首页范文大全计算机图形学关键技术十篇计算机图形学关键技术十篇

计算机图形学关键技术十篇

发布时间:2024-04-29 21:20:08

计算机图形学关键技术篇1

【关键词】计算机图形图像处理技术

计算机图形图像处理技术形成于二十世纪80年代,其是一项通过应用计算机开展图形图像设计、调整、美化的科学技术。该项技术作为一个新兴产业,其有着十分可观的发展前景,通常计算机图形图像处理技术有着诸多应用软件,包括CaD、Cae等。除此之外,计算机图形图像处理技术的广泛推广,一方面可为人们日常生活、工作、学习等带来了极大便利,一方面可促进与其相关的产业得以更有序地发展。由此可见,对计算机图形图像处理的关键技术开展研究,有着十分重要的现实意义。

1计算机图形学概述

1.1计算机图形学

计算机图形学是一门前沿应用科学,对应涉及覆盖面十分大的研究内容,包括有图形图像可视化研究、图形标准化研究、图形建模研究、图像交互研究等。对于计算机图形学研究而言,其主要是借助相应计算机方式,从而呈现出极具真实感的图形图像。在开展计算机图形学研究期间,要得到一系列几何设计理论的重要支撑。

1.2计算机图形系统

1.2.1计算机图形系统组成

在开展计算机图形图像处理期间,要求得到计算机图形系统的支持,而计算机图形系统是由计算机硬件、相关处理软件组成的。其中,硬件设备分别有处理器装置、图形输入装置、图形输出装置等,处理器在系统中扮演着十分重要的角色,其属于实现计算机与图形终端设备相互连接的枢纽。处理器一方面可对相关图形图像数据信息进行处理、存储,一方面可对图形几何函数开展运算,进一步促使计算机图形系统具备更为强劲的图形显示功能及更为高效的图像呈现速率。伴随硬件设备的不断发展进步,计算机图形系统相关处理软件技术也收获了十足的发展。现已推出了各式各样可用于图形处理的应用程序,如此使得计算机图形系统功能变得进一步完善。

1.2.2计算机图形系统功能

就计算机、工程制造等行业领域而言,计算机图形系统发展进步有着极为深远的意义。计算机图形系统包括包括有:计算功能、信息输入功能、信息输出功能、信息存储功能及对话功能等。其中,对于计算功能来说,其可实现图形设计、处理中相关运算分析及汇总,诸如元素合成、坐标转换等。对于信息输入输出功能来说,其可实现一系列数据参数、命令的输入,并借助相关设备达成对图形数据信息的输出。对于信息存储功能来说,其可达成对图形数据信息的存储,并且可达成对相关数据信息的检索、维护。对于对话功能来说,其可达成借助显示设备或人机交换设备而开展人机信息传输共享。

2计算机图形图像处理技术概述

计算机图形图像处理技术指的是借助计算机强劲运行水平来达成对图形图像的高速高效处理,现阶段计算机图形图像处理技术存在多种不同种类,每一种功能亦不尽相同。近些年,各领域通常结合维度差异把图形图像处理软件、处理系统划分成二维图形图像处理技术、三维图形图像处理技术,其中,前一种处理技术强调的是色彩设计,经由对图形图像的复原、增强以及分割等操作达成对图形图像的处理;后一种处理技术强调的是图像的缩放、透视以及投影,对于图形图像三维立体关系而言更具备加工、处理能力。在开展图形图像处理期间,一些时候应当对该两种图形图像处理技术开展有效Y合,如此方可将图形图像处理技术发挥至最理想水平,从而为生产、生活提供更有利的支持。

3计算机图形与图像技术相互区别、联系

3.1相互间数据信息来源存在区别

图形信息来源于主观世界;图像信息则来源于客观存在的环境中。

3.2相互间处理手段存在区别

对图形开展处理过程中,通常选取图形裁剪、几何转换及曲线拟合等相关手段开展;而对图像开展处理过程中,则大多选取图像识别、几何修订及信息强化等相关手段开展。

3.3相互间对应应用理论存在区别

在对图形开展过程中,通常应用到几何理论、分形理论及仿射理论等相关理论;而对图像开展处理过程中,通常应用到统计理论、数据信息处理理论及模糊数学模型理论等。

3.4相互间应用领域存在区别

图形处理技术通常应用于计算机模拟、CaD、动画模拟等相关领域;而图像处理技术则通常应用于制造领域、医学领域及航空航天领域等领域中。

在现阶段实践应用中,计算机图形处理技术与计算机图像处理技术相互间存在紧密联合,唯有将两种技术开展有效结合,方可实现对图形图像处理的进一步规范、完美。计算机图形处理技术与计算机图像处理技术相互间联系与转换,见图1。

4计算机图形图像处理的关键技术实践应用

图形图像处理技术是计算机技术中的重要组成部分,在计算机系统中借助相关图形图像处理软件可达成各式各样数据信息的呈现、修改以及存储,促进计算机设计、成像技术不断发展,促进其在日常生活、实际工作中得到更广泛的推广。

4.1在不同领域的实践应用

伴随科技的飞速发展,计算机图形图像处理技术在人们日常生活、工作、学习等涉及的诸多领域得到了广泛推广。就好比在生产期间,该项技术所应用于的领域,分别有计算可视化、计算机辅助制造Cam、计算机辅助设计CaD等。其中,计算机辅助设计CaD属于时常应用的领域之一。对于现代工业领域而言,计算机辅助制造Cam、计算机辅助设计CaD则属于计算机图形图像处理技术得以广泛推广的工具。

计算机图形图像处理技术在机械设备设计、工程图纸设计以及室内装饰设计等领域同样得到广泛推广,诸如汽车、轮船、飞机等大型设备的外形设计均离不开计算机图形图像处理技术的有力支持。对于电子工业领域而言,其中印刷电路板、集成电路等设计需要应用到计算机图形图像处理技术,且于该领域有着十分突出的应用优势。以计算机辅助设计技术为例,其是通过三维形体建模方式开展工程图纸设计,三维形体建模推行原理是基于二维信息所提取的相应三维信息,进而对此部分提取信息开展特定方式处理,从而为三维空间中构建与二维信息相对应的三维形体,进一步对形体开展重新建立。除此之外,计算机图形图像处理技术还可应用于地形图纸测绘领域,国土基础信息是国家经济系统中必不可少的一部分,其同时囊括了国家地理图、自然资源图,鉴于此,地形测绘人员可经由对平面图、三维地形地貌图开展设计,以对采集的地形信息开展存储,从而为高层次国土整治提供切实依据,进一步促进自然资源得以被科学有效利用。

4.2计算机辅助设计

在产品研发期间,要求研发者通过参数形式把研发流程步骤输进计算机中,一方面可为研发过程提供指导,一方面可对产品设计质量、形状开展监控,从而为设计生成产品的性能提供有利保障。通过引入计算机绘图平台,不仅可很大程度上改善设计人员工作效率,还可改善产品质量。就好比,在对汽车零件开展设计过程中,传统汽车零件测试方式通常要实际存在的物件,只有通过开展实物测试,方可获取实验结果,并对结果开展分析。该种测试方式显然造成不必要的人力、物力资源浪费,同样实验结果并不一定十分精准。而通过采取数字化方式来开展汽车零件设计,则能够显著改善设计人员工作效率,并可为产品设计准确性提供有利保障。同时,借助CaD等对实验过程进行模拟,并对汽车零件安全性能、结构强度等评定汽车控制系统过程中,通常是引入计算机辅助控制系统来开展分析。此类系统可通过图形图像形式来对系统操作方式进行呈现,进一步保证该系统操作可为更多使用人员所掌握。

5结束语

总而言之,伴随计算机技术的飞速发展,计算机图形图像技术实现了质的飞跃,并在生产、生活等多个行业领域得到广泛推广,计算机图形图像技术为人们生产、设计过程创造了便利,促进了创作水平的不断提升。相关人员务必要不断钻研研究、总结经验,清楚认识计算机图形图像技术内涵,强化计算机图形图像处理关键技术的实践应用,积极促进计算机图形图像处理技术有序健康发展。

参考文献

[1]陈敏雅,金旭东.浅谈计算机图形学与图形图像处理技术[J].长春理工大学学报,2011(01):142-143,150.

[2]林丽红.计算机图形图像处理相关技术探讨[J].中国高新技术企业,2015(15):61-62.

[3]刘卓亚,李冬.计算机图形图像处理相关技术探讨[J].工程技术:引文版,2016,(26):11-12.

作者简介

张艳华(1972-),女,河南省平顶山市人。大学本科学历。现为平顶山市工业学校计算机部讲师。研究方向为计算机。

计算机图形学关键技术篇2

关键词:计算机;图形图像;处理技术

中图分类号:tp391.41

计算机图形图像技术以计算机网络系统为平台,实现了人们主观意识中图像和真实存在的图形之间的相互结合,各种各样的计算机图形图像处理软件,为人们的主观处理和操作提供了很多的便利,随着现代化科学技术的快速发展,计算机图形图像处理技术的应用前景会更加广阔。

1计算机图形图像处理技术概述

1.1基本含义

计算机图形图像处理技术是指通过几何模型和数据将描述性的形象或者概念在计算机系统软件中进行存储、定稿、优化、修改和显现。计算机图形图像处理技术可以用来设计图形的色彩、做纹理和明暗的贴图处理、对图像进行建模设计和造型、消除图像隐线和隐面、对图形曲线和曲面进行拟合操作、数字化的图像存储、图像分割、分析、编码、增强、复原等操作[1],以及对图像进行形式转换,如投影、缩放、旋转、平移等几何形式。

1.2基本组成

计算机图形图像处理技术的基本组成主要包括计算机硬件设备和计算机图形图像处理软件。计算机硬件设备性能的好坏对于计算机图形图像处理效果有着直接的影响,计算机图形图像处理软件将终端的显示和计算机结合在一起,由于计算机图形图像处理技术自身具有设计、存储、修改等功能,可以迅速整合图片数据,不仅可以保障计算机图形图像的处理效果,也可以有效地提高计算机中央处理器和计算机图形图像处理软件的运行效果。键盘和鼠标作为终端的输入设备,可以完成对图形的修改和定位,并且利用显示器、绘图仪、打印机等显示设备和输出设备,可以完整的保存计算机图片。

1.3基本功能

计算机图形图像处理技术主要具有五个基本功能:对话、输入、输出、存储和计算。对话功能是指利用通讯交互设备和计算机显示器实现人机交流。输入和输出功能是指计算机图形图像处理软件可以随时输入和输出相关的图形图像。存数功能是指实时监控计算机的图形图像数据进行有效的检索和维护。计算功能是指计算机图形图像处理软件对相关的图形图像进行必要的数据交换和计算分析。

1.4计算机图形图像处理技术的运行环境

计算机图形图像处理技术的硬件配置主要包括工作站和微型机,软件配置就是建立在工作站和微型机上的运行软件。计算机图形图像处理技术的工作站软件主要有tDi和alias两种,工作站的软件主要负责处理计算机工作站中的各种图形图像处理。微型机上的计算机图形图像处理软件主要包括3DStudio、winimage:morph和photoshop等,3DStudio是微型机上的一种最主要的图形图像处理软件,被广泛的应用在多个计算机系统中;winimage:morph是一种常用的二维图形图像处理软件,可以将一个图形或者图像制作成另外一个图形或者图像;photoshop是一个非常专业的图形图像处理软件,其支持图形图像资料的分色制版,给人们进行图形图像处理带来很多的便利。

2计算机图形图像处理技术的应用

2.1用户接口

人们利用计算机系统的用户接口来操作多种计算机软件,计算机图形图像处理技术和用户接口的有效结合,借助于计算机操作系统构建友好的人机交互用户图形界面,极大地提高了计算机图形图像处理的简便性和易用性。近年来,微软公司普及和推广的图像化windows系统,充分发挥了计算机图形图像处理技术和用户接口全面融合的重要作用。

2.2动画与艺术

随着计算机科学技术的快速发展,计算机硬件设备和计算机图形学也在蓬勃发展,静态的图形图像已经很难再满足人们对高质量、优质的、动态的图形图像的巨大需求,因此近年来,计算机动画技术蓬勃发展,特别是一些美术设计人员,多是依靠计算机图形图像处理软件来进行艺术创作。计算机图形图像处理技术的快速发展,同时推动了艺术设计技术的应用和开发,例如,3DSStudiomax三维设计软件和photoshop二维平面设计软件[2]。

2.3可视化科学计算

近年来,我国社会主义市场经济快速发展,各个领域的信息通信越来越频繁,计算机网络技术的广泛应用和普及,使得计算机系统数据库中的信息量日益庞大,计算机数据处理和分析技术面临着严峻的考验。相关的技术操作人员利用计算机数据处理和分析软件,很难准确、快速地从计算机的数据库系统中检索出需要的信息数据,难以总结出数据信息的共性和特征。通过将计算机数据处理技术和计算机图形图像处理技术有效的结合起来,可以通过计算机图形图像技术将大量的复杂结构的信息数据进行归类,操作人员通过计算机数据处理软件可以对有共性特征和本质特征的数据信息进行快速检索,极大地提高了计算机数据处理和分析的效率。可视化的科学计算技术最早出现在美国的科学协会研讨中,目前,可视化的科学计算技术被广泛的应用在气象分析、流体力学、医学等领域中[3],特别是在医学领域,利用可视化的科学计算技术可以实现高精度的远程控制和操作,可以应用在远程的脑部手术中,突破医学难题。在未来的发展过程中,可视化的科学计算技术将会在更多的领域发挥更加重要的作用。

2.4工业制造和设计

目前,计算机图形图像处理技术在工业制造和设计领域应用的最为广泛,特别是二维三维CaD和Cae等计算机图形图像处理软件,不仅在工业生产的产品制造和产品设计过程中,还有土木工程领域,甚至是集成电路、网络分析和电子线路等电子电工领域都有着广泛的应用。在高精度的工业制造和设计领域中,利用计算机图形图像处理软件,可以在很短的时间内完成高精度的图形图像设计和画图,极大地提高了技术人员的工作效率,同时,标准的计算机图形图像处理程序,提高了工业制造和设计的精确度,有效地降低了设计误差。由于工业产品多是批量化的制造和生产,利用计算机图形图像处理技术,可以极大地提高企业批量化的运行效率和生产质量,降低工业产品的质量检测投入成本,为工业企业带来了更大的经济效益。

3结束语

计算机图形图像处理技术的广泛应用和快速发展,推动了多个领域的技术革新,充分发挥人们的想象和创造力,创造出很多独特新奇的图形图像效果,丰富人们的日常生活,同时也为企业节约了很多的图形图像处理成本,提高了产品竞争力。在未来的发展过程中,计算机图形图像处理技术的应用前景会更加广阔。

参考文献:

[1]韩晓颖.浅谈计算机图形图像处理技术[J].福建电脑,2011(10):83-84.

[2]和晓娟.计算机图形图像处理技术的探讨[J].信息与电脑(理论版),2013(11):164-165.

[3]王应荣,王静漪.计算机图形图像处理技术[J].天津理工学院学报,2012(03):6-10.

计算机图形学关键技术篇3

关键词:思维导图;计算机原理;教学;应用

计算机技术的发展以及信息时代的到来,使计算机逐渐成为一种基本的素质要求,在具体的教学过程中,计算机是实践性较强的学科,正由于其实践性较强从而实现了计算机教学方式的发展和创新。通过对计算机原理课程的内容特点介绍,将思维设计图应用于计算机教学中,从而建立了更为有效的计算机课堂。

一、思维导图概述

思维导图是指学习者针对特定主题建构的知识结构的一种视觉化表征,是语义网络的可视化表示方法,是人们将某一领域内的知识元素按其内在关联建立起来的一种可视化语义网络。思维导图的构成元素包括颜色、图像、关键词、曲线等,充分发挥了想象以及联想,从而对大脑创造力和记忆力潜能充分挖掘。思维导图具有四个基本特征:将注意力焦点集中在中央图形上;主题主干作为分支由中央图形向四周放射;分支由关键图形或是关键词构成,不重要的话题也以用分支形式表示;各分支形成了一个连接的节点结构体系。

思维导图实现了形象思维和逻辑思维的结合,实现了左、右半脑在思维过程中实现了同时工作。是一种运用全脑思维的创新思维方式。思维导图通过将所有的信息组织在树状结构上,通过关键词或是短句以及色彩、图像等形成了不同的分支。由此思维导图能同时对左右半脑实施刺激,促进人的潜能的有效发挥。

二、思维导图在计算机原理教学中的具体应用

1 计算机原理课程的内容和特点

计算机原理课程是中等职业学校计算机及应用专业所开设的主要专业课程,其任务是使学生掌握必要的计算机硬件和软件知识,掌握微型计算机组成结构和各部件的工作原理,为学生学习专业知识和提高技能,适应职业变化以及继续学习打下基础。计算机原理以8088/8086为CpU的iBmpc微型计算机为背景,介绍微型计算机组成原理和汇编语言基础。该课程内容大致可分为三个单元体系:Stag机基础知识,主要包括计算机系统概述、计算机数据表示与运算方法;计算机组成原理,主要包括存储器、中央处理器概述、中断技术常识和输am出及接口;汇编语言基础,主要包括微处理器结构、指令格式与寻址方式、指令系统、汇编语言程序格式、汇编语言程序的上机过程和汇编语言程序设计基础。

2 思维导图在计算机原理教学中的应用

(1)教学设计、备课

教学设计在教学过程中有着重要的作用和意义,为计算机的教学指明了相应的教学目标和教学范围。在具体的教学过程中,通过思维导图的利用,确定计算机原理教学的每一主题、设计思想、讲授范围、提问内容以及样式等教学的模式,通过对教材、教学大纲、教学内容和资料等的查阅,在思维导图的次主题下,通过关键字添加教学素材,并根据课程内容的逻辑联系建立整体的教学内容和体系。

(2)内容复习

制作的思维导图不仅具有充分展示知识整体面貌的特点,而且还具有逐层展开的功能,同时使用连接线把有关联的关键字连接起来,便于学生全面理解和掌握所授内容。这些功能为教师复习课堂内容以及进行期中、期末复习提供了便利。在复习时,运用思维导图可以展现相关内容的主干结构及其内在逻辑,也可以表现其中任何一个细部的体系。例如,教师可就某个关键字提出细节问题,由学生回答,然后,教师展开内容对学生的答案进行评述,并讲解该关键字与其他内容的关联性。

参考文献:

[1]张秀常.思维导图在信息技术教学中的案例及分析[J].浙江现代教育技术。2008(1).

[2]伊向超,胡彩莲.思维导图mindmapper在课堂教学中的应用探究以“教学系统设计”为例[J].中国教育信息化,20lo(7).

计算机图形学关键技术篇4

【关键词】多媒体技术数据处理通信网络化

随者计算机多媒体技术的突飞猛进,多媒体凭借着自身的优势越来越受到广泛关注和应用,它的出现已经改变了传统意义上的人们的工作与生活方式,对人类社会的的发展产生了巨大的影响。

一、计算机多媒体技术的概述

1.多媒体的概念

所谓多媒体,就是融合了两种或两种以上媒体的一种人机交互式信息交流和传播的媒体,其使用的媒体包括文字(text)、图像(image)、图形(Graph)、动画(animation)、音频(audio)、视频(video)。各种媒体表现形式各不同。但都为数字化形式存在,即计算机二进制数字文件。

2.多媒体的内容

多媒体包括:

(1)文本:由语言文字和符号字符组成的数据文件。

(2)图像:通过描述画面中各个像素的亮度和颜色等组成的数据文件。也叫点位图或位图图像。

(3)图形:矢量图形的简称。即生成一幅图形由数学方法组成的数据文件。一般可将图形看作是图像的抽象。

(4)动画:将静态的图像、图形及连环图画等按一定时间顺序显示而形成连续的动态画面。

(5)音频:声音信号,即相应于人类听觉可感知范围内的频率。

(6)视频:可视信号,即计算机屏幕上显示出来的动态信息,如动态图形、动态图像、动画等。而多媒体技术。是指采用计算机技术,将各种媒体以数字化的方式集成在一起。从而使计算机具有了能同时获取、处理、编辑、存储和展示多种媒体信息的能力。

3.计算机多媒体技术主要特性

计算机化至少对终端用户来说媒体信息的播放是由计算机控制的。集成化涉及的设备的类型与数量尽可能地单一。包括存储集成化、捕捉集成化、播放集成化、网络集成化(iStn与iSpn)。

二、计算机多媒体技术的应用

1.多媒体数据处理技术的应用

计算机多媒体技术是处理文字、数据、图像、声音、视频及各种感知、测量等信息的技术。它集合了数据的转化、存储和传输。数字化了的各种信息的数量是非常之大的,多媒体数据处理目前严重依赖处理器的能力、存储器的存储容量、通信传输的能力以及这些系统的处理效率。多媒体数据处理技术涉及音频技术、视频技术、图像技术、压缩与编码和虚拟现实等。

(1)视频技术。视频技术包括视频数字化和视频编码技术两个方面。视频数字化是将模拟视频信号经模数转换和彩色空间变换转为计算机可处理的数字信号,使得计算机可以显示和处理视频信号。视频编码技术是将数字化的视频信号经过编码成为视频信号,从而可以录制或播放。

(2)音频技术。音频技术主要包括4个方面:音频数字化、语音处理、语音合成及语音识别。音频技术发展较早,一些技术已经成熟并产品化。越来越多的声像信息以数字形式存储和传输,这为人们更灵活地使用这些信息提供了可能性。随着计算机的普及,如何给不熟悉计算机的人提供一个友好的人机交互手段,是人们感兴趣的问题,而语音识别技术就是其中最自然的一种交流手段。目前,世界上已研制出汉、英、日、法、德等语种的文语转换系统,并在许多领域得到了广泛应用。

(3)数据压缩技术。数据压缩技术包括图像、视频和音频信号的压缩,文件存储和利用。图像压缩一直是技术热点之一,是计算机处理图像和视频以及网络传输的重要基础,目前iSo制订了两个压缩标准即JpeG和mpeG,同时使计算机实时处理音频、视频信息,以保证播放出高质量的视频、音频节目。

(4)虚拟现实。多媒体计算机和仿真技术结合可以产生一种仿佛使人置身其中的虚拟世界中,对其真实毫不怀疑,通常把这种技术称之为“虚拟现实”(VirtualReality,简称VR)。换句话说,虚拟现实是由多媒体技术与仿真技术相结合而生成的一种交互式人工世界,在这个人工世界中可以创造一种身临其境的完全真实的感觉。转贴于

2.多媒体通信技术的应用

计算机多媒体通信是指能同时提供多种媒体信息———声音、图像、图形、数据、文字等的新型通信方式。它是通信技术和计算机技术相结合的产物。

目前的通信方式只有两种物理形式:一是有线通信方式,二是无线通信方式。这两种通信方式目前都在广泛使用,只是在中间插入计算机多媒体技术就形成了计算机多媒体通信。和电话、电报、传真、计算机通信等传统的单一媒体通信方式相比,利用计算机多媒体通信,相隔万里的用户不仅能声像图文并茂地交流信息,分布在不同地点的多媒体信息,还能步调一致地作为一个完整的信息呈现在用户面前,而且用户对通信全过程具有完备的交互控制能力。这就是多媒体通信的分布性、同步性和交互性特点。今天,随着多媒体计算机技术和通信技术的发展,两者相结合形成的多媒体通信和分布式多媒体信息系统较好地解决上述问题。多媒体通信技术涉及多媒体数据的压缩编码、多媒体数据的同步、多媒体数据库、多媒体通信网等。

三、多媒体技术的发展前景

由于计算机相关技术的飞速发展,多媒体技术无论是在硬件上还是在软件上都已经是很成熟的技术了。但是,随着社会的不断进步,通信技术的发展和人们的需求的多样化,多媒体技术网络化,成为人们的期待。

计算机多媒体技术网络化的发展主要取决于通信技术的发展,信息技术渗透到了人们生活的方方面面,其中网络技术和多媒体技术是促进信息世界全面实现的关键技术。蓝牙技术的开发应用,使多媒体网络技术无线化、小型化。计算机多媒体技术网络化可以描述成是一个决定性(关键)技术的集成,这些技术可以通过访问全球网络和设备实现对多媒体资源的使用,可以肯定是未来发展的主题。

总而言之,计算机多媒体技术的应用和发展正处于高速发展的过程中,随着各种观念、技术的不断发展和创新,并且融入多媒体技术中未来将出现丰富多彩的、耳目一新的多媒体现象,它注定要改变人类的生活方式和观念。多媒体技术在模式识别、全息图像、自然语言理解(语音识别与合成)和新的传感技术等基础上,利用人的语音、书写、表情姿势、视线、动作和嗅觉等多种感觉通道和动作通道,通过数据传输和特殊的表达方式与计算机系统进行交互在未来有着最为广阔的前景。

参考文献

[1]谢川.微型计算机多媒体技术应用[m].2004,5.

计算机图形学关键技术篇5

关键词:LoD;Roam;地形渲染;openGL;GiS

中图分类号:tp311文献标识码:a文章编号:1009-3044(2013)22-5181-04

目前,地形可视化一直是计算机图形学的研究热点,并广泛应用于地理信息系统、计算机仿真、虚拟现实等领域[1-2],在飞行训练、战场模拟、科学可视化、三维地理信息系统有着广泛的应用。当今,数据采集技术的进步使得大规模、高精度的地形数据的获取变得非常的普遍。随着计算机性能的提高,人们期望计算机生成的图像在误差较低的前提下,有着可观的真实感,由于实际地形的千差万别,使三维真实感地形模拟的数据量非常大,从而导致在建模和实时显示的时候,对计算机的图形处理有特别高的要求。但是,目前的图形硬件设备在处理海量数据方面还存在一定的困难[3,4]。因此,为了减轻硬件的压力,在实现3D渲染时,以模型简化技术、多分辨率技术和LoD技术(层次细节技术)为基础的实时地形可视化算法就成为近年来研究的主要方向。Roam算法是诸多LoD算法中广泛选择的方法之一[5],该文主要在采煤塌陷区项目基础上,进行地形的建立和渲染,从LoD技术着手,引出能够真实地反映地形面貌的Roam技术,最后再将其作用于实际应用中。

1LoD技术(层次细节技术)

在一个画面中,如果有很多可见面却又必须对场景进行简化时。现在假设将这些可见面投影到一个平面上,这些投影小于一个像素,便可以合并这些可见面,而不影响画面的任何效果。在这种要求的驱使下,LoD技术产生了。也就是在距离视点较近的区域,采用较高的细节层次进行较为逼真的3D渲染;距离视点较远的区域,采用较低的细节层次,进行大致的3D渲染[6]。虚拟现实中场景的生成对实时性要求很高,LoD技术是一种有效的图形生成加速方法。

2Roam算法思想及模型介绍

实时优化自适应网格Roam(Real-timeoptimallyadaptingmeshes)算法基于面层次模型,其基本思想是:在对地形进行三维显示时,根据视点的位置和视线的方向来计算视点距离地形表面的三角片元的距离,再根据目标格网的空间粗糙程度来判断是否对地形表面的三角片元进行一系列基于三角型二叉分割的分解和合并,最终生成逼近真实地形的无缝无重叠的简化连续三角化地形表面[8-11]。

对于此节点的右节点来说,原理一样,之后分割的所有节点以此类推,直到达到所希望的层次为止。

之后进行三维地形的渲染,所需要的数据以地形数据存储在高程图里。高程图用一个raw数据格式来保存。三维地形渲染也是需要对二元三角树进行递归绘制,在读入raw数据后,将地形分成若干三角网格,得出二元三角树结构,设置左右孩子、邻居以及父节点之间的关系后便可以分割渲染了。

3裂缝的处理

4显示实例

在淮南矿业集团采煤塌陷区项目基础上,运用openGL技术,在VC++6.0平台上进行三维仿真模拟实验,对其建立地形和地形渲染进行深入研究,用Roam算法得出结果如图6和图7所示。

5结束语

矿区建设中,地形渲染的方式有很多,该文运用Roam算法,在淮南矿业集团采煤塌陷区项目上进行设计与研究,阐明了LoD和Roam算法的基本思想,并在pC机上加以实现。Roam算法能够大量减少地形可视化系统中渲染三角形的数量,并可以更加逼真地接近真实地形。

参考文献:

[1]蔡兴泉,李凤霞,战守义.动态地形可视化算法研究[J].计算机工程与应用,2005,41(1):36-37.

[2]黄超超,凌永顺,吕相银.Roam动态地形渲染算法研究[J].计算机仿真,2005,22(1):216-219.

[3]魏楠,江南.Roam算法及其在地形可视化中的应用[J].计算机工程与科学,2007(2):1-3.

[4]赵峥,郭禾.三维城市重建中基于Roam的地形渲染[D].大连:大连理工大学,2007(12):3-7.

[5]Duchaineaum.Roamingterrain:Real-timeoptimallyadaptingmeshes[C].procoftheConfonVisualization,1997:81-88.

[6]杨柏林,陈根浪,徐静.openGL编程精粹[m].北京:机械工业出版社,2010.

[7]杜金莲.大规模三维地形实时绘制关键技术的研究与实现[D].大连:大连理工大学,2003:12-16.

[8]VincentL,Soilep.watershedsinDigitmSpaces:anefficientalgorithmBasedonimmersionSimulations[J].ieeetransonpatternanalysisandmachineintelligence,1991,13(6):583-598.

[9]涂超.Roam算法原理及其应用研究[J].辽宁工程技术大学学报,2003,22(2):176-179.

[10]柯希林.基于RSG虚拟地形环境的Roam实时绘制[J].测绘科学与工程,2003,24(1):38-41.

[11]ShreinerD.openGL参考手册[m].孙守迁,王剑,林宗楷,等,译.北京:机械工业出版社,2001.

[12]周宏伟,杨平,陈琦.实时地形可视化Roam算法的分块改进[J].测绘通报,2003(8):61-68.

计算机图形学关键技术篇6

关键词:计算机图形图像处理软件;平面设计;软件

1前言

目前,经济及社会的持续进步,再加上科技的持续完善,使得计算机内各式软件逐步融入民众的日常生活内。现如今,在平面设计这一行业内,计算机内的图像这一软件获得了大量使用。借助这一软件,给平面设计在主题、风格、颜色、内容等方面进行选择提供了依据,拓宽了设计者的设计平台,提升了平面设计的质量及展现力,使其更易被民众所喜爱。

2使用计算机内图形这一软件的必要性

在开展平面设计期间,借助计算机内图形这一软件,可以收获更为良好的设计成效,主要表现在如下三个方面:1)在原来进行平面设计时,大多是借助人力这一方法开展设计,这就会损耗很多时间及人力,不但设计成效不高,还无法正确地体现出平面设计内的颜色、主题等,且较难加以改正。而运用了计算机内图形这一软件,能更好地改进这些问题。借助这一软件,可以运用更为丰富的材料,在内容的选取方面也更为多样。设计结束以后,运用软件可时时对设计图样加以改变,解决了人力设计时改正较难这一问题,以更全面地向客户进行表现,并能依据客户的需要再次进行改正,提升了便利性[1]。2)可极大地提升创意性。在原来开展平面设计时,由于人力这一方法在颜色、主题等方面的体现有限,无法把设计者的观点全面体现出来,有相应的约束性。只有平面设计内有创意性,才可引起大众的关注,达成平面设计的目标。借助计算机内图形这一软件,能够把设计者脑中的创意全面进行体现。对部分在原来使用的方法内无法体现出来的内容,也能借助这一软件更好地进行设计。这样的创意性能够极大地推动平面设计的进步,也是平面设计的关键要素。3)在运用计算机内图形这一软件开展设计期间,减免了人力在进行设计期间的很多繁杂步骤,所运用的工具更为简便,降低了原来设计时的材料损耗,使成本有所下降。同时,部分设计结束的规划也能够保存在计算机内,在要进行使用时可时时进行查看,便于设计者进行更改及使用,极大地提升了工作成效。不过,计算机内图形这一软件本身也有相应的缺陷。尽管所有软件在用于进行设计期间都有很多功能,但这些软件在分开运用时都会产生约束性,特别是在进行平面设计期间。部分处理类的软件只要没有其他软件的帮助,就会产生失真、变形等状况,使得平面设计的质量有所降低。所以,在使用计算机内图形这一软件期间,应联合运用各个软件,让平面设计展现出更好的成效。

3计算机内图形这一软件的使用

3.1增加平面颜色的展现颜色是引起的关键要素之一,还是当前很多平面设计重视的展现关键点。优良的颜色展现能够使人有很多想象,部分具备独特颜色的,可以引起消费者的关注,激起这些人的购买欲望。所以,在进行平面设计时,颜色是需要着重重视的部分之一,借助科学使用计算机这一技术,可以更好地提升平面设计内颜色的展现成效。比如在photoshop这一软件内,包含有很多类型的工具,能够对颜色的展现加以调节,持续到达成设计者的要求为止颜色的展现方法一般都决定了民众对平面设计的首要印象,是平面设计得以成功的关键。借助颜色的比较、搭配,能够展现出不一样的体会,使平面设计表现出独特的魅力。借助计算机内图形这一软件,可以对基本颜色实施加工,展现更好的颜色成效,以提升平面设计的质量[2]。3.2加深平面设计的创意性在进行平面设计时,除颜色外,图形也是十分关键的一种视觉成效。优美的图形可拓宽民众的想象能力,是平面设计的视觉关键。设计者在对平面设计内的图形开展设计期间,通常会突出图形锁本身的作用,确保设计的观点同图形特征一致。所以,图形在平面设计内是一个关键问题,借助计算机内图形这一软件,可以对图形开展全方位地加工。比如在photoshop这一软件内,能够开展各式各样的图形设计,设计者可依据自身的设计想法,在软件内开展有关的操作。在现在这个时代内,图形是一种普遍性的语言,能够使民众收获更多信息。平面设计内的图形在视觉方面有冲击力,就能够使民众更好地知晓设计体现的含义,激起消费者的关注。所以,优美的图形视觉成效是平面设计内的关键。3.3梳理设计版式及内涵在开展平面设计期间,要重视调节设计期间的细节及分配。优良的版式设计可以使设计凸显出美感,细节方面的设计能够充实设计的内容,把二者加以融合,能够很好地提升平面设计的质量,引起消费者的关注,以达成平面设计的目标。比如在illustrator这一软件内,设计者可绘制矢量图形,还能引入点阵图形这一软件,并加以调节及优化,因此,这一软件通常用在版面设计内。这一软件内包含圆形、多边形等工具,设计者使用计算机进行设计期间极为便利,特别是在对文本进行编排期间,提供了很多编排模式供设计者进行选取。软件内包含变换、特效化等各式特效方式,给设计者提供了宽广的设计平台,可依据自己的观点加以设计,使平面设计更具意境;借助这一软件,可以展现出平面设计内的绘画性,并减小设计同消费者间的间距。同时,适量图形的内存都不大,因此清晰程度很高,使设计者能够很好地调节平面设计内的版式,提升图形的意境美。在对版式进行设计时设计者能够在其中添加自己的观点及想法,平面设计内的展现方式、设计手段均随着时代的进步而有所改变。在使用计算机内图形这一软件时,设计者可对版面进行设计,以展现出平面设计优良的宣传成效,使消费者在这样的版面内获得更好的视觉性冲击,达成平面设计的目标[3]。

4结束语

总之,在进行平面设计时使用计算机内图形这一软件意义非凡,能够改进原来的工作方法,减少成本,提升工作成效,这就极大地推动了这一领域的进步,并给设计者提供了更好的设计平台,最终提升平面设计的质量。

参考文献:

[1]倪兴娟.平面设计软件与DiCom图像数据处理技术[J].电子技术与软件工程,2017(2):179.

[2]林丽红.计算机图形图像处理相关技术探讨[J].中国高新技术企业,2015(15):61-62.

计算机图形学关键技术篇7

关键词:计算机动画;计算机图形学;计算机辅助设计;可视化

中图分类号:tp391.41

计算机图形学经过三十多年的发展,在各个领域都得到了较为广泛的应用,已经成为一项计算机科学中非常活跃的分支,其主要是利用计算机对图形的生成、显示、表示、处理进行研究的一门学科。本文主要对计算机图形学的定义、应用范围以及发展前景进行了简要介绍。

1计算机图形学的定义

将三维图形或者是二维图形使用数学算法转换为用计算机显示器的栅格形式的一种科学,这就是计算机图形学。计算机图形学主要研究的内容是,利用计算机如何进行图形的处理、图形的计算、图形的显示以及图形计算的相关算法和原理在计算机中如何进行等。图形都构成通常是由,面、线宽、线、灰度、体等几何元素、点、线型、色彩等非几何属性组成。如果从处理技术上来分析,图形可以分为两类:一类是明暗图,就是我们所说的真实感图形;另一类是如等高线地图、工程图、曲面的线框图等基于线条信息表示的。而计算机图形学的一个主要目的就是利用计算机生成让人赏心悦目的真实感图形。所以,图形所描述场景的几何表示必须要建立,然后在利用每一种光照模型,计算在假象下的光照明效果。此外,真实感图形的计算结果是以数字图像的方式来提供的,因此,可以说计算机图形学和图形处理之间有着极为密切的关系。计算机图形学有着非常广泛的研究内容,如:实体造型、非真实感绘制、图形标准、光栅图形生成算法、真实感图形显示算法、图形硬件、计算机动画、虚拟现实、自然景物仿真、图形交互技术、曲线曲面造型、真实感图形计算、科学计算可视化等等。

2计算机图形学的主要应用范围

2.1科学计算可视化。目前在流体力学、气象分析、医学、有限元分析当中科学计算可视化得到了广泛的应用。可视化特别是在医学领域有着极为广阔的发展前景。当前医学上比较热门的一个课题就是依靠精密机械做脑部手术,而要想实现这些技术就必须要以可视化为基础。可视化技术在我们进行脑部手术时,能够帮助医生对患者体内的患处准确并清晰的进行判断,可以将医用Ct所扫描的数据转化为图像,手术效果的反馈则可以通过碰撞检测等相关技术手段来实现,能够帮助医生顺利完成手术,在医学各个领域的未来发展中都离不开可视化技术。

2.2计算机动画。计算机动画随着计算机硬件以及计算机图形的不断发展应运而生。动画实际上也只不过是生成多个静态的图像,不过每一幅图像都有一定程度的修改,而计算机动画所研究的内容便是如何修改这一部分内容,而整个场景将这些做过修改的图形进行连续播放就会动起来形成动画效果。传统的卡通片是早期计算机动画的灵感来源,在生成几个关键帧之后,在进行连续播放时,对两个关键帧进行了有机的结合。计算机动画有多种多样生成动画的方法,内容也是丰富多彩的,比如说,三维自由行体变形,二维轴变形方法,形状混合等基于特征的图像变形。最近几年人们普遍将注意力转向一种崭新的方法上,就是基于物理模型的计算机动画生成方法,该方法力求动画的过程能够呈现出最为适合真实世界的运动规律,运用大量的流体力学与弹性力学的方程进行计算。不过,是很难达到真实的运动效果的,比如说行走的效果,要想实现非常自然的行走画面,所需要的计算量非常大,所用的计算机方程也非常复杂,目前以物理模型为基础的计算机动画还有很多内容需要不断深入研究,还存在很多不足。

2.3计算机辅助制造及设计。CaU和CaD是在工业界计算机图形学的应用中,最广泛也是最活跃的。无论在机械结构、土建工程,还是产品设计等领域计算机图形学都得到了广泛应用。生产工程的精确图形以及产品的相应结构,虽然有时候着重于这些方面,但是更为常用的还是进行人机修改及交互设计对所涉及产品、系统、工程的相关图形,我们可以通过不断选代设计,利用数据结构输出零件表、材料单、工艺卡、加工数据代码、加工流程等指令。在电子工业中计算机图形学主要在印刷电路板、网络分析、集成电路、电子线路等领域得到了广泛运用。

以工程图纸为基础的三维形体重建是在CaD领域的另一个非常重要的研究领域。在二维信息中将三维信息提取,对这些信息同时进行分类、综合等处理,在三维空间内重现构建三维信息相对应的三维形体,对形体的线、拓扑因素、点、面等进行恢复,最终实现形体的重建,这就是我们通常所说的三维形体重建。

2.4计算机艺术。除了在艺术品制造方面的广泛应用外(花纹、中国国画、图案以及传统油画等)计算机图形学在制造动画片、广告、电影等方法获得了成功,其中不乏一些获得奖项的作品,可以说这些奖项对计算机从事艺术创作是一个非常大的鼓励。当前不少国内人外相关人士正在对人体模拟系统进行研究,这就让我们有理由相信,在不久的将来将去世已久的著名人物搬上荧幕也是可能的,这对于传统的艺术家来说,是不可想象的更是无法实现的。

2.5自然景物方针及图形实时绘制。对真实无体的物理属性进行模拟就是真实感绘制的主要目的,也就是对光学性质、物体间的相对位置、物体的形状、粗糙程度、遮挡关系以及表面的纹理等进行模拟。重现真实世界的场景就是我们所说的真实感绘制。在自然景物仿真技术中我们需要将辐射度、线与面、明暗效应、、光线跟踪、颜色模型、纹理等消除或者隐藏,其中最难进行模拟的就是表面属性与光照属性。此外,为了便于用不同的色彩灰度来进一步增加图形的真实感,还必须对物体表面的明暗效应进行处理。在广告影视、科学计算、几何图形、指挥控制等方面,自然景物仿真技术得到了广泛的应用。

3计算机图形学的发展前景

计算机图形学我们可以发现不仅发展极为迅速,同时也已经逐步成为了独立的一门学科,处于科学的发展前沿位置。在自然景物仿真、计算机辅助制造和设计、计算机动画等多个领域,计算机图形学已经得到的广泛应用,在我们的日常生活中随处都可以见到计算机图形学的影子,计算机图形学的广泛应用让我们的生活变得越来越丰富多彩。此外,在地质勘探方面运用可视化,可以帮助地质学家发展新的资源,运用于预报天气,可以让气象预报更加准确,用于医学手术方面,可以进一步提高手术的成功率,减少手术风险。

从计算机图形学学科发展来看,有以下几个发展趋势:(1)与图形硬件的发展紧密结合,突破实时高真实感、高分辨率渲染的技术难点。图形渲染是整个图形学发展的核心。在计算机辅助设计,影视动漫以及各类可视化应用中都对图形渲染结果的高真实感提出了很高的要求。构造低功耗的渲染服务是图形学的未来发展趋势之一;(2)研究和谐自然的三维模型建模方法。三维模型建模方法是计算机图形学的重要基础,是生成精美的三维场景和逼真动态效果的前提。研究和谐自然的三维建模方法是发展的一个重要趋势;(3)利用日益增长的计算性能,实现具有高度物理真实的动态仿真。高度物理真实感的动态模拟,包括对各种形变、水、气、云、烟雾、燃烧、爆炸、撕裂、老化等物理现象的真实模拟,是计算机图形学一直试图达到的目标;(4)研究多种高精度数据获取与处理技术,增强图形技术的表现。真实感的画面与逼真动态效果,一种有效的解决途径是采用各种高精度手段获取所需的几何、纹理以及动态信息;(5)计算机图形学与图像视频处理技术的结合。家用数字相机和摄像机的日益普及,对于数字图像与视频数据处理成为了计算机研究中的热点问题;(6)从追求绝对的真实感向追求与强调图形的表意性转变。人们创造和生成图片的终极目的不仅仅是展现真实的世界,更重要的是表达所需要传达的信息。

4总结

计算机图形学,给人类社会带来了诸多益处,可以说促进了人们物质水平的提高,也带来了精神上的享受。

参考文献:

计算机图形学关键技术篇8

【摘要】进入信息时代,以计算机和网络为核心的现代技术的不断发展,正在越来越深刻地改变着我们的生产方式、生活方式、工作方式和学习方式。对于如何实施素质教育,培养创新人才进行了积极的思索,因为只有这样,数学教师才能进一步从自己学科的角度来研究如何使用计算机来帮助自己的教学,把现代信息技术技术融入到教学中。

【关键词】计算机;数学教学;整合

如何搞好计算机辅助教学工作?这是每一个教师,特别是参与实验的教师经常思考的。因此,怎样将高科技的计算机技术与高中数学教学有机结合在一起,起到促进教育现代化的进程,一直是一个未彻底解决的问题。经过近年的实验,我有了对“计算机技术与高中数学教学有机结合”进一步看法,摸到一个如何有机结合的契机,看到了高科技计算机技术与高中数学教学有机的结合产生的效果。

1.运用多媒体技术制作课件,改善数学课堂教学电脑多媒体技术是现代教育技术的一种,运用这一技术制作的课件图文并茂,具有信息量大、动态感强等传统教学技术无法具有的优点,特别适用有关几何图形和函数图像知识的教学。在常规教学中,由于受客观条件的限制,有些概念的理解,用常规的教学手段难以达到一定的效果。而用多媒体技术制作的课件能给学生深刻的印象,使学生获得直观的感知,从而激发学生的学习兴趣和积极性,提高学习效果。

过去,学生在初学立体几何的时候常有畏难情绪。这与学生的思维方式、思维能力有关,也与传统教材的编排有关。现在的教材引进了“图形运动”平移、翻折、旋转和中心对称等一系列图形运动,使原来那些呆板、枯燥的图形变活了。通过这些直观的图形运动,同学加深了理解,初步有了用运动的观点来处理数学问题的思维。教师也能在教学过程中逐步培养学生形成辩证惟物主义的观点。

目前,多媒体教学尚处在尝试阶段,教学软件还存在不同程度的缺陷,还不能做到“想怎么做就怎么做”。此外,我们对这些软件的了解还很不深透,还有许多地方需要我们去琢磨,去研究,去尝试。惟此,才能完善我们的教学,才能让现代化的教学手段发挥更大的作用。

2.学生在自主学习中利用计算机进行探索性学习现代教学技术进课堂,强有力地冲击了传统的数学教学。许多教师在努力尝试,多种软件被应用于公开课、研究课,甚至于家常课,提高了课堂教学的效果,发挥了多媒体技术的作用。可是,一个无法回避的问题摆在我们面前:尽管这些现代化技术的作用很大,有助于学生思维的发展,但它们还仍然只是老师手中的工具,而不是学生主动学习的武器。如何使计算机技术成为学生手中的利器,成为学生开展自主学习和探索解决问题时的工具,才是我们研究的目的。在计算机引人数学课之后,计算机手段与传统教学完美的结合显得十分重要。不是计算机用的越多就越好,计算机作为有效的辅助认知工具是为教学服务的,要把它用的恰到好处。传统教学的优势应该保留,如教师的示范作用、教师与学生之间富于人情味的及时交流,教师组织起来的探讨问题的活跃氛围等等。理想的教学应该是把教师与计算机的优势同时充分发挥出来,把计算机辅助教学与传统教学完美地结合在一起。为此就需要教师全新的教学设计。

用几何画板介入数学常规教学特别是几何的常规教学,是目前数学课堂教学中所鲜见的。在学习的全过程中的实验,学生在教师指导下利用几何画板和计算机网络来开展探索性学习,是一种不同于传统的课堂教学。

几何画板介入数学常规教学,其关键问题有两个。一个问题是:在数学教学的过程中,如果学生仍然是被动地学习,那么这一介入将毫无意义。因此必须在教学中体现学生的主体性,让学生作为学习的主体,主动参与,积极探索。另一个问题是:随着科学技术的飞跃发展,我们如何充分利用这些不断出现的新技术和新设备,把它们作为一种辅的工具,真正能改善我们的课堂教学,提高教学效果,而不是作为一种摆设,仅仅起到展示的功能。我们在整合的课题下,仔细分了初三数学(第一册)的内容,和计算机技术的特点,尤其是《几何画板》的功能。认为传统的“课本搬家”,“题库”,“美丽的画面和声音”,“人为安排的交互界面”都不能充分展现计算机技术的魅力,要进一步发挥计算机技术在数学教学中的特殊功能,利用计算机创设出一个赋有创造性,启发性的教学情境如:对教学概念、定义的理解,对新知识的探索,挖掘数学的内涵,增强计算能力等方面。其中一个关键因素是选择适当的切入点,不同的教学阶段有着不同的切入点。初三代数重点在函数的概念、图象、性质。我们将切入点安排在“学生自己动力手,制作具有动态功能的函数图象”,一改以往所有计算机辅助教学的“课件”由教师,专业人员制作,充分发挥学生的想象力,全体学生参与制作,极大地调动了学生求知欲望,通过实验,学生学会了用几何画板探索、研究解析几何中方程与曲线之间的关系,提高了自主学习的能力,促使学生发现问题和研究问题,在学中做,在做中学,激发学生的学习积极性。同时培养学生主动探索研究、动手操作实践的能力,培养学生创新精神和创造能力。

3.教育技术呼唤高素质的教师通过近几年的教学实验,我们的一个突出体会是:教育技术呼唤高素质的教师。有了计算机不是不要教师,而是对教师的要求更高。这种要求往往被认为是精通计算机,其实这是误解。在信息技术飞速发展的今天,要求数学教师精通计算机是不现实的,也是不必要的.但他们应能熟练地进行计算机的一般操作,会使用有关的教育软件。在计算机与数学学科整合的过程中,他们更需要的数学专业的修养,教学法的知识,教育心理学的理论。更为重要的是他们的教育科研意识和不断创新精神。

计算机图形学关键技术篇9

关键词:图形学;发展;应用

       1 计算机图形学的发展

       计算机图形学是利用计算机研究图形的表示、生成、处理,显示的科学。经过30多年的发展,计算机图形学已成为计算机科学中最为活跃的分支之一,并得到广泛的应用。1950年,第一台图形显示器作为美国麻省理工学院(mit)旋风一号——(whirlwind)计算机的附件诞生.该显示器用一个类似示波器的阴极射线管(CRt)来显示一些简单的图形。在整个50年代,只有电子管计算机,用机器语言编程,主要应用于科学计算,为这些计算机配置的图形设备仅具有输出功能。计算机图形学处于准备和酝酿时期,并称之为:“被动式”图形学。

       2 计算机图形学在曲面造型技术中的应用

       曲面造型技术是计算机图形学和计算机辅助几何设计的一项重要内容,主要研究在计算机图象系统的环境下对曲面的表示、设计、显示和分析。它肇源于飞机、船舶的外形放样工艺,经三十多年发展,现在它已经形成了以Bezier和B样条方法为代表的参数化特征设计和隐式代数曲面表示这两类方法为主体,以插值(intmpolation)、拟合(Fitting)、逼近(ap-proximation)这三种手段为骨架的几何理论体系。随着计算机图形显示对于真实性、实时性和交互性要求的日益增强,随着几何设计对象向着多样性、特殊性和拓扑结构复杂性靠拢的趋势的日益明显,随着图形工业和制造工业迈向一体化、集成化和网络化步伐的日益加快,随着激光测距扫描等三维数据采样技术和硬件设备的日益完善,曲面造型在近几年来得到了长足的发展。

       2.1从研究领域来看,曲面造型技术已从传统的研究曲面表示、曲面求交和曲面拼接,扩充到曲面变形、曲面重建、曲面简化、曲面转换和曲面位差。

       曲面变形(DeformationorShapeBlending):传统的非均匀有理B样条(nURBS)曲面模型,仅允许调整控制顶点或权因子来局部改变曲面形状,至多利用层次细化模型在曲面特定点进行直接操作;一些简单的基于参数曲线的曲面设计方法,如扫掠法(Sweeping),蒙皮法(skinning),旋转法和拉伸法,也仅允许调整生成曲线来改变曲面形状。计算机动画业和实体造型业迫切需要发展与曲面表示方式无关的变形方法或形状调配方法,于是产生了自由变形(fFD)法,基于弹性变形或热弹性力学等物理模型(原理)的变形法,基于求解约束的变形法,基于几何约束的变形法等曲面变形技术和基于多面体对应关系或基于图象形态学中minkowski和操作的曲面形状调配技术。

       2.2从表示方法来看,以网格细分(Sub-division)为特征的离散造型与传统的连续造型相比,大有后来居上的创新之势。而且,这种曲面造型方法在生动逼真的特征动画和雕塑曲面的设计加工中如鱼得水,得到了高度的运用。

       3 在计算机辅助设计与制造(CaD/Cam)的应用

计算机图形学关键技术篇10

【关键词】图像处理关键算法分析

引言:图像处理技术是现代计算机处理技术中综合处理形式,通过图像处理算法的综合应用,实现图像处理的清晰度、分辨率得到更高的提升,本文基于现代数字图片处理技术的基础上,进行图像处理的算法探究,推进现代数字应用技术逐步完善创新发展。

一、对图像处理中关键算法研究的必要性

图像处理数字化技术综合应用的主要技术形式,包括图像增强、弱化、边缘化、抠图等形式,实现对现代数字图像技术中应用的关键算法进行分析,使现代图像的处理效果得到保障[1],图像清晰度,分辨度得到全面性提升;另一方面,图像处理中常见的图像处理算法的分析,实现现代数字化技术在实践中寻求发展的主要缺陷,推进图像处理应用技术进一步创新,为计算机网络数字化技术的发展提供全面的技术发展空间。

二、图像处理中几个关键算法分析

1、D像增强技术。图像处理中图像增强算法是为了突出图像处理中的主要部分,实现图像的清晰度和分辨率都高于整体画面的的突出效果。现代通常采用技术处理形式是降低图片的灰色度或者增强图片的色彩度达到图片成像效果提升的效果。例如:某图片的是风景图片,进行图片处理中为了达到突出近景图像,可以实施去除先去除图片周围的噪音分辨率效果,然后将突出部分的图片进行混色的处理,一般进行图像灰色度的处理采用,突出图像部分周围3x3邻域像素灰度值的降低[2],可以到达图片上灰色度对比的整体图像立体性增强,图像清晰度增强的作用;另一方面,图像增强技术的实施也可以通过适度的进行图像色彩度的调整达到提升整体图像效果的作用,对色彩度的调整一般为色彩亮度提升1%-5%左右,色彩敏感度提升增加10%左右,色彩搭配协调度在10%-20%之间,但图片色彩度的增加也要与图片的分辨率之间成正比,避免图像色彩调整使图像模糊化。

2、图像边缘化。图像边缘化是图像处理中常用的一种形式,这种图像处理技术可以提升图片成像效果的柔和度,结合现代图像处理技术,主要采用Robert边缘处理技术,Robert边缘检测算子采用对角线方向相邻两像素之差进行梯度幅值检测,最终达到图像边缘成像处理[3],图片主体部分成像效果、水平和高度提高的处理技术,对图像边缘化处理效果产生影响的因素包括图像相邻分辨值的相互作用,进一步达到图像处理结构与图像整体画面的成像效果为对角阶梯式呈现效果,增加了图像的立体性效果,达到提升图像处理整体效果的柔和度和成像清晰度。另一方面,图像边缘化的算法运行中,也包含了图像边缘化处理的色彩分辨率发生成像的角度转变,通常情况下,图像边缘化的成像效果角度从零度变化为90度变化,或者图像色彩分布阶梯色彩的分辨度的变化,为45度,90度,135度的成像效果,色彩分辨度的变化加上图像内部主体成像效果的集中化,使图像边缘化的表现效果得到较大的变化。

3、阈值计算法。阈值计算法进行图片处理就是以人的视觉角度进行图像处理,这种图像处理方式可以最大限度的满足人对图像欣赏的需求。依据图像处理的视觉成像效果,假设阈值计算中满足人的视觉需求的图像灰色度分辨率的最低一行的灰度值是0,倒数第二行的灰度值是1,之后是2、3…,阈值计算等差数列或者等比数列的运算方式进行灰色度的运算,假设某图像的阈值计算的数据值为「0.48]、(48,206),依据图像阶梯形成像效果,可以设定一个抛物线方程g(x)二ax十xb十C,在区域[048]中[4],最后在进行自变量与因变量之间的建立完善图像运算方程,并将最后的图像运算结构积实施图像运算的数值检验,使图像的清晰度提升,人的视觉角度对图片的识别能力和分辨能力得到保障,阈值计算法是现代图像处理中常见的一种图像处理方式,在生活中图像处理的应用综合性较强。

4、脉冲度算法。脉冲度算法也是现代图像处理中常见的一种处理方式,脉冲度是单次激光击中脉冲成像光波的主要技术形式,脉冲成像的图像处理计算必须建立在图像成像的频率的基础上,因此,脉冲度算法必须实行现代整体脉冲效果图的综合性规划,合理进行图像处理中多种吹处理中图像的成像速率,即合理的进行图像每一帧的成像频率,增加脉冲的速度,提升图像处理清晰度提升的效果。

结论:图像处理中几个关键算法的研究,是全面促进现代数字技术优化与完善额必然性发展趋势,结合集中常见的图像处理方式,包括图像增强,弱化等技术进行图像处理中几个关键算法的分析研究,为推进我国现代数字化技术的应用提供更广阔的研究领域。

参考文献

[1]康牧.图像处理中几个关键算法的研究[D].西安电子科技大学,2009.

[2]魏艳艳.图像处理中几个关键算法的分析[J/oL].电子测试,2016(12).