張小紅,汪 靜

（江西工程學(xué)院電子商務(wù)學(xué)院,江西 新余 338000）

一、引言

計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)是伴隨著計(jì)算機(jī)發(fā)展而出現(xiàn)的新技術(shù)。它的出現(xiàn)和應(yīng)用，不僅大大便利人們的日常生活與工作，同時(shí)也彰顯出強(qiáng)大生命力與廣闊發(fā)展前景。日常生活與工作中，我們通過應(yīng)用CAD、3D、Photoshop等圖形處理軟件，能設(shè)計(jì)出令人滿意的圖形[1]。然而，隨著人們生活質(zhì)量提升以及對圖形處理技術(shù)要求提高，傳統(tǒng)技術(shù)在圖形處理能力強(qiáng)度及處理識別度等方面顯示不足，甚至難以有效滿足人們需要。為彌補(bǔ)這種不足，本文設(shè)計(jì)以GIS模型為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)，通過對GIS創(chuàng)新設(shè)計(jì)，將GIS空間數(shù)據(jù)模型引入計(jì)算機(jī)圖形處理系統(tǒng)，讓傳統(tǒng)平面圖形處理轉(zhuǎn)化為空間立體的GIS圖形處理[2]。這樣既能彌補(bǔ)平面圖形處理的不足，還能增加圖形處理技術(shù)的魅力，使其更好滿足人們?nèi)粘Ｉ钆c工作需要。

二、基于GIS模型的計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)的組成

現(xiàn)有計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)往往依靠計(jì)算機(jī)內(nèi)部的制圖軟件。雖然這種制圖軟件在圖形處理中能發(fā)揮積極作用，但也存在一定局限性。例如，某些電腦不適合安裝圖形處理軟件，或者使用者沒有掌握圖形處理軟件應(yīng)用技巧[3]。GIS又稱為地理信息系統(tǒng)，它是能提供存儲、顯示、分析地理數(shù)據(jù)功能的軟件，具有空間數(shù)據(jù)獲取、存儲、顯示、編輯、處理、分析、輸出和應(yīng)用等功能[4]。為彌補(bǔ)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)的不足，本文設(shè)計(jì)以GIS模型為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)，其主要構(gòu)成包括硬件處理系統(tǒng)和軟件處理系統(tǒng)（見圖1）。硬件系統(tǒng)能幫助建立空間坐標(biāo)的定位聯(lián)系，滿足計(jì)算機(jī)使用者在任何地方進(jìn)行圖形處理需要。軟件系統(tǒng)則是圖形處理的關(guān)鍵組成部分，不僅可以將每個(gè)圖形劃分為一維、二維及三維圖形，而且還能對圖形分類，有利于順利完成圖形處理任務(wù)。

圖1 基于GIS模型的計(jì)算機(jī)圖形處理系統(tǒng)組成圖

（一）硬件處理系統(tǒng)

硬件處理系統(tǒng)使用空間立體模型，建立起計(jì)算機(jī)架構(gòu)、系統(tǒng)和功能三者之間聯(lián)系。其本質(zhì)是增加計(jì)算機(jī)主機(jī)存儲量，確保計(jì)算機(jī)程序流暢運(yùn)行，并輔助軟件系統(tǒng)處理圖形[5]，確保計(jì)算機(jī)圖形處理任務(wù)得以順利完成。

（二）軟件處理系統(tǒng)

軟件處理系統(tǒng)是基于GIS模型的計(jì)算機(jī)圖形處理系統(tǒng)的核心組成部分。其主要作用是通過GIS模型處理一維、二維、三維圖形。系統(tǒng)根據(jù)圖形空間系數(shù)大小區(qū)分圖形分類，依次進(jìn)行填色、切割、恢復(fù)、設(shè)計(jì)、操作等[6]。并設(shè)置圖形自動播放，更好滿足人們使用圖形的需要，也為人們生活與工作帶來便利。

三、基于GIS模型的計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)的計(jì)算方法

基于GIS模型的圖形處理技術(shù)在具體應(yīng)用中，其圖形處理數(shù)據(jù)已達(dá)TB級別，它每秒處理的圖形數(shù)據(jù)已達(dá)到海量化。它能將虛擬的圖形數(shù)據(jù)輸入軟件系統(tǒng)，并采用虛擬計(jì)算方法，將其分割成多次或一次計(jì)算，不僅計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確，而且計(jì)算工作效率高[7]。傳統(tǒng)圖形計(jì)算則采用測量計(jì)算方法，通過測量獲取數(shù)據(jù)并進(jìn)行手動計(jì)算，計(jì)算結(jié)果不一定準(zhǔn)確，工作效率相對較低（見表1）?？傊?，基于GIS模型的圖形處理技術(shù)的計(jì)算流程簡單，能顯著提高工作效率并確保計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確，也有利于使用者高效獲取網(wǎng)絡(luò)資源，并便利圖形處理和圖形使用各環(huán)節(jié)。

表1 虛擬計(jì)算和測量計(jì)算對比表

（一）一維圖形計(jì)算方法

GIS模型用于一維圖形計(jì)算，主要取決于“分塊數(shù)據(jù)加法”。

主要計(jì)算公式為：

式中：

A代表一維圖形計(jì)算結(jié)果；

a代表點(diǎn)的系數(shù)，表示從第一個(gè)點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的和；

b代表線的系數(shù)，表示從第一條線到第n條線的和。

將點(diǎn)的和與線的和相加，得到一維圖形處理計(jì)算結(jié)果。

通過該公式，我們能計(jì)算一維圖形中的點(diǎn)、線是否布置合理。如果A＞3.14n，則點(diǎn)線布置不合理，需重新設(shè)計(jì)。如果0＜A＜3.14n，則點(diǎn)線布置合理，不需進(jìn)行處理。

（二）二維圖形計(jì)算方法

GIS模型用于二維圖形計(jì)算，主要取決于“分步數(shù)據(jù)加法”。

主要計(jì)算公式為：

式中：

B代表二維圖形計(jì)算結(jié)果；

c表示面的系數(shù)；

m表示一組空間面；

n表示非數(shù)據(jù)的空間面。

將一組空間面和非數(shù)據(jù)空間面求和，得出二維空間圖形處理計(jì)算結(jié)果。

通過該公式，我們能計(jì)算二維圖形中的“面圖形”在圖形設(shè)計(jì)中是否布局合理。如果B＞3.14n+3.14m，則圖形不適合該二維空間，需重新設(shè)置圖形的面系數(shù)。如果0＜B＜3.14n+3.14m，則圖形適合該二維空間，不需進(jìn)行處理。

（三）三維圖形計(jì)算方法

GIS模型用于三維圖形計(jì)算，主要取決于“立體數(shù)據(jù)加法”。

主要計(jì)算公式為：

式中：

C代表三維圖形計(jì)算結(jié)果；

X表示有序數(shù)列對，對X系數(shù)求和；

Y表示有序數(shù)列對，對Y系數(shù)求和；

每個(gè)三維圖形數(shù)據(jù)操作序列為(XY)，且每對有序操作序列中的系數(shù) i≥1，要求 i＝1，2，3，…，n-1，n。

將X和Y總的系數(shù)進(jìn)行第二次求和，得出三維空間圖形處理計(jì)算結(jié)果。

通過該公式，我們能得出三維空間中“有序數(shù)對”的計(jì)算結(jié)果。如果C＞(3.14X+3.14Y)/3，則三維圖形結(jié)構(gòu)布置不合理，容易導(dǎo)致三維空間混亂。如果0＜C＜(3.14X+3.14Y)/3，則圖形空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不需進(jìn)行處理。

四、基于GIS模型的計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)的應(yīng)用分析

為驗(yàn)證基于GIS模型的計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)的應(yīng)用效果，將其與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)進(jìn)行比較，觀察試驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行對比分析。

（一）二維和三維圖形處理程度上都能達(dá)到85%以上，明顯高于傳統(tǒng)計(jì)算

使用相同的圖形數(shù)據(jù)，分別采用基于GIS模型計(jì)算和傳統(tǒng)計(jì)算兩種不同方法進(jìn)行一維、二維和三維圖形處理，對比分析兩種不同方法的計(jì)算結(jié)果以及處理圖形準(zhǔn)確度[8]。由表2可以得知，在使用相同圖形數(shù)據(jù)的前提下，基于GIS模型采用虛擬計(jì)算方法，傳統(tǒng)計(jì)算采用手動測量方法。結(jié)果表明，基于GIS模型的計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確，且一維、二維和三維圖形處理結(jié)果的精準(zhǔn)度都在85%以上，明顯高于傳統(tǒng)計(jì)算。

表2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比結(jié)果

（二）圖形處理能力強(qiáng)度及圖形處理識別度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)技術(shù)

使用相同的圖形，分別采用基于GIS模型處理技術(shù)和傳統(tǒng)處理技術(shù)進(jìn)行處理，然后對比分析圖形處理能力強(qiáng)度及圖形處理識別度。由圖2可以得知，橫坐標(biāo)代表圖形處理能力強(qiáng)度，縱坐標(biāo)代表圖形處理識別度，與傳統(tǒng)處理技術(shù)相比，基于GIS模型的圖形處理能力強(qiáng)度及圖形處理識別度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)技術(shù)。

五、結(jié)束語

基于GIS模型的計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)不僅能提高圖形處理能力，同時(shí)還能方便人們?nèi)粘Ｉ钆c工作。為此，有必要加強(qiáng)基于GIS模型的計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)學(xué)習(xí)，掌握其計(jì)算方法和應(yīng)用流程，將其巧妙用于圖形處理實(shí)踐當(dāng)中，最終有效提高該技術(shù)的應(yīng)用效果，使之更好服務(wù)于人們的日常生活與工作。

圖2 圖形分類對比結(jié)果