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关于计算机图形学的期末论文
关于计算机图形学的期末论文 计算机图形学的论文篇一：《关于计算机图形学的发展及应用探究》 【摘要】计算机图形学经过三十多年的发展，在计算机艺术、计算机 动画、自然景物仿真、图形实时绘制的方面都有很大程度的成就。图形学发展速 度很快，并且已经成为一门独立的学科，应用前景非常广阔，本文就计算机图形 学的发展及应用研究探讨，希望能帮助有所需要的人。【关键词】计算机图形学;发展状况;应用 什么是计算机图形学简单地说，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。计算机图形学又称CG，计算机图形学研究的是如何在计算机环 境下生成图形、处理图形、显示生成图形的一门学科，其基本构成是逐步实现对 图形的处理和设计工作。计算机图形学研究的内容极其繁多，如曲线曲面建模、 图像制作指标、人机交换系统、计算机的硬件系统、风景渲染、电子动画、图形 交换技术、真实感图形显示算法、虚拟现实、图形硬件等。随着该项技术的不断 发展，它在计算机科学中最为活跃的分支之一，并得到广泛的应用。现在介绍计 算机图形学的研究内容、发展历史、应用和图形学前沿的方向。
一、计算机图形学的发展史 20世纪50年代，第一台拥有图形显示技术的计算机在美国麻省理工学 院诞生，该显示器只能显示一些简单的图形。在50年代，只有电子管计算机，用 机器语言编程，主要应用于科学计算，为这些计算机配置的图形设备仅具有输出 功能。1962年，MIT林肯实验室的I-van.E.Sutherland发表一篇博士论文，他在论 文中首次使用了计算机图形学“ComputerGraphics”这个术语，确定了计算机交互 图形学作为一个崭新的科学分支的独立地位。
到20世纪70年代，光栅图形学迅速发展，区域填充、裁剪、消隐等基 本图形的概念及其相应算法纷纷诞生，使得图形学得到了广泛的应用。
进入80年代以来，计算机图形学在理论研究和实际应用的深度和广度 方面，都取得了令人骄傲的成绩。中国的计算机图形学发展最早可以追溯到二十世纪80年代末期，在清华大学、浙江大学等国家重点大学中的计算机研究所中开 始了对计算机图形技术的研究。我国计算机图形学的学者们吸收了一批国外图形 学的研究成果，主要有计算机图形学的基本理论与算法、真实感图形生成的理论 与算法、几何造就的基本理论与算法，并在科学计算可视化、虚拟现实和不规则 物体的造就等研究方向发表了许多具有国际先进水平的论文。
同时由于中国的对外开放，一批批海外计算机方面的专家开始进入中 国，为中国计算机事业的发展奠定了最基本的人才基础。到目前为止，由于计算 机的运算速度的加快，使得图形学的各个研究方向得到充分发展，图形学已广泛 应用于动画、CAD/CAM、科学计算可视化、影视娱乐等各个领域。
二、计算机图形学的应用 (1)科学计算可视化 目前在气象分析、流体力学、有限元分析及医学当中，科学计算可视 化得到广泛的应用。特别是在医学领域，科学计算可视化的发展前途不可限量。
目前在医学上依靠精密机械做脑部手术是一个热门的话题，而这项技术实施的前 提是以可视化为基础。可视化在医生进行手术时，可以将医用CT所扫描的数据 转化为图像，帮助医生判断患者体内患处的准确位置，之后通过碰撞一类的技术 实现手术效果的反馈。可见，未来医学的各个领域发展中，可视化不可缺少。天 气气象站利用可视化技术，将大量数据转化成形象逼真的图形后，经过仔细分析 后可清晰预报几天之内的天气情况，得我们的生活和工作带来极大的方便。
(2)计算机动画 动画片是静态的动态艺术，每一幅图像之间都存在着一定的局部变化， 单纯依靠人工识别，工程量太大，而计算机图像学和计算机硬件恰恰能够对图形 中不变动和需要变动的图形进行快速、合理的修改，在一定程度上减少了人力操 作。计算机动画的设计灵感来源于传统的卡通片，它的制作环节简单，也就是保 持“关键帧”的不变，再将连续帧进行组合。计算机动画内容丰富多彩，生成动画 的方法也多种多样，如三维自由形体变形，轴变形方法，二维形状混合等等。随 着信息技术的发展，计算机动画产业的发展将更加顺利。
(3)计算机辅助制造及设计 在工业界计算机图形学的广泛应用中，CAU/CAD是最活跃的。土建工程、产品设计及机械结构，包括设计设计船舶的外形、飞机和化工厂、发电厂 等布局机电子器件、电子线路等，都离不开计算机图形学。我们不但要重视生产 工程的精确图形及产品的相应结构，更要重视常用的进行人机修改机交互设计对 所涉产品、工程、系统的相关图形，经过不断选代设计，利用数据结构输出零件 表、工艺卡、材料表、加工流程、加工数据代码等指令。计算机图形学主要应用 到电子工业中的集成电路、电子线路、网络分析及印刷电路板等方面，其优势十 分明显。
(4)计算机艺术 计算机图形学在艺术领域中也积极发挥着作用，并利用其优势在艺术 品制造，如中国国画、各种图案、花纹及传统油画等，积极发挥作用。还广泛应 用于广告制造、电影及动画片，其中不乏一些获得奖项的作品。一些美术设计相 关人员通过图形学对图像进行熟练处理，从而实现相应的艺术价值和商业要求。
(5)图形实时绘制与自然景物仿真 重现真实世界的场景即真实感绘制。真实感绘制主要是模拟真实物体 的物理属性，简单地说，就是物体的形状，光学性质，表面的纹理和粗糙程度， 以及物体间的相对位置，遮挡关系等等。在自然景物仿真这项技术中，我们需要 过行消除隐藏线及面、明暗效应、纹理、辐射度、颜色模型、光线跟踪等工作。
其中，光照和表面属性是最难模拟的，而且还必须处理物体表面的明暗效应，以 便用不同的色彩灰度来增加图形的真实感。自然景物仿真在几何图形、指挥控制、 广告影视、科学计算等方面应用范围很广，单从广告的精美制造就可以看出来了。
三、计算机图形学的发展趋势 计算机图形学经过三十多年的发展，傲立在科学的前端。经过多年的 发展，计算机图形学不仅已经形成了一门独立的学科，还广泛应用于多个领域。
通过上文的叙述，我们可以发现计算机图形学在计算机辅助制造及设计，计算机 动画，计算机动画等方面的应用，在我们生活中随处可见，使我们的生活变得丰 富多彩。总之，计算机图形学在各个领域的广泛应用，给人们带来了很多益处， 促进人类文明的进步。
