计算机的图形技术及其应用
作为一种视觉媒体，计算机图形技术不仅为人们提供了一种独特的艺术表现形式及其空间，还为设计师们的创意发挥带来了极大的便利。下面是YJBYS小编为大家搜索整理的关于计算机的图形技术及其应用，欢迎参考阅读，希望对大家有所帮助!想了解更多相关信息请持续关注我们应届毕业生培训网!
计算机图形技术始于上个世纪60年代初期，是由图形学奠基人美国麻省理工学院的I・E・Sutherland首次提出的。从此，计算机图形技术由被动转变为主动，并得到了迅速的发展，已经成为人机交互中十分重要的手段之一。特别是光栅图形显示器的出现，其以丰富的色彩、真实的图像及低廉的价格后来者居上，为计算机图形技术的广泛应用开辟了崭新的道路。如今，计算机图形技术已经在医学、经济管理、生产加工以及艺术等多个领域中得到了广泛的发展和应用。
一、计算机图形技术及有关内容分析
作为一门新兴技术，计算机图形技术主要是以物体在计算机中的模型为依据，通过计算机的处理产生物体真实或想象的图形。计算机图形产生的过程和拍照过程十分相似，都需要对物体进行拍照，该物体首先必须真实存在;而要想在计算机内产生其图形，需先构造其模型，然后对模型进行一系列的变换和处理，并将其展示于显示屏上。也就是说，计算机图形技术需要解决的是造型与绘制两方面的问题。而造型技术主要包括两个方面：几何造型技术与分形几何造成技术。
(一)几何造型技术
此技术主要针对的是规则形体的造型，例如二次曲面体、平面多面体及自由曲面体等等。对物体几何模型构建过程中，必须包括两大方面的信息，一是几何方面的信息，二是拓扑结构方面的信息。其中，几何信息主要指的是物体的几何形状及其空间分布位置等信息，拓扑信息主要指的是各部分之间的关系。对于几何造型而言，其主要包括如下两个分支，即曲面造型与实体造型。就造型的历史而言，这两种造型相互独立、平行地发展，并互为支持和补充。而曲面造型研究的是曲线及曲面的表示，以及曲面求交、局部修改与显示等问题，有关实体造型主要研究的是复杂程度较高的三维形体造型问题，有关几何及拓扑信息十分完备。如今，较为常用的方法是将复杂的形体经布尔运算以简单提体素构成产生，其中较为重要的计算方法是离散法造型，其采用平面多面体对体素进行表示，并大大简化了布尔运算过程，但是，这样一来加大了面、面相交的计算量，因此，产生了拓扑分类等方面的问题，目前，拓扑分类相关问题一直处于探讨之中。
(二)分形几何造型技术
由于自然界中多数三维实体属于不规则形体，因此，无法采用欧式几何进行定义，而计算机动画及艺术应用过程中势必要涉及到自然景物的描绘等方面，可使用分形几何造型技术。依据这种分形思想，通过简单模型以及少量可调参数即可对某一大类物体进行表示，通过不断改变有关参数，递归调用此模型即可逐步生产具有庞大数据量的物体。此为一种过程式的模拟方式，也称数据放大技术，利用此造型技术可进行各种物体的构造。此为，还有一种对不规则物体进行模拟的技术，即粒子系统技术。粒子系统主要是通过许多形状较为简单的微小粒子来对不规则物体进行表示，通过其生命系统能够产生许多运动变化的画面，例如，可对细胞分裂的过程进行描述，也可对动态自然景象进行模拟等等。
二、计算机图形技术的应用分析
(一)计算机辅助设计及制造
CAD/CAU如今已经成为计算机图形中最为活跃，应用最为广泛的领域。此技术主要负责用于土建、机械结构以及产品设计方面，包括飞机、汽车、船舶外形的设计，发电厂及化工厂的布局，以及电子器件及其线路等方面。在电子工业中，计算机辅助设计及制造技术被广泛应用于电子线路、集成电路、网络分析、印刷电路板等方面，并具有较强的优势。对于规模较大、复杂程度较高的集成电路板而言，根本无法手工进行设计和绘制，而此技术不仅可以对其进行设计及画图，还可以短时间内将其完成，并将结果送至后续工艺加工和处理。美国甚至将CAD系统用于飞机整体的设计及模拟过程中，包括飞机外型的设计、零部件的安装及其检验等方面。
(二)科学计算的可视化
随着科技的不断发展以及数据量的逐步增加，有关数据的分析及处理过程越来越难，若能将这些数据采用图形的形式进行表示，即可解决这些问题。随着科学计算可视化(VSC)的`诞生到如今，VSC已经在医学、气象分析、流体力学及有限元分析中得到了广泛的应用。特别是在医学领域中，可视化已经得到了广阔的发展。可视化技术可以将医用CT扫描数据直接转化成三维图像，这样一来，医生可以看到并对病人患处进行准确判断。
(三)真实感绘制
在计算机对真实世界场景进行重现方式即所谓的真实感绘制，其可对真实物体的物理属性进行模拟，此外，此技术对于研究加速算法也十分有用，可在最短的时间内对最真实的场景进行绘制，例如求光线跟踪的加速等。
(四)计算机动画
随着计算机图形技术的不断发展，人们已经不再满足于高质量的静态场景，因此，计算机动画应运而生。其实，计算机动画也是一幅幅静态图像所生成的，但是每幅都对前一幅进行一定程度的修改，至于如何进行修改是计算机动画需要研究的主要内容，当静态画面连续进行播放时，整个场景即变成动画了。近些年来，人们开始将注意力转向以物理模型为基础的计算机动画的生成方面上来。此法通过对弹性力学及流体力学方程进行大量运算和计算，将动画过程表现出了真实世界的运动规律。
三、结语
计算机图形技术以其方便、快捷等优势为工业、医药行业、机械设计及艺术设计等方面提供了十分强大的技术表现手段。由此可见，计算机图形技术已经成为艺术创作的主要工具，并提供了多种多样的创作途径以及制作空间，赋予了更多更为广泛的意义。
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