計(jì)算機(jī)圖形圖像處理的關(guān)鍵技術(shù)研究

袁 霞

（廣安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣安 638000）

計(jì)算機(jī)圖形圖像處理內(nèi)容多樣，涉及圖形交互技術(shù)、自然仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)等方面，其主要目的是借助計(jì)算機(jī)輔助功能還原真實(shí)感圖形圖像。實(shí)踐中需根據(jù)處理內(nèi)容，利用光照模型設(shè)立描述場(chǎng)景，計(jì)算出光源與紋理等光照效果。計(jì)算機(jī)圖形處理、圖像處理間，存在一定區(qū)別與聯(lián)系，造就了其不同的使用用途。在其基礎(chǔ)上，借助數(shù)字化技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)還原圖形圖像，為各領(lǐng)域提供發(fā)展便利的同時(shí)，推動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)與時(shí)俱進(jìn)發(fā)展。

1 計(jì)算機(jī)圖形圖像的區(qū)別與聯(lián)系

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，制作的內(nèi)容廣泛，涉及圖形硬件、事物造型等方面，利用計(jì)算輔助功能完成真實(shí)感圖形。真實(shí)感圖形，是指最終顯示的數(shù)字性結(jié)果，計(jì)算機(jī)圖形、圖像修改間，存在某種必然聯(lián)系，具有一定的依賴性、公共性，在實(shí)踐中，兩種技術(shù)結(jié)合，可使圖片視覺(jué)效果、質(zhì)量更加清晰。圖形處理、圖像處理間的區(qū)別，主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)來(lái)源、處理方法、用途，以及理論基礎(chǔ)四方面，圖像處理、圖形處理的數(shù)據(jù)來(lái)源，分別來(lái)源于客觀世界、主觀世界。圖像處理方法涉及幾何修正、圖像增強(qiáng)、圖像變換等；圖形處理方法為幾何變換、隱藏面消除、曲線擬合，以及曲面擬合等。圖像處理建立在概率、統(tǒng)計(jì)與數(shù)字信號(hào)處理等理論基礎(chǔ)上，圖形處理建立在放射變換、計(jì)算幾何、透視變換等理論基礎(chǔ)上。圖形處理用于計(jì)算機(jī)藝術(shù)與動(dòng)畫(huà)處理等用途方面；圖像處理用于遙感、醫(yī)學(xué)、工業(yè)等領(lǐng)域[1]。

2 處理關(guān)鍵技術(shù)

計(jì)算機(jī)圖形、圖像處理技術(shù)，借助了概念、幾何方式，利用計(jì)算機(jī)軟件，按照操作步驟，由圖形編制的二維、三維技術(shù)實(shí)現(xiàn)；實(shí)踐中涉及圖形到數(shù)字化轉(zhuǎn)換、相關(guān)圖形復(fù)原、幾何移植、實(shí)物模型設(shè)立、線條色彩調(diào)度、曲線與曲面運(yùn)用、色彩變換等方面內(nèi)容。涉及到關(guān)鍵技術(shù)如下所示。

2.1 數(shù)字化技術(shù)

圖形圖像的處理前，需對(duì)圖形、圖像進(jìn)行數(shù)字化技術(shù)處理，如立體學(xué)或形態(tài)數(shù)學(xué)等數(shù)字化技術(shù)，轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)識(shí)別格式。如圖像處理中，首先應(yīng)采樣，然后將二維空間圖像，在水平、垂直方向網(wǎng)狀分割，最后對(duì)獲取的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行量化、編碼壓縮，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)圖像的儲(chǔ)存。編碼壓縮方式多樣，如變換編碼、預(yù)測(cè)編碼等常用存儲(chǔ)方式。

2.2 CAD/CAM技術(shù)

CAD軟件被廣泛用于工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)，可幫助設(shè)計(jì)者完成信息計(jì)算、儲(chǔ)存，以及圖像繪制等工作。處理過(guò)程中，需區(qū)別對(duì)待不同方案，做出針對(duì)性的分析與計(jì)算，最后擇優(yōu)方案。CAD技術(shù)能夠檢索與處理各種圖形、文字、數(shù)據(jù)等信息，具有平移、放大、縮小圖形圖像的功能，可完成旋轉(zhuǎn)燈編輯工作。憑借自身獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)、機(jī)器人、軟件開(kāi)發(fā)、電子電氣等各個(gè)領(lǐng)域。CAD技術(shù)涉及曲面與實(shí)體造型技術(shù)、圖形交換技術(shù)，以及交互技術(shù)等。圖形變換技術(shù)可連接用戶坐標(biāo)系、圖形輸出設(shè)備，完成圖形圖像的縮放、旋轉(zhuǎn)、透視與平移等工作，利用矩陣運(yùn)算，可實(shí)現(xiàn)圖形變換。交互技術(shù)能夠滿足設(shè)計(jì)者對(duì)人機(jī)信息交換的需要，繼而完成數(shù)據(jù)修訂、模擬打樣等前期工作，以及設(shè)計(jì)方案修改工作，提高設(shè)計(jì)效率，確保設(shè)計(jì)精度。實(shí)體造型技術(shù)是指基于計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)、視覺(jué)、虛擬現(xiàn)實(shí)的3D實(shí)體模型技術(shù)。CAD技術(shù)為各領(lǐng)域提供便利的同時(shí)，也強(qiáng)化了計(jì)算機(jī)應(yīng)用成效[2]。

CAM軟件，廣泛應(yīng)用于加工工藝規(guī)劃、數(shù)控機(jī)床編程等領(lǐng)域，是利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)管理操作、控制的過(guò)程，也是指計(jì)算機(jī)輔助制造程序。利用刀具運(yùn)動(dòng)，以及幾何定義語(yǔ)言等，可實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像處理，以及程序編寫(xiě)的批量處理。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的引入，使圖形化界面越發(fā)趨于完善，同時(shí)軟件實(shí)用性逐步增強(qiáng)。與此同時(shí)，設(shè)備運(yùn)行的質(zhì)量、效率逐步提升，企業(yè)成本顯著降低。

2.3 處理技術(shù)應(yīng)用

2.3.1 工業(yè)領(lǐng)域

基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的自動(dòng)化，作為工業(yè)發(fā)展核心，應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)也是必然的。如工作生產(chǎn)中應(yīng)用的零件自動(dòng)識(shí)別檢測(cè)系統(tǒng)，提高工作效率的同時(shí)，節(jié)省了生產(chǎn)時(shí)間與成本。

2.3.2 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

在農(nóng)產(chǎn)品加工、采摘環(huán)節(jié)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械操作自動(dòng)化，減輕人力、物力壓力的同時(shí)，提高了農(nóng)產(chǎn)品加工與采摘等工作的效率與質(zhì)量，促使我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)一步發(fā)展。

2.3.3 交通領(lǐng)域

基于計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的攝像監(jiān)控系統(tǒng)，能夠幫助交警全面考察交通情況，監(jiān)督交通環(huán)境、違反交通規(guī)則的駕駛行為，促使城市交通安全有序進(jìn)行。

2.3.4 紡織領(lǐng)域

計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)能夠檢查紡織材料、評(píng)價(jià)紡織品，檢查嚴(yán)格程度、公平性等方面的優(yōu)勢(shì)，也是傳統(tǒng)人工檢查方式所不能比擬的，有效帶動(dòng)了紡織業(yè)的發(fā)展[3]。

3 結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算機(jī)圖形、圖像處理技術(shù)的應(yīng)用，提高了人們創(chuàng)作水平，以及生產(chǎn)自動(dòng)化水平。為提高其實(shí)踐應(yīng)用成效，還需對(duì)計(jì)算機(jī)圖形與圖像處理內(nèi)容、計(jì)算機(jī)圖形圖像處理的關(guān)鍵技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形處理與圖像處理的區(qū)別和聯(lián)系等方面加強(qiáng)了解與把控，積極拓展計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，提高其應(yīng)用普及性，繼而逐步縮小與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家間的技術(shù)差距。