計算機圖形學簡介

計算機圖形學簡介PAGE計算機圖形學簡介計算機圖形學的研究內容：計算機圖形學的主要核心技術是如何建立所處理對象的模型并生成該對象的圖形。研究內容：（1）幾何模型構造技術（2）圖形生成技術（3）圖形操作與處理方法（4）圖形信息的存貯、檢索與交換技術（5）人機交互及用戶的接口技術（6）動畫技術（7）圖形輸出設備與輸出技術（8）圖形標準與圖形軟件包的研究開發(fā)計算機圖形學的應用領域：1.

計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）2．計算機輔助教學（CAI）3.

計算機動畫4.

管理和辦公自動化5．國土信息和自然資源顯示與繪制6．科學計算可視化圖形系統(tǒng)的組成：計算機圖形系統(tǒng)由計算機硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。嚴格說來，使用系統(tǒng)的人也是這個系統(tǒng)的組成部分。JPEG格式JPEG也是常見的一種圖像格式，它由聯(lián)合照片專家組（JointPhotographicExpertsGroup）開發(fā)并已命名為"ISO10918-1"，JPEG僅僅是一種俗稱而已。JPEG文件的擴展名為.jpg或.jpeg，其壓縮技術十分先進，它用有損壓縮方式去除冗余的圖像和彩色數(shù)據(jù)，在取得極高的壓縮率的同時能展現(xiàn)十分豐富生動的圖像，換句話說，就是可以用最少的磁盤空間得到較好的圖像質量。同時JPEG還是一種很靈活的格式，具有調節(jié)圖像質量的功能，允許你用不同的壓縮比例對這種文件壓縮，比如我們最高可以把1.37MB的BMP位圖文件壓縮至20.3KB。當然我們完全可以在圖像質量和文件尺寸之間找到平衡點。由于JPEG優(yōu)異的品質和杰出的表現(xiàn)，它的應用也非常廣泛，特別是在網(wǎng)絡和光盤讀物上，肯定都能找到它的影子。目前各類瀏覽器均支持JPEG這種圖像格式，因為JPEG格式的文件尺寸較小，下載速度快，使得Web頁有可能以較短的下載時間提供大量美觀的圖像，JPEG同時也就順理成章地成為網(wǎng)絡上最受歡迎的圖像格式。JPEG2000格式JPEG2000同樣是由JPEG組織負責制定的，它有一個正式名稱叫做"ISO15444"，與JPEG相比，它具備更高壓縮率以及更多新功能的新一代靜態(tài)影像壓縮技術。JPEG2000作為JPEG的升級版，其壓縮率比JPEG高約30%左右。與JPEG不同的是，JPEG2000同時支持有損和無損壓縮，而JPEG只能支持有損壓縮。無損壓縮對保存一些重要圖片是十分有用的。JPEG2000的一個極其重要的特征在于它能實現(xiàn)漸進傳輸，這一點與GIF的"漸顯"有異曲同工之妙，即先傳輸圖像的輪廓，然后逐步傳輸數(shù)據(jù)，不斷提高圖像質量，讓圖象由朦朧到清晰顯示，而不必是像現(xiàn)在的JPEG一樣，由上到下慢慢顯示。此外，JPEG2000還支持所謂的"感興趣區(qū)域"特性，你可以任意指定影像上你感興趣區(qū)域的壓縮質量，還可以選擇指定的部份先解壓縮。JPEG2000和JPEG相比優(yōu)勢明顯，且向下兼容，因此取代傳統(tǒng)的JPEG格式指日可待。JPEG2000可應用于傳統(tǒng)的JPEG市場，如掃描儀、數(shù)碼相機等，亦可應用于新興領域，如網(wǎng)路傳輸、無線通訊等等。TIFF格式TIFF（TagImageFileFormat）是Mac中廣泛使用的圖像格式，它由Aldus和微軟聯(lián)合開發(fā)，最初是出于跨平臺存儲掃描圖像的需要而設計的。它的特點是圖像格式復雜、存貯信息多。正因為它存儲的圖像細微層次的信息非常多，圖像的質量也得以提高，故而非常有利于原稿的復制。該格式有壓縮和非壓縮二種形式，其中壓縮可采用LZW無損壓縮方案存儲。不過，由于TIFF格式結構較為復雜，兼容性較差，因此有時你的軟件可能不能正確識別TIFF文件（現(xiàn)在絕大部分軟件都已解決了這個問題）。目前在Mac和PC機上移植TIFF文件也十分便捷，因而TIFF現(xiàn)在也是微機上使用最廣泛的圖像文件格式之一。PSD格式這是著名的Adobe公司的圖像處理軟件Photoshop的專用格式PhotoshopDocument（PSD）。PSD其實是Photoshop進行平面設計的一張"草稿圖"，它里面包含有各種圖層、通道、遮罩等多種設計的樣稿，以便于下次打開文件時可以修改上一次的設計。在Photoshop所支持的各種圖像格式中，PSD的存取速度比其它格式快很多，功能也很強大。由于Photoshop越來越被廣泛地應用，所以我們有理由相信，這種格式也會逐步流行起來。PNG格式PNG（PortableNetworkGraphics）是一種新興的網(wǎng)絡圖像格式。在1994年底，由于Unysis公司宣布GIF擁有專利的壓縮方法，要求開發(fā)GIF軟件的作者須繳交一定費用，由此促使免費的PNG圖像格式的誕生。PNG一開始便結合GIF及JPG兩家之長，打算一舉取代這兩種格式。1996年10月1日由PNG向國際網(wǎng)絡聯(lián)盟提出并得到推薦認可標準，并且大部分繪圖軟件和瀏覽器開始支持PNG圖像瀏覽，從此PNG圖像格式生機煥發(fā)。PNG是目前保證最不失真的格式，它汲取了GIF和JPG二者的優(yōu)點，存貯形式豐富，兼有GIF和JPG的色彩模式；它的另一個特點能把圖像文件壓縮到極限以利于網(wǎng)絡傳輸，但又能保留所有與圖像品質有關的信息，因為PNG是采用無損壓縮方式來減少文件的大小，這一點與犧牲圖像品質以換取高壓縮率的JPG有所不同；它的第三個特點是顯示速度很快，只需下載1/64的圖像信息就可以顯示出低分辨率的預覽圖像；第四，PNG同樣支持透明圖像的制作，透明圖像在制作網(wǎng)頁圖像的時候很有用，我們可以把圖象背景設為透明，用網(wǎng)頁本身的顏色信息來代替設為透明的色彩，這樣可讓圖像和網(wǎng)頁背景很和諧地融合在一起。PNG的缺點是不支持動畫應用效果，如果在這方面能有所加強，簡直就可以完全替代GIF和JPEG了。Macromedia公司的Fireworks軟件的默認格式就是PNG?，F(xiàn)在，越來越多的軟件開始支持這一格式，而且在網(wǎng)絡上也越來越流行。SWF格式利用Flash我們可以制作出一種后綴名為SWF（ShockwaveFormat）的動畫，這種格式的動畫圖像能夠用比較小的體積來表現(xiàn)豐富的多媒體形式。在圖像的傳輸方面，不必等到文件全部下載才能觀看，而是可以邊下載邊看，因此特別適合網(wǎng)絡傳輸，特別是在傳輸速率不佳的情況下，也能取得較好的效果。事實也證明了這一點，SWF如今已被大量應用于WEB網(wǎng)頁進行多媒體演示與交互性設計。此外，SWF動畫是基于矢量技術制作的，因此不管將畫面放大多少倍，畫面不會因此而有任何損害。綜上，SWF格式作品以其高清晰度的畫質和小巧的體積，受到了越來越多網(wǎng)頁設計者的青睞，也越來越成為網(wǎng)頁動畫和網(wǎng)頁圖片設計制作的主流，目前已成為網(wǎng)上動畫的事實標準。SVG格式SVG可以算是目前最最火熱的圖像文件格式了，它的英文全稱為ScalableVectorGraphics，意思為可縮放的矢量圖形。它是基于XML（ExtensibleMarkupLanguage），由WorldWideWebConsortium（W3C）聯(lián)盟進行開發(fā)的。嚴格來說應該是一種開放標準的矢量圖形語言，可讓你設計激動人心的、高分辨率的Web圖形頁面。用戶可以直接用代碼來描繪圖像，可以用任何文字處理工具打開SVG圖像，通過改變部分代碼來使圖像具有互交功能，并可以隨時插入到HTML中通過瀏覽器來觀看。它提供了目前網(wǎng)絡流行格式GIF和JPEG無法具備的優(yōu)勢：可以任意放大圖形顯示，但絕不會以犧牲圖像質量為代價；字在SVG圖像中保留可編輯和可搜尋的狀態(tài)；平均來講，SVG文件比JPEG和GIF格式的文件要小很多，因而下載也很快?？梢韵嘈?，SVG的開發(fā)將會為Web提供新的圖像標準。其它非主流圖像格式：PCX格式PCX格式是ZSOFT公司在開發(fā)圖像處理軟件Paintbrush時開發(fā)的一種格式，這是一種經(jīng)過壓縮的格式，占用磁盤空間較少。由于該格式出現(xiàn)的時間較長，并且具有壓縮及全彩色的能力，所以現(xiàn)在仍比較流行。DXF格式DXF（AutodeskDrawingExchangeFormat）是AutoCAD中的矢量文件格式，它以ASCII碼方式存儲文件，在表現(xiàn)圖形的大小方面十分精確。許多軟件都支持DXF格式的輸入與輸出。WMF格式WMF（WindowsMetafileFormat）是Windows中常見的一種圖元文件格式，屬于矢量文件格式。它具有文件短小、圖案造型化的特點，整個圖形常由各個獨立的組成部分拼接而成，其圖形往往較粗糙。EMF格式EMF（EnhancedMetafile）是微軟公司為了彌補使用WMF的不足而開發(fā)的一種Windows32位擴展圖元文件格式，也屬于矢量文件格式，其目的是欲使圖元文件更加容易接受LIC（FLI/FLC）格式Flic格式由Autodesk公司研制而成，F(xiàn)LIC是FLC和FLI的統(tǒng)稱：FLI是最初的基于320×200分辨率的動畫文件格式，而FLC則采用了更高效的數(shù)據(jù)壓縮技術，所以具有比FLI更高的壓縮比，其分辨率也有了不少提高。EPS格式EPS（EncapsulatedPostScript）是PC機用戶較少見的一種格式，而蘋果M