计算机图形学与图形图像处理技术

摘 要

本文通过对计算机图形学的研究内容、图形系统的组成以及功能进行分析，阐述了计算机图形技术以及计算机图像技术存在的区别，通过对计算机图形技术以及计算机图像技术的区别分析，得出两者在数据信息来源、处理方式、运用的理论以及用途方面的区别，并得出两者之间的内在联系与相互转换关系，最后探讨了计算机图形图像处理技术在辅助制造设计、可视化、动画和艺术等方面的应用。

【关键词】计算机图形学 图形图像处理技术 应用

1 前言

计算机图形学的理论产生与发展始于上世纪80年代，在经过了近40年的发展与进步，其已经发展成了前沿应用学科里非常重要的一门分支学科。同时，计算机图形图像处理技术也已广泛的应用于工业制造、现代通讯、多媒体等多个领域中，得到了越来越多的关注与重视。

2 计算机图形学概述

2.1 计算机图形学研究的主要内容

计算机图形学作为一门前沿应用科学，其研究内容非常的广泛。例如，图形标准化研究、图像交互研究、图形建模研究、图形图像的可视化研究、动画以及仿真研究等。在计算机图形学的研究中，其主要是通过一定的计算机手段，来展示出具有非常强烈真实感的图形图像。在研究计算机图形学的过程中，离不开相关的几何设计理论。

2.2 计算机图形系统的组成与功能

2.2.1 计算机图形系统的组成

在进行计算机图形与图像处理过程中，需要运用到计算机图形系统，其主要包含有计算机硬件以及相关的处理软件。硬件设备包含有处理器装置、图形输入以及输出装置。处理器对于系统来说尤为关键，其是实现计算机与图形终端设备信息传递的桥梁。处理器可以处理并储存相关的图形图像信息数据，同时还可以对图形几何函数进行运算，从而使图形系统拥有更加优异的图形显示功能以及更快的图像呈现速率。

在硬件装置不断发展的同时，相应的软件技术也取得了很大的进步。现阶段，已经开发出了多种能够用于图形处理的应用程序，使计算机图形系统功能更加完善。

2.2.2 计算机图形系统的功能

对于计算机领域以及工程制造领域来说，计算机图形系统的发展与进步是极为重要的。计算机图形系统也应当包含有计算功能、信息储存功能、信息输入与输出功能以及对话功能等。

（1）计算功能。在此功能中，应当可以完成图形设计与处理中必须的一些运算分析与汇总。例如，坐标的转换、元素的合成等。

（2）信息存储功能。此功能中，应当可以实现对图形信息数据的存储，同时应当实现对相关数据信息的检索以及维护。

（3）信息输入以及输出功能。在此功能中，应当可以实现对各种数据参数与命令的写入，并利用相关设备实现对图形信息的输出。

（4）对话功能。此功能可以实现利用显示设备或者人机交换装置而完成人机的信息交流。

3 计算机图形与图像技术的区别和联系

（1）两者的数据信息来源有所差异。图像信息是取自客观存在的环境中，而图形信息则是取自主观世界。

（2）两者的处理方式有所差异。对于图像进行处理时，多采用几何修订、信息强化、图像识别等方式。而对于图形的处理，则主要通过几何的转换、图形裁剪以及曲线拟合等相关方式进行。

（3）两者所运用的理论有所差异。在对图像进行处理时，多是运用数据信息处理理论、统计理论以及模糊数学模型理论等。而对图形进行处理时，多用到仿射理论、几何以及分形理论等。

（4）两者的用途有所差异。图像处理技术大多是用在航空领域、医学领域以及制造领域中。而图型处理技术大多用在CAD、计算机模拟以及动画模拟等相关领域中。

在目前的应用过程中，计算机图形处理技术与计算机图像处理技术又是密不可分的，只有将两者有机地融合，才能够对图形图像的处理更为的完善与完美。两者之间的联系与转换关联图，如图1所示。

4 计算机图形图像处理技术的实际应用

4.1 在辅助制造设计领域中的应用

在辅助制造以及设计方面，计算机图形图像处理技术应用最多的便是CAD技术。此技术对于工业产品的设计制造以及工程设计等均发挥着极大的作用。通过应用计算机图形图像处理技术，当设计过程中涉及数据量庞大、系统繁杂的电路图时，单纯的依靠人工来完成几乎不可能实现，而通过使用计算机图形图像处理技术，则可以非常迅速、精准的完成相关的设计工作，如此便节约了大量的人力以及时间，为企业可以带来更多的效益。

4.2 在可视化领域中的应用

在网络通讯技术快速发展的同时，数据库的数量不断增加，导致对于数据信息的分析与处理过程中会出现较大的困难，我们很难从海量的信息数据中快速的找到所需的信息数据，更无法把掌握数据信息的规律性。而通过计算机图形图像处理技术，将不同种类、特征的数据分类、归纳，并以不同形式加以呈现，如此便可以为我们获取数据信息提供极大的便利。例如，图形图像处理技术在可视化气象分析、医学以及流体力学等领域中有了很好的应用。

4.3 在动画与艺术领域中的应用

在计算机技术以及图形图像处理技术快速发展与进步的同时，我们也逐渐的突破了静态图像的限制，逐步的发展了动画技术。并且，现代的商业美术领域中，设计者也多会利用计算机图形图像处理技术，而完成相关的艺术设计。例如，对3DMAX、ALins等软件的应用。其中，一些计算机图形图像处理技术所拥有的功能，是一般艺术工作者无法达到的水平。

5 结语

计算机图形图像技术被广泛地应用于各个领域中，通过此技术的应用，可以呈现出更为完美与新奇的感官效果，同时更加激发了人们的潜在创作力，也使得我们的生活更为多样与精彩。

参考文献

[1]罗嘉柃.浅谈计算机技术之计算机动画和计算机图形学[J].黑龙江科技信息，2016（07）.

[2]牛成英.浅谈计算机图形学与图形图像处理技术[J].信息化建设，2016（06）.

[3]章伟.试分析计算机图形学的应用与发展[J].科技与创新，2016（19）.

作者简介

侯培文（1977-），男，山西省平遥市人。工学硕士学位。现为太原学院讲师。主要从事计算机图形图像、软件测试方面的研究。

作者单位

太原学院 山西省太原市 030032