計(jì)算機(jī)圖形圖像繪制技術(shù)的現(xiàn)狀分析及應(yīng)用發(fā)展

1、 計(jì)算機(jī)圖形圖像繪制技術(shù)的現(xiàn)狀分析及應(yīng)用發(fā)展金曉倩 JIN Xiao-qian摘要： 隨著計(jì)算機(jī)圖形圖像繪制技術(shù)的不斷發(fā)展，其在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中得到普遍的應(yīng)用。以當(dāng)前計(jì)算機(jī)圖形圖像繪制技術(shù)的現(xiàn)狀為論述突破口，分析計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)的發(fā)展趨勢。Abstract： With the continuous development of computer graphics and image rendering technology, it has been widely used in every field of the society. This article analyzes the curr

2、ent situation of computer graphics and image rendering technology and its application trend.教育期刊網(wǎng) 關(guān)鍵詞 ： 圖形圖像技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展Key words： graphics and image technology；current situation；development中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-431106-0250-020 引言隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在社會(huì)應(yīng)用的普及與擴(kuò)大，社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)圖形圖像繪制技術(shù)的要求也越來越高。通過圖形圖像繪制技術(shù)不僅可以實(shí)時(shí)繪制復(fù)雜的虛擬

3、場景，還能夠有效的解決繪制算法在速度、質(zhì)量之間的突出矛盾，因此研究計(jì)算機(jī)圖形圖像繪制技術(shù)是大力促進(jìn)我國繪制技術(shù)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也是為現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)應(yīng)用提供完善基礎(chǔ)技術(shù)的重要保障。1 計(jì)算機(jī)圖形圖像繪制技術(shù)傳統(tǒng)的基于圖形的繪制技術(shù) 傳統(tǒng)的圖形繪制就是利用確定精確的三維幾何模型，對(duì)幾何模型的視點(diǎn)位置進(jìn)行確定，然后在經(jīng)過一系列的技術(shù)手段處理將其轉(zhuǎn)變?yōu)槎S屏幕空間，比如對(duì)三維幾何模型進(jìn)行光照、紋理等計(jì)算與處理。該技術(shù)就是在將相關(guān)景物送入圖形繪制之前時(shí)要將其進(jìn)行分解為簡單的幾何圖形，一般將其分解為三角面片，因此該技術(shù)也被稱之為三角面片繪制技術(shù)。圖形繪制技術(shù)以其硬件支撐以及對(duì)幾何表面三角化算法的深入研究促進(jìn)了圖

4、形繪制技術(shù)的發(fā)展，但是于人們繪制場景的要求越來越嚴(yán)格，使得該技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)前繪制的要求，其主要表現(xiàn)在：首先圖形繪制技術(shù)以幾何模型為主，場景越復(fù)雜需要的幾何模型也就越多，這樣導(dǎo)致繪制的時(shí)間也就越長。比如泰坦尼克號(hào)中的一些場景就是利用圖形繪制技術(shù)完成的，它消耗了200多臺(tái)alpha服務(wù)器，并且耗費(fèi)了2個(gè)多月的時(shí)間才完成；其次圖形繪制技術(shù)占有大量的內(nèi)存。圖形繪制技術(shù)主要是對(duì)定點(diǎn)信息和拓?fù)湫畔⑦M(jìn)行儲(chǔ)存，在具體的繪制時(shí)不僅需要提供定點(diǎn)列表，還要提供三角列表，隨著場景越來越復(fù)雜，其占用繪制系統(tǒng)的空間也就越來越大；最后該技術(shù)也不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)繪制?；趫D像的繪制技術(shù) 隨著圖形繪制技術(shù)所暴露出的各種問題，基于

5、圖像繪制技術(shù)的出現(xiàn)有效的解決圖形繪制技術(shù)的缺陷。圖像繪制技術(shù)就是基于預(yù)先生成的場景畫面，對(duì)接近于視點(diǎn)的畫面運(yùn)用變換、插值的方法進(jìn)行處理，進(jìn)而產(chǎn)生不同視點(diǎn)的場景觀察結(jié)果，其主要的研究重點(diǎn)在：一是基于全景函數(shù)的方法。全景函數(shù)事實(shí)上是刻畫了給定場景的所有可能的環(huán)境映照，因而以圖像的方式給出了場景的精確描述；二是光流場技術(shù)。光流場技術(shù)是在全景函數(shù)重建基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的繪制技術(shù)；三是全景圖像拼合。全景圖拼合將同一場景的多張有重疊的圖像組合成一幅較大圖像的處理；四是同心圓拼合。同心圓拼合三個(gè)參數(shù)來描述：圓的半徑，旋轉(zhuǎn)角，仰角。同心圓拼合用一種有效的方式結(jié)合適當(dāng)?shù)牟东@來繪制新視圖?；趫D形和圖像的混合

6、繪制技術(shù) 該技術(shù)主要是為了解決圖形繪制與圖像繪制在通用平臺(tái)實(shí)時(shí)真實(shí)感繪制所存在的局限性問題，通過整合二者實(shí)現(xiàn)他們的優(yōu)勢發(fā)揮，進(jìn)而提高繪制場景的真實(shí)性?；趫D形和圖像混合繪制技術(shù)就是在具體的計(jì)算機(jī)繪制過程中根據(jù)具體的場景要求合理的選擇圖像繪制與圖形繪制技術(shù)，通過合理應(yīng)用二者達(dá)到場景繪制的要求。該技術(shù)最大的特點(diǎn)就是利用環(huán)境映照表示遠(yuǎn)距離景物，以較小的成本快速生成場景畫面，并且也提高了圖形的質(zhì)量。2 計(jì)算機(jī)圖形圖像繪制技術(shù)的現(xiàn)狀有效的數(shù)據(jù)表示 為了達(dá)到場景繪制的真實(shí)感，人們?cè)诓扇D形圖像繪畫時(shí)需要在場景的真實(shí)性與實(shí)時(shí)性之間進(jìn)行分析與取舍，在很多的時(shí)候?yàn)榱吮３掷L制場景的真實(shí)性就必須要延期繪制的實(shí)時(shí)性。

7、如果要從根本上解決真實(shí)性與實(shí)時(shí)性之間的突出矛盾，就不得不需要采取有效的數(shù)據(jù)表示，因此在未來很長一段時(shí)間內(nèi)需要做好有效數(shù)據(jù)的表示。景物表面光照屬性問題 在繪制過程中我們普遍采取假設(shè)景物的表面為漫射表面，這樣就會(huì)造成在整個(gè)繪制過程中，場景的光照情況是固定不變的，但是這只是屬于理論上的繪制效果，其應(yīng)用到實(shí)際中，因?yàn)槭艿綄?shí)際光照因素的影響，它的效果會(huì)出現(xiàn)巨大的變化，因此需要圖形圖像繪制設(shè)計(jì)人員要重新考慮景物表面的光照屬性問題。缺乏對(duì)動(dòng)態(tài)環(huán)境的繪制 如論是采取什么樣的繪制技術(shù)，目前主要集中在對(duì)靜態(tài)景物的實(shí)時(shí)繪制，而沒有針對(duì)動(dòng)態(tài)景觀進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)繪制的技術(shù)，因此要必須通過優(yōu)化處理采樣與壓縮之間的關(guān)系，即正確

8、處理捕捉多少個(gè)圖像畫面以及如何減少圖像數(shù)量的關(guān)系。3 計(jì)算機(jī)圖形圖像繪制技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展計(jì)算機(jī)圖形圖像繪制技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)圖形繪制技術(shù)與圖像繪制技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，它有效地避免了傳統(tǒng)繪制技術(shù)的缺陷，實(shí)現(xiàn)了場景繪制效果的真實(shí)性與時(shí)效性，目前計(jì)算機(jī)圖形圖像繪制技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中具有廣泛的應(yīng)用性：圖形圖像繪制技術(shù)在生產(chǎn)活動(dòng)中的應(yīng)用 計(jì)算機(jī)圖形圖像繪制技術(shù)在生產(chǎn)活動(dòng)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在圖形圖像繪制技術(shù)為生產(chǎn)活動(dòng)提供必要的設(shè)計(jì)軟件處理技術(shù)。比如，動(dòng)漫的動(dòng)畫圖像場景的設(shè)計(jì)就離不開圖形圖像繪制技術(shù)。通過圖形圖像繪制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)漫全景效果的真實(shí)繪制，于動(dòng)漫用戶是在幾何的空間內(nèi)運(yùn)行，因此可以采取幾何繪制技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶在虛擬場

9、景中的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)漫景物的真實(shí)描繪。在電子工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 在電子工業(yè)設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)圖形圖像繪制技術(shù)應(yīng)用到大規(guī)模集成電路、印刷電路板、電子線路和網(wǎng)絡(luò)分析等方面發(fā)揮的優(yōu)勢十分明顯。基于工程圖紙的三維形體建模就是CAD技術(shù)的基礎(chǔ)，三維形體建模就是通過從工程信息中提取三維信息。CAD技術(shù)就是通過對(duì)提取的三維信息進(jìn)行分類，排列，綜合等步驟，然后完成建模。在建筑行業(yè)中的應(yīng)用 建筑是人類生存和生活中的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在建筑工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃上，建筑設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要重點(diǎn)考慮建筑物的技術(shù)設(shè)計(jì)方案與空間利用的合理性。人們對(duì)現(xiàn)代建筑空間的價(jià)值已不僅僅追求實(shí)用價(jià)值，也

10、在很大程度上追求獨(dú)特的審美價(jià)值，而這些都離不開圖形圖像繪制設(shè)計(jì)， 比如CAD軟件技術(shù)將復(fù)雜的場景如道路、橋梁、隧道、市政、小區(qū)等線型工程和場地工程的景觀設(shè)計(jì)上都表現(xiàn)得淋漓盡致。而且我國的建筑動(dòng)畫已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從腳本創(chuàng)作到精良模型制作的轉(zhuǎn)化，計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電影剪輯手法的運(yùn)用，還能通過原創(chuàng)音樂音效及情感式的表現(xiàn)方法，制作出高質(zhì)量的建筑動(dòng)畫，從而實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)費(fèi)用的有效降低。在園林景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 在園林景觀中運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形繪制技術(shù)的環(huán)節(jié)比較多，運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)可以有效促使園林景觀設(shè)計(jì)的虛擬性得到展現(xiàn)，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)園林景觀的三維動(dòng)態(tài)瀏覽。在實(shí)踐操作中，我們運(yùn)用專業(yè)的園林設(shè)計(jì)軟件其都具有鏤空貼圖和專業(yè)化的植物數(shù)據(jù)庫,這樣會(huì)促使大的虛擬場景中實(shí)現(xiàn)植物景觀的動(dòng)態(tài)瀏覽和三維動(dòng)畫效果。此外，在園林景觀中使用3D軟件制作出的植物真實(shí)生動(dòng)，而動(dòng)畫在植物種類上也積累了大量的數(shù)