關于計算機圖形學的期末論文
關于計算機圖形學的期末論文
計算機圖形屬于一門計算機技術，計算機圖形學是一種使用數學算法把二維或三維圖形轉化為計算機顯示器的柵格形式的科學。下面是學習啦小編為大家整理的關于計算機圖形學的論文，希望能對大家有所幫助
計算機圖形學的論文篇一：《關于計算機圖形學的發(fā)展及應用探究》
【摘要】計算機圖形學經過三十多年的發(fā)展，在計算機藝術、計算機動畫、自然景物仿真、圖形實時繪制的方面都有很大程度的成就。圖形學發(fā)展速度很快，并且已經成為一門獨立的學科，應用前景非常廣闊，本文就計算機圖形學的發(fā)展及應用研究探討，希望能幫助有所需要的人。
【關鍵詞】計算機圖形學;發(fā)展狀況;應用
什么是計算機圖形學?簡單地說，計算機圖形學的主要研究內容就是研究如何在計算機中表示圖形、以及利用計算機進行圖形的計算、處理和顯示的相關原理與算法。計算機圖形學又稱CG，計算機圖形學研究的是如何在計算機環(huán)境下生成圖形、處理圖形、顯示生成圖形的一門學科，其基本構成是逐步實現對圖形的處理和設計工作。計算機圖形學研究的內容極其繁多，如曲線曲面建模、圖像制作指標、人機交換系統(tǒng)、計算機的硬件系統(tǒng)、風景渲染、電子動畫、圖形交換技術、真實感圖形顯示算法、虛擬現實、圖形硬件等。隨著該項技術的不斷發(fā)展，它在計算機科學中最為活躍的分支之一，并得到廣泛的應用。現在介紹計算機圖形學的研究內容、發(fā)展歷史、應用和圖形學前沿的方向。
一、計算機圖形學的發(fā)展史
20世紀50年代，第一臺擁有圖形顯示技術的計算機在美國麻省理工學院誕生，該顯示器只能顯示一些簡單的圖形。在50年代，只有電子管計算機，用機器語言編程，主要應用于科學計算，為這些計算機配置的圖形設備僅具有輸出功能。1962年，MIT林肯實驗室的I-van.E.Sutherland發(fā)表一篇博士論文，他在論文中首次使用了計算機圖形學“ComputerGraphics”這個術語，確定了計算機交互圖形學作為一個嶄新的科學分支的獨立地位。
到20世紀70年代，光柵圖形學迅速發(fā)展，區(qū)域填充、裁剪、消隱等基本圖形的概念及其相應算法紛紛誕生，使得圖形學得到了廣泛的應用。
進入80年代以來，計算機圖形學在理論研究和實際應用的深度和廣度方面，都取得了令人驕傲的成績。中國的計算機圖形學發(fā)展最早可以追溯到二十世紀80年代末期，在清華大學、浙江大學等國家重點大學中的計算機研究所中開始了對計算機圖形技術的研究。我國計算機圖形學的學者們吸收了一批國外圖形學的研究成果，主要有計算機圖形學的基本理論與算法、真實感圖形生成的理論與算法、幾何造就的基本理論與算法，并在科學計算可視化、虛擬現實和不規(guī)則物體的造就等研究方向發(fā)表了許多具有國際先進水平的論文。
同時由于中國的對外開放，一批批海外計算機方面的專家開始進入中國，為中國計算機事業(yè)的發(fā)展奠定了最基本的人才基礎。到目前為止，由于計算機的運算速度的加快，使得圖形學的各個研究方向得到充分發(fā)展，圖形學已廣泛應用于動畫、CAD/CAM、科學計算可視化、影視娛樂等各個領域。
二、計算機圖形學的應用
(1)科學計算可視化
目前在氣象分析、流體力學、有限元分析及醫(yī)學當中，科學計算可視化得到廣泛的應用。特別是在醫(yī)學領域，科學計算可視化的發(fā)展前途不可限量。目前在醫(yī)學上依靠精密機械做腦部手術是一個熱門的話題，而這項技術實施的前提是以可視化為基礎?？梢暬卺t(yī)生進行手術時，可以將醫(yī)用CT所掃描的數據轉化為圖像，幫助醫(yī)生判斷患者體內患處的準確位置，之后通過碰撞一類的技術實現手術效果的反饋?？梢姡磥磲t(yī)學的各個領域發(fā)展中，可視化不可缺少。天氣氣象站利用可視化技術，將大量數據轉化成形象逼真的圖形后，經過仔細分析后可清晰預報幾天之內的天氣情況，得我們的生活和工作帶來極大的方便。
(2)計算機動畫
動畫片是靜態(tài)的動態(tài)藝術，每一幅圖像之間都存在著一定的局部變化，單純依靠人工識別，工程量太大，而計算機圖像學和計算機硬件恰恰能夠對圖形中不變動和需要變動的圖形進行快速、合理的修改，在一定程度上減少了人力操作。計算機動畫的設計靈感來源于傳統(tǒng)的卡通片，它的制作環(huán)節(jié)簡單，也就是保持“關鍵幀”的不變，再將連續(xù)幀進行組合。計算機動畫內容豐富多彩，生成動畫的方法也多種多樣，如三維自由形體變形，軸變形方法，二維形狀混合等等。隨著信息技術的發(fā)展，計算機動畫產業(yè)的發(fā)展將更加順利。
(3)計算機輔助制造及設計
在工業(yè)界計算機圖形學的廣泛應用中，CAU/CAD是最活躍的。土建工程、產品設計及機械結構，包括設計設計船舶的外形、飛機和化工廠、發(fā)電廠等布局機電子器件、電子線路等，都離不開計算機圖形學。我們不但要重視生產工程的精確圖形及產品的相應結構，更要重視常用的進行人機修改機交互設計對所涉產品、工程、系統(tǒng)的相關圖形，經過不斷選代設計，利用數據結構輸出零件表、工藝卡、材料表、加工流程、加工數據代碼等指令。計算機圖形學主要應用到電子工業(yè)中的集成電路、電子線路、網絡分析及印刷電路板等方面，其優(yōu)勢十分明顯。
(4)計算機藝術
計算機圖形學在藝術領域中也積極發(fā)揮著作用，并利用其優(yōu)勢在藝術品制造，如中國國畫、各種圖案、花紋及傳統(tǒng)油畫等，積極發(fā)揮作用。還廣泛應用于廣告制造、電影及動畫片，其中不乏一些獲得獎項的作品。一些美術設計相關人員通過圖形學對圖像進行熟練處理，從而實現相應的藝術價值和商業(yè)要求。
(5)圖形實時繪制與自然景物仿真
重現真實世界的場景即真實感繪制。真實感繪制主要是模擬真實物體的物理屬性，簡單地說，就是物體的形狀，光學性質，表面的紋理和粗糙程度，以及物體間的相對位置，遮擋關系等等。在自然景物仿真這項技術中，我們需要過行消除隱藏線及面、明暗效應、紋理、輻射度、顏色模型、光線跟蹤等工作。其中，光照和表面屬性是最難模擬的，而且還必須處理物體表面的明暗效應，以便用不同的色彩灰度來增加圖形的真實感。自然景物仿真在幾何圖形、指揮控制、廣告影視、科學計算等方面應用范圍很廣，單從廣告的精美制造就可以看出來了。
三、計算機圖形學的發(fā)展趨勢
計算機圖形學經過三十多年的發(fā)展，傲立在科學的前端。經過多年的發(fā)展，計算機圖形學不僅已經形成了一門獨立的學科，還廣泛應用于多個領域。通過上文的敘述，我們可以發(fā)現計算機圖形學在計算機輔助制造及設計，計算機動畫，計算機動畫等方面的應用，在我們生活中隨處可見，使我們的生活變得豐富多彩?？傊嬎銠C圖形學在各個領域的廣泛應用，給人們帶來了很多益處，促進人類文明的進步。
參考文獻
[1]黃鳳玲.淺談計算機圖形學的發(fā)展歷程及應用前景[J].讀與寫：教育教學刊，2009，6(7)：183.
[2]范毅晟，謝保川，李雪青.計算機圖形學的發(fā)展及應用探討[J].電子技術與軟件工程，2013(22)：103.
[3]常進.計算機圖形學的發(fā)展及應用前景[J].集團經濟研究，2007(1X)：274-275.
計算機圖形學的論文篇二：《淺談計算機圖形學的相關技術與發(fā)展》
【摘要】隨著信息技術的不斷進步和完善，計算機在實際生活中的應用也越來越廣泛，其中代表的就是計算機圖形學的應用。計算機圖形學是集圖形原理、方法和技術于一體的一門學科，在實際的應用中解決了很多的問題。計算機圖形學中包含了計算機應用技術、可視化技術、造型技術等等，近幾年計算機圖形學有了進一步的發(fā)展。文中會介紹計算機圖形學的相關技術以及發(fā)展的相關內容。
【關鍵詞】計算機圖形學;相關技術;發(fā)展
一、計算機圖形學的相關技術介紹
(一)數學基礎技術
計算機圖形學與數學基礎知識有很緊密的聯(lián)系，一定程度上是數學基礎支撐著整個計算機圖形學的發(fā)展。數學基礎技術內容主要包括曲線曲面、幾何造型、集合等等，其中最關鍵的曲線曲面理論中包含很多的知識，曲線曲面理論利用自身的優(yōu)勢很好地解決了實際存在的一些數學問題，受到廣泛的認可和應用。但是有的理論知識還處在不斷完善的階段，還不能真正投入到實際的應用中。而分形幾何學的引進促進了計算機圖形學的創(chuàng)新和發(fā)展，原本的圖形學只能表現一些簡單的事物，由于分形幾何學的引進，可以體現各種形態(tài)的事物，擴寬了圖形學的發(fā)展領域。
(二)計算機科學技術
計算機圖形學與計算機科學技術肯定有密切的關聯(lián)，計算機圖形學是在計算機技術發(fā)展的環(huán)境下產生。因此，圖形學的發(fā)展一定要依靠先進的計算機技術才能實現。計算機的硬盤、顯示器、分辨率甚至于計算機本身的性能都會直接影響圖形學的發(fā)展。計算機圖形學現在發(fā)展的重點放在圖形的軟件設計、圖形數據結構以及數據庫技術上，計算機科學技術是圖形學發(fā)展的基礎和前提。
(三)動畫技術
計算機動畫技術是計算機圖形學應用得最為廣泛的一種技術，現在很多的動畫視頻以及造型都是通過動畫技術實現。計算機動畫技術簡單地說就是利用計算機本身的優(yōu)勢，將原本靜止的畫面生動化和真實化。它可以利用鼠標隨意移動圖形的位置，還可以改變畫面的大小和色彩，根據設計要求來調整原本的畫面，設計出不一樣的視覺效果，現在很多的平面廣告技術主要依靠動畫技術實現，帶給受眾非同尋常的視覺體驗，吸引大家的關注。
(四)可視化技術
可視化技術一般被稱為數據的可視性，普遍用于氣象數據的分析、海洋數據的分析以及地質勘探的數據分析等等，利用計算機將數據和圖形結合在一起，讓數據以更加直觀的方式呈現出來。圖形學的可視化技術只需要輸入相關的數據就可以形成相應的圖形以及數據分析，現在圖形學的可視化技術開始應用到醫(yī)學圖像的處理中，但是由于受到技術條件的限制還不能有效分析醫(yī)學數據。
(五)虛擬現實的技術
虛擬現實的技術是指將屏幕中的畫面以一種真實地形式呈現出來，讓觀眾感覺處在現實生活中一樣，現在我們觀看的3D電影大多利用的是這種技術。計算機根據人類肉眼觀看習慣和規(guī)律來設置相應的畫面，從不同的角度滿足觀眾的視覺需要，讓觀眾在不同場景的轉換中恍如在不同時空中穿梭。這種技術最大的優(yōu)勢就是將原本靜止的畫面以最生動真實的形式表現出來，給靜止的畫面注入了生命。
二、計算機圖形學的發(fā)展趨勢
(一)計算機動畫設計
早在20世紀60年代，計算機圖形學就有了一定的發(fā)展，給我們的生活帶來了很大的改變，但是由于受到計算機技術的限制，實際應用領域受到限制。計算機動畫追求的是畫面的生動性和連續(xù)性，將一些獨立靜止的畫面用不同的幀串聯(lián)在一起，形成一幅生動的動畫作品。計算機圖形利用動畫技術被廣泛地應用到游戲、影視以及廣告作品中，設計的動畫場面不僅很好地將動作與情節(jié)結合在一起，帶給觀眾巨大的視覺沖擊，還能利用動畫設計將整部作品的意義升華。例如大家十分熟悉的《阿凡達》這部作品就是利用計算機動畫技術帶給觀眾不一樣的感受，不僅是好萊塢大片，很多的動畫片也使用了動畫技術，讓小朋友在動畫片中感受樂趣。
(二)教學應用
近幾年計算機圖形學在教學中的應用也越來越廣泛，生動的圖形能夠幫助學生更好地消化知識點。計算機圖形學可以將教材上復雜的知識點以生動形象的圖像直觀地呈現出來，這樣的教學方式不僅能夠減輕老師和學生的壓力，還能很好地激發(fā)學生學習的興趣，加深對知識點的認識和理解。例如，利用計算機圖形學的相關技術形成數學模型或者是物理模型，學生通過對模型的學習掌握相關的知識點。
(三)圖形顯示
計算機圖形學依靠本身的可視化技術可以將數據和圖形有效地結合在一起，圖形顯示是計算機圖形學發(fā)展的一個主要方向?，F在很多的氣象圖、地形圖以及資源分布圖中都使用了圖形學，相關部門利用這些圖形能夠在最短的時間內掌握想要了解的信息，有助于決策的科學性和合理性?，F在很多行業(yè)的發(fā)展都要借助這些精密的地圖，特別是工程建設以及旅游資源開發(fā)等等，通過這些圖形顯示制定最佳的工作方案。
(四)網絡生成技術
網絡生成技術是今后發(fā)展的主要方向，可以分為結構化網格和非結構化網格兩種形式。
1、結構化網格
結構化網格的方式又可以稱為映射法，這種方法是利用映射的原理和映射函數等將網格映射到一個獨立的空間中，再利用多種方式將網格與物體本身相脫離，最后形成一個全新的物體。
2、非結構化網格
生成非結構化網格的方式有很多種，相比較結構化網格而言更加方便，在實際的應用中也會更加實用。生成非結構化網格的方法主要有布點、分解、柵格，其中應用得最多的就是布點以及柵格，非結構化網格今后的發(fā)展方向是全自動網格劃分以及三維網格?，F在二維網格的發(fā)展已經相對成熟和穩(wěn)定，三維網格也開始投入研究和運用，這些都為全自動網格的劃分方式提供了有利的條件，全自動網格劃分方式的形成，可以大大提高工作效率。
三、總結
科學技術的發(fā)展很大程度上推動了計算機圖形學的發(fā)展，同時圖形學的研究和應用也帶動了相關學科的進步和完善，隨著圖形學在社會經濟發(fā)展中的作用越來越明顯，它已經成為當代社會進步和發(fā)展不可缺少的一部分。但是在實際應用中還是要正確對待圖形學，根據自身的具體情況有針對性地運用圖形學的相關技術，實現社會的健康發(fā)展。
參考文獻
[1]馬麗莉，羅坤，劉以成.計算機圖形學相關專利技術綜述[J].電視技術，2013(2).
[2]楊敏.計算機圖形學與圖形圖像處理技術淺析[J].電子制作，2013(8).
[3]柳海蘭.淺談計算機圖形學的發(fā)展及應用[J].電腦知識與技術，2010(33).
計算機圖形學的論文篇三：《試談計算機圖形學發(fā)展趨勢》
摘要：本文對計算機圖形在實踐中的應用進行了論述。
關鍵詞：圖形學;發(fā)展;應用
一、計算機圖形學的發(fā)展
計算機圖形學是利用計算機研究圖形的表示、生成、處理，顯示的科學。經過30多年的發(fā)展，計算機圖形學已成為計算機科學中最為活躍的分支之一，并得到廣泛的應用。1950年，第一臺圖形顯示器作為美國麻省理工學院(MIT)旋風一號——(Whirlwind)計算機的附件誕生.該顯示器用一個類似示波器的陰極射線管(CRT)來顯示一些簡單的圖形。在整個50年代，只有電子管計算機，用機器語言編程，主要應用于科學計算，為這些計算機配置的圖形設備僅具有輸出功能。計算機圖形學處于準備和醞釀時期，并稱之為：“被動式”圖形學。
二、計算機圖形學在曲面造型技術中的應用
曲面造型技術是計算機圖形學和計算機輔助幾何設計的一項重要內容，主要研究在計算機圖象系統(tǒng)的環(huán)境下對曲面的表示、設計、顯示和分析。它肇源于飛機、船舶的外形放樣工藝，經三十多年發(fā)展，現在它已經形成了以Bezier和B樣條方法為代表的參數化特征設計和隱式代數曲面表示這兩類方法為主體，以插值(Intmpolation)、擬合(Fitting)、逼近(Ap-proximation)這三種手段為骨架的幾何理論體系。隨著計算機圖形顯示對于真實性、實時性和交互性要求的日益增強，隨著幾何設計對象向著多樣性、特殊性和拓撲結構復雜性靠攏的趨勢的日益明顯，隨著圖形工業(yè)和制造工業(yè)邁向一體化、集成化和網絡化步伐的日益加快，隨著激光測距掃描等三維數據采樣技術和硬件設備的日益完善，曲面造型在近幾年來得到了長足的發(fā)展。
2.1從研究領域來看，曲面造型技術已從傳統(tǒng)的研究曲面表示、曲面求交和曲面拼接，擴充到曲面變形、曲面重建、曲面簡化、曲面轉換和曲面位差。
曲面變形(DeformationorShapeBlending)：傳統(tǒng)的非均勻有理B樣條(NURBS)曲面模型，僅允許調整控制頂點或權因子來局部改變曲面形狀，至多利用層次細化模型在曲面特定點進行直接操作;一些簡單的基于參數曲線的曲面設計方法，如掃掠法(Sweeping)，蒙皮法(skinning)，旋轉法和拉伸法，也僅允許調整生成曲線來改變曲面形狀。計算機動畫業(yè)和實體造型業(yè)迫切需要發(fā)展與曲面表示方式無關的變形方法或形狀調配方法，于是產生了自由變形(fFD)法，基于彈性變形或熱彈性力學等物理模型(原理)的變形法，基于求解約束的變形法，基于幾何約束的變形法等曲面變形技術和基于多面體對應關系或基于圖象形態(tài)學中Minkowski和操作的曲面形狀調配技術。
2.2從表示方法來看，以網格細分(Sub-division)為特征的離散造型與傳統(tǒng)的連續(xù)造型相比，大有后來居上的創(chuàng)新之勢。而且，這種曲面造型方法在生動逼真的特征動畫和雕塑曲面的設計加工中如魚得水，得到了高度的運用。
三、在計算機輔助設計與制造(CAD/CAM)的應用
這是一個最廣泛，最活躍的應用領域。計算機輔助設計(ComputerAidedDesign，CAD)是利用計算機強有力的計算功能和高效率的圖形處理能力，輔助知識勞動者進行工程和產品的設計與分析，以達到理想的目的或取得創(chuàng)新成果的一種技術。它是綜合了計算機科學與工程設計方法的最新發(fā)展而形成的一門新興學科。計算機輔助設計技術的發(fā)展是與計算機軟件、硬件技術的發(fā)展和完善，與工程設計方法的革新緊密相關的。采用計算機輔助設計已是現代工程設計的迫切需要。CAD技術目前已廣泛應用于國民經濟的各個方面，其主要的應用領域有以下幾個方面。
3.1制造業(yè)中的應用。
CAD技術已在制造業(yè)中廣泛應用，其中以機床、汽車、飛機、船舶、航天器等制造業(yè)應用最為廣泛、深入。眾所周知，一個產品的設計過程要經過概念設計、詳細設計、結構分析和優(yōu)化、仿真模擬等幾個主要階段。同時，現代設計技術將并行工程的概念引入到整個設計過程中，在設計階段就對產品整個生命周期進行綜合考慮。當前先進的CAD應用系統(tǒng)已經將設計、繪圖、分析、仿真、加工等一系列功能集成于一個系統(tǒng)內?，F在較常用的軟件有UGII、I-DEAS、CATIA、PRO/E、Euclid等CAD應用系統(tǒng)，這些系統(tǒng)主要運行在圖形工作站平臺上。在PC平臺上運行的CAD應用軟件主要有Cimatron、Solidwork、MDT、SolidEdge等。由于各種因素，目前在二維CAD系統(tǒng)中Autodesk公司的AutoCAD占據了相當的市場。
3.2工程設計中的應用。
CAD技術在工程領域巾的應用有以下幾個方面：①建筑設計，包括方案設計、三維造型、建筑渲染圖設計等。②結構設計，包括有限元分析、結構平面設計、框/排架結構計算和分析等。③設備設計，包括水、電、暖各種設備及管道設計。④城市規(guī)劃、城市交通設計，如城市道路、高架、輕軌等。⑤市政管線設計，如自來水、污水排放、煤氣等。⑥交通工程設計，如公路、橋梁、鐵路等。⑦水利工程設計，如大壩、水渠等。⑧其他工程設計和管理，如房地產開發(fā)及物業(yè)管理、工程概預算等。
3.3電氣和電子電路方面的應用。
CAD技術最早曾用于電路原理圖和布線圖的設計工作。目前，CAD技術已擴展到印刷電路板的設計(布線及元器件布局)，并在集成電路、大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的設計制造中大顯身手，并由此大大推動了微電子技術和計算及技術的發(fā)展。
3.4仿真模擬和動畫制作。
應用CAD技術可以真實地模擬機械零件的加工處理過程、飛機起降、船舶進出港口、物體受力破壞分析、飛行訓練環(huán)境、作戰(zhàn)方針系統(tǒng)、事故現場重現等現象。在文化娛樂界已大量利用計算機造型仿真出逼真的現實世界中沒有的原始動物、外星人以及各種場景等，并將動畫和實際背景以及演員的表演天衣無縫地合在一起，在電影制作技術上大放異彩，拍制出一個個激動人心的巨片。公務員之家:
3.5其他應用。
CAD技術除了在上述領域中的應用外，在輕工、紡織、家電、服裝、制鞋、醫(yī)療和醫(yī)藥乃至體育方面都會用到CAD技術。CAD標準化體系進一步完善;系統(tǒng)智能化成為又一個技術熱點;集成化成為CAD技術發(fā)展的一大趨勢;科學計算可視化、虛擬設計、虛擬制造技術是CAD技術發(fā)展的新趨向。
四、結語
計算機圖形學成為當代幾乎所有科學和工程技術領域用來加強信息理解和傳遞的技術和工具。與此同時，計算機圖形學的硬件和軟件應用本身已發(fā)展成為一個巨大的產業(yè)，有著廣泛的發(fā)展前景，必將在人們的生活中起著越來越重要的作用。
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