計算機圖形系統(tǒng)功能與應用(全文)

1、計算機圖形系統(tǒng)功能與應用提要計算機圖形系統(tǒng)技術自產(chǎn)生起，就廣泛滲透到動畫制作、影視廣告、造船、汽車制造、電子、機械、土建工程、園藝建筑、地理信息、輕紡化工等各個領域和行業(yè)。本文簡單介紹計算機圖形系統(tǒng)的進展概況，就其功能與應用進行詳細的闡述和探討。由于計算機圖形系統(tǒng)的廣闊應用領域和前景，使得我們不得不花更多精力和時間來研究這門技術。本文簡單介紹了計算機圖形系統(tǒng)的概念和進展概況，重點論述了計算機圖形系統(tǒng)的功能與應用問題。希望與相關學科的學者、專家共同探討。一、計算機圖形系統(tǒng)概述1、概念。計算機圖形系統(tǒng)是基于計算機技術的應用系統(tǒng)，由軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)和人員組成。其中，軟件是計算機圖形系統(tǒng)的核心，硬件

2、系統(tǒng)為軟件正常運行提供了基礎保障和運行平臺；計算機圖形系統(tǒng)是一個輔助工具，系統(tǒng)的運行離不開系統(tǒng)使用人員及其智力活動。2、歷史進展。上世紀五十年代，第一臺具有指揮和操縱功能的CRT（陰極射線管）顯示器誕生，利用該顯示器，使用者可以用光筆進行簡單的圖形交互操作，這標志著交互式計算機圖形處理技術的誕生。六十年代是交互式計算機圖形學進展的重要時期。1962年MIT林肯實驗室的IvnE.Sutherlnd在其博士論文中，首次提出了“計算機圖形學”這個術語，他開發(fā)的Sketchpd圖形軟件包可以實現(xiàn)在計算機屏幕上進行圖形顯示與修改的交互操作。在此基礎上，美國的一些大公司和實驗室開展了對計算機圖形學的大規(guī)模

3、研究。七十年代，交互式計算機圖形處理技術日趨成熟，計算機繪圖技術也得到了廣泛的應用，基于電視技術的光柵掃描顯示器的出現(xiàn)，這些都極大地推動了計算機圖形學的進展。再之后，有關的圖形標準被相繼推出，如計算機圖形接口、圖形核心系統(tǒng)、程序員層次交互式圖形系統(tǒng)，以及初始圖形交換規(guī)范、產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)轉換標準等。二、計算機圖形系統(tǒng)的功能隨著計算機硬件功能的不斷提高、系統(tǒng)軟件的不斷完善，計算機繪圖已廣泛應用于各個相關領域，并發(fā)揮愈來愈大的作用。計算機圖形系統(tǒng)功能強大，主要有計算功能、存儲功能、輸入功能、輸出功能和交互功能等。1、計算功能。計算機圖形系統(tǒng)的計算功能包括形的描述、分析和設計；圖形的平移、旋轉、投影、透

4、視等幾何變換；曲線、曲面的生成；圖形之間相互關系的檢測等。2、存儲功能。在計算機圖形系統(tǒng)中圖形數(shù)據(jù)庫可以存放各種圖形的幾何數(shù)據(jù)及圖形之間的相互關系，并可以快捷便利地實現(xiàn)對圖形的編輯、刪除、增加、修改等操作。3、輸出功能和輸入功能。在計算機圖形系統(tǒng)中圖形數(shù)據(jù)經(jīng)過計算后可在顯示器上顯示當前的狀態(tài)，經(jīng)過圖形編輯后的結果，同時還能通過繪圖儀、打印機、一體機等設備實現(xiàn)輸出，以便長期保存。4、交互功能。設計人員可通過顯示器或其他人機交互設備直接進行人機通信，對計算結果和圖形利用定位，拾取等手段進行修改，同時對設計者或操作員輸入的錯誤給以必要的提示和幫助。5、算法生成。計算機圖形系統(tǒng)所涉及的算法是非常豐富的

5、，圍繞著生成、表示物體的圖形、圖像的準確性、真實性和實時性，其算法大致可分為以下幾類：基于圖形設備的基本圖形元素的生成算法；基本圖形元素的幾何變換、投影變換、窗口裁剪等算法；山、水、花、草、煙云等模糊景物的生成算法；三維或高維數(shù)據(jù)場的可視化算法；虛擬現(xiàn)實環(huán)境的生成及其操縱算法。三、計算機圖形系統(tǒng)的應用隨著計算機技術的快速進展以及計算機圖形系統(tǒng)的不斷更新和圖形軟件功能的不斷擴充，使得計算機圖形系統(tǒng)中計算機硬件功能的不斷增強和系統(tǒng)軟件不斷完善，計算機圖形系統(tǒng)在近年得到了愈來愈廣泛的應用。目前，主要的應用領域有：用戶接口；計算機輔助設計與制造；科學、技術及事務治理中的交互繪圖；繪制勘探，測量圖形；過

6、程操縱及系統(tǒng)環(huán)境模擬；電子印刷及辦公室自動化；藝術模擬；科學計算的可視化；工業(yè)模擬，一個十分大的應用領域，包含對各種機構的運動模擬和靜，動態(tài)裝配模擬，在產(chǎn)品和工程的設計、數(shù)控加工等領域迫切需要；計算機輔助教學，計算機圖形系統(tǒng)已廣泛應用于計算機輔助教學系統(tǒng)中，通過它可以使教學過程更加形象、直觀、生動，可以極大地提高學生的學習興趣和教學效果。計算機圖形系統(tǒng)的應用領域還有許多其他的領域，追溯計算機圖形系統(tǒng)的起源，計算機圖形系統(tǒng)技術自開始出現(xiàn)起就與動畫制作、影視廣告、造船、汽車制造、電子、機械、土建工程、園藝建筑、地理信息、輕紡化工等各個領域和行業(yè)緊密結合。同時，計算機圖形系統(tǒng)學隨著計算機技術及其外圍設備的進展而迅速進展起來，廣泛的應用又推動了這門學科的不斷進展，而不斷解決應用中提出的各類新課題，又進一步充實和豐富了這門學科的內(nèi)容。交互式計算機圖形系統(tǒng)的應用極大地提高了人們理解數(shù)據(jù)、分析趨勢、觀察顯示或想像形體的能力。隨著計算機技術和XX絡技術