计算机图形与图形图像处理技术的相互结合

钟凯飞

（杭州师范大学钱江学院，浙江 杭州310012）

0 前言

图形是现实世界中客观存在的，图像则是通过主观构造出来的，而计算机的图形图像处理技术就是关联这两者，把图形与图像处理技术结合的计算机学科门类，随着计算机图形学与图形图像处理技术的不断发展，两者之间的结合越来越紧密和融洽，在各个领域的应用也越发的广泛，逐渐成为计算机科学中应用最活跃的学科。

1 计算机图形图像处理技术

1.1 计算机图形图像处理技术的基本概述

计算机图形图像处理是将概念的或描述性的形象的几何模型或数据用计算机显示、修改、完善并存储的操作过程，其主要实现以下几个方面的功能：

1）对图像进行几何变换，如：旋转、平移、投影、缩放等。

2）实现图像的数字化、图像增强、图像复原、图像编码、图像分析和图像分割等。

3）对图形的曲线和曲面实行拟合操作。4）消除图像中的隐线和隐面。

5）进行计算机图像的建模和造型设计。

6）进行相应的色彩设计和明暗处理以及纹理贴图的处理。

1.2 计算机图形图像处理技术的功能及构成

1.2.1 功能

计算机科学与工程领域中，计算机图形图像处理技术的研发和改进是一项重要内容，而这必须依靠计算机图形系统来完成。计算机图形系统主要实现以下五种基本功能：计算功能，存储功能，输入、输出功能，对话功能。计算机图形系统的计算功能是指在图形图像的设计过程中，利用其进行必要的分析计算、变换等。计算机图形系统的存储功能是指能对计算机图像以及几何数据实行实时的监控、维护、检索。计算机图形的输入、输出功能是指利用计算机图形系统能实现输入图形图像的几何参数以及相关形体命令，并在显示状态下对最终的图形图像处理结构进行输出、拷贝。计算机图形系统的对话功能是指通过显示器和交互设备进行人与计算机间的沟通。使用者通过显示器可直观地看到图形图像设计和处理的结果，并通过相关设备对不满意的地方进行实时修改，另外系统还会自动保存用户的操作，对不恰当的操作予以提示，用户还可对前面进行的操作进行撤销，实现对象的还原。

1.2.2 构成

计算机图形的完成和处理需要计算机图形系统的支持，它由计算机硬件设备以及计算机图形图像软件两部分构成。一般来说，计算机图形的高质量需要过硬的计算机硬件设备的支持。计算机图形硬件主要包含图像处理器、图像输入设备和图像输出设备三个部分。图像处理器是整个系统的重要部分，它能作为纽带连接显示终端设备和计算机设备，主要具有的功能是处理和存储图像，同时还能够完成大量图形函数的计算，这不仅大大减少了计算机中央处理器的工作负担，而且提高了计算机操作系统的运行速度，使得图形图像处理的效率和能力也得到了提高。另外，图形系统常见的输入设备主要是键盘和鼠标，人们可以通过它们做到直接输入图形和进行图形的制作、定位。最后，计算机图形的输出设备是能够快速地生成图像和显示图像以及传输和保存图像的系统设备，主要有显示器、打印机、绘图仪等。

2 计算机图形与图形图像处理技术结合的应实例

在实际情况中，计算机图形与计算机图形图像处理技术是密不可分的，这两者结合可以使图形图像的视觉效果更加的精美，质量更加的完美。并且，随着计算机技术的发展，这两者之间已经形成了一种相互交叉、相互渗透的关系，之间相区别的界线也越来越模糊，两者可以说已经形成一个整体共同发挥着作用，两者结合主要应用在以下几个方面：

2.1 计算机辅助制造及设计方面

在工业产业中，CAD(计算机辅助设计)是应用领域最广泛和应用最活跃的计算机图形图像处理技术，广泛地用于工业产品设计。

例如：车床、汽车、土建工程项目等的设计以及网络分析、集成电路等领域运用CAD具有相当大的优势，在遇到设计工作量很大的建筑工程、电路设计时，依靠人工设计的成本及时间都会较大，利用CAD则可以很大程度上减少设计的难度、成本和时间。

2.2 可视化

SGI公司在2002年提出可视化硬件和软件的概念，主要实现建模和渲染，最终生成具有很高真实感的图形。其实早在十九世纪，就有科学家提出计算可视化的设想，可是迫于条件有限最终也只能落为一纸空谈。如今，可视化已广泛用于气象分析、医学以及流体力学等领域，其还有很大的提升空间和应用价值。

2.3 计算机动画以及艺术设计

计算机图形和图形图像处理技术随着计算机系统及技术的发展，早已不仅仅停留在静态图形的处理方面，更是实现了以此为基础的计算机动画处理技术的产生，这样大大丰富了人们的生活和计算机的功能。正如现在的美术工作者在进行商业化的美术设计时也更加青睐于使用计算机图形图像处理技术进行艺术创造，大量的绘画程序：PaintShop、3DMAX等，更是满足了艺术家们各种二维、三维设计的需要，得到广泛的应用，其中的许多功能都是艺术家仅凭双手难以办到的。

2.4 用户接口

在图形界面中，计算机显示窗口、按钮、图标等图形表示不同目的的操作，用户可利用鼠标等指针进行选址想要进行的命令，计算机图形用户界面的好坏决定着软件易用性的强弱。这个应用最成功案例便是苹果公司、微软公司，上个世纪它们相继实现图形化用户界面的操作系统，特别是Windows操作系统更是得到了广泛地应用，Windows的图形界面包括桌面、墙纸、视窗、文件界面、菜单界面、图标、按钮等，具有高度的人性化。

3 结语

计算机图形与图形图像处理技术已经广泛地应用于人们生活的各个方面，它为人们的生活和工作带来了极大的便利，两者密不可分的结合不仅创造出了许许多多功能强大、使用方便、效果极佳的应用程序，更是为我们的生活创造了许多丰富多彩的视觉享受和生活体验。相信未来随着计算机及图形图像处理技术的发展，我们的生活、我们的世界将会变得更加精彩纷呈。

［1］蔡报忠.基于运动捕获数据的计算机动画综述[J].软件导刊，2008(02).

［2］万良君.超级计算机图形学和可视化[J].计算机工程与科学，1993(01).

［3］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).