计算机图形学与图形处理技术

5．3．5　计算机图形学与图形处理技术

计算机图形学研究的是用计算机模型来生成真实的或想象中物体的图像。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。从处理技术上看，图形分为两类：基于线条信息表示的，用于刻画物体形状的几何要素图形，如工程图、等高线地图、曲面的线框图等；反映物体表面属性或材质特征的非几何要素图形，如基于物体描述模型和光照模型的真实感三维图形。

计算机图形处理是指利用由概念或数学描述所表示的物体的几何数据或几何模型，用计算机进行显示、存储、修改、完善以及有关操作的过程。图形处理包括：

（1）几何变换，如平移、旋转、缩放、透视和投影等；

（2）曲线和曲面拟合；

（3）建模或造型；

（4）隐线、隐面消除；

（5）阴暗处理；

（6）纹理产生；

（7）着色。

计算机图形处理技术主要应用领域有：

（1）计算机辅助设计与制造（CAD／CAM）；

（2）图形化的用户界面；

（3）地形地貌和自然资源图；

（4）科学计算可视化；

（5）计算机动画和艺术。

常用的计算机绘图软件有AutoCAD、MAPInfo、ARCIfor等专用领域的绘图软件，也有通用的办公事务处理、平面设计、桌面出版所涉及的二维绘图软件，如Corel公司的Core－Draw，Adobe公司的Illustrator，Macromedia公司的FreeHand，微软的Microsoft Visio等。

图形和图像在用户看来是一样的，而对多媒体制作者来说却是完全不同的。同一幅图，例如对一条线段，矢量图形记录的信息是线段的开始点和结束点的坐标数据和线段的颜色编码信息，而数字图像需要记录在整个图的范围内每个坐标点上的像素颜色信息。

随着计算机技术的飞速发展，图形和图像之间的界限已越来越小，它们互相融会贯通。例如，文字或线条表示的图形在被计算机扫描到时，从图像的角度来看，均是由最简单的二维数组表示的点阵图。在经过计算机自动识别出文字或自动跟踪出线条时，点阵图就可形成矢量图了。目前汉字手写体的自动识别、图文混排的印刷体的自动识别等都体现了图像处理技术借用了图形生成技术，而地理信息和自然现象的真实感图形表示、计算机动画和三维数据可视化等领域在三维图形构造时又采用了图像信息的描述方法。因此，图形和图像的结合应用和研究越来越成为计算机多媒体技术的发展趋势之一。