图形图像处理论文

图形图像处理论文

随着现代化科学技术的快速发展，计算机图形图像处理技术也越来越成熟，为人们的生活、工作和学习提供了极大的便利。然而我们该如何写有关计算机图形图像处理的论文呢?下面是我给大家推荐的计算机图形图像处理相关的论文，希望大家喜欢!

《计算机图形图像处理技术分析》

摘 要：随着现代化科学技术的快速发展，计算机图形图像处理技术也越来越成熟，Photoshop、CAE、CAD等计算机图形图像处理软件被广泛的应用在各个领域，为人们的生活、工作和学习提供了极大的便利。在未来的发展过程中，要不断改进和完善计算机图形图像处理技术，推动计算机图形图像处理技术更加广泛的应用和发展。本文简要介绍了计算机图形图像处理技术，阐述了计算机图形图像处理技术的应用。

关键词：计算机;图形图像;处理技术

中图分类号：TP391.41

计算机图形图像技术以计算机网络系统为平台，实现了人们主观意识中图像和真实存在的图形之间的相互结合，各种各样的计算机图形图像处理软件，为人们的主观处理和操作提供了很多的便利，随着现代化科学技术的快速发展，计算机图形图像处理技术的应用前景会更加广阔。

1 计算机图形图像处理技术概述

1.1 基本含义

计算机图形图像处理技术是指通过几何模型和数据将描述性的形象或者概念在计算机系统软件中进行存储、定稿、优化、修改和显现。计算机图形图像处理技术可以用来设计图形的色彩、做纹理和明暗的贴图处理、对图像进行建模设计和造型、消除图像隐线和隐面、对图形曲线和曲面进行拟合操作、数字化的图像存储、图像分割、分析、编码、增强、复原等操作[1]，以及对图像进行形式转换，如投影、缩放、旋转、平移等几何形式。

1.2 基本组成

计算机图形图像处理技术的基本组成主要包括计算机硬件设备和计算机图形图像处理软件。计算机硬件设备性能的好坏对于计算机图形图像处理效果有着直接的影响，计算机图形图像处理软件将终端的显示和计算机结合在一起，由于计算机图形图像处理技术自身具有设计、存储、修改等功能，可以迅速整合图片数据，不仅可以保障计算机图形图像的处理效果，也可以有效地提高计算机中央处理器和计算机图形图像处理软件的运行效果。键盘和鼠标作为终端的输入设备，可以完成对图形的修改和定位，并且利用显示器、绘图仪、打印机等显示设备和输出设备，可以完整的保存计算机图片。

1.3 基本功能

计算机图形图像处理技术主要具有五个基本功能：对话、输入、输出、存储和计算。对话功能是指利用通讯交互设备和计算机显示器实现人机交流。输入和输出功能是指计算机图形图像处理软件可以随时输入和输出相关的图形图像。存数功能是指实时监控计算机的图形图像数据进行有效的检索和维护。计算功能是指计算机图形图像处理软件对相关的图形图像进行必要的数据交换和计算分析。

1.4 计算机图形图像处理技术的运行环境

计算机图形图像处理技术的硬件配置主要包括工作站和微型机，软件配置就是建立在工作站和微型机上的运行软件。计算机图形图像处理技术的工作站软件主要有TDI和Alias两种，工作站的软件主要负责处理计算机工作站中的各种图形图像处理。微型机上的计算机图形图像处理软件主要包括3DStudio、Winimage：morph和Photoshop等，3DStudio是微型机上的一种最主要的图形图像处理软件，被广泛的应用在多个计算机系统中;Winimage：morph是一种常用的二维图形图像处理软件，可以将一个图形或者图像制作成另外一个图形或者图像;Photoshop是一个非常专业的图形图像处理软件，其支持图形图像资料的分色制版，给人们进行图形图像处理带来很多的便利。

2 计算机图形图像处理技术的应用

2.1 用户接口

人们利用计算机系统的用户接口来操作多种计算机软件，计算机图形图像处理技术和用户接口的有效结合，借助于计算机操作系统构建友好的人机交互用户图形界面，极大地提高了计算机图形图像处理的简便性和易用性。近年来，微软公司普及和推广的图像化windows系统，充分发挥了计算机图形图像处理技术和用户接口全面融合的重要作用。

2.2 动画与艺术

随着计算机科学技术的快速发展，计算机硬件设备和计算机图形学也在蓬勃发展，静态的图形图像已经很难再满足人们对高质量、优质的、动态的图形图像的巨大需求，因此近年来，计算机动画技术蓬勃发展，特别是一些美术设计人员，多是依靠计算机图形图像处理软件来进行艺术创作。计算机图形图像处理技术的快速发展，同时推动了艺术设计技术的应用和开发，例如，3DS Studio Max三维设计软件和Photoshop二维平面设计软件[2]。

2.3 可视化科学计算

近年来，我国社会主义市场经济快速发展，各个领域的信息通信越来越频繁，计算机网络技术的广泛应用和普及，使得计算机系统数据库中的信息量日益庞大，计算机数据处理和分析技术面临着严峻的考验。相关的技术操作人员利用计算机数据处理和分析软件，很难准确、快速地从计算机的数据库系统中检索出需要的信息数据，难以总结出数据信息的共性和特征。通过将计算机数据处理技术和计算机图形图像处理技术有效的结合起来，可以通过计算机图形图像技术将大量的复杂结构的信息数据进行归类，操作人员通过计算机数据处理软件可以对有共性特征和本质特征的数据信息进行快速检索，极大地提高了计算机数据处理和分析的效率。可视化的科学计算技术最早出现在美国的科学协会研讨中，目前，可视化的科学计算技术被广泛的应用在气象分析、流体力学、医学等领域中[3]，特别是在医学领域，利用可视化的科学计算技术可以实现高精度的远程控制和操作，可以应用在远程的脑部手术中，突破医学难题。在未来的发展过程中，可视化的科学计算技术将会在更多的领域发挥更加重要的作用。

2.4 工业制造和设计

目前，计算机图形图像处理技术在工业制造和设计领域应用的最为广泛，特别是二维三维CAD和CAE等计算机图形图像处理软件，不仅在工业生产的产品制造和产品设计过程中，还有土木工程领域，甚至是集成电路、网络分析和电子线路等电子电工领域都有着广泛的应用。在高精度的工业制造和设计领域中，利用计算机图形图像处理软件，可以在很短的时间内完成高精度的图形图像设计和画图，极大地提高了技术人员的工作效率，同时，标准的计算机图形图像处理程序，提高了工业制造和设计的精确度，有效地降低了设计误差。由于工业产品多是批量化的制造和生产，利用计算机图形图像处理技术，可以极大地提高企业批量化的运行效率和生产质量，降低工业产品的质量检测投入成本，为工业企业带来了更大的经济效益。

3 结束语

计算机图形图像处理技术的广泛应用和快速发展，推动了多个领域的技术革新，充分发挥人们的想象和创造力，创造出很多独特新奇的图形图像效果，丰富人们的日常生活，同时也为企业节约了很多的图形图像处理成本，提高了产品竞争力。在未来的发展过程中，计算机图形图像处理技术的应用前景会更加广阔。

参考文献：

[1]韩晓颖.浅谈计算机图形图像处理技术[J].福建电脑，2011(10)：83-84.

[2]和晓娟.计算机图形图像处理技术的探讨[J].信息与电脑(理论版)，2013(11)：164-165.

[3]王应荣，王静漪.计算机图形图像处理技术[J].天津理工学院学报，2012(03)：6-10.

作者简介：刘倩(1981-)，女，满族，硕士，讲师，研究方向：图形图像处理与多媒体技术。

作者单位：宁夏大学 数学计算机学院，银川 750001

ps论文范文

PS在平面设计的应用中，对于多种图像格式和色彩模式均有着支持作用，下面是我为大家精心推荐的ps论文范文，希望能够对您有所帮助。

浅谈PS电脑辅助工具在海报设计中的应用

摘要：海报作为平面设计的一种流派，在近年来越来越受到人们的重视，究其原因一方面是海报自身所固有的艺术审美倾向，为人们所喜爱，另一方面是海报通过明确直白的意向可以有效地传播商业文化娱乐等信息，对企业事业扩大影响。提高业绩起了积极效果。而这个过程中PS作为电脑辅助工具，利用添加、删减、修改、美化等手段对海报设计所产生的影响不容忽视。

关键词：海报;海报设计;PS

中图分类号：J022 文献标识码：A 文章编号：2095-4115(2013)12-39-2

一、海报设计的四个维度：图片、文字、标志和排列组合

(一)海报图片

海报图片就是指在海报中插入代表性的图画来表达思想感情，令人看后就能了解海报文字或语言的片段或整体所表达的含义。海报图片是海报作品中的重要组成部分，它具有形象生动的特点，直接影响人们的视觉系统的功能作用。海报图片作为简单化的视觉语言，其常见形式是照片或插画来表现(摄影插图和绘画插图)，它可以艺术地、美感地体现商品特征。

海报图片的分类有以下几种：

1、写实与抽象型：运用各种方式如实地表现客观存在的客体。

2、抽象型：运用简洁、概括、精炼的艺术造型，配之以鲜艳、夺目的色彩，突出主题(想象的空间)。

3、漫画、卡通型：不注重商品的直观表现，而是运用夸张幽默的手法表现主题，通过有趣的形象和戏剧性的情节，使受众在欢快之中接受广告信息，尤其是儿童广告。

4、装饰型：以装饰画的方法表现，对目标对象特点加以夸张和变化，对图形进行似与不似之间艺术造型处理，追求外在美感，包括色彩明暗对比强烈，简介单纯。常用于时装，化妆品等广告。通常包括归纳、想象、变形、重复、夸张等手法。

(二)海报文字

文字的含义：通过不同字体的类别、文字排列组合，将文字的传播功能与审美功能相结合，从而增强文字的视觉传达效果，提高诉求力，赋予广告以审美价值。

文字的分类和特性有：

1、汉字：印书体，美黑体，书法体。

2、拉丁字：古罗马体，现代罗马体，哥特体，埃及体，草体。

文字设计的形式有：

1、服从内容，将文字作为最基本的单位进行点线面编排。

2、按照空间顺序考虑，有左右均齐式、齐左式、齐右式、中轴对称式、沿形式(沿着不规则图形或照片外的轮廓)。

(三)海报标志

标志具有以下特点：

1、识别性：视觉形象清晰明了，造型风格简洁概括，造型语言新颖独特，造型意义明确生动，艺术效果强烈鲜明;

2、象征性：高度概括和准确地传达特定含义;

3、时代性：具有时代感，适应时代变化;

4、审美性：适应受众的审美需求，满足他们的感官和心理需要。

(四)海报排列组合

各个要素的排列组合要在整体策略的指导下，根据主题，依据形式美法则，结合各种平面设计的具体特点，通过各种艺术手段，对诸要素进行视觉上的布局与搭配，以产生一定的视觉美和诱导力量。海报的编排关键在于合理安排要素，力求最恰当地表现主题，突出重点，要独具特色。其中，尤其要注意的是人体特有的视觉流程：由于受生理及心理影响，人的视线在画面上的流动有着较为固定的认识形式，即从左到右、从上而下地流动。通常人们会首先浏览整个画面，形成初步印象，接着就会被某一点吸引，这一点是观者最感兴趣的内容，也是画面的视觉焦点，他们的视线随后沿着画面各要素强弱变化作有序的移动，最后通览全画面。

视觉流程是一个视觉传达过程，同时也是一个由总体感知(第一印象)、局部感知(感知过程)、最后印象三个感知阶段组成的心理感知过程。视觉的流动主要包括以下三个特点：

1、线性特点，即视线从一个视点自然地流向另一个视点，方向性非常明显。例如从左到右，从上到下。

2、由强到弱的特点，人的视线总是首先被强烈的视觉焦点所吸引。

3、视觉的流动具有反复的特点，人的视线会因为人们对视觉物象的内容或形式感兴趣而反复流动，视线停留时间的越长，获得的信息量就越多。二、PS在海报设计中的常见应用

PS相对于其他平面设计软件具有功能强大，兼顾前期设计和后期整合等作用，尤其是其图层命令组的功能，可以对多个不同的图片进行操作，这些功能都使得PS系列软件成为了海报设计软件中的首要选择。

PS在海报设计中经常使用的功能有：

1、使用仿制图章工具，在细节方面，比如人像、LOGO等，可以进行反复复制利用。

2、使用魔法棒抠图，套索抠图，通道抠图，通过增加或者减少选取范围的色彩值域，可以得到意想不到的选取区域。

3、为了使选区边缘更加柔和和美观，羽化和液化工具。用海绵工具减淡工具可以加强或是减少饱和度。

4、有的时候为了提高区域和区域之间的色彩反差值，可以使用高反差值保留的功能，让画面边缘线条勾勒显得更加有致。

5、为了使平面图形变得立体动感，看起来真实可信，我们可以使用复制图层，通过自由变化，调整位置，调整图层样式，调整透明度等一系列过程实现。

6、为了突出画面主体，通过为背景图层做图层蒙版，使四角暗化，是常见的形式。图层蒙版常常用来做颜色渐变，可以起到过渡的作用。

7、调整背景图层的曲线、色温、饱和度、色彩平衡、曲线微调RGB红绿蓝，可以使整体画面有很舒服的过渡感。

8、设计主要文字板块面板时，可以尝试使用多种字体，比如方正喵呜体，它像小孩的手写体文字，歪歪扭扭，更显生动且富有美感。另外，调整字体的投影和浮雕效果“内发光”“外发光”“浮雕效果”“阴影效果”，试图让字体有纵深感，有冲击力。

三、结束语

PS软件运用于海报平面设计中，能够发挥出最佳设计效果，在达到预期宣传效果的同时，为商家赢取更多的经济利益。因而，在今后的设计中须充分运用PS软件，将其设计功能发挥到最大。

作者简介：

刘国，河南省轻工业学校。

PS技术在平面包装设计中的作用及应用

【摘 要】本文研究分析PS在平面包装设计中的重要作用时，首先分析了PS在平面包装设计中的优势，其次分析了PS在平面包装设计中的弊端，最后探讨总结了PS在平面包装设计中的改进设计方法。

【关键词】PS 平面包装设计 重要作用

本文对PS在平面设计中的重要作用进行研究分析有一定的经济价值和现实意义。

1 PS在平面设计中的优势

PS软件在平面设计的应用中，往往有着多种选取工具，在实际的绘画过程中，仅仅需要对不同的选区进行设计，在工具绘画中，借助于鼠标的拖动，实现基础绘画。这一过程的实现，往往可以实现绘画的自动连接，体现出设计的一种平整性。

一般而言，PS在平面设计的应用中，对于多种图像格式和色彩模式均有着支持作用，在多层处理过程中，不仅仅可以实现图像的变形功能，同时也能将图像的滤镜功能显著提高，体现出一种相对神奇的视觉效果。而平面设计的过程中，往往是一种有目的性的策划。在实际的策划中，往往结合一种视觉元素，体现出一种信息传达，在摄像机计划的应用中，实现一种图形综合设计和色彩搭配。

如图所示，在相煎何太急的平面设计过程中，通过对一颗充满生机的树进行绘画中，对一团烈火进行设计，并体现出一种相煎何太急的不堪局面。这一平面设计的过程，不仅有着较强的艺术感，同时也给人一种视觉上的灵动性，更能体现出平面设计的设计主旨，进而传达出作者设计的最终意图。

PS在平面设计的应用中，不仅将平面设计过程中复杂的图形处理难题有效解决，同时也将平面设计的艺术感有效增强，保证了艺术的一种针对性和个性化的设计，更体现出艺术的一种独特魅力，对于设计主题的体现有着积极作用。

2 PS在平面设计中的弊端

平面设计过程中，主要是借助于PS软件进行的一种设计，同时也是视觉传达的根本设计。在策划设计过程中，设想和计划的传达，往往借助于视觉性的元素，在文字图形结合的过程中，体现出一种信息传达，并对设计的计划进行表达[1]。

但就其实质性而言，平面设计过程中往往存在相对广泛的范围和较为丰富的内涵。基于印刷和实际的设计过程中，往往需要结合视觉语言特点，实现设计范畴。但是在图表文字以及封面等的设计中，有着多种设计的形式，在科技艺术结合过程中，同样也传达出一种社会性质的产物，不仅有着审美性的特点，同时也存在一定的实用性[2]。但是在PS应用中，同样也存在一定弊端。平面设计过程中，PS同样存在一定缺陷，在艺术的设计过程中，一旦存在相对复杂的图形处理，设计将会处于一种紊乱的状态，在相对不熟练的操作过程中，对于设计的主题有着难以全面体现的感觉。而色彩饱和度的应用中，有着相对单调的过程，给人一种较为呆板的视觉效果。因此，做好平面设计中PS的全面应用，就要正确把握PS的优势，并将PS的弊端有效改进。

3 PS在平面设计中的改进设计方法

3.1 PS的色彩模式

PS在实际的应用中，同样也存在多种色彩模式。对于HSB模式而言，主要是涵盖了色相、饱和度以及明度的模式，通过合理的应用色相，并在色相中对中间色进行添加，对基本色相进行排列。颜色色相的设计中，潜意识地给人一种暖暖的感觉，对于红色而言，较多的红色成分，将会给人一种暖色调。饱和度的应用，结合纯度，纯度越高，将会有着越鲜艳的颜色。对于灰色度而言，在平面设计过程中，更加注重颜色的混合，通过对颜色的组合进行控制，并设计出不同的效果。

3.2 PS在平面设计中的改进方法

平面设计中PS的应用，就要结合PS的优势，将图像处理软件的功能性以及艺术性全面体现。比如PS在平面设计中的抠图方法的应用中，就要结合不同的抠图方法特点，实现图像抠图的一种规则化应用，对相对复杂的一种图像进行形成，保证有着相对较高的精度。色彩抠图的过程中，一旦图像中存在相关的背景色，就会产生一种不明显的抠图效果，而精度提高的过程中，就要结合不同的套索工具，体现抠图的重要设计。

在PS平面设计过程中，更要始终坚持文字和艺术设计相结合的基本原则，不仅保证文字有着可识性的特点，结合设计后的文字特点，还要保证有着清晰的视觉感受，对文字的基础诉求效果进行根本的传达。

在最后的平面设计过程中，其中的“最后”给人一种灰色朦胧的感觉，强调“最后”有着转身覆灭的感觉，并在最后的恩赐中，灰飞烟灭，体现出特有的设计价值和设计内涵。而平面的设计在充分发挥的过程中，更要保证有着清晰的字形和结构，并在设计原则的遵守中，保证有着艺术感较强的视觉效果，将文字的基本功能全面体现，展示出文字的基础内涵。

文字和艺术设计适合性的过程中，就要联系实际的主题结构，在文字艺术的综合设计过程中，对文字的诉求效果加以保留，并做好文字字体的综合表达。如图1所示，在平面设计过程，文字的设计过程中，对相煎何太急，重点强调“煎”这一字形，并将设计的主题全面烘托，在文字艺术的构成中，更是做好主题性的文字表达。在文字的综合性表达中，注重整洁规范的设计，强调文字的一种力度，给人一种现代感的简洁爽明感，并带来相对较强的视觉冲击力。图像图形的处理过程中，更要对PS软件进行全面的掌握，在设计意图的领会中，注重色彩的丰富多彩，增加色彩的饱和度，体现出设计过程中的一种独特艺术美。

总而言之，平面设计中PS软件的应用中，不仅仅要正确的领悟设计的重要性，同时也要结合设计的基本理念，正确地表达设计的主题，注重设计页面的合理划分，体现出艺术设计的独特魅力。

结语

经济多元化发展的信息社会中，平面设计逐渐走向人们的日常生活中，并成为人们生活中的重要部分。同时平面设计作为一种特殊的艺术形式，在平面设计的过程中，不仅仅要注重设计主题的全面体现，同时也要注重艺术魅力和视觉效果的全面彰显。而PS这种图形处理软件在平面设计中的应用，不仅仅使得图形的处理更加具有整洁性，同时在文字的设计过程中，同样也给人一种独特的数据效果，并体现出平面设计主题的新颖。因此，更要充分认识PS在平面设计的重要性，并推动我国平面设计行业的进步和发展。

参考文献

[1]张霞，郑小军，陈凤等.《用PS制作光盘封面》课件的创意设计及经验启示[J].中国教育信息化・基础教育，2013，18(11)：58-60.

[2]王学云.浅析PS计算机专业教学的创新模式[J].计算机光盘软件与应用，2012，18(24)：286+288.

关于图形图像处理方面的论文可以投哪些期刊？

专门的期刊有 中国图像图形学报
另外，光电工程 小型微型计算机系统 计算机工程与应用 软件学报 电波科学学报 计算机学报 计算机工程 计算机应用研究 等计算机类的核心期刊也发较多的图像处理类的文章，其中有些是被EI检索的，具体可以到它们的网站上看看。
搞图像的人太多了 核心期刊不是很好发啊！

计算机图形学论文

同志你好：
一下是我给你总结的资料，请核对后使用。
最后祝你工作愉快！

计算机图形学

计算机图形学(Computer Graphics，简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。
简单地说，计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从处理技术上来看，图形主要分为两类，一类是基于线条信息表示的，如工程图、等高线地图、曲面的线框图等，另一类是明暗图，也就是通常所说的真实感图形。
计算机图形学一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。为此，必须建立图形所描述的场景的几何表示，再用某种光照模型，计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。所以计算机图形学与另一门学科计算机辅助几何设计有着密切的关系。事实上，图形学也把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究内容。同时，真实感图形计算的结果是以数字图像的方式提供的，计算机图形学也就和图像处理有着密切的关系。
图形与图像两个概念间的区别越来越模糊，但还是有区别的：图像纯指计算机内以位图形式存在的灰度信息，而图形含有几何属性，或者说更强调场景的几何表示，是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的。
计算机图形学的研究内容非常广泛，如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法、非真实感绘制，以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。
计算机图形学的发展
1963年，伊凡•苏泽兰(Ivan Sutherland)在麻省理工学院发表了名为《画板》的博士论文， 它标志着计算机图形学的正式诞生。至今已有三十多年的历史。此前的计算机主要是符号处理系统，自从有了计算机图形学，计算机可以部分地表现人的右脑功能了，所以计算机图形学的建立具有重要的意义。近年来， 计算机图形学在如下几方面有了长足的进展：
1、智能CAD
CAD 的发展也显现出智能化的趋势，就目前流行的大多数CAD 软件来看，主要功能是支持产品的后续阶段一一工程图的绘制和输出，产品设计功能相对薄弱， 利用AutoCAD 最常用的功能还是交互式绘图，如果要想进行产品设计， 最基本的是要其中的AutoLisp语言编写程序，有时还要用其他高级语言协助编写，很不方便。而新一代的智能CAD 系统可以实现从概念设计到结构设计的全过程。例如，德国西门子公司开发的Sigraph Design软件可以实现如下功能：① 从一开始就可以用计算机设计草图，不必耗时费力的输入精确的坐标点，能随心所欲的修改，一旦结构确定，给出正确的尺寸即得到满意的图纸；② 这个软件中具有关系数据结构， 当你改变图纸的局部，相关部分自动变化，在一个视图上的修改，其他视图自动修改，甚至改变一个零件图，相关的其它零件图以及装配图的相关部分自动修改：③ 在各个专业领域中，有一些常用件和标准件， 因此，希望有一个参数化图库。而Sigraph不用编程只需画一遍图就能建成自己的图库；④Sigraph还可以实现产品设计的动态模拟用于观察设计的装置在实际运行中是否合理等等。智能CAD的另一个领域是工程图纸的自动输入与智能识别，随着CAD技术的迅速推广应用，各个工厂、设计院都需将成千上万张长期积累下来的设计图纸快速而准确输入计算机，作为新产品开发的技术资料。多年来，CAD 中普遍采用的图形输入方法是图形数字化仪交互输入和鼠标加键盘的交互输入方法．很难适应工程界大量图纸输入的迫切需要。因此， 基于光电扫描仪的图纸自动输入方法已成为国内外CAD工作者的努力探索的新课题。但由于工程图的智能识别涉及到计算机的硬件、计算机图形学、模式识别及人工智能等高新技术内容，使得研究工作的难点较大。工程图的自动输入与智能识别是两个密不可分的过程，用扫描仪将手绘图纸输入到计算机后，形成的是点阵图象． CAD 中只能对矢量图形进行编辑， 这就要求将点阵图象转化成矢量图形．而这些工作都让计算机自动完成．这就带来了许多的问题．如① 图象的智能识别；② 字符的提取与识别；③ 图形拓扑结构的建立与图形的理解；④实用化的后处理方法等等。国家自然科学基金会和863计划基金都在支持这方面的研究， 国内外已有一些这方面的软件付诸实用，如美国的RVmaster，德国的VPmax， 以及清华大学，东北大学的产品等。但效果都不很理想．还未能达到人们企盼的效果。
2 计算机美术与设计
2．1 计算机美术的发展
1952年．美国的Ben ．Laposke用模拟计算机做的波型图《电子抽象画》预示着电脑美术的开始(比计算机图形学的正式确立还要早)。计算机美术的发展可分为三个阶段：
(1)早期探索阶段(1952 1968年)主创人员大部分为科学家和工程师，作品以平面几何图形为主。1963年美国《计算机与自动化》杂志开始举办年度“计算机美术比赛”。
代表作品：1960年Wiuiam Ferrter为波音公司制作的人体工程学实验动态模拟．模拟飞行员在飞机中各种情况；1963年Kenneth Know Iton的打印机作品《裸体》。1967年日本GTG小组的《回到方块》。
(2)中期应用阶段(1968年～1983年)以1968年伦敦第一次世界计算机美术大展一“控制论珍宝 (Cybernehic Serendipity1为标志，进入世界性研究与应用阶段；计算机与计算机图形技术逐步成熟， 一些大学开始设置相关课题， 出现了一些CAD应用系统和成果， 三维造型系统产生并逐渐完善。代表作品：1983年美国IBM 研究所Richerd Voss设计出分形山(可到网站“分形频道hrtp：ttfracta1．126．tom 中查找有关“分形”的知识)
(3)应用与普及阶段(1984年～现在)以微机和工作站为平台的个人计算机图形系统逐渐走向成熟， 大批商业性美术(设计)软件面市； 以苹果公司的MAC 机和图形化系统软件为代表的桌面创意系统被广泛接受，CAD成为美术设计领域的重要组成部分。代表作品：1990年Jefrey Shaw的交互图形作品“易读的城市f The legible city) 。
2．2 计算机设计学(Computer Des i gn i cs)
包括三个方面：环境设计(建筑、汽车)、视觉传达设计(包装)、产品设计。
CAD对艺术的介入，分三个应用层次：
(1)计算机图形作为系统设计手段的一种强化和替代； 效果是这个层次的核心(高精度、高速度、高存储)。
(2)计算机图形作为新的表现形式和新的形象资源。
(3)计算机图形作为一种设计方法和观念。
3 计算机动画艺术
3．1 历史的回顾
计算机动画技术的发展是和许多其它学科的发展密切相关的。计算机图形学、计算机绘画、计算机音乐、计算机辅助设计、电影技术、电视技术、计算机软件和硬件技术等众多学科的最新成果都对计算机动画技术的研究和发展起着十分重要的推动作用50年代到60年代之间，大部分的计算机绘画艺术作品都是在打印机和绘图仪上产生的。一直到60年代后期，才出现利用计算机显示点阵的特性，通过精心地设计图案来进行计算机艺术创造的活动。
70年代开始．计算机艺术走向繁荣和成熟 1973 年，在东京索尼公司举办了“首
届国际计算机艺术展览会”80年代至今，计算机艺术的发展速度远远超出了人们的想象 在代表计算机图形研究最高水平的历届SIGGRAPH年会上，精彩的计算机艺术作品层出不穷。另外，在此期间的奥斯卡奖的获奖名单中，采用计算机特技制作电影频频上榜，大有舍我其谁的感觉。在中国，首届计算机艺术研讨会和作品展示活动于1995年在北京举行 它总结了近年来计算机艺术在中国的发展，对未来的工作起到了重要的推动作用
3．2 计算机动画在电影特技中的应用
计算机动画的一个重要应用就是制作电影特技 可以说电影特技的发展和计算机动画的发展是相互促进的。1987年由著名的计算机动画专家塔尔曼夫妇领导的MIRA 实验室制作了一部七分钟的计算机动画片《相会在蒙特利尔》 再现了国际影星玛丽莲•梦露的风采。1988年，美国电影《谁陷害了兔子罗杰》 (Who Framed Roger Rabbit?)中二维动画人物和真实演员的完美结合，令人膛目结舌、叹为观止 其中用了不少计算机动画处理。1991年美国电影《终结者II：世界末日》展现了奇妙的计算机技术。此外，还有《侏罗纪公园》(Jurassic Park)、《狮子王》、《玩具总动员》(Toy Story)等。
3．3 国内情况
我国的计算机动画技术起步较晚。1990年的第11届亚洲运动会上，首次采用了计算机三维动画技术来制作有关的电视节目片头。从那时起，计算机动画技术在国内影视制作方面得到了讯速的发展， 继而以3D Studio 为代表的三维动画微机软什和以Photostyler、Photoshop等为代表的微机二维平面设计软件的普及，对我国计算机动画技术的应用起到了推波助谰的作用。
计算机动画的应用领域十分宽广 除了用来制作影视作品外， 在科学研究、视觉模拟、电子游戏、工业设计、教学训练、写真仿真、过程控制、平面绘画、建筑设计等许多方面都有重要应用，如军事战术模拟
4 科学计算可视化
科学计算的可视化是发达国家八十年代后期提出并发展起来的一门新兴技术，它将科学计算过程中及计算结果的数据转换为几何图形及图象信息在屏幕上显示出来并进行交互处理，成为发现和理解科学计算过程中各种现象的有力工具。
1987年2月英国国家科学基金会在华盛顿召开了有关科学计算可视化的首次会议。会议一致认为“将图形和图象技术应用于科学计算是一个全新的领域” 科学家们不仅
需要分析由计算机得出的计算数据，而且需要了解在计算机过程中数据的变化。会议将这一技术定名为“科学计算可视化(Visualization in Scientific Computing)”。科学计算可视化将图形生成技术图象理解技术结合在一起， 它即可理解送入计算机的图象数据．也可以从复杂的多维数据中产生图形。它涉及到下列相互独立的几个领域：计算机图形学、图象处理、计算机视觉、计算机辅助设计及交互技术等。科学计算可视按其实现的功能来分， 可以分为三个档次：(1)结果数据的后处理；(2)结果数据的实时跟踪处理及显示；(3)结果数据的实时显示及交互处理。
4．1 国外科学计算可视化现状
(1)分布式虚拟风洞
这是美国国家宇航局(Ames)研究中心的研究项目，包括连接到一台超能计算机上的两个虚拟屏幕。这一共享的分布式虚拟环境用来实现三维不稳定流场。两个人协同工作， 可在一个环境中从不同视点和观察方向同一流场数据。
(2)PHTHFINDER
这是美国国家超级计算机应用中心(NCSA)的研究项目． 是在交互分布环境下研究大气流体的软件。PHTHFINDER通过多个相联系的模型来研究暴风雨。
(3)狗心脏CT数据的动态显示
这也是NCSA的研究项目，它利用远程的并行计算资源．用体绘制技术实现CT扫描三维数据场动态显示。其具体内容是显示一个狗的心脏跳动周期的动态图像。
(4)燃烧过程动态模型的可视化
这是美国西北大学的研究项目．可以显示发生在非烧热的气体燃烧中复杂的空问瞬态图象。火焰位于两个同心圆柱之间．可燃混合气体从内圆柱注入，燃烧所生成的物质通过外圆柱送出。
(5)胚胎的可视化
依利诺大学芝加哥分校研制了一个在工作站和超级计算机上实现的可视亿应用软件。其内容是对一个七周的人类胚胎实现交互的三维显示， 是由卫生和医学国家博物馆所得到的数据重构而成的。这一项目表示了对人类形态数据实现远程访问和在网络资源中实现分布计算的可能性。最近美国还将做整个人体的可视化， 他们将两个自愿者(一男一女)做成了切片，男的被切了1780片， 厚度约1毫米，女的被切了5400片， 厚度约O．3毫米，数据量很大。概括起来有以下几点：
(1)科学计算可视化技l术在美国的著名国家实验室及大学中已经从研究走向应用，应用范围涉及天体物理、生物学、气象学、空气动力学、数学、医学图象等领域。科学计算可视化的技术水平正在从后处理向实时跟踪和交互控制发展。
(2)美国在实现科学计算可视化时， 已经将超级计算机、光纤高速网、高性能工作站及虚拟环境四者结合起来，显示了这一领域技术发展的重要方向。就三维数据场的显示算法而言，当数据场分布密集而规则时(如cT扫描数据)多采用体绘制技术，这种算法效果好，但计算费时。对于数据场分布稀疏，或分布不规则的应用领域， 如天体物理、气象学多采用构造中间几何图象的方法，这种方法生成图象速度快，较易作到实时交互处理。
5 虚拟现实
“虚拟现实”(Virbual ReMity)- 词是由美国喷气推动实验室(VPL)的创始人拉尼尔(Jaron Lanier)首先提出的 在克鲁格(Myren Kruege)70年代中早期实验里．被称为 人工现实”(Artificial reality)；而在吉布森(William Gibson)l984 年出版的科幻小说Neuremanccr里，又被称为“可控空间”(Cyberspaee)。虚拟现实， 也育人称之为虚拟环境(Virtual Environment)是美国国家航空和航天局及军事部门为模拟而开发的一门高新技术 它利用计算机图形产生器，位置跟踪器，多功能传感器和控制器等有效地模拟实际场景和情形，从而能够使观察者产生一种真实的身临其境的感觉虚拟环境由硬件和软件组成，硬件部分主要包括：传感器(Sensors)、印象器(Efeeter)和连接侍感器与印象器 产生模拟物理环境的特殊硬件。利用虚拟现实技术产生虚拟现实环境的软件需完成以下三个功能：建立作用器(Actors)以及物体的外形和动力学模型：建立物体之间以及周围环境之间接照牛顿运动定律所决定的相互作用；描述周围环境的内容特性
5．1 虚拟现实技术的应用
5．1.1用于脑外科规划的双手操作空间接口工具
最近，美国弗尼亚大学推出了一种能用于脑外科规划的被称为Netra的双手操作空间接口工具 根据脑外科医生的工作环境和习惯，该系统采用一种外形象人头的控制器。脑外科医生可以根据他们的职业习惯，通过转动外形象人头的控制器， 来方便地观察人脑的不部位， 同时通过右手控制面板的平面来控制人脑的剥面的扫描井能根据CT或强磁共振图像所产生的主体脑模型显示所需得到观察视点着色后的真实图像
5．1．2虚拟环境用于恐高症治疗
英国研制的一个虚拟现实系统可以产生以下虚拟环境：① 透明的玻璃电梯，② 高层建筑阳台．@位于蛱咎之上的索桥。为了增加真实的感觉，患者除了佩戴能够产生三维立体景象的头盔式显示器外，还必须站在一个特制的框架内。调节电梯、．阳台和索桥的高度就可以产生不同程度的刺激。
5.1．3虚拟风洞
德国信息技术国家研究中心的克鲁格等人建立了一个所谓的“虚拟风嗣 ，用以代替风洞实验(因风洞实验成本高，且实验难以控制)。在虚拟风洞中，其模拟的数据来自超级计算机或高性能工作站上运行的有限元程序。利用虎拟风洞，观测者通过佩戴液晶开关眼镜可以方便地对于给定的点和线进行观察，而且还可以通过放大的方式进行更细致的研究，大大方便了人们对于物体动力中特性的研究。
5.1．4封闭式战斗作战训练器
封闭式战斗作战训练器(CCTT)是马斯塔格利等人为美军研制的用于坦克和机械化步兵在实际地形上进行演习的模拟装置。它与通常的虚拟环境和模拟器不同，它需要建立的是适用于军队训练的大规模复杂的虚拟环境。
5.1．5虚拟现实技术在建筑设计中应用
虚拟现实技术还被广泛用于建筑设计。克鲁格等将他们设计的未来建筑显现在他们发明的虚拟工作平台上，建筑学家们聚集在一起透过所佩戴的液晶眼镜，可以看到设计的立体建筑，井方便地增添或移去建筑的一部分或其它物体。同时也可以通过数据手套来设置不同的光源．模拟不同时间的日光和月光．观察在不同光线下所设计建筑的美感以及与整个环境的协调性。
总之．虚拟现实技术是一门多学科交叉和综合集成的新技术。因此， 它的发展将取决于相关科学技术的发展和进步 虚拟现实技术最基本的要求就是反映的实时性和场景的真实性。但一般来说，实时性与真实性往往是相互矛盾的。
5．2 多通道用户界面
用户界面是计算机系统中人与计算机之间相互通讯的重要组成部分。八十年代以WIMP(窗口、图符、菜单、鼠标)为基础的图形用户界面(GUD极大地改善了计算机的可用性、可学性和有效性，迅速代替了命令行为代表的字符界面，成为当今计算机用户界面的主流。以用户为中心的系统设计思想．增进人机交互的自然性，提高人机交互的效率和带宽是用户界面的研究方向。于是提出了多通道用户界面的思想，它包括语言、姿势输入、头部跟踪、视觉跟踪、立体显示、三维交互技术、感觉反馈及自然语言界面等。可以这样说人体的表面就是人机界面。人体的任何部分都应成为人机对话的通道。虚拟现实显示是关键所在，这不仅要求软件来实现，更主要的是硬件上的实现。概括起来虚拟现实的人机交互通道可分为两个方面：主要的感觉通道和主要作用通道。多通道用户界面强调：
(1)多个交互通道，如眼一语言一手势等。
(2)交互的双向性．如果每个通道兼有输入／输出
(3)交互不一定是在同一通道中完成．例如， 眼和耳都可以接受信息．但有明显的区别。眼永远是主动的， 即主动地去获取信息，耳永远是被动的，有些信息不管你愿不愿听，总要输到耳朵中，这就要求在具体的交互中具体选择交互通道。计算机图形学中各个领域的发展各有各自的特点， 但总起来说是以虚拟现实为导向
和目的的。虚拟现实的发展要求必将带动计算机图形学各学科的发展． 同样虚拟现实的发展也将依赖于其他学科的发展，计算机图形前景诱人。形势逼人(我国还比较落后)，但通过努力还是可以缩短差距的。