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計算機圖形學(xué)相關(guān)問(wèn)題探究
計算機圖形學(xué)所研究的是客觀(guān)世界并不存在的帶有形狀和顏色信息的圖形，下面是小編搜集的一篇研究計算機圖形學(xué)的論文范文，供大家閱讀查看。
引言
計算機圖形學(xué)是一門(mén)比較復雜也比較實(shí)用的學(xué)科，它給人們帶來(lái)了一個(gè)全新的認識世界的方式�，F如今，以圖形為主要認知方式的“世界圖形時(shí)代”已經(jīng)成為數字化時(shí)代的一個(gè)重要標志。因為它不需要言語(yǔ)文字或者一些文學(xué)的東西來(lái)表達思想，只需要借助于視覺(jué)感官加上一些自身的體會(huì )和想象就能獲得信息，因此它改變了傳統的文化方式，進(jìn)而成為一種在全球都適用的聯(lián)絡(luò )方式。為了將圖形這種最簡(jiǎn)單直接的充滿(mǎn)了信息量的物質(zhì)進(jìn)研究和描述就產(chǎn)生了計算機圖形學(xué)，它屬于計算機學(xué)科這的其中一部分，但它自身所具有的魅力并非其他有關(guān)學(xué)科都能擁有的。文章嘗試性的將圖形的本質(zhì)進(jìn)行了概括，對有關(guān)計算機圖形學(xué)所涉及到的相關(guān)重要科學(xué)問(wèn)題都有一定的分析，使它具有重要的科學(xué)價(jià)值，對相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)生一定影響。
1 計算機圖形
計算機圖形學(xué)是通過(guò)利用圖形這種充滿(mǎn)信息的東西來(lái)最直觀(guān)的表達了解世界，它所研究的是客觀(guān)世界并不存在的帶有形狀和顏色信息的圖形，它一般分為圖形和圖像兩類(lèi)：圖形類(lèi)一般展示出來(lái)的是方式是矢量圖，通常由景觀(guān)的物理性質(zhì)和環(huán)境的幾何模型來(lái)表示在計算機中，它對環(huán)境的幾何特征和圖形的各個(gè)幾何參數和屬性參數都更為看重，因為最基本的圖形單元及其包含的各類(lèi)信息都會(huì )在工程圖紙上有所提到;而圖像類(lèi)一般展示出來(lái)的方式是點(diǎn)陣圖，通常由那些有顏色特征的點(diǎn)組成圖形并在計算機中表示出來(lái)。那些最基礎的圖像單元都是通過(guò)點(diǎn)的屬性來(lái)體現，并由計算機來(lái)產(chǎn)生具有不同感覺(jué)的圖形等。對一幅圖形進(jìn)行總體的表述就是圖元的幾何特征和屬性將，其決定一幅圖的本質(zhì)，如果用打印設備打印出來(lái)，就可以對客觀(guān)世界進(jìn)行描述。所以說(shuō)抽象圖形簡(jiǎn)單概括就是屬性加圖元。
2 計算機模型
計算機圖形的第一工作就是需要建模，如果沒(méi)有模型，那么圖形就像無(wú)源之水一樣，而模型就是由一些基本的集合元素(點(diǎn)、線(xiàn)、線(xiàn)、面等基本幾何)按不同組合方式而成。一般來(lái)講，模型主要是針對外部描述，而幾何則注重內部特性。因而在計算機圖形學(xué)中幾何一詞更能準確的把圖形的各方面本質(zhì)講清楚。
3 計算機圖形繪制
把計算機中不夠具體的模型用一些人們能夠理解、比較直觀(guān)的圖形來(lái)表達清楚就是計算機圖形學(xué)里的一門(mén)重要學(xué)問(wèn)，也是一項重要工作。這個(gè)工程是要求把機內的幾何三維環(huán)境變換成人們能夠直觀(guān)了解分析的圖形表達，屬于幾何模型的視覺(jué)呈現過(guò)程。它把多個(gè)學(xué)科的知識綜合利用起來(lái)，把建立起來(lái)的模型的物理特性，幾何形狀，還有各個(gè)物體的相對位置及遮擋關(guān)系都在計算機上把它們模擬出來(lái)，好比拍攝電視劇一樣，屬于幾何到畫(huà)面的再次創(chuàng )造。對這個(gè)過(guò)程有著(zhù)很多的修飾詞，比方說(shuō)圖形合成、圖像可視化、模型繪制等，渲染和顯示有時(shí)也會(huì )用到。但根據我國的使用習慣，對這個(gè)過(guò)程一般習慣把它說(shuō)成是繪制，一些可見(jiàn)面和光照等的效果，加上某些認為痕跡的消失都可以說(shuō)是有走樣所導致的。繪制將計算機圖形學(xué)真正的魅力向世人展示，它綜合的運用了美學(xué)、幾何學(xué)、物理學(xué)等知識，屬于計算機圖形學(xué)科中的專(zhuān)業(yè)部分。
4 計算機圖形學(xué)的定義
計算機圖形學(xué)大概能夠歸納為以下幾個(gè)內容：軟件和硬件，視圖變換，圖形變換和三維觀(guān)測等基本知識;界面管理、窗口管理，界面設計等用戶(hù)界面;視覺(jué)系統，顏色運用，幾何描述等模型定義;矢量技術(shù)，光照模型，圖像操作，圖像儲存等圖像合成;高端軟件，動(dòng)畫(huà)技術(shù)，高級建模等高級技術(shù)。目前，我國對計算機圖形學(xué)的認識是，它就是利用計算機來(lái)對圖形的原理、計算方法和怎樣生成處理圖形來(lái)進(jìn)行探索研究的。簡(jiǎn)單來(lái)講計算機圖形學(xué)就等于幾何加繪制。物體在計算機中的幾何數據屬于一個(gè)靜態(tài)的概念，而用人眼的角度來(lái)繪制這些數據就屬于動(dòng)態(tài)流程。
5 計算機圖形學(xué)的大體框架
計算機圖形學(xué)的大體框架有以向量和幾何變換為主的數學(xué)基礎知識;不被計算機圖形學(xué)方法構造所限制的各種二維、三維空間的幾何模型;幾何的視覺(jué)實(shí)現過(guò)程繪制;還有就是用于圖形通訊的交互式圖形學(xué)交互技術(shù)。
6 計算機圖形學(xué)中的幾何
(1)有關(guān)模型的建立和計算處理都會(huì )用到幾何�，F在計算機圖形學(xué)的發(fā)展趨勢是不僅要求能把物體的外觀(guān)生成出來(lái)，還得有更好的物體建模技術(shù)。因為要把物體的三維幾何特征隨著(zhù)時(shí)間的變化都能描述出來(lái)也并非那么輕而易舉，要想把物體最為真實(shí)的一面展示出來(lái)，所用到的圖形工具也將會(huì )變得更為復雜，現在繪制工作已不是那么困難，工作重心已經(jīng)轉移到計算機圖形學(xué)的幾何建模上去了。
(2)導致幾何造型系統不夠穩定的主要原因就是幾何奇異，要想解決因為幾何奇異造成的影響，就得將幾何計算的主要點(diǎn)給把握好，重新探索出一套能夠解決問(wèn)題的、簡(jiǎn)單、方便、有效和體系化的理論體系。從計算機圖形學(xué)的本質(zhì)著(zhù)手，解決幾何奇異的一個(gè)有效方法就是對幾何引入方向性概念。以此建立一個(gè)在方向性概念上的幾何算法和復雜性分析的理論體系，它的主要觀(guān)點(diǎn)有：a.把計算機的表現形式進(jìn)行統一幾何;b. 建立輔助幾何屬性來(lái)解釋幾何設置屬性;c.仔細探究復雜性的理論;d.引入“交點(diǎn)特征”的新概念。
(3)精確表示的邊界模型中的邊界元素和某些幾何元素是互相對相應的，在目前的一些幾何造型系統中。它們可以形成直線(xiàn)、曲線(xiàn)等各種幾何圖形，使得它們有著(zhù)非常復雜的求交情況。當一般用到 20 多種元素時(shí)，它的求交函數將是這些元素的十幾倍。如果在三維領(lǐng)域中，將會(huì )有更為復雜的幾何問(wèn)題。而有些像隱藏面、線(xiàn)的消除和一些用來(lái)提升圖形效果的看似繪制的內容，其實(shí)從根本上來(lái)說(shuō)，依然是幾何計算的問(wèn)題。幾何計算主要是在時(shí)間和光線(xiàn)跟蹤上有一些消耗，加上景色和光線(xiàn)的交點(diǎn)等各個(gè)光入射、折射線(xiàn)之間的計算。
結束語(yǔ)
計算機圖形學(xué)主要是針對把客觀(guān)事物在計算機當中通過(guò)建模的方式進(jìn)行描述和處理，和將在計算機當中建立好的抽象模型用具體的動(dòng)態(tài)或者靜態(tài)的方式表達出來(lái)(俗稱(chēng)視覺(jué)再現)這兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探索和研究。圖形在本質(zhì)上屬于線(xiàn)形、結構、顏色等圖形基本元素所組合而成的，因此，圖形的本質(zhì)等于圖元加屬性。而計算機圖形學(xué)就等于幾何加繪制。因此在計算機圖形學(xué)中，處理幾何奇異問(wèn)題是幾何計算的重點(diǎn)，而幾何計算又是這個(gè)學(xué)科的根本，所以需要引入幾何方向性概念才能建立合理的理論體系�？傮w來(lái)講，計算機圖形學(xué)是由幾何、繪制、交互和數學(xué)基礎等構成的。
參考文獻
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