計算機(jī)圖形學(xué)是一種使用數(shù)學(xué)算法把二維或三維圖形轉(zhuǎn)化為計算機(jī)顯示器的柵格形式的科學(xué)。下面是小編為大家整理的關(guān)于計算機(jī)圖形學(xué)的論文，希望大家喜歡!

關(guān)于計算機(jī)圖形學(xué)的論文篇一

《關(guān)于計算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用探究》

【摘要】計算機(jī)圖形學(xué)經(jīng)過三十多年的發(fā)展，在計算機(jī)藝術(shù)、計算機(jī)動畫、自然景物仿真、圖形實(shí)時繪制的方面都有很大程度的成就。圖形學(xué)發(fā)展速度很快，并且已經(jīng)成為一門獨(dú)立的學(xué)科，應(yīng)用前景非常廣闊，本文就計算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用研究探討，希望能幫助有所需要的人。

【關(guān)鍵詞】計算機(jī)圖形學(xué);發(fā)展?fàn)顩r;應(yīng)用

什么是計算機(jī)圖形學(xué)?簡單地說，計算機(jī)圖形學(xué)的主要研究內(nèi)容就是研究如何在計算機(jī)中表示圖形、以及利用計算機(jī)進(jìn)行圖形的計算、處理和顯示的相關(guān)原理與算法。計算機(jī)圖形學(xué)又稱CG，計算機(jī)圖形學(xué)研究的是如何在計算機(jī)環(huán)境下生成圖形、處理圖形、顯示生成圖形的一門學(xué)科，其基本構(gòu)成是逐步實(shí)現(xiàn)對圖形的處理和設(shè)計工作。計算機(jī)圖形學(xué)研究的內(nèi)容極其繁多，如曲線曲面建模、圖像制作指標(biāo)、人機(jī)交換系統(tǒng)、計算機(jī)的硬件系統(tǒng)、風(fēng)景渲染、電子動畫、圖形交換技術(shù)、真實(shí)感圖形顯示算法、虛擬現(xiàn)實(shí)、圖形硬件等。隨著該項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展，它在計算機(jī)科學(xué)中最為活躍的分支之一，并得到廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在介紹計算機(jī)圖形學(xué)的研究內(nèi)容、發(fā)展歷史、應(yīng)用和圖形學(xué)前沿的方向。

一、計算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展史

20世紀(jì)50年代，第一臺擁有圖形顯示技術(shù)的計算機(jī)在美國麻省理工學(xué)院誕生，該顯示器只能顯示一些簡單的圖形。在50年代，只有電子管計算機(jī)，用機(jī)器語言編程，主要應(yīng)用于科學(xué)計算，為這些計算機(jī)配置的圖形設(shè)備僅具有輸出功能。1962年，MIT林肯實(shí)驗(yàn)室的I-van.E.Sutherland發(fā)表一篇博士論文，他在論文中首次使用了計算機(jī)圖形學(xué)“ComputerGraphics”這個術(shù)語，確定了計算機(jī)交互圖形學(xué)作為一個嶄新的科學(xué)分支的獨(dú)立地位。

到20世紀(jì)70年代，光柵圖形學(xué)迅速發(fā)展，區(qū)域填充、裁剪、消隱等基本圖形的概念及其相應(yīng)算法紛紛誕生，使得圖形學(xué)得到了廣泛的應(yīng)用。

進(jìn)入80年代以來，計算機(jī)圖形學(xué)在理論研究和實(shí)際應(yīng)用的深度和廣度方面，都取得了令人驕傲的成績。中國的計算機(jī)圖形學(xué)發(fā)展最早可以追溯到二十世紀(jì)80年代末期，在清華大學(xué)、浙江大學(xué)等國家重點(diǎn)大學(xué)中的計算機(jī)研究所中開始了對計算機(jī)圖形技術(shù)的研究。我國計算機(jī)圖形學(xué)的學(xué)者們吸收了一批國外圖形學(xué)的研究成果，主要有計算機(jī)圖形學(xué)的基本理論與算法、真實(shí)感圖形生成的理論與算法、幾何造就的基本理論與算法，并在科學(xué)計算可視化、虛擬現(xiàn)實(shí)和不規(guī)則物體的造就等研究方向發(fā)表了許多具有國際先進(jìn)水平的論文。

同時由于中國的對外開放，一批批海外計算機(jī)方面的專家開始進(jìn)入中國，為中國計算機(jī)事業(yè)的發(fā)展奠定了最基本的人才基礎(chǔ)。到目前為止，由于計算機(jī)的運(yùn)算速度的加快，使得圖形學(xué)的各個研究方向得到充分發(fā)展，圖形學(xué)已廣泛應(yīng)用于動畫、CAD/CAM、科學(xué)計算可視化、影視娛樂等各個領(lǐng)域。

二、計算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用

(1)科學(xué)計算可視化

目前在氣象分析、流體力學(xué)、有限元分析及醫(yī)學(xué)當(dāng)中，科學(xué)計算可視化得到廣泛的應(yīng)用。特別是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，科學(xué)計算可視化的發(fā)展前途不可限量。目前在醫(yī)學(xué)上依靠精密機(jī)械做腦部手術(shù)是一個熱門的話題，而這項(xiàng)技術(shù)實(shí)施的前提是以可視化為基礎(chǔ)?？梢暬卺t(yī)生進(jìn)行手術(shù)時，可以將醫(yī)用CT所掃描的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖像，幫助醫(yī)生判斷患者體內(nèi)患處的準(zhǔn)確位置，之后通過碰撞一類的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手術(shù)效果的反饋?？梢姡磥磲t(yī)學(xué)的各個領(lǐng)域發(fā)展中，可視化不可缺少。天氣氣象站利用可視化技術(shù)，將大量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成形象逼真的圖形后，經(jīng)過仔細(xì)分析后可清晰預(yù)報幾天之內(nèi)的天氣情況，得我們的生活和工作帶來極大的方便。

(2)計算機(jī)動畫

動畫片是靜態(tài)的動態(tài)藝術(shù)，每一幅圖像之間都存在著一定的局部變化，單純依靠人工識別，工程量太大，而計算機(jī)圖像學(xué)和計算機(jī)硬件恰恰能夠?qū)D形中不變動和需要變動的圖形進(jìn)行快速、合理的修改，在一定程度上減少了人力操作。計算機(jī)動畫的設(shè)計靈感來源于傳統(tǒng)的卡通片，它的制作環(huán)節(jié)簡單，也就是保持“關(guān)鍵幀”的不變，再將連續(xù)幀進(jìn)行組合。計算機(jī)動畫內(nèi)容豐富多彩，生成動畫的方法也多種多樣，如三維自由形體變形，軸變形方法，二維形狀混合等等。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)動畫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將更加順利。

(3)計算機(jī)輔助制造及設(shè)計

在工業(yè)界計算機(jī)圖形學(xué)的廣泛應(yīng)用中，CAU/CAD是最活躍的。土建工程、產(chǎn)品設(shè)計及機(jī)械結(jié)構(gòu)，包括設(shè)計設(shè)計船舶的外形、飛機(jī)和化工廠、發(fā)電廠等布局機(jī)電子器件、電子線路等，都離不開計算機(jī)圖形學(xué)。我們不但要重視生產(chǎn)工程的精確圖形及產(chǎn)品的相應(yīng)結(jié)構(gòu)，更要重視常用的進(jìn)行人機(jī)修改機(jī)交互設(shè)計對所涉產(chǎn)品、工程、系統(tǒng)的相關(guān)圖形，經(jīng)過不斷選代設(shè)計，利用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)輸出零件表、工藝卡、材料表、加工流程、加工數(shù)據(jù)代碼等指令。計算機(jī)圖形學(xué)主要應(yīng)用到電子工業(yè)中的集成電路、電子線路、網(wǎng)絡(luò)分析及印刷電路板等方面，其優(yōu)勢十分明顯。

(4)計算機(jī)藝術(shù)

計算機(jī)圖形學(xué)在藝術(shù)領(lǐng)域中也積極發(fā)揮著作用，并利用其優(yōu)勢在藝術(shù)品制造，如中國國畫、各種圖案、花紋及傳統(tǒng)油畫等，積極發(fā)揮作用。還廣泛應(yīng)用于廣告制造、電影及動畫片，其中不乏一些獲得獎項(xiàng)的作品。一些美術(shù)設(shè)計相關(guān)人員通過圖形學(xué)對圖像進(jìn)行熟練處理，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的藝術(shù)價值和商業(yè)要求。

(5)圖形實(shí)時繪制與自然景物仿真

重現(xiàn)真實(shí)世界的場景即真實(shí)感繪制。真實(shí)感繪制主要是模擬真實(shí)物體的物理屬性，簡單地說，就是物體的形狀，光學(xué)性質(zhì)，表面的紋理和粗糙程度，以及物體間的相對位置，遮擋關(guān)系等等。在自然景物仿真這項(xiàng)技術(shù)中，我們需要過行消除隱藏線及面、明暗效應(yīng)、紋理、輻射度、顏色模型、光線跟蹤等工作。其中，光照和表面屬性是最難模擬的，而且還必須處理物體表面的明暗效應(yīng)，以便用不同的色彩灰度來增加圖形的真實(shí)感。自然景物仿真在幾何圖形、指揮控制、廣告影視、科學(xué)計算等方面應(yīng)用范圍很廣，單從廣告的精美制造就可以看出來了。

三、計算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展趨勢

計算機(jī)圖形學(xué)經(jīng)過三十多年的發(fā)展，傲立在科學(xué)的前端。經(jīng)過多年的發(fā)展，計算機(jī)圖形學(xué)不僅已經(jīng)形成了一門獨(dú)立的學(xué)科，還廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域。通過上文的敘述，我們可以發(fā)現(xiàn)計算機(jī)圖形學(xué)在計算機(jī)輔助制造及設(shè)計，計算機(jī)動畫，計算機(jī)動畫等方面的應(yīng)用，在我們生活中隨處可見，使我們的生活變得豐富多彩?？傊?，計算機(jī)圖形學(xué)在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，給人們帶來了很多益處，促進(jìn)人類文明的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)于計算機(jī)圖形學(xué)的論文篇二

《淺談計算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)技術(shù)與發(fā)展》

【摘要】隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，計算機(jī)在實(shí)際生活中的應(yīng)用也越來越廣泛，其中代表的就是計算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用。計算機(jī)圖形學(xué)是集圖形原理、方法和技術(shù)于一體的一門學(xué)科，在實(shí)際的應(yīng)用中解決了很多的問題。計算機(jī)圖形學(xué)中包含了計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、可視化技術(shù)、造型技術(shù)等等，近幾年計算機(jī)圖形學(xué)有了進(jìn)一步的發(fā)展。文中會介紹計算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)技術(shù)以及發(fā)展的相關(guān)內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】計算機(jī)圖形學(xué);相關(guān)技術(shù);發(fā)展

一、計算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)技術(shù)介紹

(一)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)技術(shù)

計算機(jī)圖形學(xué)與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識有很緊密的聯(lián)系，一定程度上是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)支撐著整個計算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展。數(shù)學(xué)基礎(chǔ)技術(shù)內(nèi)容主要包括曲線曲面、幾何造型、集合等等，其中最關(guān)鍵的曲線曲面理論中包含很多的知識，曲線曲面理論利用自身的優(yōu)勢很好地解決了實(shí)際存在的一些數(shù)學(xué)問題，受到廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。但是有的理論知識還處在不斷完善的階段，還不能真正投入到實(shí)際的應(yīng)用中。而分形幾何學(xué)的引進(jìn)促進(jìn)了計算機(jī)圖形學(xué)的創(chuàng)新和發(fā)展，原本的圖形學(xué)只能表現(xiàn)一些簡單的事物，由于分形幾何學(xué)的引進(jìn)，可以體現(xiàn)各種形態(tài)的事物，擴(kuò)寬了圖形學(xué)的發(fā)展領(lǐng)域。

(二)計算機(jī)科學(xué)技術(shù)

計算機(jī)圖形學(xué)與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)肯定有密切的關(guān)聯(lián)，計算機(jī)圖形學(xué)是在計算機(jī)技術(shù)發(fā)展的環(huán)境下產(chǎn)生。因此，圖形學(xué)的發(fā)展一定要依靠先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。計算機(jī)的硬盤、顯示器、分辨率甚至于計算機(jī)本身的性能都會直接影響圖形學(xué)的發(fā)展。計算機(jī)圖形學(xué)現(xiàn)在發(fā)展的重點(diǎn)放在圖形的軟件設(shè)計、圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)上，計算機(jī)科學(xué)技術(shù)是圖形學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)和前提。

(三)動畫技術(shù)

計算機(jī)動畫技術(shù)是計算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用得最為廣泛的一種技術(shù)，現(xiàn)在很多的動畫視頻以及造型都是通過動畫技術(shù)實(shí)現(xiàn)。計算機(jī)動畫技術(shù)簡單地說就是利用計算機(jī)本身的優(yōu)勢，將原本靜止的畫面生動化和真實(shí)化。它可以利用鼠標(biāo)隨意移動圖形的位置，還可以改變畫面的大小和色彩，根據(jù)設(shè)計要求來調(diào)整原本的畫面，設(shè)計出不一樣的視覺效果，現(xiàn)在很多的平面廣告技術(shù)主要依靠動畫技術(shù)實(shí)現(xiàn)，帶給受眾非同尋常的視覺體驗(yàn)，吸引大家的關(guān)注。

(四)可視化技術(shù)

可視化技術(shù)一般被稱為數(shù)據(jù)的可視性，普遍用于氣象數(shù)據(jù)的分析、海洋數(shù)據(jù)的分析以及地質(zhì)勘探的數(shù)據(jù)分析等等，利用計算機(jī)將數(shù)據(jù)和圖形結(jié)合在一起，讓數(shù)據(jù)以更加直觀的方式呈現(xiàn)出來。圖形學(xué)的可視化技術(shù)只需要輸入相關(guān)的數(shù)據(jù)就可以形成相應(yīng)的圖形以及數(shù)據(jù)分析，現(xiàn)在圖形學(xué)的可視化技術(shù)開始應(yīng)用到醫(yī)學(xué)圖像的處理中，但是由于受到技術(shù)條件的限制還不能有效分析醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。

(五)虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)是指將屏幕中的畫面以一種真實(shí)地形式呈現(xiàn)出來，讓觀眾感覺處在現(xiàn)實(shí)生活中一樣，現(xiàn)在我們觀看的3D電影大多利用的是這種技術(shù)。計算機(jī)根據(jù)人類肉眼觀看習(xí)慣和規(guī)律來設(shè)置相應(yīng)的畫面，從不同的角度滿足觀眾的視覺需要，讓觀眾在不同場景的轉(zhuǎn)換中恍如在不同時空中穿梭。這種技術(shù)最大的優(yōu)勢就是將原本靜止的畫面以最生動真實(shí)的形式表現(xiàn)出來，給靜止的畫面注入了生命。

二、計算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展趨勢

(一)計算機(jī)動畫設(shè)計

早在20世紀(jì)60年代，計算機(jī)圖形學(xué)就有了一定的發(fā)展，給我們的生活帶來了很大的改變，但是由于受到計算機(jī)技術(shù)的限制，實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。計算機(jī)動畫追求的是畫面的生動性和連續(xù)性，將一些獨(dú)立靜止的畫面用不同的幀串聯(lián)在一起，形成一幅生動的動畫作品。計算機(jī)圖形利用動畫技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到游戲、影視以及廣告作品中，設(shè)計的動畫場面不僅很好地將動作與情節(jié)結(jié)合在一起，帶給觀眾巨大的視覺沖擊，還能利用動畫設(shè)計將整部作品的意義升華。例如大家十分熟悉的《阿凡達(dá)》這部作品就是利用計算機(jī)動畫技術(shù)帶給觀眾不一樣的感受，不僅是好萊塢大片，很多的動畫片也使用了動畫技術(shù)，讓小朋友在動畫片中感受樂趣。

(二)教學(xué)應(yīng)用

近幾年計算機(jī)圖形學(xué)在教學(xué)中的應(yīng)用也越來越廣泛，生動的圖形能夠幫助學(xué)生更好地消化知識點(diǎn)。計算機(jī)圖形學(xué)可以將教材上復(fù)雜的知識點(diǎn)以生動形象的圖像直觀地呈現(xiàn)出來，這樣的教學(xué)方式不僅能夠減輕老師和學(xué)生的壓力，還能很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，加深對知識點(diǎn)的認(rèn)識和理解。例如，利用計算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)技術(shù)形成數(shù)學(xué)模型或者是物理模型，學(xué)生通過對模型的學(xué)習(xí)掌握相關(guān)的知識點(diǎn)。

(三)圖形顯示

計算機(jī)圖形學(xué)依靠本身的可視化技術(shù)可以將數(shù)據(jù)和圖形有效地結(jié)合在一起，圖形顯示是計算機(jī)圖形學(xué)發(fā)展的一個主要方向?，F(xiàn)在很多的氣象圖、地形圖以及資源分布圖中都使用了圖形學(xué)，相關(guān)部門利用這些圖形能夠在最短的時間內(nèi)掌握想要了解的信息，有助于決策的科學(xué)性和合理性?，F(xiàn)在很多行業(yè)的發(fā)展都要借助這些精密的地圖，特別是工程建設(shè)以及旅游資源開發(fā)等等，通過這些圖形顯示制定最佳的工作方案。

(四)網(wǎng)絡(luò)生成技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)生成技術(shù)是今后發(fā)展的主要方向，可以分為結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格兩種形式。

1、結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格

結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的方式又可以稱為映射法，這種方法是利用映射的原理和映射函數(shù)等將網(wǎng)格映射到一個獨(dú)立的空間中，再利用多種方式將網(wǎng)格與物體本身相脫離，最后形成一個全新的物體。

2、非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格

生成非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的方式有很多種，相比較結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格而言更加方便，在實(shí)際的應(yīng)用中也會更加實(shí)用。生成非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的方法主要有布點(diǎn)、分解、柵格，其中應(yīng)用得最多的就是布點(diǎn)以及柵格，非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格今后的發(fā)展方向是全自動網(wǎng)格劃分以及三維網(wǎng)格?，F(xiàn)在二維網(wǎng)格的發(fā)展已經(jīng)相對成熟和穩(wěn)定，三維網(wǎng)格也開始投入研究和運(yùn)用，這些都為全自動網(wǎng)格的劃分方式提供了有利的條件，全自動網(wǎng)格劃分方式的形成，可以大大提高工作效率。

三、總結(jié)

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展很大程度上推動了計算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，同時圖形學(xué)的研究和應(yīng)用也帶動了相關(guān)學(xué)科的進(jìn)步和完善，隨著圖形學(xué)在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用越來越明顯，它已經(jīng)成為當(dāng)代社會進(jìn)步和發(fā)展不可缺少的一部分。但是在實(shí)際應(yīng)用中還是要正確對待圖形學(xué)，根據(jù)自身的具體情況有針對性地運(yùn)用圖形學(xué)的相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)社會的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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