計算機圖形圖像技術(shù)探究論文(2)
計算機圖形圖像技術(shù)探究論文
計算機圖形圖像技術(shù)探究論文篇二
《淺談計算機圖形圖像處理技術(shù)》
【摘要】計算機圖形圖像處理技術(shù)是八十年代末至九十年代初，世界范圍內(nèi)最突出的科學研究應(yīng)用成果。經(jīng)歷了30多年的發(fā)展過程，計算機圖形圖像處理技術(shù)得到廣泛的運用，也變成現(xiàn)代應(yīng)用科學中最活躍的分支之一。它包括兩個內(nèi)容，即圖形處理(三維制作技術(shù))和圖像處理(二維制作技術(shù))，各種軟件也是基于這兩種技術(shù)而設(shè)計的。
【關(guān)鍵詞】：計算機;圖形圖像;處理技術(shù)
中圖分類號：G623.58 文獻標識碼：A 文章編號：
一、前言
計算機圖形圖像處理技術(shù)包括圖像處理二維制作技術(shù)和圖形處理三維制作技術(shù)兩個大方面。圖形處理是利用三維制作技術(shù)造出各種物體，然后為它設(shè)計動作，它的整個制作過程都是在計算機上完成的。圖像處理是對已生成好的圖像的處理。
二、計算機圖形圖像處理的基本概念
1.概念
計算機圖形圖像處理是指把由概念或數(shù)學描述所表示物體的幾何數(shù)據(jù)或幾何模型，用計算機進行顯示、存儲、修改、完善及進行圖形處理的操作過程。
2.主要內(nèi)容
圖形圖像處理包括的主要內(nèi)容：(1)圖像數(shù)字化、圖像編碼、圖像增強、圖像復原、圖像分割和圖像分析等;(2)幾何變換，如平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、透視和投影等;(3)建模或造型設(shè)計;(4)隱線、隱面消除，明暗處理等;(5)曲線和曲面擬合(6)色彩設(shè)計。各種圖形圖像處理軟件也是以這兩種技術(shù)為基礎(chǔ)，利用圖形圖像處理技術(shù)改造、創(chuàng)造圖形、圖像的整個過程都是在計算機上進行。例如把一個蘋果漸變成球體，同時材質(zhì)也會跟著變化。兩個物體都是在計算機上制作出來的。另外對已生成好的圖像的作圖像技術(shù)處理，俗稱“變臉”。比如把小孩臉變成大人臉，是先將拍攝好的照片輸入到計算機系統(tǒng)，然后應(yīng)用計算機的二維處理軟件將所輸入圖像進行漸變即可[1]。
3.圖形與圖像的區(qū)別與聯(lián)系
(一)數(shù)據(jù)來源不同：圖像數(shù)據(jù)來自客觀世界;圖形數(shù)據(jù)來自主觀世界。
(二)處理方法不同：圖像處理方法包括幾何修正、圖像變換、圖像增強、圖像分割、圖像理解、圖像識別等;圖形處理方法包括幾何變換、開窗和裁剪、隱藏線和隱藏面消除、曲線和曲面擬合、明暗處理、紋理產(chǎn)生等。
(三)理論基礎(chǔ)不同：圖像處理主要用到數(shù)字信號處理、概率與統(tǒng)計、模糊數(shù)學等理論;計算機圖形學主要用到仿射與透視變換、樣條幾何、計算幾何、分形等理論。
(四)用途不同：圖像處理主要用于遙感、醫(yī)學、工業(yè)、航天航空、軍事等。計算機圖形學主要用于CAD/CAM/CAE/CAI 計算機藝術(shù)、計算機模擬、計算機動畫等[2]。
在實際應(yīng)用中，圖形、圖像技術(shù)又是相互關(guān)聯(lián)的。把圖形、圖像處理技術(shù)相結(jié)合，可以使視覺效果和質(zhì)量更加完善，更加精美。目前許多廣告、片頭都是把兩種處理技術(shù)結(jié)合起來使用，以取得相當完美，逼真、生動的效果。例如1994年榮獲奧斯卡最佳特技效果獎的《侏羅紀公園》是一個最典型的范例。影片中的恐龍是真實生活中所不存在的，它是由三維制作技術(shù)造出模型，設(shè)計它的各種動作;影片中的人是用電影手法拍攝的，兩部分的圖像生成之后，由二維處理技術(shù)把兩者進行合成，就產(chǎn)生了人與恐龍共生的場面。它充分運用了計算機圖形、圖像處理技術(shù)和各種電影手法，是一都精彩的科幻影片。
三、 運行環(huán)境
1.軟硬件配置
硬件配置基本上可分為兩大類，工作站和微型機。軟件配置：工作站的軟件包括TDI和Alias，它們都是工作站上的專門圖形制作軟件，功能上各有所不同;微型機上的軟件包括3D Studio MAX(簡稱3DS)的各種版本，Photoshop，Winmorph等，3D Studio MAX是微型機上所使用的圖形制作軟件，目前已在我國廣泛應(yīng)用。Photoshop是一個專門處理圖像的專業(yè)軟件。Winmorph是一個二維圖像處理軟件，功能是把一幅圖像變成為另一幅圖像[3]。
2.功能比較
工作站無論從CPU 的速度，內(nèi)存容量和圖形顯示等方面都具有下列微型機無法比擬的優(yōu)越性：
(一)工作站所生成的圖像質(zhì)感(指運用不同的表現(xiàn)手段，表現(xiàn)出各種不同物體所具有的特質(zhì))優(yōu)于微型機，這是因為兩種系統(tǒng)對于圖像處理的計算方法和計算參數(shù)的數(shù)量上有很大不同。TDI全稱Transport Driver Interface，它指的是WindowsNT操作系統(tǒng)中各種運輸層協(xié)議(如SPX、TCP等)與接收軟件(或重定向軟件接口)之間的接口層。對于圖像的每一像素點，TDI采用了每一像素點又細分成許多小塊分別計算顏色的方法，因此一幅720*576的標準圖像，工作站的計算量遠超過微型機。圖像的總體質(zhì)感要比微型機好。
(二)從造型方面來看，3DS沒有曲面造型功能，對于一些復雜的曲線曲面來講，這就不太方便了。而TDI提供了強大的曲線曲面造型功能。
(三)從用戶界面來看，用過3DS的制作者都會感到物體上材質(zhì)是比較困難的，你必須在一個模型上調(diào)好材質(zhì)，然而材質(zhì)在物體上的效果是看不到的，只有在圖像生成之后才能看到真正的效果。而在TDI中的IPR模塊提供了直接在最后的圖像上調(diào)物體和光源材質(zhì)的方法，因而具有最快的視覺反饋，所得到的結(jié)果與最終的生成效果是一樣的。
(四)3DS與TDI對自然世界物體的仿真效果相比，3DS缺乏一些真實感。比如對于生成植物的處理，3DS只是對真實事物的模擬。而TDI中的AMAP吸收了植物學家對自然界中植物的研究成果，通過計算機把它表現(xiàn)出來，因此由它所生成的植物與自然界中的植物的拓撲結(jié)構(gòu)完全相同，因而TDI的仿真效果相當好，且真實生動。
3DS與TDI的區(qū)別內(nèi)容甚多，就不一一列舉了。盡管TDI的制作效果比3DS要好一些，但是3DS在我國還是相當流行的，這主要是因為3DS所要求的硬件基本配置是80386以及完全兼容的個人電腦。一個數(shù)字浮點運算器、4MB存儲器、20MB硬盤、VGA顯示器及顯示接口卡、DOS3.3以上的操作系統(tǒng)等，這對于微型機比較普遍的今天是容易實現(xiàn)的。而且一些好的3DS作品可以達到以假亂真的效果。同時我們也可利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在工作站和微型機之間建網(wǎng)，以充分發(fā)揮兩種資源的優(yōu)越性。
四、Photoshop功能簡介
對于大部分人來說，最熟悉的計算機圖像處理軟件就是Photoshop了，Photoshop的應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛的，在圖像處理、視頻、出版各方面都有涉及。因此筆者在此特別介紹Photoshop的基本情況。Photoshop是Adobe公司開發(fā)的一個跨平臺的平面圖像處理軟件。PS的專長用于圖像處理，而不是圖形創(chuàng)作。圖像處理是對已有的位圖圖像進行編輯加工處理以及運用一些特殊效果，其重點在于對圖像的處理加工。從功能上看，該軟件可分為圖像編輯、圖像合成、校色調(diào)色及特效制作部分等。
圖像編輯是圖像處理的基礎(chǔ)，可以對圖像做各種變換如放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、傾斜、鏡像、透視等。也可進行復制、去除斑點、修補、修飾圖像的殘損等。這在婚紗攝影、人像處理制作中有非常大的用場，去除人像上不滿意的部分，進行美化加工，得到讓人非常滿意的效果。
圖像合成則是將幾幅圖像通過圖層操作、工具應(yīng)用合成完整的、傳達明確意義的圖像，這是美術(shù)設(shè)計的必經(jīng)之路;該軟件提供的繪圖工具讓外來圖像與創(chuàng)意很好的融合，使圖像天衣無縫的合成變?yōu)榭赡堋?/p>
校色調(diào)色是該軟件中深具威力的功能之一，可方便快捷的對圖像的顏色進行明暗、色偏的調(diào)整和校正，也可在不同顏色進行切換以滿足圖像在不同領(lǐng)域如網(wǎng)頁設(shè)計、印刷、多媒體等方面應(yīng)用。
特效制作在該軟件中主要由濾鏡、通道及工具綜合應(yīng)用完成。包括圖像的特效創(chuàng)意和特效字的制作，如油畫、浮雕、石膏畫、素描等常用的傳統(tǒng)美術(shù)技巧都可藉由該軟件特效完成。而各種特效字的制作更是很多美術(shù)設(shè)計師熱衷于該軟件的研究的原因。
而Photoshop的具體功能更是涉及到我們生活的方方面面，主要有：專業(yè)測評、平面設(shè)計、修復照片、廣告攝影、包裝設(shè)計、插畫設(shè)計、影像創(chuàng)意、藝術(shù)文字、網(wǎng)頁制作、后期修飾、繪畫、視覺創(chuàng)意等等。
五、計算機圖形圖像處理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
圖形圖像處理技術(shù)正以意想不到的方式和速度滲透到我們生活的各個領(lǐng)域。在生產(chǎn)活動中，主要的應(yīng)用領(lǐng)域有計算機輔助制造CAM、計算機輔助沒計CAD、計算可視化、計算機輔助教育CAI、計算機動畫、虛擬現(xiàn)實和計算機藝術(shù)設(shè)計、計算機模擬等。其中最常用到的領(lǐng)域是CAD輔助設(shè)計，而CAD和CAM是計算機圖形學在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的工具。
計算機圖形處理技術(shù)被設(shè)計師們廣泛的應(yīng)用于室內(nèi)建筑設(shè)計、工程施工圖紙的設(shè)計、機械設(shè)備的設(shè)計。其中，幾乎所有的飛機、輪船、動車、汽車的外形設(shè)計都涉及圖形的處理。在電子工業(yè)的設(shè)計領(lǐng)域中，計算機圖形圖像技術(shù)被更大規(guī)模的運用到集成電路、電子線路、印刷電路板以及網(wǎng)絡(luò)分析等方面，發(fā)揮的優(yōu)勢十分明顯。
六、結(jié)束語
計算機圖像處理技術(shù)與國民經(jīng)濟發(fā)展有著密切的關(guān)系，在這一領(lǐng)域我們要力爭趕上直至超過發(fā)達國家，在計算機圖像處理技術(shù)的研發(fā)方面，必須隨時掌握國際動態(tài)，才能把握好方向。
參考文獻
[1] 王應(yīng)榮.計算機圖形圖像處理技術(shù).天律理工學院學報.2005,11(3).
[2] 陳敏雅,金旭東.淺談計算機圖形學與圖形圖像處理技術(shù).2011,6(1).
[3] 韓曉穎.淺談計算機圖形圖像處理技術(shù).福建電腦.2011,10.
計算機圖形圖像技術(shù)探究論文相關(guān)文章：