计算机图形学的发展与应用

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要有 ： 首先 ， 我 国在 图形 学理论 研究 方面 的整体 水平
和建筑 界 最 重 要 的应 用 领 域 Ｊ 。计 算 机绘 图 代 替 其 手工 绘 图 ， 并 将计 算机 图形处 理技 术运用 于 大楼 、 汽车 、 轮 船及 机械 和部件 的设计 与制 造 ， 已成为 目前 计 算机 辅助设 计 与制造 的发展趋 势 。 ４ ． ２ 计 算机 动画 ２ Ｏ世纪 ６ ０年代 ， 计算 机 图形学 的快 速发 展 ， 从 而画 面的 生 成 才 真 正 来 源 于 计 算 机 Ｊ 。计 算 机 动 画不是 静态 而是 一种 动 态 的 而且 连 续 的 动态 画 面 ， 计 算机 动 画主要应 用 于游戏 、 影视 及广告 中 ， 动画 的 场景深 入人 心 ， 计 算 机动 画 的 形成 依 赖 于 计算 机 的 技术 。如我 们 比较 熟 悉 的影 视 《 阿 凡 达》 就 利 用 计 算 机技 术生 给人们 展 现 了非 常精 彩 的画 面 ； 儿 童喜
形 学 的基本 知识 ， 为 以后 图形 学 的学 习打 下坚 实 的
基础。
２ 计算机 图形学的发展 史
１ ９ ６ ２ 年， Ｍ Ｉ Ｔ林 肯实验室 的 Ｉ ． Ｅ ． Ｓ ｕ ｔ ｈ ｅ ｒ ｌ ａ ｎ ｄ发 表了一篇题 为“ Ｓ ｋ ｅ ｔ ｃ ｈ ｐ ａ ｄ ： 一个人机交互通信 的 图 形 系统 ” 的博 士 论 文 ， 确 定 了交 互 图 形 学 作 为 一 个 科学分支 。２ ０世纪 ７ ０年代光栅 图形 学发展 迅
速， 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
随着计算机等技术 的不断发展而得 到完善 ， 并在各
个 领域 中得 到 了较好 的应 用 。
计算机图形学研 究的内容极为繁多 ， 如 图形硬
件、 图形 交换 技术 、 曲 线 曲 面建 模 、 真 实感 图形 显 示 算法、 科 学计 算 可视 化 、 虚 拟现 实 、 三维 几何 造 型等 。 事 实上 ， 图 形 学 可 以概 括 为 几 何 模 型 与 绘 制 模 型 。 很 多文献 也提 出了计 算 机 图形 学 具 体 应 用 ， 如 在 虚 拟 的环境 中尤 其是 那些 非 常具 有规 则性 的一 些建 筑
计 算机 图形 学在 我 国的应 用 起 步 于 ２ Ｏ世 纪 ７ ０
年代 。７ ０年代以来 ， 我国计算机图形学科的学者们
吸 收 了一 批 国外 图形学 成果 。主要有 计算 机 图形学 的基 本理 论 与算法 、 几 何造 就 的基 本理 论 与算法 、 真
么样构建值得研究 ， ２ ０ ０ ３年 ， 王莉莉提 出了对植 物 进 行几 何建 模 的方 法 ¨ ； 在 对 中 国水 墨 画 进行 仿 真
计 算 机 图形 学 的发 展 与 应 用
王 蓓 ， 张根 耀 ， 李 智
（ 延 安大学 数 学与计算机科学学院 ， 陕西 延安 ７ １ ６ ０ ０ ０ ）
摘
要： 叙 述计 算机 图形 学 ４ ０多年 的发展 过程 ； 简述 了计算机 图形 学的发展 现状 ； 侧 重介 绍 了计算
机 图形 学在 实际生 活 中具体 应 用的例 子 。 关键 词 ： 计 算机 图形 学 ； 发展史； 发展 现 状 ； 应用
第３ ２卷
第 ３期
２ ０ １ ３年 ９月
延安大学 学报 （ 自然科学版 ） Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｙ ａ ｎ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
ＤＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ Ｊ ． Ｉ Ｓ Ｓ Ｎ． １ ０ ０ ４ —６ ０ ２ Ｘ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０ １ ７
实感 图形生成 的理论与算法 ， 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 。
经过 ４ ０多 年 的发展 ， 现在 计算 机 图形学 在我 国 已经在 航 空 、 建筑、 医疗、 教 育 和 广 告影 视 制 作 中得 到较广 泛 的应用 ， 并 取得 了 明显 的经 济 和社会 效益 。
的结合 Ｊ 。通过本文 的介绍 目的是让人们 了解 图
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—０ ７— １ １ 但其应用水平与源自际发达 国家还相差甚远 ， 其 中主
基金项 目： 陕西 省科 技厅 项 目（ ２ ０ ０ ９ Ｊ Ｍ８ ０ ０ ４— ７ ） ， 陕西省教育厅项 目（ ２ ０ １ ０ Ｊ Ｋ ９ ４） ０ 。 作者简介 ： 王 蓓（ １ ９ ８ ８ 一） ， 女， 陕西西安人 ， 延安大学在读硕士研究 生。
模 拟这 方 面研究 过 程 中 ， 这 一 过 程 的 探 索对 图形 学 领 域 的发展 起 到 了积 极 的 作 用 ， ２ ０ ０ ３年 ， 乔 亚 峰 等 提 出首 先对 其 中 国水 墨 画 的特 征 进 行 分 析 ， 在 此 基 础上 提 出 了计算机 仿 真 的技 术 ， 对 中 国水 墨 画进 行 计算 机仿 真 实现 的研究 这是 艺 术和 科学 技术 的完美
中图分 类号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ４ １ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ４— ６ ０ ２ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ３— ０ ０ １ ７— ０ ３
１ 计算机 图形学概述
计算 机 图形学 （ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｉ ｃ ｓ ） 是 研 究 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 ， 作 为计 算 机 学 科 之 一 的计 算 机 图形 学
入２ Ｏ世纪 ８ ０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 鼓 舞
的成就 。
物的模型， 如果只是一些单调 的建筑物呈现在人们 的视 觉 ， 这 样就 不会 感觉 出一 种 真实感 ， 所 以对 虚 拟
环 境 中增 添一些 植 物 变 的很 重要 ， 以至 于 对植 物 怎