摘 要：Computer Graphics漢語(yǔ)稱(chēng)為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，它是研究計(jì)算機(jī)圖形原理、計(jì)算機(jī)圖形方法和計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的學(xué)科。其研究?jī)?nèi)容包括：幾何作圖，涵蓋平面線條作圖以及三維立體構(gòu)建模型等；此外還研究幾何圖形的表面渲染，涵蓋圖形表面的著色、光線照射、圖形陰影與圖形紋理等方面的研究。當(dāng)前，該學(xué)科的運(yùn)用逐步涉及真實(shí)感受的幾何圖形、計(jì)算的視頻化、模擬生態(tài)環(huán)境、動(dòng)漫技術(shù)、建筑工程圖形制作等很多方面。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)圖形；應(yīng)用；分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.41

1 Computer Graphics有關(guān)概念簡(jiǎn)述

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)際上就是一門(mén)運(yùn)用數(shù)理算法把多維幾何圖形轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)顯示器的柵格形式的學(xué)科。該學(xué)科所研究的主要內(nèi)容涵蓋怎樣在計(jì)算機(jī)中展示幾何圖形、運(yùn)用計(jì)算機(jī)開(kāi)展幾何圖形的運(yùn)算、處理與展現(xiàn)有關(guān)原理和計(jì)算。該學(xué)科的一個(gè)重要目標(biāo)就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)繪制出讓人有種真實(shí)感受的幾何圖形。所以，需要構(gòu)建幾何圖形來(lái)描述現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的幾何表示，然后運(yùn)用一種設(shè)定的光線照射的幾何模型，去計(jì)算在光線發(fā)射源、紋理和材料屬性下的光線照射的效果。與此同時(shí)，具有真實(shí)感受的幾何圖形的計(jì)算結(jié)果全部是運(yùn)用數(shù)字化的圖像方式來(lái)提供。

2 Computer Graphics的應(yīng)用

2.1 怎樣實(shí)現(xiàn)AutoCAD中的幾何圖形的消隱目標(biāo)

現(xiàn)實(shí)生活中產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，所繪制產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖質(zhì)量的高低會(huì)事關(guān)所設(shè)計(jì)產(chǎn)品是否成功；產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖繪制過(guò)程中，所有圖形相互間的消隱是個(gè)重要步驟。當(dāng)前，用得最多的消隱法有：多維裁剪與多維遮擋消隱。

2.1.1 幾何圖形的消隱原理

指的是基本上是運(yùn)用該軟件的部分造型功用，繪制全部消隱幾何圖形的時(shí)候，先繪制一個(gè)此圖形組內(nèi)所有圖形元素而形成的輪廓線圖，接著把它轉(zhuǎn)變成消隱面；事實(shí)上消隱就是在多維空間之中，依據(jù)所有消隱面在各個(gè)空間部位的分布，讓所有圖形相互間的遮擋關(guān)系得到實(shí)現(xiàn)；且在構(gòu)建所有圖形間的遮擋關(guān)系的時(shí)候，僅僅去改變它們多維空間位置就行。

2.1.2 消隱幾何圖形組合的構(gòu)建

實(shí)際上消隱幾何圖形組合就是以一個(gè)或者幾個(gè)相互間無(wú)遮擋關(guān)系的幾何圖形元素的集合，該圖形組中的全部圖素全是多維的。零件圖形繪制好以后，要在專(zhuān)門(mén)安排的消隱面之上繪出該圖形組的外輪廓封閉線，然后把此輪廓線變成R面域，再把該圖形組集合和面域組合制作成一個(gè)圖塊，此圖塊就是人們所說(shuō)的消隱幾何圖形組合。

2.1.3 消隱幾何圖形組合遮擋關(guān)系的調(diào)整

設(shè)計(jì)圖中陸續(xù)插入一些消隱幾何圖形組合，根據(jù)某種邏輯關(guān)系安插完畢以后，通過(guò)變換各個(gè)圖形組合相對(duì)于平面的高度，然后對(duì)這些圖形組合相互間遮擋關(guān)系進(jìn)行調(diào)整。

2.1.4 消隱繪制成圖

繪制出圖形的時(shí)候，需要選擇HIDE選框，才有可能達(dá)到消隱輸出之目的。若運(yùn)用筆式繪圖機(jī)繪制圖形的時(shí)候，需要先把消隱層關(guān)閉，與此同時(shí)消隱面還會(huì)參與到計(jì)算當(dāng)中，只是沒(méi)有進(jìn)行繪制圖形的輸出，大大減少出圖所耗費(fèi)的時(shí)間。

2.2 DS中的運(yùn)用分析

2.2.1 繪制圖形原理在3DS中的應(yīng)用

一般地，線與面共同組成物體。所有圖形，就是編程語(yǔ)言繪制圖形方法全部是由找基點(diǎn)、畫(huà)線以及映射面而組成。接著對(duì)形成圖形的各個(gè)要素作一定程度的修改和調(diào)整。插值算法的實(shí)際應(yīng)用：比如b樣條插值算法、北賽爾插值算法等在3DS中運(yùn)用比較多，特別是在關(guān)鍵禎編輯過(guò)程中，若編輯結(jié)束以后，剩下的禎全部透過(guò)插值計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。比如某物體向別的物體變形的編輯的時(shí)候，3DS需要此二物體有一樣的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，一面的面數(shù)。唯有符合此種條件，才能開(kāi)展相對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)相互間的插值計(jì)算，最終達(dá)到變形之目的。分形幾何圖形技術(shù)的現(xiàn)實(shí)運(yùn)用：分形幾何事實(shí)上是圖形學(xué)的重要組成部分，分形幾何運(yùn)用物體的局部形態(tài)和物體整個(gè)形態(tài)的相近性，然后對(duì)物體局部形態(tài)按照某種方式變換，逐步讓它具有物體的基本外在特征，進(jìn)而達(dá)到物體的部分到整體的有效轉(zhuǎn)變。

2.2.2 物體圖形渲染技術(shù)在3DS中具體應(yīng)用

著名學(xué)者格瑞先生指出：給人以真實(shí)感受的圖像要?dú)w功到顏色與邊緣柔化的純度。3DS對(duì)色彩的計(jì)算接近五千億種。且向下取樣達(dá)到二十四位。3DS還融入了解析邊緣柔化之功效，且作y修正，因此就能讓在普通電腦上可以創(chuàng)作出和高水平工作站效果一樣的畫(huà)面效果。3DS圖案渲染技術(shù)中，Computer Graphics的圖案渲染原量展現(xiàn)出很大能量，下面簡(jiǎn)要分析其在3DS中的功用。

光線跟蹤技術(shù)：該技術(shù)是運(yùn)用光學(xué)原理形成多維圖像的方法，簡(jiǎn)易模擬光線與具象物體之作用，運(yùn)用各種人的觀感來(lái)使物體圖像真實(shí)感更加真實(shí)。光線跟蹤技術(shù)將景觀刻畫(huà)成具象物體與光線來(lái)源之集合，所以其要具有相機(jī)、具象物體與發(fā)光源的所有物理特征。在有光源的基礎(chǔ)上，該技術(shù)還要對(duì)具象物體以及相機(jī)的自身物理屬性作描繪，它們的屬性涵蓋幾何和部位以及表面屬性等，而3DS則是透過(guò)其VC文件對(duì)各自屬性來(lái)描繪的。

紋理：實(shí)際就是指具象物體的表面細(xì)微的地方，其涵蓋色彩與凸包紋理。色彩紋理是透過(guò)不同色彩明亮與陰暗相互轉(zhuǎn)化展現(xiàn)出的細(xì)微的地方，而凸包紋理則是因?yàn)榫呦笪矬w表面上那毫無(wú)規(guī)則的細(xì)微低伏而導(dǎo)致的凹凸不平的外在感受，其大致表現(xiàn)在具象物體的法向量上紋理技術(shù)的運(yùn)用，其涵蓋紋理定義與映射這兩個(gè)內(nèi)容。所有在紋理方面的正方形域的函數(shù)全部稱(chēng)作紋理函數(shù)，實(shí)際上在3DS的編輯器里面，把紋理函數(shù)當(dāng)做背景的時(shí)候，進(jìn)行紋理上的調(diào)試，將二維圖案映射到三維的物體表面叫做紋理映射。實(shí)際上，映射方式大致有以下幾種：平面和圓柱面以及球形面映射。圓柱形面的映射中把平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)變成圓柱形面的坐標(biāo)；而球形面映射里面是把平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)變成球形面的坐標(biāo)；平面映射則透過(guò)把映射坐標(biāo)的來(lái)回移動(dòng)、縮小和放大乃至旋轉(zhuǎn)反射到具象物體的表面之上。3DS在給有紋理紋飾的具象物體來(lái)渲染顏色的時(shí)候，會(huì)首先運(yùn)用S/M命令，然后依照具象物體表面實(shí)際狀況，挑選運(yùn)用幾種映射方法中的一個(gè)，把紋理圖案映射到具象物體表面智商，最后再進(jìn)行色彩的渲染。

防物體走樣技術(shù)：由離散的數(shù)量表示持續(xù)量而導(dǎo)致的圖案失真現(xiàn)象叫做走樣。走樣讓人們觀看直線和曲線圖案的時(shí)候，會(huì)有一種鋸齒狀感受，而用來(lái)降低此種觀察效果的技術(shù)叫做反走樣技術(shù)。該技術(shù)大致有二種，其一是提升分辨率，實(shí)際就是增多采樣點(diǎn)；其二就是將象素當(dāng)做成有限局部，對(duì)局部采樣的時(shí)候，第一種方法會(huì)由于硬件不強(qiáng)而有很大限制，而第二種則受算法是否優(yōu)劣影響。

3 結(jié)束語(yǔ)

Computer Graphics是一片等待人們進(jìn)行深開(kāi)發(fā)，而又高速發(fā)展變化的領(lǐng)域，伴隨Computer Graphics的快速發(fā)展，所有計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)特別是動(dòng)漫制作軟件系統(tǒng)一定會(huì)給人們貢獻(xiàn)出愈發(fā)真實(shí)以及色彩絢麗多彩的多維空間。

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作者簡(jiǎn)介：邵向陽(yáng)（1985-），男，河南西平人，碩士，助講，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全。

作者單位：漯河醫(yī)學(xué)高等專(zhuān)科學(xué)校，河南漯河 462000