数字化的视觉世界

二、数字化的视觉世界

从“千里眼、顺风耳”说起。

人类获取信息的途径是眼、耳、口、鼻、舌、身。自古就有“千里眼”、“顺风耳”的说法，这是为什么呢？因为人的口、鼻、舌、身所接受的信息距离是很近的，最远也不过咫尺之外，而且都没有包含语言信息，这使得通过它们传递复杂事件成为不可能。而眼和耳就不一样，在远古的时候人们就知道用尖锐的石片刻在石壁和烧制的陶器上记录发生过的事情；进入到文明社会以后，人类发明了纸和笔，用它们记录的信息，地域上可以流传到千里之外，时间上可以保存数百年甚至更久。不仅如此，人们中间还产生了信使，不论是自告奋勇还是出于人情所托，他们经过长途跋涉把口信带到望眼欲穿的亲人们那里。人类独有的信息记载和传递的方式，使得眼和耳能够接受更大时空范围内的信息。

从两百多年前起，人类相继拥有了报纸、广播、电视、电影、电话，这些现代文明的产物使得以前需要以一国之力方能进行的跨国信息交流变得个人力量即可承担。而自从电脑和网络出现后，地球在人们的感觉里就成了一个小小的村落。时空的阻隔被迅速打破，数字化技术使得人类的信息储存、处理、传播不仅更快，而且更方便、更强大。通讯、传媒领域由于数字化技术的出现而产生了翻天覆地的变化，而艺术作为一种必须被记录下来的信息组合，也自然而然地成为数字化的主要对象之一。

当“侏罗纪公园”把一个恐龙世界展示在人们面前的时候，人们在感受到视觉冲击的同时，震惊于“人造”的世界是如此的逼真，是如此的与我们周围的生活融合在一起。又过了一段时间，当“王者归来”的浩瀚大气和从太空中俯瞰地面以及旷野的视觉震撼又再次把人们带入对数字艺术的如痴如醉的境界之中。艺术的数字化已经分别在电影、电视、美术、音乐、文学、游戏、摄影摄像等领域蓬勃地开展起来。数字化也在传播媒体，如：广播、报纸、杂志、小说等领域竞相并出，人类的生活被数字化所包围了！电子时代由于数字化的创新更拓宽了一个新的视野，更开辟了一个崭新的世界！

让我们进入这个数字化的世界，领略她的美轮美奂和璀璨多姿！并投身到这个迷人的世界中，也大显一番身手！

1．让电脑作图：计算机图形学

当计算机从“计算”这个神坛上走下来，再走入寻常百姓家的时候，计算机就有了一个新的名字：“电脑”。当人们利用电脑辅助人脑来思考艺术，构思图形，欣赏图像，并创造作品时候，计算机图形学就应运而生了。

计算机图形学是研究利用计算机来处理图形的原理、方法和技术的学科。图形的处理包括了图形生成、图形描述、图形存储、图形变换、图形绘制、图形输出等等。计算机处理图形是计算机应用史上的一次重大事件，也是多种媒体信息处理中以视觉为主的处理技术的重大突破。

随着计算机软、硬件技术的迅速发展，计算机图形处理技术也日新月异，已经成为各行各业中一种实用的工具。它已经成为许多重要应用领域的基础，例如，图像处理、模式识别、计算机辅助设计、辅助教学、辅助工程、计算机绘图、计算机艺术，以及多媒体技术和各种应用系统。计算机图形技术也广泛地应用于商业事务、工矿企业、政府组织、艺术领域、娱乐欣赏、顾问咨询、教育培训、研究训练以及医学治疗诸方面，并交叉渗透到各个应用学科中。

计算机图形学的初期，是利用计算机来处理和绘制几何图形，进行计算机辅助工程制图和计算机自动绘图等。随着应用的逐步深入，计算机图形技术目前涉及的问题已今非昔比，它已经成为各个应用领域中不可缺少的技术，成为图像处理、模式识别、CAD/CAM、计算机视觉、多媒体技术等各个学科的技术基础。

要掌握计算机对图形的处理，首先要了解图形的概念，什么是图形？

这里的图形实际上是一个广义的概念，它既包括了描述图形，也包括了自然图形。对于描述图形来说，这是计算机图形学早期重点解决的问题，它包括了各种几何图形，由函数式、代数方程式和表达式所描述的图形，也是人们通常称之为图形的概念。然而，现在计算机图形处理的范围已经远远超过了用数学方法描述的图形，它已经从纯粹的“图”的层次进入了“形”的深度。此外，从广义的角度，它还包括了自然图形，例如：图景、图片、图案、图像以及形体实体。这些自然图形来自各种输入媒体，如照相机、摄像机、扫描仪等等。这些与“图”有关的术语有图形（graphics）、图像（image）、图片（picture）、图案（pattern）、图标（icon）、图表（chart）、插图（figure）等等。

要进行图形处理就要了解图形构成的要素，科学家将图形的构成分为几何信息和非几何信息，前者指的是点、线、弧、面、体等几何要素，后者是指颜色、灰度、明暗等非几何要素。所有上述信息都按照某种格式和规范存储在计算机的存储媒体中，计算机正是利用了本身强大的处理能力、高速的运算能力、海量的存储能力等，按照人们的要求，将处理过的图形信息要素在显示设备、绘制设备等图形输出设备上再现。

我们知道，图形（图像）信息是人类交换、处理信息中极其重要的一类信息，是人类由外界获取信息的主要来源。人们一般凭视觉、听觉、嗅觉、触觉和味觉由外界获得信息。据统计，在所有获得的信息中，约有80％～90％的信息量来自视觉。图形和图像所含的信息量是相当大的，对它们的操作处理也比对一般文字信息的处理要复杂得多。因此，人们历来非常重视图形图像信息的快速处理，这种处理要求也始终是推动图形、图像处理理论和技术，硬件和软件，以及图形系统体系结构不断向前发展的动力。

目前，与图形信息的计算机处理有关的分支学科有三个，即图像处理（image processing）、模式识别（pattern recognition）、计算机图形学（computer graphics）。它们之间有一定的关系和区别。

图像处理是利用计算机对图形和图像进行分析处理，继而再现图像。图形（图像）信息经过量化（数字化）后输入到计算机中，按照不同的应用要求，计算机对图像进行各种各样的分析和处理，例如，进行图像的存储、压缩、增强、复原、分割、重建、编码、传输等等，最后把经过加工处理后的结果重新输出。图像处理的早期主要应用是在医学和遥感技术方面，基本上是二维处理。而目前，图像处理应用早已遍及成千上万的领域，并已经广泛地采用三维图像生成、立体成像等。

模式识别是指计算机对图形信息进行的识别和分析描述，是从图形（图像）到描述表达的过程。图形信息输入计算机以后，先对其进行特征抽取等预处理，然后，利用各种识别技术，如统计识别技术、句法（语法）识别技术，以及基于模糊数学的模糊识别技术对图形做出识别，按照不同的应用和要求，由计算机对图形做出分类和描述。例如，文本自动阅读装置则是模式识别技术的应用实例之一。

计算机图形学则主要是研究图形（图像）的计算机生成和基本图形操作。计算机根据对某一对象（实际形体或抽象事物）的描述，由这些非图形信息产生该对象的图形输出。这是从数据描述到图形生成的过程。

从上述三者的关系可以看出，这三门学科早期是相互独立发展的，但后来随着应用领域的日益扩大和深入，随着图形系统及设备的进展，学科之间彼此交叉，图形和图像处理技术及算法则成了共同关心的问题。而且，信息社会的飞速发展，各种信息设备和信息系统的集成，使多媒体技术和多媒体应用系统在各个应用领域内的进展方兴未艾。于是，计算机视觉、计算机艺术、计算机动画、计算机游戏以及虚拟现实、实景漫游等多种应用领域都蓬勃发展起来，形成了万紫千红、百花齐放的局面。

有读者会问：图形处理和图像处理有什么区别呢？从计算机图形技术的观点看，它们都采用计算机处理，在某些领域有相同和相似的处理技术，具有相应的处理软件和工具。不过，从数据来源来说，图形处理的数据多来源于主观世界，人为地由计算机产生，由数据描述而生成图形。而图像处理的数据则多来源于客观世界，来自对实物的拍摄、检取，由图形再到图形的生成等。在处理的基本方法上，前者主要包括：几何变换，拟合，图形操作，图形模型产生，图形处理，隐藏线、面的消除，浓淡处理，色彩纹理处理，图案生成等，并多利用数学矩阵代数、计算几何、分形几何等理论基础。后者则主要包括：图形几何修改（校正）、图像采集、存储、编码、滤波、增强、压缩、复原、重建，图形理解识别等，多利用数字信号滤波，各种信号变换等。

计算机图形学自20世纪60年代初形成，经历了萌芽期（60年代）、发展期（70年代）、普及期（80年代）、提高增强期（90年代），应用增值期（2000年后），逐步发展成为一门以图形智能计算理论、图形硬件设备、图形专用算法、图形软件系统为研究内容的综合学科，与其他学科之间的联系日益广泛，研究的技术和领域也不断发展和深化。

目前，图形技术已经广泛地应用于各行各业，有兴趣致力于计算机图形处理方向的读者，可以在下述的各个应用领域中找到自己的位置。

（1）计算机辅助设计（CAD）

Computer-Aided Design 这种技术提供了一种强有力的工具，通过交互式的图形设备对部件的设计和描图，产生工程略图（线框图），或者更接近实际物体的透视示意图。一个形体的维数由计算机确定以后，设计者就可以观察形体的任何表面，甚至这个形体在其构造后的形状。与人工作图不同，CAD系统可以迅速地将各种修改信息进行组合，用户可以自由地、灵活地对图形进行实验性改动和形体的显示，这种处理过程对那些需要精确地展示形体构造的设计是极为有用的。例如，设计和生成产品加工图，部件表面以一种颜色表示，加工路径则用另一种颜色表示，即在产品加工过程中沿形体表面形成的轨迹，数控机床就可以按照这样的加工构形来生产这个部件。这就是应用最广泛的工程CAD领域。

另一个CAD领域是电子线路设计CAD，也称为EDA技术。电子电气工程师深深地喜爱这种CAD技术，各种电子电路的设计就是由专门的交互式计算机图形系统来设计的。各类电子元器件采用不同的图形符号来表示，设计者可以在视频显示器上进行电路布局，删改电路，当设计者试图减少元器件数或者重新修改所需的电路布局时，利用图形显示可以试验不同的电路布局，验证设计后的电路功能甚至性能。

建筑CAD在建筑学和房屋设计领域内广泛地采用了计算机图形技术。建筑师利用交互式图形系统进行楼层设计，进行门窗的安排布局和整个建筑物的外观规划。凭借所显示的建筑设计图，电气工程师可以进行模拟电气布线、电器安装以及火警警报系统等设施的装配设计。利用专门的图形软件包，还可以进行办公室或者生产车间等等建筑的空间利用和布局设计。利用三维建筑模型，建筑师可以研究单座建筑或者整个建筑群的外观，比如，研究校园或者工业区的综合布局。利用高级图形软件包，设计人员甚至可以“漫游”于各个房间，环绕整座建筑的外部，更好地核实特殊设计的整体布局和效果。

CAD技术的发展还推动并形成了计算机辅助制造CAM（Computer-Aided Manufacture），它在现代工业制造业中得到了重要的应用，例如，汽车、船舶、飞机、航天器等的设计、组装、集成、模拟、验证、评估等，都由计算机辅助完成。由图形系统所给出的最终设计结果，实际透视图和系统的功能展示等还可以让设计者预先领略到最终完成的产品是何种风貌。

（2）可视化商务智能（VBI）

我们知道，利用计算机辅助绘图可以帮助人们完成各种图形、图表和模型图等的设计和绘制，包括各种二维或者三维数据显示形式的直方图（条状图）、线条图、表面图或者扇形图（饼式图），利用计算统计算法和数据关联模型，如多种参数间的关系、统计关系、百分比关系以及分布关系等，人们将这些图形图表与商务活动、商务流程、商务统计等结合起来，在现代电子商务环境下形成了独树一帜的商务智能可视化的应用。这些可视化的图形应用还可以表达数据的动态性质，如增长速度、变化趋势等，对读者更富有吸引力。

电子商务领域是信息化社会的重要应用和经济运行基础，在这些系统中，要求把可见显示（可视化Visuality）作为处理大量信息的快速的通信手段，信息经过编辑处理后馈送给经理和有关人员。这些图形、图表专门用于汇总财政、数学和经济等方面的数据，而且，可以采用多种图形组合的表达形式，以体现各种不同的关系，形成了“所见即所得”WYSWYG（What you see is what you get）。这样，图形就成为研究报告、管理报表、消费信息通报，以及常规报表中的直观工具。比如，利用图形、图表显示一个用于任务规划的时间图，在项目管理技术中利用这种时间图表和任务网络布局来调度和监视课题的实施。另一些图形系统还可以把显示在视频监视器上的图形复制成幻灯片或者视频播放文件以备后用。所有这些处理，都围绕所谓“可视化”的目标，“可视化”已经在各个行业得到了广泛的应用。

（3）计算机辅助教学（CAI）

计算机辅助教学领域的计算机图形应用正轰轰烈烈地开展。尤其是基础课程，比如在数学教学中，利用计算机生成各种函数图形、方程和表达式变化图形等，物理中的各种动态图形，化学中的各种原子、分子结构图等，宇宙演化和空间天体运行等过程都形象地展示在学生面前，可以取得非常直观的教学效果，避免了空谈。可见教学中最适合计算机图形技术的领域是人们以常规方式和自然方式不可能见到的。如宏观世界：宇宙、巨大系统、极复杂系统等；如微观世界：粒子世界、物质构成、细胞、DNA等；以及不可能直接见到的物体，如核爆炸、极速极慢过程、化学反应过程、人体变化过程、危险环境等。

CAI技术的进一步发展，促进了以计算机建立模型，然后生成不同物体实体，再通过这些虚拟的“实体”作为教学的案例和材料。例如，著名的数字化“虚拟人体”即是通过计算机图形、图像技术，结合人体解剖、医疗图片等形成的供医学手术教学和研究的系统。

（4）计算机艺术（Computer Arts）

在创作艺术与商品艺术领域，计算机图形技术开创了更广阔的应用空间。通过采用不同的颜色按照一系列数学函数绘制的图形，可以产生各种抽象的、任意的、想象不到的图景，这些图形变化无穷，使人眼花缭乱。采用笔型绘图仪又可以绘制出另一类艺术设计图，如人物头像的各种造型，图形画法细腻逼真。艺术家们可以利用一种称为“画笔”（paintbrush）的作图程序在屏幕上创作，也可以利用绘图输入设备在图形板上作图绘画，这类软件程序不仅可以绘制动画片中的人物和景象，还可以用来生成各种艺术模型和景物，如山水风景、花草树木、动物图案等。计算机生成艺术也被广泛地用于商业事务、电视广告和商标装潢的制作。如地毯图案的设计制作、产品广告的制作等。

此外，图形程序已在出版印刷业文字处理方面得到了大量的开发和研究，将图形操作与文本编辑融合在一起，成为一种“作家工作台”。音乐工作者则利用MIDI的数字化音乐设备进行音乐创作，同步作曲、配器、乐曲展示等，配合计算机图形技术形成自己的MTV作品、DV作品，使个人音乐时代展现在人们面前。

当数字信息终端产品进入家庭电器的行列，人们发现自己的娱乐生活大大地改变了，而且是娱乐生活的观念改变了。数字化领域中出现了一个新的名词：“数字娱乐”或者“数码娱乐”（Digital Entertainment），把艺术空间中的数字化与生活空间中的艺术化相互融合，把游戏和智力相结合，并与学习和教育结合在一起。还有一个新的名词：“教娱”（Edutainment = education + entertainment），把教育和娱乐融合在一起，开创了又一个新的学习和生活空间。

（5）图像处理（Image Processing）

图像处理是计算机图形深入应用和高层应用的一个极其广大的领域。来自照相机、摄像机或者传真扫描装置经过变换后的数字图像信息，由计算机进行编码、滤波、增强、复原、存储、压缩等处理，产生能显示的图形图像。图像处理的方法与常规的计算机图形技术是有区别的，在传统的计算机图形学中，计算机用来生成图形；而在图像处理技术中，计算机用来对一个已经存在的图形和图片进行明暗、浓淡或者色彩图案的处理和数字化，将数字化后的信息又显示在屏幕上。这种方法有助于观察到那些不能直接看到的许多系统和形体，例如，航天器的电视扫描、工业机器人的视觉景象，以及宇宙空间中各星系、星体等的图片等等。图片一旦经过数字化，就可以利用另一些处理技术来重新对图片的各部分进行整理，增强色彩感，改进浓淡质量，明晰图景层次等等，甚至可以把一些模糊不清的图片，经计算机处理后变成可分辨的图片，这对于遥感遥测及侦察是很有用的。

图像处理还广泛地应用于商品艺术，如照片和各种艺术品的局部区域的修饰、润色和整理。目前，大多数广告、装潢设计都是借助于图形（图像）处理工作站完成的。医学上的图像处理技术可用于图片增强和层析造影。层析造影是一种采用X射线的照相技术，可以显示生理系统的断层剖面。无论是众所周知的计算机X射线层析造影（即断层显像——CT），还是正电子发射断层成像（PET）都采用投影方式，用数字化数据来重构图像断层剖面。这些技术可以用于外科手术过程中机体功能监视和断层显示以及确认某些疾病等。此外，还有一些医用信息处理技术利用了超声波和核磁共振技术，前者利用高频声波而不是X射线来产生数据，后者则利用放射性元素和放射性来收集数字化数据，并给出彩色编码的图像。当然，常规的图形学也用于那些模拟和研究人体功能，进行人工器官设计等方面的医学应用。图像处理技术可以应用于成千上万的领域，进行图片生成，图形数据分析，如卫星拍摄的地形地貌图片的分析，海域油田开采探测情况的分析。天文资料、太阳耀斑数据的处理，星系、星云图的生成和显示等等。计算机图形学正是这种图形（图像）处理的基础。

（5）计算机动画（Computer Animation）

这是一个十分引人入胜的领域，包括对实现高速动画的各种软硬件方法、处理技术、动画引擎、动画场景、动画图形的开发工具、动画语言以及动态图形仿真技术等等的研究。动画技术的发展与应用也深深地影响了传统的影视媒体，继而出现了计算机制作的动画电影电视、推动了计算机游戏、计算机娱乐的发展。

在计算机图形技术中，通过把图形放置在屏幕的不同位置而产生图形的运动，利用坐标值增减的办法模拟曲线等的移动，采用逐帧画面技术产生动画片和科幻片。动画效果也常用于教育、训练和研究。比如，对空间探测器的动画模拟，可以用来研究实际系统的性能，也可以作为训练的辅助工具。某些训练科目采用了专用图形系统，例如：对轮船船长和飞机驾驶员进行培训的训练模拟器，受训的飞行员或汽车驾驶员可以利用这些模拟器，模仿实际环境下的驾驶技术。借助这些系统，可以检测驾驶员在紧急情况下的处理过程及其行为特征，这些状态的反映从而成为一些基本的因素，在优化交通工具设计和最大限度地加大交通安全性等方面起到了很好的作用。由这些图形系统产生的图形图像非常逼真，层次灰度以及色彩都很丰富，利用分形几何原理产生的各种仿自然图形，如云彩、山脉、海岸等，可以达到乱真的程度。

在日常生活中或者家庭里的计算机图形应用多数是计算机游戏，几乎所有的计算机游戏都采用了一种或者另一种图形学方法。计算机游戏又推动了“电子竞技”的出现，使21世纪的信息世界中的娱乐生活更加丰富多彩。

基于图形、图像和动画技术，促进了虚拟现实技术（Virtual Reality）的发展。借助计算机图形的实时生成、变换、分析、综合和显示，人们可以构造一个屏幕上的虚拟实景，并通过相应的人机交互方式让人们“融入”这个虚拟的“现实”环境。从而，基于计算机动画、搜索引擎、游戏引擎、图像数据库和场景渲染等技术的“实景漫游”也出现在各个领域，例如：数字化城市漫游、旅游胜地漫游、博物馆漫游等，让不能亲自去某个地方的人们，可以坐在自己的家里，操纵着计算机的鼠标或控制杆，就可以到自己想去的任何地方。

为此，我们设计了这样一个系统，它的广告名称是：“You can go anywhere you want！”（去你想去的任何地方！）。它是一套计算机支持的图形图像处理信息系统，当参观的人们走进这个展室的过程中，他或她的相貌已经被数字照相机或摄像机拍摄下来，当他坐在计算机前，输入他的入场的ID号，他会发现在计算机屏幕上，他自己正在和一位名人（可以是美国总统）谈笑风生，他们可以说汉语、英语、法语和德语，甚至还能说某种少数民族语言，只要你按一个键进行选择。接着，参观者可以选择指定他想要去的某个地方，比如说加拿大的尼亚加拉大瀑布，此时，画面中会出现他自己或者和其他的人一起出现在这个大瀑布的游览地。你看，这个系统借助计算机图形图像处理和海量数据库的支持，就可以做到这一点。当然，它的用处远远不止这一小点。读者朋友可以给出更好的、新的创意！

2．电脑的眼睛：计算机视觉

人们常说：眼睛是心灵的窗户，也是人类与外界交流的窗口。人们通过眼睛获得自然界的信息，通过眼睛交流情感，通过眼睛“看”到那些原本存在和不存在的问题。不过，人们往往忽略了“看”的过程，也就是景物进入到眼睛，最后由大脑感受到的过程。随着科学知识的普及，人们已经认识到，“看”是整个人体的一个视觉过程，人脑最后的影像感知是人们“看到”物体的阶段，而最后根据感知进行的“反应”才是最后的目的。

“看”是人类视觉过程的初始阶段，而“看到”则是这个过程的结束，“识别”则是过程的升华。眼睛这个机构则是实施“看”这个过程的主要的工具。

从“看”直至“看到”，视觉过程大致可以分为三个阶段：其一，是通过眼睛将景物（图）映射在视网膜上（成像）；其二，人的大脑对这个图像进行理解（析像）；最后，人根据处理的结果做出反应。用比较专业一点的语言来描述，这个过程就是图像处理过程的识别、描述与理解三个层次，它们也是一个“视觉系统”构成的初级、中级与高级阶段的三个层次。也就是说，首先是基于图像特征的提取及分割阶段，然后是基于物体的几何模型与图像特性的表达阶段，最后才是基于景物知识的描述、识别与理解阶段。这三个层次不仅包含了视觉过程的层次步骤，也包含了人类学习知识、存储和关联的层次，后者才是视觉感知的高级阶段。

当20世纪机器人（计算机控制的自动装置）出现的时候，人们总会思考机器人的视觉：它能不能看到东西？怎么看到？看到后会有什么反应？人们把自己的视觉感知过程应用在机器人身上，继而，出现了计算机视觉（Computer Vision）、人工智能、成像设备、智能感知系统（软件）等等。

计算机视觉是研究用计算机和成像设备来模拟人和生物视觉系统功能的技术学科，其目标是从获取的图像或图像序列中研究、分析、获取对外部世界的认知和理解。它利用二维图像来恢复三维环境中物体的几何信息，比如形状、位置、姿态、运动等，并对这些信息进行描述、识别与理解。可见，如何人工实现这一过程是极具挑战性和应用前景的一项工作。

眼睛“看”的基础是光学成像和视觉神经（视网膜），而计算机视觉的基础则是各种成像设备。例如：照相机（胶片的、数码的、红外的……），摄像机（磁带的、磁盘的、芯片的……），还有医学上常用的核磁共振成像、X射线成像等等。这些设备不仅可以获取图像、建成图像，还可以获取比人眼更丰富的图像。人们可以形象地把摄像（照相）机看成计算机视觉的视网膜部分，目前，最常用的成像媒介是称为“电荷耦合器件”（Charge Coupled Device）的CCD膜片，外界影像通过光电感应在由CCD组成的阵列点阵上而得以成像。

计算机视觉的核心是数字电子计算机，人们就是利用计算机非凡的计算速度和处理能力来代替人脑实现对图像的处理和理解。计算机视觉的理论基础主要还是基于数学（平面几何与空间、射影几何、概率与随机过程等）和物理学（透视与聚焦、运动学、刚体运动、光学等），也包括了三维模型与重构、图像处理、人工智能等理论。从20世纪70年代流行的采用模式识别方法的视觉研究，到80年代采用空间几何及物理知识的视觉研究，再到90年代以后，随着智能机器人视觉研究的发展而引入的主动视觉、不变量理论、融合技术等许多计算机视觉研究。

计算机视觉理论框架是由一位著名的英国科学家戴维·马尔（David Marr）在20世纪70年代末提出来的，被认为是一个经典的、较为完善的机器视觉系统框架。他认为计算机视觉是一个复杂的信息处理过程，含有不同的信息表达方式和不同层次的处理过程，而最终的目的则是实现计算机对外部世界的描述。因此，马尔提出了计算机视觉的三个层次以及相应的研究方法，他把它们分为：计算理论层、表示与算法层和实现层，并给出了一种自下而上、无反馈的视觉处理框架。详细地描述了物体三维形状的获取过程：其第一步是获取并建立物体的原始基元图形，这种基元图是一种二维图像，由边缘点、直线、曲线、顶点等基本几何元素及其特征组成。第二步是在前面的基础上由计算机构建“2.5维”图像，也就是说，用计算机对基元图像进行一系列处理运算，建立一个观察者坐标系，推导出物体可见表面的朝向和轮廓等几何信息，这是一种介于“二维”和“三维”之间的、不完整的三维物体形状，因为有一部分是物体的背面或被遮挡住了。第三步才是建立物体的三维模型表示，描述物体坐标系下的各种形状和空间组织。

我们已经在物理课程中学习了物体在照相机内的感光胶片或CCD阵列上的成像原理，这就是众所周知的“针孔成像”模型。无论是传统相机还是目前的数码相机，以及大多数机器人身上装配的成像系统，都是在这种模型下进行的。这种“针孔成像”模型中，景物点、针孔和景物点像之间三点共线，利用成像设备就获取了图像，但这时的成像仍然看成是二维的。因为三点共线的约束，这条射线上的景物点每一点成像都是相同的，仅从一幅图像还无法确定景物点距离照相（摄像）机光心（即针孔位置）的深度。如果此时还有另外一幅包含这个景物点的图像，即同一景物点在不同相机下的成像，就有了另一条射线，两条射线相交，通过每一对对应点就可以确定出景物点的空间位置（可以看成是2.5维）。如果利用计算机对两幅或者多幅图像上的每一对对应点都进行类似的处理，我们就可以获得物体的三维形状信息。这种由两幅或多幅二维图像来恢复物体的三维几何形状的方法称为立体视觉方法，也称为图像的三维重建。这个过程包含了许多新的技术和方法，如特征提取、模式匹配、照相（摄像）机标定、运动估计、轨迹跟踪等。

当“看”和“看到”的问题解决后，计算机视觉中最重要和最困难的问题就是要辨别“看到的是什么？”

计算机视觉的另一个重要任务是识别，如果不能辨明看到的物体和景象，就达不到计算机视觉的目的，这也是人的视觉和机器视觉之间最重要的区别和实现过程。人类可以通过将眼睛看到的影像与大脑中存储记忆的影像进行某种关联性的搜索和匹配，而且这种匹配不仅仅是“是”与“非”的问题，而是匹配最“相似”的影像。并把结果通过某种方式（感知、行为、行动等）表示和表现出来。

那么，机器借助什么来“模拟”人的视觉的感知过程呢？人们想到了“比对”和“匹配”。即基本方法是首先建立物体的模型，将它们存储在电脑里面，建立起模型库。当图像在成像装置中获取后，再使用各种匹配算法从图像中识别出与物体模型（图像库中）最相似的物体。我们知道，人们平常能辨别一个物体或从图中认出事物，是因为大脑对它们的特征有了事先的认识，也就是说采用了“先验知识”的概念。同样，在计算机进行图像识别之前，相关的物体模型就已经事先存储在计算机中了。这就是基于模型的视觉识别方法，也称为“假设验证”。

这是一种很重要的图像识别方法，将重建出的部分模型与模型库中的物体模型进行比较，先“假设”，后“验证”。首先假定被识别的物体存在于计算机的模型库中，利用部分几何元素（为减少匹配时间），通过搜索和比对来判断它们是否相似。如果不匹配，可以改变假设，反之，则可以采用其他的几何元素对该匹配进一步进行“验证”。这样不断重复上述过程，就完成了图像从“看”、“看到”到“理解”的过程。

我们已经看到，计算机视觉已经发展到了高层阶段，也就是图像的分析和识别阶段，而识别过程涉及视觉过程中从低到高的所有层次，这个过程也是目前计算机视觉领域中最困难的、最活跃的研究领域。这些问题正等待后来的人继续研究和解决。这些问题包括：

（1）基于不同观测点的图像识别。由于我们人在不停地运动之中，从我们的眼睛看出去的位置也在频繁地变动，人的大脑能够迅速地适应这种视觉观察点的变动，并且能够迅速地感知（比对与匹配）到观察到的物体和景象。由于观察点不同，得到的视觉影像也不同，正如宋朝著名诗人苏轼的一首诗所言：“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”。而且，对于同一事物，由于观察的角度不同，结果也会不同，甚至会产生截然相反的图像，从而造成不同的识别结果。这对于计算机视觉因观察点变动而形成的识别难度大大增加，识别模型库的记录信息量也大大增加，识别算法也必须不断地改进。

（2）视觉识别速度与反应能力。由于计算机视觉系统是根据成像装置感受图像，将二维图像重建为三维图像，分类存储到数据库中，同时进行感知识别。这些都依赖于计算机本身的运行速度、计算能力和存储能力。而且，进行图像获取、压缩、存储、重建、再生、搜索、比对、识别和验证的过程需要耗费大量的计算资源，目前的计算机系统仍然不能完全支持大规模、海量性和实时性的计算，尤其是在小型装置如移动机器人、小型探测设备、监控设备等应用的视觉处理系统中视觉识别速度与反应能力有待提高。

（3）视觉识别能力和实时反应。人类的视觉是分分秒秒都在接受来自外界的信息，但是人们并不会对所有的信息都处理，而是对很多信息都会“视而不见”，这就是所谓的“选择性注意”。现有的计算机视觉系统在识别能力、实时性上与人类视觉相差甚远，在选择性注意的能力上则更不可与人类比拟。这里实际上涉及对人类视觉识别、搜索查找、记忆留存等深层次问题的研究。有人甚至提出，人类是有“过目不忘”的能力的，只是过目的印象暂时存储在大脑的某个地方，在“不予选择”时就不去考虑，过一段时间就会丢弃。至于“要选择”时，虽然此时已经不再看到，但仍然能够从“记忆”中关联出原先“看”到的图像，这种视觉感知机理是如何实现的，科学家还在进行探索和研究。

（4）相对移动的视觉问题。在自然界中，人们观看体育比赛，看电影电视，驾驶汽车赛车，人类自己的观察点是静止的，而被观察的物体一些是静止的，一些是移动的，也可能双方都在迅速地移动和变化。人类的视觉系统能够快速地适应这种变化，得出相应的反应。而计算机视觉对双向移动视觉的处理还遇到众多瓶颈问题，如：图像成像的模糊性、图像分割的不稳定性、二维图形到三维立体重建与融合错误、机器缺少大规模并行处理能力等，从而使得相对移动视觉的处理和识别更具有挑战性。目前，还没有一个完整的理论体系能统一和解决所有的计算机视觉问题。

（5）色彩与光线对视觉的影响。人类的眼睛是一个奇妙的物体，它可以根据光线的强弱调整视觉闸门的大小，也可以把自然界中万紫千红的灿烂图景成像在视网膜上，形成一个色彩斑斓的世界。但是，计算机视觉的成像会受到成像装置和感应器件的性能影响，甚至不能得到真实的影像，尤其是在微弱光线下，或者物体与背景的色差不大的情况下。例如，装有计算机视觉系统的工业机器人，会受到工业环境结构、照明等因素的干扰，只有严格地控制并定位光线、照明和视觉点，才能有效地进行识别和定位。

计算机视觉的研究和应用领域吸引了大批科学家和技术人员，已经取得了大量优秀的研究成果，也在机器人、移动导航、模式识别、过程控制、自动制造、商品分类、产品分拣、零部件定位装配、安全鉴别、监视与跟踪、运动分析、农作物生长、食品检测、智能交通系统、数码娱乐等领域得到了广泛的应用，在生物特征（如人脸、指纹、掌纹等）识别领域达到了实用阶段。此外，利用计算机视觉技术进行的基于内容的图像数据查询、图片搜索、图像自动索引等也成为信息领域热门的研究和应用课题。它们广泛地应用于网络信息搜索、数字图书馆、体育运动分析、运动物体自动跟踪等系统。

一个最直接的计算机视觉例子是美国NASA/JPL开发的被称为Rocky的火星探测移动机器人，这兄弟俩的外形都像装有一个桅杆的小型履带车，在其后部、前部及桅杆上都安装了一对黑白CCD摄像机，此外桅杆上还安装了一个用于近距离成像的摄像机。借助这些计算机成像装置和计算机视觉，Rocky火星机器人可以观察到四周火星表面的景象并将图像发回地球，利用计算机视觉，他们还可以进行障碍检测、路径判断等任务。

火星探测车的两兄弟正在离地球遥远的空间把它们“看到”的景象源源不断地传回地球，科学家们借助这些“眼睛”观察火星和宇宙的其他星体，利用人类庞大的知识库感知和理解这些远方信息，计算机视觉无疑正在将人类的视觉延展。借助计算机视觉，计算机也会逐渐拥有类似人一样的视觉识别和理解能力，人类借助计算机这个工具也在不断地感知、认识自己周围的世界。

人们现在正在向另一个空间进行探索，那就是：什么是人类的眼睛能够看到的东西，计算机看不到？反之，什么是人类的眼睛不能看到的东西，而计算机能够看到？读者朋友，你想呢？

3．让静止运动起来：计算机动画

动画片是小孩子们、甚至大人们都喜爱的艺术。“猫和老鼠（Tom and Jerry）”可以说是老少皆宜、百看不厌。我们小时候也曾经自己做过“动画”，那不过是在课本的每一页的角边上，用铅笔画上不同的小人，小人手上拿着一根小棍。当“作品”完成，用手将这百十页的课本快速地翻页过去，我们就看到这些小人儿在打斗、跳跃和奔跑。

这也是最早的“动画”，也是动画的基本原理。不是吗？世上本没有动画，只有一系列连续静止的画而已，翻的速度快了，就成了动画。

最早播放动画的大众传媒是电视和电影，在电脑还没有普及的年代里，这种动画还是由画家们一幅一幅地画好，按照故事的情节一张一张地排列起来，再按照每秒约24幅的速度（这可是人的眼睛的视觉暂留的特点啊）连续展示（放映）出来，就成了动画。最早的“猫和老鼠”也不就是这样一个动作一篇图片的“画”出来的吗？动画片制作的过程是：先由动画设计师画出关键帧的画面，再由辅助人员画出关键帧之间的连接帧（部分），用人工或者复印机的方式将纸上的画面转誊到胶片上，再由专门人员上色，最后，将多张不同的胶片（如背景、物体和不同角色）按照不同的组合叠在一起，用摄影机拍摄下来，拍摄中还可以移动各个层次以产生不同动画效果。而且，还可以利用摄影（摄像）机的移动、变焦、旋转等变化，以及淡入淡出等拍摄特技上的功能，生成多种动画特技效果。

进入数字时代以后，所有的工作都可以用计算机（电脑）来帮助人们一次完成了。设计师既可以在纸上画好故事（剧本情节）的关键帧画面，而后用摄像机、扫描仪、数字化仪输入电脑，也可以直接用绘图板通过绘图软件在计算机上直接绘制。所有的图片可以任意修改、删除、存储和复制，中间过程的画面也由电脑自动计算生成。不但大大节省了人力物力，也使画面更流畅、精美，制作过程更加快速可靠。由于图片的分层制作直接在动画制作软件中完成，物体的定位和对位极其简单，旋转、翻转、移动、缩放等操作也无需手工完成。动画软件还提供了完整的彩色配色、分色、上色等方案，着色界线准确，无需晾干、不会串色、改色方便，而且不因层数多少而影响颜色，速度快，更不需要为前后色彩的变化而头疼。动画软件还会提供许多传统美术绘画的颜料效果，如：喷笔、刷笔、甩笔、工笔以及调色板等功能，为画家和设计师们提供了极大的创作自由和想象的空间。

目前，利用计算机作图、绘画和动画最常用的软件有：PhotoShop、3DMax、Maya等，还有更高级的动画设计和渲染软件。这些软件几乎能够完成你能想到的任何绘图操作！用一句话说就是“你能想到的都能做到”（What you think and what you done）。

读者朋友，到现在为止，你已经从电影、电视和电脑上看过不少的用电脑制作的动画了。可是，你是否能区别出来，这里面到底有多少种类呢？看起来虽然都是动画，可它们的制作原理却可能完全不同。现在，让我们到这个奇妙的世界里走一走吧……

首先需要明白的是，在制作传统动画时，我们需要画出每一幅静止的画，而在制作计算机动画的时候，我们只需用一些方便的软件工具画出其中一部分静止的画面，而剩下的一切都是计算机替我们完成。确切地说，它是通过复杂的数学、物理计算来得到其余画面的数据的。当然，这一切都是按照科学家事先设计好的算法进行的，无须我们再去操心。

计算机来做动画可以分为二维动画和三维动画两种。二维动画是平面动画，画图时只表现靠近观众这一面的形象，画面内景物不可以改换视觉的观察点。三维动画则是立体动画，画的时候要全面表现物体的空间属性，如：体积、光照、透视、位置等，画面内景物可以全方位改换视点去观察，就像我们在现实世界中一样。

二维动画和三维动画中的每一幅静止画面制作的原理也有所不同。二维动画是由计算机给出平面坐标，人在平面坐标中直接“画”出来的；三维动画则是由计算机给出空间坐标以及三个方向上的视图，首先建立物体的立体模型，再选择事先准备好的平面图案，软件会自动将它“贴”到模型表面，这一过程称为贴图。

纹理贴图是将平面图案上的纹理直接映射到模型表面，模型不发生凹凸变化。在有些情况下这会使建模非常麻烦，比如要为一座山或是一张人脸建模，它们的表面具有大量凹凸不平的不规则表面，这会使建模的过程漫长而容易出错。因此，人们在软件中加入了凹凸贴图的方式：先绘制一张平面灰度图，图中不同地方的亮、暗信息表明了这个地方凹凸的程度，越是亮的地方，凸起越高；反之越低。图4-4是运用了一张人脸的灰度图做出来的三维人头像。

图4-4　左：灰度图　中：球体模型右：贴图

对三维物体和场景制作完毕之后，还需要设定场景中的光线，包括它的位置、亮度和性质（如：光是平行光还是点光源，是静态光还是动态光等）。软件会记录设计者设定的这些数据，再根据这些数据计算三维场景中所有物体表面上的光线并在屏幕上表现出来。

当上述图已经设计好，下一步就是如何让这些可爱的二维、三维画面动起来……

一种动画的方式被称为“关键帧动画”，这是一种用得最广泛和最基本的动画。它的基本思想是这样的：在组成动画的帧（即图片）序列中，总有一些帧是关键的、必须由人指定的，而这些帧之间的另外一些帧则是可以由计算机计算得来的。比如，一个球从空中抛出，落到地面再弹起的动画过程（如图4-5所示）。

图4-5　小球运动关键帧轨迹

对这个球体抛落的过程，我们可以只绘出指定时间间隔内的10幅图帧，在每幅图上画出球在这个时间点上的形态（它的位置、大小、朝向观众一面的图案）。并将这10幅图指定为关键帧。每一幅图并不需要重新画，绘图软件会提供很方便的方式，从上一幅图复制、移动、旋转或者缩放以得到下一幅图。在动画播放以前，软件也会根据各个关键帧中图形之间的形态差别计算出相邻两帧间变化的时间参数的方程，只要给出具体的时间，就可以得出在这个时间点上的画面。这样，就可以在软件中设定在两个相邻关键帧之间取多少个时间间隔，此后，在播放的时候，软件就会根据设定的间隔自动算出时间点，并绘出每个时间点上的相关动画。

这种最简单的关键帧动画有一个美中不足的地方，就是相邻的关键帧中图形移动的轨迹问题。由于两个图形之间的轨迹可以有无限多种可能，而软件只能取直线路径，这就带来一个问题：如果物体在一段时间内的移动是曲线，那么就需要绘制出每个小转折点上的关键帧，这很麻烦。于是，人们又在软件中加了一个功能：设定物体的运动轨迹。设计者就可以在指定的位置上画出任何曲线作为物体运动的轨迹，软件根据轨迹而建立的曲线方程，在播放动画时会自动将时间参数带入计算，从而得出每个时间点物体的位置。

可见，不论二维动画还是三维动画，都可以采用关键帧技术。不过，对于三维的人体动画而言，问题还要复杂得多。因为人体的运动并不是像皮球一样向前弹的，人的各个部位都有不同的运动。人体有77个主要关节，它们把运动中的人体分成了若干个直线段，无论多复杂的人体运动都可以看成这些线段运动的组合。所以我们可以在人体模型上设置关节点，在每一个关键帧上设定所有关节的位置，而软件会自动将骨骼和肌肉与设置的关节点联系，这样制作的动画称为骨骼动画。

骨骼动画不仅仅适用于人体及动物运动的表现。其他如树枝的摆动、头发的飘逸等，凡是各部分运动不一致的对象都可以采用骨骼动画技术。

但是，骨骼动画不能处理无关联的运动。例如，云彩、火焰、烟雾、水流等，它们按不同规律运动的部分太多，而且相互之间的运动没有什么关联，要让它们运动起来，需要采用一种有趣的方法，即粒子动画。

设想从汽车的排气管喷出一团尾气，尾气是由若干粒子组成，假设有3000个吧，这已经足够了，每个粒子只在屏幕上占两个像素点的大小。这样，用电脑逼真地表现这团尾气的动画可以大大提高动画的可信度。但是，需要为这3000个小精灵设置它们的“属性”。什么是属性呢？首先，它们是有生命周期的。你看，它们会在某一个时刻被排气管排出，然后在另一个时刻消失，不是吗？我们可要记下它们的出生时间啊。此外，它们还有质量。是粒子嘛，它们当然会受重力的影响，尽管这种质量非常小。当然，我们也可以选择将它们设置成没有质量的，那样它们就不会向地面下落了。

从物理的角度来说，假定每一个粒子是被水平放置的排气管喷出来的，它们在离开排气管的瞬间都具有一个水平方向的初速度，这时候的重力影响可以忽略不计，因为粒子的重量比起排气管的力量太微不足道了，同样，在这一点上风力还没有开始起作用，故我们认为同一瞬间出现的粒子是以同样的速度被推出去的，而粒子之间的碰撞也可以忽略不计。离开排气管后，粒子就会受到重力的作用，这样每个粒子的运动就相当于一个抛物线运动。

如果再加上颜色，尾气刚喷出来的烟雾带点黑色，然后慢慢变淡以至看不见（这就是粒子生命结束的时候了）。所以，我们可以简单地设置一个固定的时间长度作为每个粒子的生命周期，并规定它颜色渐变的规律，烟雾的逼真效果就出现了。

最后，让我们回想一下，在前面的动画中，物体或物体的各部分都没有发生变形。那么，我们现在来讨论第四类动画：变形动画。

读者可能看过电影《终结者II》，影片中的机械杀手由液体变形为金属人，又由金属人变形为影片中的其他角色。而在影视广告中，一辆银色的轿车缓缓滑行，渐渐地变成了一只老虎。说到底，计算机处理变形的效果，也是按人们希望的那样：那些物体都像是有弹性的橡胶，可以捏成任何形状，还可以改变体积，不过密度永远都是均匀的。

二维动画的变形很容易做到。只要在原始的图形上确定一些顶点，再在另一幅图上确定变形后这些顶点的位置，计算机就能自动地确定两幅图之间的一系列变形图形。例如：把一根橡皮筋绷成正方形，再在上面任意找三个点固定好再松手，橡皮筋就变成了三角形了。

不过，三维动画的变形就要难得多。我们可以将所有三维物体用多边形（比如用最简单的三角形）来建模，然后用二维变形的方法，指定每个多边形顶点在变形后的位置。

软件会计算这些顶点变化的轨迹得出参数方程，然后将各中间帧的时间点和段上各点相对于几何体顶点位置作为参数导入方程，就得到了最后的变形动画。

4．闪客与闪画：闪光的动画

动画设计师针对故事和剧情设计的对象是这个动画故事和动画影视的闪光点，故事中的主角和主人公的形象不论是漂亮的、丑陋的、雄伟的、渺小的，都会给观众留下一个深刻的印象，有时这些美丽可爱的动画形象会伴随一个人的一生。我们不是还记得动画电影中的那些栩栩如生的经典形象，如孙悟空、哪吒、蓝精灵、阿童木等等吗？

不过，喜爱美术的一些读者，也想亲手做一回“动画”，也想设计一个自己喜爱的形象，于是，信息技术满足了现代人的梦想，一类功能强大的计算机软件诞生了，随之而热的另一类动画：“Flash动画”又在人们中间传播开来。

Flash是一套平面动画制作软件的简称，是美国Macromedia公司出品的动画创作软件，诞生于20世纪的最后一年。不论是制作网页、课件还是各种演示动画、小电影、MTV、广告乃至于小游戏，都可以用它来完成。事实上，它的功能十分强大，已经成为交互式动画制作的事实上的标准。到目前为止，这套软件的最高版本是Flash MX，它还在不断地更新、增强和升级。

Flash动画中的这个英文单词含有“闪光”的意思，所以喜欢用Flash制作动画的人们把自己叫做“闪客”，也有闪客把自己的作品称为“闪画”。不是吗？人的灵感是一闪而过的，抓住了这个转瞬而逝的灵感，就抓住了一个机遇，打开了一扇窗户，展开了一幅画卷，诞生了一个故事。有时候，你也会在网络上看见“福来喜”这个名字，那也是闪客们对它的亲切称呼呢！

Flash制作的动画是一种“帧动画”，也就是说，我们可以用各种方式制作出关键时间点上的画面，然后用软件将它们串联起来播放，就形成了一个动画过程。为了便于控制和编辑，所制作的动画可以分成若干个图层（图片的层次），对每一层可以分别修改和控制。比如说，可以在一层放上图案，在另一层放上一个遮罩，并按不同的方式播放，最后就可以看到不同的图案按照一定的顺序局部地、逐次地显现出来。另外，Flash动画又是一种“矢量动画”，就是说，组成画面的数据单位不是以点阵方式组成的像素点方式，而是点、线、矩形、多边形、圆和弧线等几何图形，它们都是通过数学公式计算获得的。例如，一朵花的矢量图形实际上是由线段形成花的外框轮廓，由外框的颜色以及外框所封闭的内部颜色一起决定花显示出来的颜色。由于矢量图形可通过公式计算获得，所以矢量图形文件体积一般较小，而且无论放大、缩小或旋转等都不会失真。

Flash动画有它独特的优点，很适合放到网页上播放。这不单是因为它的文件体积小，使用插件方式工作。用户只要安装一次插件，以后就可以快速启动并观看动画。而且，Flash动画制作的视频影片，例如SWF文件，是一种准“流”式文件，可以用网络浏览器（如：Internet Explorer等）播放。所以，在互联网上观看一个大型Flash动画时，不必等影片全部下载完毕，可以边下载边播放。

Flash动画制作还有另外一个优点，可以将现成的位图、动画、视频文件或者音乐、音效文件等直接导入动画过程。比如，我们可以将计算机中的.gif和.bmp等格式的位图图片导入Flash动画文件；也可以将MPEG、DV、MOV以及AVI格式的视频文件也引入动画；还可以支持各种格式的音频文件的导入，例如.mp3、.aif、.au、.wmv、.wav等。但它不能制作3D模型，因为它是平面动画，但可以实现3D的效果。这时，3D效果需要先通过第三方的3D软件（如3DMax等）建立模型，然后输出为标准的矢量格式，再由FlashMX导入。而若要生成3D动画，则需将整个3D变化过程中的每一帧都单独存储为一个文件，依次导入。

Flash动画还可以设计成交互式的可控动画，从而构建成一个个小型的电脑游戏，这些交互式功能可以提高玩家的兴趣和游戏的功能。它们需要通过Flash的脚本语言ActionScript来实现，可以完成对来自鼠标、键盘、跟踪球、操纵杆等信息的采集和控制。事实上，读者已经可以在互联网上找到数以千计的小游戏，它们有着简洁的画面和精巧的构思，通过简单的键盘或鼠标操作就可以交互实现游戏功能。

当然，要做一个“闪客”可要一步一步踏踏实实地走下去，这个步骤是这样的：

（1）了解Flash动画的基本概念和对动画画面的美学欣赏。

（2）思考一个有趣的故事或者一幅（一套）有趣的图片。

（3）寻找（免费下载或者购买）一套Flash动画的制作软件，要注意软件版权啊！

（4）在自己的计算机上安装这套动画制作软件。

（5）运行这套软件，熟悉软件的工作环境和操作步骤、操作命令和软件功能，这可以从软件的用户手册和屏幕在线帮助信息中获得。

（6）按照自己的想法开始设计一个小小的动画过程（比如：运动的小球等）。利用软件提供的强大的图形绘制和生成功能，画出图形，选择色彩，设置属性，设计运动方式和轨迹，配置图形背景等。

（7）最后，还是利用Flash动画制作软件的功能，让这个物体运动起来。

Flash动画虽然不是什么鸿篇巨制，但它上手容易、操作简单、稍微具有一点美术功底（甚至只有美术欣赏能力）的人都可以在这上面大显身手。这类动画在21世纪掀起了一个热潮，也让这个只有平面动画设计功能的软件堂而皇之地进入计算机动画的殿堂。许多著名的设计、经典的故事通过Flash动画在网络中传播，世界上也一年一度地举办着Flash动画的设计竞赛。

读者朋友，你想制作自己的动画吗？想把自己的故事用动画表现出来吗？请先进入Flash动画的领域，下载一套动画制作软件，在强大的信息技术的支持下完成自己的遐想，圆一回动画设计的梦吧！

信息技术给我们带来了一个极好的实践机会，何不去试一试呢？