鐘凱飛

（杭州師范大學(xué)錢江學(xué)院，浙江 杭州310012）

0 前言

圖形是現(xiàn)實(shí)世界中客觀存在的，圖像則是通過主觀構(gòu)造出來的，而計(jì)算機(jī)的圖形圖像處理技術(shù)就是關(guān)聯(lián)這兩者，把圖形與圖像處理技術(shù)結(jié)合的計(jì)算機(jī)學(xué)科門類，隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展，兩者之間的結(jié)合越來越緊密和融洽，在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也越發(fā)的廣泛，逐漸成為計(jì)算機(jī)科學(xué)中應(yīng)用最活躍的學(xué)科。

1 計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)

1.1 計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的基本概述

計(jì)算機(jī)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(shù)據(jù)用計(jì)算機(jī)顯示、修改、完善并存儲(chǔ)的操作過程，其主要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)方面的功能：

1）對(duì)圖像進(jìn)行幾何變換，如：旋轉(zhuǎn)、平移、投影、縮放等。

2）實(shí)現(xiàn)圖像的數(shù)字化、圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原、圖像編碼、圖像分析和圖像分割等。

3）對(duì)圖形的曲線和曲面實(shí)行擬合操作。4）消除圖像中的隱線和隱面。

5）進(jìn)行計(jì)算機(jī)圖像的建模和造型設(shè)計(jì)。

6）進(jìn)行相應(yīng)的色彩設(shè)計(jì)和明暗處理以及紋理貼圖的處理。

1.2 計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的功能及構(gòu)成

1.2.1 功能

計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程領(lǐng)域中，計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的研發(fā)和改進(jìn)是一項(xiàng)重要內(nèi)容，而這必須依靠計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)來完成。計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下五種基本功能：計(jì)算功能，存儲(chǔ)功能，輸入、輸出功能，對(duì)話功能。計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的計(jì)算功能是指在圖形圖像的設(shè)計(jì)過程中，利用其進(jìn)行必要的分析計(jì)算、變換等。計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的存儲(chǔ)功能是指能對(duì)計(jì)算機(jī)圖像以及幾何數(shù)據(jù)實(shí)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控、維護(hù)、檢索。計(jì)算機(jī)圖形的輸入、輸出功能是指利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)輸入圖形圖像的幾何參數(shù)以及相關(guān)形體命令，并在顯示狀態(tài)下對(duì)最終的圖形圖像處理結(jié)構(gòu)進(jìn)行輸出、拷貝。計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的對(duì)話功能是指通過顯示器和交互設(shè)備進(jìn)行人與計(jì)算機(jī)間的溝通。使用者通過顯示器可直觀地看到圖形圖像設(shè)計(jì)和處理的結(jié)果，并通過相關(guān)設(shè)備對(duì)不滿意的地方進(jìn)行實(shí)時(shí)修改，另外系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)保存用戶的操作，對(duì)不恰當(dāng)?shù)牟僮饔枰蕴崾?，用戶還可對(duì)前面進(jìn)行的操作進(jìn)行撤銷，實(shí)現(xiàn)對(duì)象的還原。

1.2.2 構(gòu)成

計(jì)算機(jī)圖形的完成和處理需要計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的支持，它由計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備以及計(jì)算機(jī)圖形圖像軟件兩部分構(gòu)成。一般來說，計(jì)算機(jī)圖形的高質(zhì)量需要過硬的計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的支持。計(jì)算機(jī)圖形硬件主要包含圖像處理器、圖像輸入設(shè)備和圖像輸出設(shè)備三個(gè)部分。圖像處理器是整個(gè)系統(tǒng)的重要部分，它能作為紐帶連接顯示終端設(shè)備和計(jì)算機(jī)設(shè)備，主要具有的功能是處理和存儲(chǔ)圖像，同時(shí)還能夠完成大量圖形函數(shù)的計(jì)算，這不僅大大減少了計(jì)算機(jī)中央處理器的工作負(fù)擔(dān)，而且提高了計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的運(yùn)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(tǒng)常見的輸入設(shè)備主要是鍵盤和鼠標(biāo)，人們可以通過它們做到直接輸入圖形和進(jìn)行圖形的制作、定位。最后，計(jì)算機(jī)圖形的輸出設(shè)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(tǒng)設(shè)備，主要有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。

2 計(jì)算機(jī)圖形與圖形圖像處理技術(shù)結(jié)合的應(yīng)實(shí)例

在實(shí)際情況中，計(jì)算機(jī)圖形與計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)是密不可分的，這兩者結(jié)合可以使圖形圖像的視覺效果更加的精美，質(zhì)量更加的完美。并且，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，這兩者之間已經(jīng)形成了一種相互交叉、相互滲透的關(guān)系，之間相區(qū)別的界線也越來越模糊，兩者可以說已經(jīng)形成一個(gè)整體共同發(fā)揮著作用，兩者結(jié)合主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：

2.1 計(jì)算機(jī)輔助制造及設(shè)計(jì)方面

在工業(yè)產(chǎn)業(yè)中，CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))是應(yīng)用領(lǐng)域最廣泛和應(yīng)用最活躍的計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)，廣泛地用于工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

例如：車床、汽車、土建工程項(xiàng)目等的設(shè)計(jì)以及網(wǎng)絡(luò)分析、集成電路等領(lǐng)域運(yùn)用CAD具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，在遇到設(shè)計(jì)工作量很大的建筑工程、電路設(shè)計(jì)時(shí)，依靠人工設(shè)計(jì)的成本及時(shí)間都會(huì)較大，利用CAD則可以很大程度上減少設(shè)計(jì)的難度、成本和時(shí)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(shí)現(xiàn)建模和渲染，最終生成具有很高真實(shí)感的圖形。其實(shí)早在十九世紀(jì)，就有科學(xué)家提出計(jì)算可視化的設(shè)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(yī)學(xué)以及流體力學(xué)等領(lǐng)域，其還有很大的提升空間和應(yīng)用價(jià)值。

2.3 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫以及藝術(shù)設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)圖形和圖形圖像處理技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及技術(shù)的發(fā)展，早已不僅僅停留在靜態(tài)圖形的處理方面，更是實(shí)現(xiàn)了以此為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫處理技術(shù)的產(chǎn)生，這樣大大豐富了人們的生活和計(jì)算機(jī)的功能。正如現(xiàn)在的美術(shù)工作者在進(jìn)行商業(yè)化的美術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)也更加青睞于使用計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)進(jìn)行藝術(shù)創(chuàng)造，大量的繪畫程序：PaintShop、3DMAX等，更是滿足了藝術(shù)家們各種二維、三維設(shè)計(jì)的需要，得到廣泛的應(yīng)用，其中的許多功能都是藝術(shù)家僅憑雙手難以辦到的。

2.4 用戶接口

在圖形界面中，計(jì)算機(jī)顯示窗口、按鈕、圖標(biāo)等圖形表示不同目的的操作，用戶可利用鼠標(biāo)等指針進(jìn)行選址想要進(jìn)行的命令，計(jì)算機(jī)圖形用戶界面的好壞決定著軟件易用性的強(qiáng)弱。這個(gè)應(yīng)用最成功案例便是蘋果公司、微軟公司，上個(gè)世紀(jì)它們相繼實(shí)現(xiàn)圖形化用戶界面的操作系統(tǒng)，特別是Windows操作系統(tǒng)更是得到了廣泛地應(yīng)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(biāo)、按鈕等，具有高度的人性化。

3 結(jié)語

計(jì)算機(jī)圖形與圖形圖像處理技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于人們生活的各個(gè)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(jié)合不僅創(chuàng)造出了許許多多功能強(qiáng)大、使用方便、效果極佳的應(yīng)用程序，更是為我們的生活創(chuàng)造了許多豐富多彩的視覺享受和生活體驗(yàn)。相信未來隨著計(jì)算機(jī)及圖形圖像處理技術(shù)的發(fā)展，我們的生活、我們的世界將會(huì)變得更加精彩紛呈。

［1］蔡報(bào)忠.基于運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫綜述[J].軟件導(dǎo)刊，2008(02).

［2］萬良君.超級(jí)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和可視化[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，1993(01).

［3］陳敏雅,金旭東.淺談?dòng)?jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)[J].長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011(01).