浅谈计算机图形图像处理技术

郑建平

【摘要】计算机图形图像的发展历史并不长，但伴随着计算机技术的突飞猛进以及信息化时代，图形图像数据的广泛应用，其研究成果成功的得到了广泛应用，计算机图形图像处理技术已逐渐成为当前最引人瞩目的研究学科。本文主要对计算机图形图像学科的处理技术以及相关理论进行分析讨论。

【关键词】图形图像处理技术

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）07-0253-01 1.引言

计算机图形和图像的相关技术发展时间并不长，直到上个世纪末，才开始大范围的研究。近些年，随着数字图像的广泛应用，计算机图形图像学的研究达到了一个新的高度。其研究成果也非常丰富[1-3]。二维以及三维场景是当前计算机图形图像技术处理的主要环境。其处理的全过程高度依赖于计算机设备。一个立体模型的创建，包括投影，旋转，都是通过计算机计算，控制其物体的显示位置实现的。如常见的三维动画技术，这三维动画中经常会出现物体变形的场景，这种变形技术的基础多位一种基于图像Morph的处理技术。Morph 图像处理技术的基本原理是：对Harris 角点算子检测到角点以及前景图像的边缘轮廓点组成的特征点使用基于多约束的匹配方法进行匹配，上述操作所找到的匹配点将作为Delaunay三角形的顶点来对前景图像进行建模，并在最后在基于网格变形的方法的基础上何处虚拟视觉。图形图像处理技术在正潜移默化中影响着人们的生产生活方式[4-5]。

2.计算机图形学的基本概念

2.1基本概念

从概念上讲，计算机图形图像处理是借助现代计算机一类的电子设备，对能够量化，数字化的计算机数据进行处理，并显示、修改、存储、变化等等图像操作。

2.2基本内容

图形图像处理的基本内容大致有如下几个方面：

1）数字图像处理，主要针对已有图片信息的进一步分析

2）图像的基本形变，如旋转、缩放、透明度、投影等

3）3D模型的构建

4）线条变换及其拟合，拼接

2.3图形与图像的区别与联系

图形与图像，看似相同，其实两者之间存在着比较大的差异：

1）数据来源差异：图像通常是对客观世界的一种成像，也即意味着图像数据是来源与客观世界的，如照相机拍照所得图片，而图形通常是计算机生成的一种形式，是计算机根据某种算法，计算形成的。

2）处理方式上的差异：图像处理通常是对图像信息的一些修补或识别，如图像复原、图像分类、模式识别，图像融合，图像超分辨率重建等，这些通常是对已有数据信息的细化研究。而图形更多是一种几何形式的处理，如对图形的缩放、旋转、阴影处理、明暗处理等等。

3）理论基础差异：图像处理以及图像处理由于其数据来源以及处理方法上的不同之外，其理论基础也有着很大的差异。图像处理作为相对而言发展的更早的一门学科，其很多理论都源自信号处理，如信号处理理论、模糊数学、概率统计等。而图形学，由于其更关注与几何变化方面，其主要的理论基础来自透视变换与仿射、计算几何、分形理论等。

4）用途上的差异：由于图形图像不管从理论还是处理方式上都有着明显的区别，而导致了其在用途上的不同适用范围。图像学更多应用与具体的实际工作中，如医学模式识别，航天数据分析以及军事等图像数据分析领域，它们通常用于对现实相信的分析。而图形学主要用于非现实场景，如立体重构，CAD/CAI计算机艺术等。

当然，除了两者之间存在着诸多的差异之外，在实际应用中，两者又是紧密联系的。很多场景中并不是严格的将图形，图像处理严格的分离开来。很多情况下，不管出于技术考虑，成本考虑或者视觉效果的考虑，都是将两者结合起来使用。最常见的是在许多好莱坞大片中，经常会出现人与其他怪兽一起出现的场景。由于这些影片中的怪兽通常在现实世界中是不存在的，它们的出现都是借助计算机图形学进行3D重建形成的，而人的部分，通常是由电影手法拍摄形成的。在后期制作过程中，通常需要通过图形图像处理技术将二者融合在一起，这就是图形图像处理相结合的典型应用了。

3.运行环境

3.1计算机软硬件的配置比较

可以将运行环境大致分为两类：微型机以及工作站。

微型机上的软件配置相对比较轻量级，如3DStudio系列、photoshop系列等等。其中photoshop是最为人们所知的处理软件。photoshop又称PS，是一款专业的图像处理软件，通过对已有位图图像进行加工处理，来达到对图像效果的改变，这包括放大缩小、旋转、改变色调，去模糊，去噪声等等。其具体功能在我们现实生活中的诸多领域都发挥着巨大作用。如淘宝商家，或者其他的一些需要进行产品宣传的商家，都会使用photoshop对其产品进行美化包装。3DStudio主要是一款用三维制作的软件，它最初是在电脑游戏中进行动画制作，随着其技术的完善，3DStudio液逐步应用与一些影视片的特效制作，如我们熟知的X战警II，最后的武士等。

工作站的软件通常包括TDI以及Alias，这两款软件主要负责工作站最后那个图像的制作处理工作。

3.2功能上的比较

1）工作站生成的图像质感由于软硬件性能以及算法上的区别，其效果远远优于微型机。

2）对于具有复杂曲线的曲面的情况，TDI制作的效果要好于3DS。TDI具备强大的曲线曲面处理能力，而3DS在这方面表现逊色。

3）3DS对现实世界的仿真效果缺乏真实感，如3DS对于场景的仿真只局限于对现实场景的仿真，而TDI仿真不仅实现了现实场景，还将自然科学中的一些理论运用其中，是的其仿真效果更贴切实际。如在对农作物的仿真过程中，3DS完整的刻画了农作的展现形态，而TDI出来展现农作物的形态外，还会加入植物学的相关考虑。

当然，3DS 与TDI 的区别不仅仅只有如上几点。尽管TDI有着这么多的优点，但受限于它相对高昂的成本，很多情况下3DS都是人民的一个首选。而，事实上，在许多场景中3DS也表现得足够优秀。

4.结束语

数字信息无所不在，图片分享，3D动漫正不断的充斥着人们的生活，计算机图形图像处理技术作为一个研究图形图像的学科，被越来越多的人所重视。经过当前已经存在着相对不错的成熟技术，但是为了满足人们越来越高要求的需求，尤其是实时流畅的3d需求，以及图像的低流量传播，计算机图形图像处理技术有待被进一步研究。

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，2011，1(10)：83-84

[2]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(15):138-140

[3]程恩源：计算机图形图像处理相关技术研究[J]，计算机光盘软件与应用，2012，09(01):157-158

[4]王晴：浅谈计算机图形图像处理技术[J]，城市建设理论研究，2013，01(15):212-213

[5]龚良彩：浅谈计算机图形图像处理的关键技术[J]，中国电子商务，2013，01(4):43-43