shù)。此技術(shù)對于工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計制造以及工程設(shè)計等均發(fā)揮著極大的作用。通過應(yīng)用計算機圖形圖像處理技術(shù)，當(dāng)設(shè)計過程中涉及數(shù)據(jù)量龐大、系統(tǒng)繁雜的電路圖時，單純的依靠人工來完成幾乎不可能實現(xiàn)，而通過使用計算機圖形圖像處理技術(shù)，則可以非常迅速、精準(zhǔn)的完成相關(guān)的設(shè)計工作，如此便節(jié)約了大量的人力以及時間，為企業(yè)可以帶來更多的效益。

4.2 在可視化領(lǐng)域中的應(yīng)用

在網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)快速發(fā)展的同時，數(shù)據(jù)庫的數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致對于數(shù)據(jù)信息的分析與處理過程中會出現(xiàn)較大的困難，我們很難從海量的信息數(shù)據(jù)中快速的找到所需的信息數(shù)據(jù)，更無法把掌握數(shù)據(jù)信息的規(guī)律性。而通過計算機圖形圖像處理技術(shù)，將不同種類、特征的數(shù)據(jù)分類、歸納，并以不同形式加以呈現(xiàn)，如此便可以為我們獲取數(shù)據(jù)信息提供極大的便利。例如，圖形圖像處理技術(shù)在可視化氣象分析、醫(yī)學(xué)以及流體力學(xué)等領(lǐng)域中有了很好的應(yīng)用。

4.3 在動畫與藝術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用

在計算機技術(shù)以及圖形圖像處理技術(shù)快速發(fā)展與進步的同時，我們也逐漸的突破了靜態(tài)圖像的限制，逐步的發(fā)展了動畫技術(shù)。并且，現(xiàn)代的商業(yè)美術(shù)領(lǐng)域中，設(shè)計者也多會利用計算機圖形圖像處理技術(shù)，而完成相關(guān)的藝術(shù)設(shè)計。例如，對3DMAX、ALins等軟件的應(yīng)用。其中，一些計算機圖形圖像處理技術(shù)所擁有的功能，是一般藝術(shù)工作者無法達到的水平。

5 結(jié)語

計算機圖形圖像技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域中，通過此技術(shù)的應(yīng)用，可以呈現(xiàn)出更為完美與新奇的感官效果，同時更加激發(fā)了人們的潛在創(chuàng)作力，也使得我們的生活更為多樣與精彩。

參考文獻

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[2]牛成英.淺談計算機圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)[J].信息化建設(shè)，2016（06）.

[3]章偉.試分析計算機圖形學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展[J].科技與創(chuàng)新，2016（19）.

作者簡介

侯培文（1977-），男，山西省平遙市人。工學(xué)碩士學(xué)位?，F(xiàn)為太原學(xué)院講師。主要從事計算機圖形圖像、軟件測試方面的研究。

第4篇：計算機圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)范文

摘要：本文分析了“計算機圖形學(xué)”課程的學(xué)科特點和當(dāng)前的教學(xué)形式，指出了當(dāng)前教學(xué)過程中所面臨的問題，從而提出了一些新的教學(xué)思路和方法。實踐表明，這些方法對提高課程的易理解性、學(xué)習(xí)趣味性和教學(xué)質(zhì)量有明顯的作用。

關(guān)鍵詞：計算機圖形學(xué)；教學(xué)改革；教學(xué)實踐

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A

“計算機圖形學(xué)”是大部分院校計算機專業(yè)或相關(guān)專業(yè)中的一門重要課程。本課程的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握計算機圖形系統(tǒng)軟硬件技術(shù)以及圖形生成、處理、輸出的基本原理和方法，培養(yǎng)學(xué)生利用計算機解決圖形問題的程序設(shè)計能力，為開發(fā)圖形軟件打下必要的基礎(chǔ)。

1計算機圖形學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀

計算機圖形學(xué)是建立在傳統(tǒng)的圖學(xué)理論、現(xiàn)代數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)基礎(chǔ)上的一門新興學(xué)科。該學(xué)科綜合了計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)等其它相關(guān)學(xué)科的知識，而且學(xué)科發(fā)展日新月異，新的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，這使計算機圖形學(xué)具有學(xué)科內(nèi)容豐富、理論性強、算法眾多、實踐性強這幾方面特點。

學(xué)科內(nèi)容豐富和理論性強造成該課程講授起來比較枯燥；同時，傳統(tǒng)地講授教材上的理論將使學(xué)生感到該課程難于理解、難學(xué)、學(xué)習(xí)積極性和主動性受到影響，整個學(xué)習(xí)過程基本是被動接受。

目前，國內(nèi)的計算機圖形學(xué)課程教學(xué)基本取材于幾本經(jīng)典的教科書，這些教科書重點講述計算機圖形學(xué)的算法。許多算法為了追求高效率從而精益求精，算法本身構(gòu)思獨特且實現(xiàn)精巧，但也導(dǎo)致了算法本身及其實現(xiàn)都難于理解；而且傳統(tǒng)的授課方案側(cè)重于強調(diào)算法實現(xiàn)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。這種強調(diào)圖形算法基礎(chǔ)的教學(xué)方案適合于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)優(yōu)秀的學(xué)生，但對本校這樣的工科類院校，學(xué)生往往被一些必須掌握的算法所困擾，從而對該課程產(chǎn)生畏難心理。

計算機圖形學(xué)這門課程實踐性強的特點則要求學(xué)生具有較強的動手操作能力和編程能力，從另外一個方面來說，要求老師有更強的實踐能力。如果理論與實踐互動性不夠，容易造成學(xué)生實踐動手能力薄弱。

通過以上分析，可以看出在計算機圖形學(xué)中采用傳統(tǒng)的課堂上講授理論，課下讓學(xué)生去做實驗的教學(xué)方式很難達到預(yù)期的教學(xué)效果，急切需要探討新的教學(xué)思路和教學(xué)方法。

2計算機圖形學(xué)課程的教學(xué)改革

本校針對現(xiàn)有教學(xué)中的不足，在總結(jié)多所知名大學(xué)在該門課程教學(xué)經(jīng)驗基礎(chǔ)上，制定了計算機圖形學(xué)的教改目標(biāo)和教改方案，具體認(rèn)識和做法如下。

2.1教學(xué)內(nèi)容的組織

以教學(xué)大綱為依據(jù)，從學(xué)生的實際情況出發(fā)，以課堂講授為主，上機實驗為輔的方式組織教學(xué)內(nèi)容。其中課堂講授48學(xué)時，上機實驗16學(xué)時。以講清基本原理和概念為第一目標(biāo)，以培養(yǎng)學(xué)生圖形學(xué)算法的設(shè)計能力、圖形軟件的開發(fā)能力為原則，合理安排課堂教學(xué)內(nèi)容。

根據(jù)學(xué)生的接受程度，教學(xué)內(nèi)容首先注重基礎(chǔ)，強調(diào)基本概念、基本原理；其次突出重點，對一些要求掌握的算法，要仔細(xì)分析，強調(diào)其基本思想。只要算法的基本思想掌握了，算法的實現(xiàn)就容易理解，對相關(guān)算法就可舉一反三、觸類旁通；再者教學(xué)內(nèi)容中應(yīng)該介紹一些當(dāng)前的研究熱點，使學(xué)生了解學(xué)科發(fā)展情況，也同時增加課堂教學(xué)的趣味性；最后在教學(xué)內(nèi)容中應(yīng)該注意理論與實用軟件之間的關(guān)系，適當(dāng)介紹計算機圖形學(xué)理論、算法在流行的圖形設(shè)計和動畫制作軟件(如AutoCAD、3DMAX等)中的應(yīng)用，促進理論學(xué)習(xí)和實用軟件使用之間形成互動。

根據(jù)以上原則，本校在2005屆計算機專業(yè)本科生中，采用了清華大學(xué)出版社出版，孫家廣主編的《計算機圖形學(xué)》作為基本教材。同時引進國外一流大學(xué)的先進教材Donald Hearn, M. Pauline Baker編寫的Computer Graphics(C Version)作為教輔資料，其中引用了一些最新的圖形學(xué)研究成果，在彩頁中體現(xiàn)了幾乎亂真的圖形效果。

2.2教學(xué)方法的選擇

在講授必須掌握的基礎(chǔ)算法之前，強調(diào)啟發(fā)式教學(xué)，提出課前思考題。這些思考題可以引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)和自學(xué)，減輕課堂負(fù)擔(dān)，使課堂教學(xué)目標(biāo)清晰，任務(wù)簡化。如在講授多邊形裁剪算法之前，應(yīng)思考多邊形由線段構(gòu)成，是否可用已學(xué)過的二維線段裁剪算法逐邊裁剪多邊形？如果不能，原因如何？應(yīng)如何解決？

在講授同類算法之后，對解決同一問題的算法進行比較，強調(diào)對比性學(xué)習(xí)。如區(qū)域填充中，應(yīng)對漫水法填充、邊界填充算法、掃描線種子算法進行比較，說明其相同之處皆為在填充過程中搜索新種子點，不同之處在于搜索新種子點的方法不同。通過對比學(xué)習(xí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不再孤立學(xué)習(xí)一種算法，而是同時掌握一類算法，為后續(xù)的掃描轉(zhuǎn)換填充算法打下基礎(chǔ)。

2.3教學(xué)手段的應(yīng)用

在計算機圖形學(xué)課堂教學(xué)過程中，本校采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合。為了充分發(fā)揮圖形圖示、動畫演示的作用，主講教師精心制作了計算機圖形學(xué)多媒體教學(xué)課件。在該多媒體教學(xué)課件中，對教學(xué)內(nèi)容的各個知識點間用超鏈接進行鏈接，引入音頻、視頻等媒體信息，既增加了教學(xué)內(nèi)容的連貫性，又使課堂教學(xué)變得生動有趣。

為了合理利用網(wǎng)絡(luò)，拓展教學(xué)空間，主講教師開設(shè)了自己的個人博客，在網(wǎng)上列出與課程相關(guān)的權(quán)威網(wǎng)絡(luò)資源。在保留傳統(tǒng)的面對面交流的基礎(chǔ)上，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)與教師、同學(xué)討論問題；教師則可以根據(jù)學(xué)生的反饋意見，及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，調(diào)整下一步的教學(xué)方式。

除了網(wǎng)上討論答疑外，教師根據(jù)學(xué)生的意見還采取了MSN、QQ 等學(xué)生喜愛的交流方式。通過這種網(wǎng)上交流，一方面使同學(xué)們不知不覺中利用課余實踐學(xué)習(xí)鞏固了圖形學(xué)知識，擴展了知識面；另一方面也兼顧了圖形學(xué)的教學(xué)大綱和同學(xué)們的興趣。一般說來，教學(xué)大綱強調(diào)基本的概念算法，而學(xué)生則對如何生成各種漂亮的圖形效果感興趣，將如何基于圖形學(xué)算法使用工具軟件生成圖形效果的資料放在網(wǎng)上，在課堂上就可以集中精力講授算法理論。通過網(wǎng)上交流，給學(xué)生提供了一種獲取知識的新渠道，這對于剛讀完兩年大學(xué)，已初步具備自學(xué)能力的大三學(xué)生而言，效果較好。

2.4上機實驗的分配

計算機圖形學(xué)涉及大量圖形造形、圖形生成和變換的算法，上機實驗必不可少，應(yīng)該結(jié)合課程特點設(shè)計實驗內(nèi)容，強調(diào)學(xué)習(xí)、研究和實驗的有機結(jié)合，鼓勵創(chuàng)新性。通過實驗，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。

本校根據(jù)學(xué)生的實際情況，把實驗環(huán)節(jié)分為必做的課內(nèi)驗證性實驗、課內(nèi)設(shè)計性實驗、選做的課外創(chuàng)新性實驗，并且要求學(xué)生將自己實現(xiàn)的各類圖形算法統(tǒng)一到一個整體框架中。到課程結(jié)束時，每個學(xué)生都完成了一個具有自己特點的小型交互型計算機圖形系統(tǒng)。在這個過程中，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了計算機圖形學(xué)的各種算法，而且培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在上機實驗過程中，由于本校學(xué)生在開設(shè)計算機圖形學(xué)這門課程之前并沒有學(xué)習(xí)過GUI編程，往屆學(xué)生的上機實驗都是基于Turbo C環(huán)境下的編程練習(xí)。由于TC的陳舊性和古板性，多數(shù)學(xué)生對它并不感興趣，因此在2005屆學(xué)生上機實驗之前，本校教師將計算機圖形學(xué)中的上機實驗移植到VC、VB、C++ Builder等可視化的編程環(huán)境上來。這一方面讓同學(xué)們學(xué)習(xí)編程時有與時俱進的感覺，另一方面又能學(xué)到新的內(nèi)容。

2.5算法演示系統(tǒng)的設(shè)計

計算機圖形學(xué)算法中涉及到較復(fù)雜的公式推導(dǎo)，在理解算法時要求有比較強的空間想像能力。為了幫助同學(xué)們更好地理解算法，本校組織畢業(yè)生在主講教師的幫助下制作了“計算機圖形學(xué)算法演示系統(tǒng)”，該系統(tǒng)利用Visual C++ 6.0結(jié)合OpenGL進行開發(fā)。

由于該系統(tǒng)主要用來進行輔助教學(xué)，而一般程序?qū)崿F(xiàn)速度快，且操作的像素人眼看不見，這樣的程序用于課堂講解，雖然可以提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，但同學(xué)們看不到算法的具體實現(xiàn)過程。為了解決這個問題，本系統(tǒng)以放大的可見點模擬人眼看不見的屏幕像素，并且以動畫的形式完成計算機圖形學(xué)中各種算法的實現(xiàn)過程。系統(tǒng)中每一種算法都被設(shè)計為一個獨立的類，各種算法根據(jù)其分類被組織在相應(yīng)的菜單下，通過菜單調(diào)出設(shè)置參數(shù)和控制程序的對話框。采用該算法演示系統(tǒng)后，在學(xué)習(xí)相關(guān)算法時，同學(xué)們可以清楚地看到算法的分步執(zhí)行結(jié)果，幫助同學(xué)從直觀角度理解各種抽象算法，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強教學(xué)效果。

2.6課后習(xí)題的安排

課后習(xí)題對于幫助學(xué)生預(yù)習(xí)和自學(xué), 激發(fā)學(xué)生興趣等方面有重要作用。由于計算機圖形學(xué)這門課程的特殊性，課后習(xí)題較少，因此根據(jù)課程教學(xué)需要，在參閱著名計算機圖形學(xué)教材的基礎(chǔ)上，本校教師經(jīng)過收集整理，設(shè)計編寫了教學(xué)輔助材料《計算機圖形學(xué)習(xí)題集》，目前已基本成型，并在2005屆學(xué)生中試用。

在設(shè)計習(xí)題的時候要精心設(shè)計和選擇，特別避免作業(yè)形式單一、難度較大，否則就會使學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒。注意循序漸進、難易適度。注重基礎(chǔ)，注意多層次(如基礎(chǔ)知識、算法設(shè)計和綜合應(yīng)用題等)、多形式(如判斷題、選擇題、填空題、簡答題、算法設(shè)計題和綜合應(yīng)用題等)，使學(xué)生得到全面的訓(xùn)練。習(xí)題應(yīng)注意啟迪學(xué)生的思維, 培養(yǎng)獨立思考的能力。

在每章習(xí)題的最后，都是這章內(nèi)容的學(xué)習(xí)小結(jié)，要求學(xué)生回答：通過這一章的學(xué)習(xí)，掌握了哪些知識？哪些沒有聽懂？對老師有沒有更好的建議等等。字?jǐn)?shù)不限，但必須回答。從教師的角度出發(fā)，這種小結(jié)有利于了解學(xué)生的心理動態(tài)，了解自己的授課得失，有利于進一步改進教學(xué)質(zhì)量；從學(xué)生的角度出發(fā)，這種小結(jié)客觀上促進了學(xué)生進行課后復(fù)習(xí)，鞏固了課堂效果，而且內(nèi)容靈活，可長可短。

2.7教學(xué)過程的考核

重視教學(xué)的過程化管理與考核是保證教學(xué)質(zhì)量的重要手段。對課堂、作業(yè)、實驗等環(huán)節(jié)進行有效的管理，及時發(fā)現(xiàn)和糾正每一環(huán)節(jié)中存在的問題。應(yīng)該在過程中解決教學(xué)中的問題，不能讓其積累起來，避免學(xué)生感到課程的難學(xué)，以致學(xué)習(xí)積極性下降。

過程化管理和考核體現(xiàn)在評定學(xué)生的課程成績時，全面考核各重要教學(xué)環(huán)節(jié)(如上課、作業(yè)、上機實驗、期末考試等)的學(xué)習(xí)情況，應(yīng)充分重視平時的學(xué)習(xí)情況，鼓勵在平時作業(yè)、上機實踐中獨立思考，并有所創(chuàng)新的學(xué)生。對于平時作業(yè)，上機實驗中存在的抄襲現(xiàn)象，教師要求學(xué)生用電子郵箱提交作業(yè)，兩份完全雷同的作業(yè)，按照提交時間先后次序判斷抄襲者。對于上機過程中，第一個完成的同學(xué)或者實現(xiàn)方法有所改進的同學(xué)都給予加分獎勵。每次作業(yè)、上機實驗都要給出等級，各環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)情況都有逐一的評定成績，并按比例記入到課程的總成績中。

3小結(jié)

通過本校2005屆教學(xué)效果和往屆學(xué)生教學(xué)效果的對比分析，在試卷難度相同的情況下，2005屆計算機本科生圖形學(xué)考核平均成績提高5%，且成績分布更趨向正態(tài)分布；網(wǎng)上評教系統(tǒng)表明，在2005屆本科生中，學(xué)生對計算機圖形學(xué)的畏難心理有較大的降低，僅有一人反映學(xué)習(xí)過程中聽不懂，難度很大，這說明學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)信心有一定的提高。從對比結(jié)果可看出本文所提出的方法有一定的實效，同時對其他課程也有一些參考意義。

參考文獻

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[3] 孫家廣. 計算機圖形學(xué)[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,1998.

[4] 楊長強. “計算機圖形學(xué)教學(xué)演示系統(tǒng)”的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 教育信息化,2006,(3):41-43.

Research and Practice of Teaching Reformation of Computer Graphics

Duan Jiang

(College of Information Science and Engineering, Nanjing University of Technology, Nanjing 210009, China)

第5篇：計算機圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)范文

電影是一種以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為手段，以畫面和聲音為媒介．通過在特定銀幕時空中創(chuàng)造出來的連續(xù)性影像表述一個完整主題的藝術(shù)。電影是一個融會文學(xué)、繪畫、音樂、建筑、色彩、光線等一系列藝術(shù)因素和科研成果的載體。電影藝術(shù)本身就具有跨學(xué)科性質(zhì)。

計算機圖形學(xué)是借助計算機來顯示、生成和處理圖形的藝術(shù)和科學(xué)。它是一個發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛的計算機學(xué)科，已經(jīng)沒有哪個領(lǐng)域不能從計算機圖形學(xué)這一強大工具中受益。

分形是20世紀(jì)70年代興起的非線性學(xué)科的新的分支。它是研究自然界中常見的、不規(guī)則的、變化莫測的現(xiàn)象的科學(xué)。分形被稱為大自然的幾何學(xué)。通過分形幾何可以輕易地模擬自然景物。

分形在與計算機圖形學(xué)結(jié)合的過程中，體現(xiàn)出優(yōu)越的應(yīng)用前景，也常常被應(yīng)用在電影領(lǐng)域中。

分形結(jié)合計算機圖形學(xué)的應(yīng)用

畫面是電影最重要的組成部分，在人類使用感覺器官感知外部世界的過程中，80％的信息由視覺獲取。電影與計算機圖形學(xué)的結(jié)合．解放了傳統(tǒng)視覺表現(xiàn)手法局限的電影制作人員的思維．不僅把電影制作過程中的不可能變?yōu)榭赡?，還取代了原本需要耗費大量財力、人力才能完成的工作。運用以計算機圖形學(xué)生成的藝術(shù)圖形是電影為劇情需要以及為達到所需的視覺效果的一種有力手段。

從1986年獲奧斯卡獎的第一個計算機動畫短片《Tin Toy》誕生至今，無論是如《指環(huán)王》、《星球大戰(zhàn)》等國外大型科幻電影，還是國產(chǎn)電影。古裝戲中的千軍萬馬、巨型宮殿，無不采用計算機圖形的方法制作生成。

計算機圖形學(xué)既是一門復(fù)雜的綜合性新興科學(xué)。也是建立在傳統(tǒng)的圖學(xué)理論、現(xiàn)代數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)基礎(chǔ)上的一門邊緣學(xué)科。計算機圖形學(xué)的研究對象是圖形，研究范圍包括一切從客觀世界物體中抽象出來的帶有顏色及形狀信息的圖和形。

傳統(tǒng)的計算機圖形學(xué)中，各種人造物體表示都用歐式幾何方法，即，物體形狀由方程來描述，這些方法適用于討論加工過的物體：有光滑的表面和規(guī)則形狀。但自然景物，如山脈、巖石、星體、云等，是不規(guī)則的粗糙的，歐式幾何只能將圖形細(xì)分成規(guī)則形狀，再拼裝起來，不能真實模擬這些物體。

自然景物可以用分形幾何方法來真實地描述，使用過程而不是使用方程來對物體建模。過程描繪的物體其特征遠不同于用方程描繪的物體。物體的分形幾何表示可用于很多領(lǐng)域來描述和解釋自然現(xiàn)象特征。應(yīng)用分形結(jié)合計算機圖形學(xué)的實現(xiàn)，使那些原本用傳統(tǒng)方法不能或者難以逼真實現(xiàn)的畫面變得簡單可能、逼真形象。

應(yīng)用分形幾何方法結(jié)合計算機圖形學(xué)的圖形實現(xiàn)及應(yīng)用

如果放大一連續(xù)的歐式幾何，不管其多復(fù)雜，最終可得出光滑的圖象。但若在分形物體如海岸線、樹葉和云中放大，則連續(xù)地看到如同在整體中出現(xiàn)的更多的細(xì)節(jié)。

分形物體具有自相似性。我們用一個過程來描述分形物體。該過程為產(chǎn)生物體局部細(xì)節(jié)指定一重復(fù)操作。盡管分形物體從定義上看具有無限細(xì)節(jié)，即分形物體無確定大小，需要用無限次的過程來表示，但在實現(xiàn)中僅用有限步過程生成。在計算機圖形學(xué)中，我們通過在空間區(qū)域內(nèi)對圖形重復(fù)使用一變換函數(shù)來生成分形圖形。

變換函數(shù)可以應(yīng)用于給定的集合，或者應(yīng)用于基本元素的初始集上。每次重復(fù)時，我們可采用固定或隨機的生成過程和靈活的變換函數(shù)．包括幾何變換、非線性變換或決策參數(shù)，使得實現(xiàn)的分形千變?nèi)f化。

計算機圖形學(xué)由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、圖形算法和語言構(gòu)成。專業(yè)人員了解了分形圖形的生成原理，可應(yīng)用多種算法實現(xiàn)分形圖形。如遞歸算法是根據(jù)分形生成原理設(shè)計的：運用生成規(guī)則來描述物體形狀的L系統(tǒng)，其核心是迭代重寫?？梢杂行M植物、樹和森林場景。

對于直接生成3D分形圖，應(yīng)用遞歸算法原則?？刹捎秒S機中點位移法和分形插值算法。它們能夠逼真實現(xiàn)山和云等自然景觀，且生成體具有自相似性和精細(xì)結(jié)構(gòu)。

還有許多專用的分形軟件如fractint、Iterations等都可以簡單快捷的生成美麗的2D分形圖，以彌補相關(guān)專業(yè)知識的不足。無論是這些2D分形圖本身，還是以它們?yōu)榛A(chǔ)，運用一些常見的3D圖形處理軟件生成的3D圖，都可以進一步運用到電影制作中。用于模擬自然景觀和物體表面紋理。

分形圖形有多種分類，其中統(tǒng)計自相似分形可用于模擬樹、灌木和其它植物。而巖層、水和云的實現(xiàn)則是使用隨機仿射分形構(gòu)造的典型例子。

即使是諸如科幻、3D和動漫電影中的影像，也并全不是天馬行空、胡思亂想的．它需要符合審美和一定程度上的現(xiàn)實世界景象。分形已經(jīng)越來越被證明是能夠有效模擬現(xiàn)實中自然現(xiàn)象的好方法。

結(jié)語

(1)電影是源自生活的大眾化藝術(shù)，它本身融會了許多藝術(shù)與科學(xué)的元素。為了滿足電影劇情需要。達到視覺效果。人們借助計算機圖形學(xué)實現(xiàn)傳統(tǒng)方法不可能或者難以完成的影響。

第6篇：計算機圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)范文

摘要：“計算機圖形學(xué)”是計算機專業(yè)的一門非常重要的基礎(chǔ)課程，但在教學(xué)中存在很多問題，本文總結(jié)了兩種結(jié)合方式的教學(xué)方法，分析和探討了其在教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：計算機圖形學(xué)；教學(xué)方法；教學(xué)與實驗

中圖分類號：G642

文獻標(biāo)識碼：A

1引言

“計算機圖形學(xué)”在計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門基礎(chǔ)課，其課程涉及圖形硬件設(shè)備、圖形系統(tǒng)、交互技術(shù)、基本圖形生成算法、幾何變換、真實感圖形生成等內(nèi)容。在筆者的教學(xué)實踐當(dāng)中發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程中普遍存在以下兩個問題。

1.1理論知識掌握方面

由于“計算機圖形學(xué)”具有較強理論性，部分算法比較抽象不易理解。所以學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候很難將抽象算法與具體的三維圖像結(jié)合起來，經(jīng)常表現(xiàn)出畏難情緒。

1.2實踐能力培養(yǎng)方面

由于“計算機圖形學(xué)”課程的教學(xué)主要精力放在了圖形的基本概念和算法原理的講解上，上機實踐環(huán)節(jié)滯后；另外，現(xiàn)在大部分的教材中仍然是以Turbo C作為上機實習(xí)的平臺，但是由于Turbo C再實際應(yīng)用中早已不作為開發(fā)工具使用，學(xué)生并不能夠在實驗中獲得未來就業(yè)環(huán)境下真是需要掌握的編程知識，需要二次學(xué)習(xí)才能適應(yīng)社會的需求。

針對以上問題，給出以下解決方案。

2理論講解與具體開發(fā)工具的使用相結(jié)合

圖形通常由點、線、面、體等幾何元素和灰度、色彩、線型、線寬等非幾何屬性組成。如何在計算機中表示圖形以及利用計算機進行圖形的計算、處理和顯示的相關(guān)原理與算法，構(gòu)成了計算機圖形學(xué)的主要研究內(nèi)容。目前，大部分《計算機圖形學(xué)》教材都是以計算機圖形學(xué)的基本概念、基本理論、基本原理及經(jīng)典算法作為主要內(nèi)容，以豐富學(xué)生的基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生的獨立研究能力。然而，在微型計算機日益普及的今天，隨著計算機科學(xué)及技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了很多功能完善的圖形軟件標(biāo)準(zhǔn)和圖形軟件，如何利用他們培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高實際應(yīng)用的能力，則是當(dāng)今教學(xué)的重點。

為了能夠更加廣泛地接觸和學(xué)習(xí)圖形軟件，筆者在以Turbo C語言作為開發(fā)工具來介紹基本圖元的經(jīng)典畫法的同時，將OpenGL引入到計算機圖形學(xué)的學(xué)習(xí)中。

OpenGL是近10年來發(fā)展起來的一個性能卓越的、通用共享的三維圖形標(biāo)準(zhǔn)，已得到廣泛應(yīng)用。OpenGL提供十分清晰明了的圖形函數(shù)，所以圖形繪制可以通過它的各種函數(shù)來實現(xiàn)。OpenGL具有標(biāo)準(zhǔn)型、穩(wěn)定性、可擴展性、可縮放性、易用性、可靠性和可移植性等特點。與其他圖形程序包相比，OpenGL應(yīng)用程序代碼行數(shù)少，又封裝了有關(guān)基本硬件的信息，因此在很多領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。

在教學(xué)過程中，為了讓學(xué)生對“計算機圖形學(xué)”中所講解的知識能夠更好的理解和掌握，可以從三個步驟來進行講解：

2.1理論講解――基本概念、原理及算法

理論講解過程中，我們可以把OpenGL與之結(jié)合起來。例如：我們在講解直線的掃描算法時，首先介紹經(jīng)典的中點繪制直線算法和Bressman算法，通過這兩個算法的原理的介紹可以使學(xué)生了解到在計算機中怎樣以像素作為處理單位來實現(xiàn)直線的繪制。然后，我們可以介紹一下OpenGL中對直線進行繪制的方法，從而體會兩種開發(fā)工具的相同和不同之處：

(1) Turbo C：Bressman算法實現(xiàn)直線的繪制

voidBresenham_Line (int x1, int y1, int x2, int y2,int color)

{

intx, y, dx, dy, dk, i；

dx = x2 C x1；dy = y2Cy1；dk = dy C dx；

x = x1；y = y1；

for (i = 0; i

{ putpixel (x, y, color);

x=x + 1;

if(dk

dk=dk+2*dy;

else

{y = y + 1； dk = dk +2*dyC 2 * dx； }

}

}

(2)OpenGL實現(xiàn)

glBegin ( GL_LINES );

glColor3f(1.0,1.0,0.0);

glVertex2f(-11.0,8.0);

glVertex2f(-7.0,7.0);

glEnd();

在Turbo C中需要具體的算法和參數(shù)實現(xiàn)對像素逐個處理從而形成一條直線；在OpenGL中我們只需要給出直線的坐標(biāo)、屬性的數(shù)據(jù)就可以得到一條直線了。這樣學(xué)生就可以了解到直線的繪制原理，以及在實際開發(fā)中具體實現(xiàn)發(fā)法，有效地把理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合起來，達到了較好的教學(xué)效果。

2.2多媒體演示――各種圖元、概念、算法的實現(xiàn)和變化過程

由于“計算機圖形學(xué)”這門課程中的很多理論知識比較抽象不容易理解，特別是需要學(xué)生具有較好的三維空間的立體感，才能更好的理解所學(xué)的知識，例如對坐標(biāo)變換、投影變換等部分的概念的理解，對很多學(xué)生來講都很難理解，為了達到更好的教學(xué)效果，可以將OpenGL引入到課程學(xué)習(xí)中，通過OpenGL的對應(yīng)函數(shù)的多媒體演示，幫助學(xué)生更好地掌握這部分知識。在介紹了基本的變換中的平移變換、縮放變換和旋轉(zhuǎn)變換的概念時，在計算機圖形學(xué)中我們一般是通過二維的圖形來幫助學(xué)生理解，如圖1～3。

OpenGL多媒體演示見圖4。

在OpenGL中分別使用glTranslatef()來表示平移變換，三個參數(shù)分別表示在三個坐標(biāo)平移的距離；glRotatef()用來表示旋轉(zhuǎn)變換，一個參數(shù)表示旋轉(zhuǎn)地角度，另外一個參數(shù)表示旋轉(zhuǎn)軸的坐標(biāo)；glScalef()表示縮放變換，三個參數(shù)表示在三個坐標(biāo)軸方向的縮放比例。這里，通過多媒體可是課件，通過鼠標(biāo)來控制參數(shù)的值，根據(jù)參數(shù)值的變化，顯示效果也會隨之變化。通過這種三維的動態(tài)多媒體課件的演示，可以使學(xué)生更好的理解三種變換，同時對OpenGL中對應(yīng)的函數(shù)及其參數(shù)的具體含義有了更好的掌握。

2.3具體應(yīng)用――原理算法的具體應(yīng)用

在完成前兩個步驟的基礎(chǔ)上，可以通過一些小的應(yīng)用程序或游戲程序的演示，將其中對應(yīng)的圖形繪制方法的應(yīng)用提煉分析出來，這樣可以使學(xué)生對所學(xué)知識的具體應(yīng)用有較直觀的認(rèn)識，為其將來的進一步學(xué)習(xí)和實踐打下基礎(chǔ)。

3教學(xué)與實驗相結(jié)合

“計算機圖形學(xué)”是一門實踐性很強的課程，但在目前，普遍存在的現(xiàn)象是“計算機圖形學(xué)”課程的理論教學(xué)內(nèi)容存在著一定孤立性，與上機實踐聯(lián)系并不緊密；因此，有必要加強學(xué)生動手能力的培養(yǎng)。為了確保計算機圖形學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，應(yīng)該選用目前市場上比較流行的圖形開發(fā)環(huán)境作為學(xué)生的實踐環(huán)境，同時也要注重課堂知識的消化，因此理論知識的對應(yīng)實驗也不能輕視。筆者認(rèn)為應(yīng)將兩者有效地結(jié)合起來才能達到更好的效果。

為了能夠幫助學(xué)生更好地理解理論知識，更好地提高動手能力，實驗部分可以分三部分進行：

(1) 基礎(chǔ)實驗：主要完成各種理論講解過程中學(xué)習(xí)的代碼實現(xiàn)，編程環(huán)境為Turbo C。

(2) 提高實驗：以Visual C++ 和OpenGL作為開發(fā)環(huán)境，進行實踐動手能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。

(3) 體驗實驗：以3D Max作為開發(fā)環(huán)境，進行圖形圖像軟件開發(fā)的體驗實驗。

基礎(chǔ)實驗可以幫助學(xué)生更好地理解基本的理論和各種基本圖元的經(jīng)典算法。

提高實驗可以提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，能夠使學(xué)生更多地接觸實際開發(fā)中所使用的工具和開發(fā)環(huán)境，為將來的工作打好基礎(chǔ)。

體驗實驗中的3DMax是圖形開發(fā)的具體產(chǎn)品，通過對其的使用和接觸，可以讓學(xué)生感知到計算機圖形學(xué)的應(yīng)用情況。

通過基礎(chǔ)實驗、提高實驗和體驗實驗的結(jié)合練習(xí)，不但可以提高學(xué)生的編程能力，而且加深了學(xué)生對所學(xué)知識的了解和認(rèn)識，使學(xué)生對“計算機圖形學(xué)”的實際應(yīng)用有了感性的認(rèn)識。

4結(jié)語

“計算機圖形學(xué)”是計算機學(xué)科的主要基礎(chǔ)課程之一，但由于各種原因，學(xué)生學(xué)起來有一定的難度，這給授課的教師帶來相當(dāng)大的挑戰(zhàn)?！坝嬎銠C圖形學(xué)”的教學(xué)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它會涉及到諸多方面的問題，以上所述僅僅是筆者授課過程中得粗略總結(jié)，有不妥或不足之處，敬請大家批評指正。

參考文獻：

[1] 張曦煌,杜俊俐. 計算機圖形學(xué)[M]. 北京郵電大學(xué)出版社,2006,8.

[2] OpenGL體系結(jié)構(gòu)審核委員會等. OpenGL編程指南(第4版)[M]. 人民郵電出版社,2005,4.

[3] 陳元琰, 張睿哲, 吳東. 計算機圖形學(xué)實用技術(shù)(第2版)[M]. 清華大學(xué)出版社,2007,3.

Teaching method discussion of Computer Graphics

XUE Chun-yan

( XiamenUniversity Tan Kah Kee college)

第7篇：計算機圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)范文

CG的由來

CG是英語Computer Graphics的縮寫，是一種使用數(shù)學(xué)算法將二維或三維圖形轉(zhuǎn)化為計算機顯示器的柵格形式的科學(xué)。簡單地說，計算機圖形學(xué)的主要研究內(nèi)容就是研究如何在計算機中表示圖形、以及利用計算機進行圖形的計算、處理和顯示的相關(guān)原理與算法。

利用計算機技術(shù)進行視覺設(shè)計和生產(chǎn)。它既包括技術(shù)也包括藝術(shù)，幾乎涵蓋了利用計算機技術(shù)進行的所有的視覺藝術(shù)創(chuàng)作活動，如平面設(shè)計、網(wǎng)頁設(shè)計、三維動畫、影視特效、多媒體技術(shù)，以及計算機輔助設(shè)計的建筑設(shè)計等?，F(xiàn)在CG的概念正在擴大，已經(jīng)形成一個可觀的經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)，我們提到CG時，一般可以指以下四個主要領(lǐng)域：CG藝術(shù)與設(shè)計、游戲軟件、動畫、漫畫。

CG動畫指電腦制作動畫，就是電腦原先就制作好了的動畫，主機只需要播放就可以了。跟它相對應(yīng)的是即時演算動畫，是一段程序需要主機進行計算才能播放出的動畫。一般來說，CG動畫的畫面要比即時演算的強上不少，占用的空間也比即時演算的要少。但是CG動畫缺少變化性，無法即時更改動作。

在電影特技中的應(yīng)用

計算機動畫的一個重要應(yīng)用就是制作電影特技 可以說電影特技的發(fā)展和計算機動畫的發(fā)展是相互促進的。1987年由著名的計算機動畫專家塔爾曼夫婦領(lǐng)導(dǎo)的MIRA 實驗室制作了一部七分鐘的計算機動畫片《相會在蒙特利爾》 再現(xiàn)了國際影星瑪麗蓮·夢露的風(fēng)采。1988年，美國電影《誰陷害了兔子羅杰》（Who Framed Roger Rabbit？）中二維動畫人物和真實演員的完美結(jié)合，令人瞠目結(jié)舌、嘆為觀止 其中用了不少計算機動畫處理。1991年美國電影《終結(jié)者II：世界末日》展現(xiàn)了奇妙的計算機技術(shù)。此外，還有《侏羅紀(jì)公園》（Jurassic Park）、《獅子王》、《玩具總動員》（Toy Story）等。

行業(yè)趨勢

計算機圖形學(xué)狹義上是一種研究基于物理定律、經(jīng)驗方法以及認(rèn)知原理，使用各種數(shù)學(xué)算法處理二維或三維圖形數(shù)據(jù)，生成可視數(shù)據(jù)表現(xiàn)的科學(xué)。它是計算機科學(xué)的一個分支領(lǐng)域與應(yīng)用方向，主要關(guān)注數(shù)字合成與操作視覺的圖形內(nèi)容。廣義上來看，計算機圖形學(xué)不僅包含了從三維圖形建模、繪制到動畫的過程，同時也包括了對二維矢量圖形以及圖像視頻融合處理的研究。計算機圖形學(xué)經(jīng)過將近40年的發(fā)展，已進入了較為成熟的發(fā)展期。目前，其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括計算機輔助設(shè)計與加工，影視動漫，軍事仿真，醫(yī)學(xué)圖像處理，氣象、地質(zhì)、財經(jīng)和電磁等的科學(xué)可視化等。由于計算機圖形學(xué)在這些領(lǐng)域的成功運用，特別是在迅猛發(fā)展的動漫產(chǎn)業(yè)中，帶來了可觀的經(jīng)濟效益。動漫產(chǎn)業(yè)是目前各國優(yōu)先發(fā)展的綠色產(chǎn)業(yè)，具有高科技、高投入與高產(chǎn)出等特點。據(jù)統(tǒng)計，截至2009年3月，美國動畫夢工廠所拍攝的三維動畫片《怪物史萊克II》在預(yù)算為1.5億美元的情況下，獲得了超過9.2億的全球累計票房。而我國在2008年度共制作完成的國產(chǎn)電視動畫片249部，計131042分鐘，與2007年度相比增加了近28%。另一方面，由于這些領(lǐng)域應(yīng)用的推動，也給計算機圖形學(xué)的發(fā)展提供了新的發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)。

圖形渲染是整個圖形學(xué)發(fā)展的核心。在計算機輔助設(shè)計，影視動漫以及各類可視化應(yīng)用中都對圖形渲染結(jié)果的高真實感提出了很高的要求。同時，由于顯示設(shè)備的快速發(fā)展，人們要求能提供高清分辨率（1920x1080），進一步要能達到數(shù)字電影所能播放的4K分辨率（4096x2060）；色彩的動態(tài)范圍也希望從原來每個通道的8Bit提高到10bit及以上。雖然已有的圖形學(xué)方法已經(jīng)能較為真實地再現(xiàn)各類視覺效果，然而為了能提供高分辨率高動態(tài)的渲染效果，必須消耗非?？捎^的計算能力。一幀精美的高清分辨率圖像，單機渲染往往需要耗費數(shù)小時至數(shù)十小時。為此，傳統(tǒng)方法主要采用分布式系統(tǒng)，將渲染任務(wù)分配到集群渲染節(jié)點中。即使這樣，也需要使用上千臺計算機，耗費數(shù)月時間才能完成一部標(biāo)準(zhǔn)90分鐘長度的影片渲染。

計算機圖形學(xué)在追求真實感方向的研究發(fā)展已進入一個發(fā)展的平臺期，基本上各種真實感特效在不計較計算代價的前提下均能較好得以重現(xiàn)。然而，人們創(chuàng)造和生成圖片的終極目的不僅僅是展現(xiàn)真實的世界，更重要的是表達所需要傳達的信息。例如，在一個所需要描繪的場景中每個對象和元素都有其相關(guān)需要傳達的信息，可根據(jù)重要度不同可采用不同的繪制策略來進行分層渲染再加以融合，最終合成具有一定表意性的圖像。為此，研究者已經(jīng)開始研究如何與圖像處理、人工智能、心理認(rèn)知等領(lǐng)域相結(jié)合，探索合適表意性圖形生成方法。而這一技術(shù)趨勢的興起，實際上延續(xù)了已有的非真實感繪制研究中的若干進展，必將在未來有更多的發(fā)展。

總 結(jié)

CG技術(shù)隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，開始為影視視覺服務(wù)，從最早pixar開始運用電腦將手繪的二維動畫往三維CG動畫發(fā)展，影視動畫就開始蓬勃發(fā)展，從1995年pixar公司的《玩具總動員》成功上映，到2011年《變形金剛3》《怪物史瑞克3》站上電影票房之巔。無不預(yù)示著電影動畫的發(fā)展前景。而中國第一部全三維動畫電影有環(huán)球數(shù)碼制作的《魔比斯環(huán)》在2006年成功上映奠定了中國CG影視的第一步，到今中國CG不斷發(fā)展，衍生出很多CG影視公司，拉動了整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和就業(yè)。未來中國CG動畫還將蓬勃發(fā)展。

（作者單位：遼寧科技大學(xué)）

作者簡介：

第8篇：計算機圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：圖形學(xué)；發(fā)展；應(yīng)用

        1  計算機圖形學(xué)的發(fā)展

        計算機圖形學(xué)是利用計算機研究圖形的表示、生成、處理，顯示的科學(xué)。經(jīng)過30多年的發(fā)展，計算機圖形學(xué)已成為計算機科學(xué)中最為活躍的分支之一，并得到廣泛的應(yīng)用。1950年，第一臺圖形顯示器作為美國麻省理工學(xué)院（MIT）旋風(fēng)一號——（Whirlwind）計算機的附件誕生．該顯示器用一個類似示波器的陰極射線管（CRT）來顯示一些簡單的圖形。在整個50年代，只有電子管計算機，用機器語言編程，主要應(yīng)用于科學(xué)計算，為這些計算機配置的圖形設(shè)備僅具有輸出功能。計算機圖形學(xué)處于準(zhǔn)備和醞釀時期，并稱之為：“被動式”圖形學(xué)。

        2  計算機圖形學(xué)在曲面造型技術(shù)中的應(yīng)用

        曲面造型技術(shù)是計算機圖形學(xué)和計算機輔助幾何設(shè)計的一項重要內(nèi)容，主要研究在計算機圖象系統(tǒng)的環(huán)境下對曲面的表示、設(shè)計、顯示和分析。它肇源機、船舶的外形放樣工藝，經(jīng)三十多年發(fā)展，現(xiàn)在它已經(jīng)形成了以Bezier和B樣條方法為代表的參數(shù)化特征設(shè)計和隱式代數(shù)曲面表示這兩類方法為主體，以插值（Intmpolation）、擬合（Fitting）、逼近（Ap-proximation）這三種手段為骨架的幾何理論體系。隨著計算機圖形顯示對于真實性、實時性和交互性要求的日益增強，隨著幾何設(shè)計對象向著多樣性、特殊性和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜性靠攏的趨勢的日益明顯，隨著圖形工業(yè)和制造工業(yè)邁向一體化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化步伐的日益加快，隨著激光測距掃描等三維數(shù)據(jù)采樣技術(shù)和硬件設(shè)備的日益完善，曲面造型在近幾年來得到了長足的發(fā)展。

        2．1 從研究領(lǐng)域來看，曲面造型技術(shù)已從傳統(tǒng)的研究曲面表示、曲面求交和曲面拼接，擴充到曲面變形、曲面重建、曲面簡化、曲面轉(zhuǎn)換和曲面位差。

        曲面變形（Deformation or Shape Blending）：傳統(tǒng)的非均勻有理B樣條（NURBS）曲面模型，僅允許調(diào)整控制頂點或權(quán)因子來局部改變曲面形狀，至多利用層次細(xì)化模型在曲面特定點進行直接操作；一些簡單的基于參數(shù)曲線的曲面設(shè)計方法，如掃掠法（Sweeping），蒙皮法（skinning），旋轉(zhuǎn)法和拉伸法，也僅允許調(diào)整生成曲線來改變曲面形狀。計算機動畫業(yè)和實體造型業(yè)迫切需要發(fā)展與曲面表示方式無關(guān)的變形方法或形狀調(diào)配方法，于是產(chǎn)生了自由變形（fFD）法，基于彈性變形或熱彈性力學(xué)等物理模型（原理）的變形法，基于求解約束的變形法，基于幾何約束的變形法等曲面變形技術(shù)和基于多面體對應(yīng)關(guān)系或基于圖象形態(tài)學(xué)中Minkowski和操作的曲面形狀調(diào)配技術(shù)。

        2．2 從表示方法來看，以網(wǎng)格細(xì)分（Sub-division）為特征的離散造型與傳統(tǒng)的連續(xù)造型相比，大有后來居上的創(chuàng)新之勢。而且，這種曲面造型方法在生動逼真的特征動畫和雕塑曲面的設(shè)計加工中如魚得水，得到了高度的運用。

        3  在計算機輔助設(shè)計與制造（CAD/CAM）的應(yīng)用

        這是一個最廣泛，最活躍的應(yīng)用領(lǐng)域。計算機輔助設(shè)計（Computer Aided Design，CAD）是利用計算機強有力的計算功能和高效率的圖形處理能力，輔助知識勞動者進行工程和產(chǎn)品的設(shè)計與分析，以達到理想的目的或取得創(chuàng)新成果的一種技術(shù)。它是綜合了計算機科學(xué)與工程設(shè)計方法的最新發(fā)展而形成的一門新興學(xué)科。計算機輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展是與計算機軟件、硬件技術(shù)的發(fā)展和完善，與工程設(shè)計方法的革新緊密相關(guān)的。采用計算機輔助設(shè)計已是現(xiàn)代工程設(shè)計的迫切需要。CAD技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個方面，其主要的應(yīng)用領(lǐng)域有以下幾個方面。

  3.1 制造業(yè)中的應(yīng)用。CAD技術(shù)已在制造業(yè)中廣泛應(yīng)用，其中以機床、汽車、飛機、船舶、航天器等制造業(yè)應(yīng)用最為廣泛、深入。眾所周知，一個產(chǎn)品的設(shè)計過程要經(jīng)過概念設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化、仿真模擬等幾個主要階段。同時，現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)將并行工程的概念引入到整個設(shè)計過程中，在設(shè)計階段就對產(chǎn)品整個生命周期進行綜合考慮。當(dāng)前先進的CAD應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)將設(shè)計、繪圖、分析、仿真、加工等一系列功能集成于一個系統(tǒng)內(nèi)?，F(xiàn)在較常用的軟件有UGII、I-DEAS、CATIA、PRO/E、Euclid等CAD應(yīng)用系統(tǒng)，這些系統(tǒng)主要運行在圖形工作站平臺上。在PC平臺上運行的CAD應(yīng)用軟件主要有Cimatron、Solidwork、MDT、SolidEdge等。由于各種因素，目前在二維CAD系統(tǒng)中Autodesk公司的AutoCAD占據(jù)了相當(dāng)?shù)氖袌觥?/p>

        3．2工程設(shè)計中的應(yīng)用。CAD技術(shù)在工程領(lǐng)域巾的應(yīng)用有以下幾個方面：①建筑設(shè)計，包括方案設(shè)計、三維造型、建筑渲染圖設(shè)計等。②結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括有限元分析、結(jié)構(gòu)平面設(shè)計、框/排架結(jié)構(gòu)計算和分析等。③設(shè)備設(shè)計，包括水、電、暖各種設(shè)備及管道設(shè)計。④城市規(guī)劃、城市交通設(shè)計，如城市道路、高架、輕軌等。⑤市政管線設(shè)計，如自來水、污水排放、煤氣等。⑥交通工程設(shè)計，如公路、橋梁、鐵路等。⑦水利工程設(shè)計，如大壩、水渠等。⑧其他工程設(shè)計和管理，如房地產(chǎn)開發(fā)及物業(yè)管理、工程概預(yù)算等。

第9篇：計算機圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】MFCVisual C++圖像顯示

盡管圖像處理學(xué)屬于綜合性的邊緣性學(xué)科，但是在研究范疇方面，它和模式識別、計算機圖形學(xué)以及計算機視覺等存在著一定的差異，但也有一定的聯(lián)系。

傳統(tǒng)意義上的圖形學(xué)指的是通過圖表、圖形、繪圖等諸多形式對數(shù)據(jù)信息進行反應(yīng)、闡述的一種學(xué)科。但是計算機圖形學(xué)則與之不同，它研究的對象是如何借助計算機技術(shù)來創(chuàng)造此類形式。實際上，從輸出結(jié)果與處理對象上看，它與圖像分析恰恰相反。計算機圖形學(xué)正在嘗試著利用非圖像形式的數(shù)據(jù)描述促使圖像形成，而圖像分析和模式識別較為類似，二者間的輸出是不一致的，但其轉(zhuǎn)換比較方便。計算機視覺突出強調(diào)的是計算機在實現(xiàn)人的視覺功能方面的重要性，其牽扯到了大量與圖形處理相關(guān)的技術(shù)，然而當(dāng)下研究內(nèi)容大多是和圖像理解相結(jié)合的內(nèi)容。

雖然如今在處理大數(shù)據(jù)量的圖像方面，計算機處理的速度比不上光學(xué)法，但計算機處理的精確度高，可十分便捷、靈活地求解出極其復(fù)雜、功能多樣化的運算。在這么短的發(fā)展歷史過程當(dāng)中，它可以在幾乎和成像相關(guān)的所有領(lǐng)域得到成功推廣與運用，并起著非常重要的影響。

1 MFC和VC++

Microsoft Foundation Class Library（MFC），為了能夠方便的建設(shè)Windows下的應(yīng)用程序，可以把MFC中的所有類別結(jié)合起來，創(chuàng)建應(yīng)用程序框架，這也是一種相對SDK來說更為簡單的方法。此時程序員的工作內(nèi)容是，借助預(yù)定義的接口，在此輪廓中填進詳細(xì)的應(yīng)用程序中獨有的東西。

Microsoft Visual C++有與之相對應(yīng)的工具去做好該項工作：資源編輯器能有利于對用戶接口進行直觀地設(shè)計；AppWizard可在初步的框架文件的生成過程中進行使用；Class Wizard有利于把代碼添加至框架文件中；類庫可以有助于應(yīng)用程序特定的邏輯的實現(xiàn)。

2 圖像顯示形式

2.1 圖像縮放

圖像的縮放操作能使圖像的大小發(fā)生變化，形成的圖像的像素也許在原圖內(nèi)找不出與之相對應(yīng)的像素點，如此一定要實施近似處理。通常情況下，我們可以采用與之最接近的像素值進行賦值，當(dāng)然利用插值算法進行計算也可。

比方說，如fx、fy的值都是0.5，那么圖像將會變成以前的一半大，所得圖像的（0，0）像素和原圖內(nèi)的（0，0）像素相對應(yīng)；（0，1）像素與原圖內(nèi)的（0，2）像素相對應(yīng)；（1，0）像素與原圖內(nèi)的（2，0）像素相對應(yīng)，依此類推。在原圖的基礎(chǔ)上，每行間隔一個間距設(shè)置點，每相距一行實施操作。

2.2 圖像旋轉(zhuǎn)

一般圖像是以圖像的中心為原點進行旋轉(zhuǎn)的，在旋轉(zhuǎn)過后，圖像通常會出現(xiàn)一些變化。與圖像平移相同的是，一方面，圖像旋轉(zhuǎn)為了顯示全部圖像可支持拓展圖像范疇，另一方面，可去除掉轉(zhuǎn)出顯示區(qū)域的圖像。

3 圖像顯示設(shè)計

系統(tǒng)通過在功能模塊內(nèi)使用了函數(shù)void Invalidate（ BOOL bErase = TRUE ），實現(xiàn)圖形的旋轉(zhuǎn)與縮放功能，該函數(shù)具有讓整個窗口客戶區(qū)無法發(fā)揮出作用的功能，這就說明要重新進行繪制。比方說，若一個被其它窗口遮蔽的窗口轉(zhuǎn)變成前臺窗口，則以往被遮擋的部分就喪失了作用，需重新繪制。此時在應(yīng)用程序的消息隊列中，Windows會WM_PAINT消息。MFC為窗口類出具了WM_PAINT的消息處理函數(shù)OnPaint，該函數(shù)承擔(dān)著對窗口進行重新繪制的工作。

3.1 圖像放大與縮小

圖像放大是指圖像依據(jù)一定比例進行縮小或者擴大，能使位圖空間的大小發(fā)生變化。得到位圖的空間尺寸，在不使位圖的大小發(fā)生改變的情況下，讓位圖依據(jù)以往大小只改變相框的大小，但不改變相片的大小。

3.2 圖像翻轉(zhuǎn)

水平翻轉(zhuǎn)是將圖像水平方向的像素點沿著中間線進行翻轉(zhuǎn)，處理過程為：獲得當(dāng)前設(shè)備指針，指向當(dāng)前設(shè)備，定義三個無符號的的指針，為翻轉(zhuǎn)圖像申請一段內(nèi)存空間，大小為圖像內(nèi)存大小。內(nèi)層循環(huán)將每一行的像素點進行翻轉(zhuǎn)，左側(cè)的像素移到右側(cè)，右側(cè)的像素點移到左側(cè)外層循環(huán)將所有行的像素進行翻轉(zhuǎn)將左側(cè)的像素點移到右側(cè)，Invalidate（）函數(shù)進行窗體的重繪。

4 結(jié)論

本文說明了運用VC++平臺和MFC技術(shù)來實現(xiàn)本次設(shè)計的優(yōu)點，主要討論了如何構(gòu)建一個簡單的圖像顯示系統(tǒng)，如何簡單處理圖像，從而能夠在MFC平臺下成功實現(xiàn)圖像的翻轉(zhuǎn)、縮小以及放大的功能。

參考文獻

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