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计算机图形学

时间:2012-09-23来源:www.shixinhua.com石鑫华视觉网 作者:石鑫华 点击: 999999次

计算机图形

计算机图形学概述

计算机图形学(Computer Graphics,简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。简单地说,计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。
计算机图像学
计算机图像

计算机图形学的主要组成

         图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从构成要素上看,图形主要分为两类,一类是几何要素在构图中具有突出作用的图形,如工程图、等高线地图、曲面的线框图等,另一类非几何要素在构图中具有突出作用的图形,如明暗图、晕渲图、真实感图形等。

计算机图形学的主要目的

         计算机图形学一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。为此,必须建立图形所描述的场景的几何表示,再用某种光照模型,计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。所以计算机图形学与另一门学科计算机辅助几何设计有着密切的关系。事实上,图形学也把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究内容。同时,真实感图形计算的结果是以数字图像的方式提供的,计算机图形学也就和图像处理有着密切的关系。

图形与图像的区别

        图形与图像两个概念间的区别越来越模糊,但还是有区别的:图像纯指计算机内以位图形式存在的灰度信息,而图形含有几何属性,或者说更强调场景的几何表示,是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的。

计算机图形学的研究内容

        计算机图形学的研究内容非常广泛,如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法、非真实感绘制,以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。

计算机图形学的学科发展趋势

        计算机图形学狭义上是一种研究基于物理定律、经验方法以及认知原理,使用各种数学算法处理二维或三维图形数据,生成可视数据表现的科学。它是计算机科学的一个分支领域与应用方向,主要关注数字合成与操作视觉的图形内容。广义上来看,计算机图形学不仅包含了从三维图形建模、绘制到动画的过程,同时也包括了对二维矢量图形以及图像视频融合处理的研究。 计算机图形学经过将近40年的发展,已进入了较为成熟的发展期。目前,其主要应用领域包括计算机辅助设计与加工,影视动漫,军事仿真,医学图像处理,气象、地质、财经和电磁等的科学可视化等。由于计算机图形学在这些领域的成功运用,特别是在迅猛发展的动漫产业中,带来了可观的经济效益。动漫产业是目前各国优先发展的绿色产业,具有高科技、高投入与高产出等特点。据统计,截至2009年3月,美国动画梦工厂所拍摄的三维动画片《怪物史莱克II》在预算为1.5亿美元的情况下,获得了超过9.2亿的全球累计票房。而我国在2008年度共制作完成的国产电视动画片249部,计131042分钟,与2007年度相比增加了近28%。另一方面,由于这些领域应用的推动,也给计算机图形学的发展提供了新的发展机遇与挑战。
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