摘要：計(jì)算機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代社會運(yùn)用廣泛，有助于提升大部分工作質(zhì)量和效率，包括圖像生成、處理在內(nèi)，這為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)的運(yùn)用提供了空間。以相關(guān)技術(shù)特點(diǎn)為切入點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上分析其應(yīng)用場景，并以建模工作為例研究其應(yīng)用主要流程、技術(shù)要點(diǎn)。最后，從智能化、共享化角度出發(fā)，就計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行簡述，服務(wù)技術(shù)的進(jìn)一步運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)圖形圖像處理技術(shù)信息采集參數(shù)控制

中圖分類號：TP391

AnalysisofComputerGraphicsandGraphicImageProcessingTechnology

DAIJiayi

GuizhouElectronicCommerceVocationalCollege，Guiyang，GuizhouProvince，551400China

Abstract：Computertechnologyiswidelyusedinmodernsociety，whichhelpstoimprovethequalityandefficiencyofmostwork，includingimagegenerationandprocessing，whichprovidesspacefortheapplicationofComputerGraphicsandGraphicImageProcessingtechnology.Startingfromthecharacteristicsofrelevanttechnologies，thispaperanalyzestheirapplicationscenariosandtakesmodelingworkasanexampletostudytheirmainapplicationprocessesandtechnicalpoints.Finally，fromtheperspectiveofintelligenceandsharing，itbrieflydescribesthedevelopmenttrendsofComputerGraphicsandGraphicImageProcessingtechnology，aswellasthefurtherapplicationofservicetechnology.

KeyWords：ComputerGraphics;GraphicImageProcessingtechnology;Informationcollection;Parametercontrol

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)是兩項(xiàng)各自獨(dú)立但帶有密切關(guān)聯(lián)的工作技術(shù)，現(xiàn)代社會信息處理工作要求高，且牽涉到大量的圖形工作，包括圖形的生成、增加、虛擬、集中建模等，這些工作均需要來自計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的支持。一些復(fù)雜性較高、技術(shù)要求較嚴(yán)格的圖形圖像處理工作也需要來自有關(guān)技術(shù)的支持，包括BIM建模、地下空間三維圖像分析、國土資源規(guī)劃等，隨著各地建設(shè)工作不斷開展，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)得到的關(guān)注也越來越高[1]。在此背景下，探討其技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用方式、未來發(fā)展等，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)特點(diǎn)

1.1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)（ComputerGraphics，簡稱CG），主要關(guān)注使用數(shù)學(xué)方法，完成二維、三維化的信息處理，對數(shù)字化的資源進(jìn)行整合，使其成為可以為計(jì)算機(jī)軟件直接讀取、呈現(xiàn)的柵格形式，其主要研究內(nèi)容為在計(jì)算機(jī)中表示圖形，技術(shù)特點(diǎn)在于利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖形的計(jì)算、處理和顯示，使其能夠簡明呈現(xiàn)，用以服務(wù)后續(xù)各項(xiàng)工作，包括建模、縮放、局部處理等。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的處理對象為各類數(shù)字化的原始資料[2]。

1.2計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)特點(diǎn)

圖像處理（imageprocessing）是指用計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行分析、加工，以達(dá)到所需結(jié)果的一項(xiàng)技術(shù)，也稱為影像處理。實(shí)際工作中，以工業(yè)相機(jī)、攝像機(jī)、掃描儀等設(shè)備拍攝、錄制的各類資源，可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化處理，形成一個(gè)以二維數(shù)據(jù)為主的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫內(nèi)，數(shù)組的元素稱為像素，其值稱為灰度值。完成初步建庫后，可以根據(jù)使用需要進(jìn)行二維信息的加工，一般包括3個(gè)加工步驟，即圖像壓縮、增強(qiáng)和復(fù)原、匹配和描述識別[3]。其技術(shù)特點(diǎn)在于能夠以多樣化的手段完成圖形圖像處理，使其達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)的應(yīng)用

2.1基本應(yīng)用場景

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)雖然相互獨(dú)立，但在實(shí)際運(yùn)用過程中并不是完全割裂的，以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)形成的原始圖像，也可以借助圖形圖像處理技術(shù)予以加強(qiáng)，二維化的數(shù)據(jù)信息，需要借助計(jì)算機(jī)圖形學(xué)加以優(yōu)化，形成圖像。從應(yīng)用場景上看，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)可聯(lián)用的領(lǐng)域包括測繪學(xué)、大氣科學(xué)、天文學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、計(jì)算機(jī)動畫、國土信息和自然資源顯示與繪制等[4]。以計(jì)算機(jī)動畫為例，其制作過程如圖1所示。

在上述6個(gè)環(huán)節(jié)中，前期準(zhǔn)備、動畫制作、后期處理、錄制與輸出4個(gè)環(huán)節(jié)需要計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)提供支持。前期準(zhǔn)備階段，需要以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)生成、處理各類原畫，包括簡單的人物形象、背景圖畫處理、次要角色的虛化等。動畫制作階段，需要進(jìn)一步根據(jù)內(nèi)容呈現(xiàn)需要進(jìn)行圖像加工，此階段主要應(yīng)用圖形圖像處理技術(shù)，在前期準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上做更多必要優(yōu)化。后期處理則關(guān)注對已經(jīng)初步完成的圖像資料進(jìn)行整合，使其能夠連貫播放，并進(jìn)一步檢查是否存在設(shè)計(jì)、制作方面的缺陷，對圖形圖像處理技術(shù)仍有一定的使用需求。錄制與輸出階段，主要將動畫序列進(jìn)行錄制和渲染，生成最終的動畫作品，并導(dǎo)出為視頻文件或GIF動畫等格式，該階段使用的主要是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)[5]。

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)在其他場景的應(yīng)用也帶有類似特點(diǎn)，主要關(guān)注以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)形成原始信息，再借助圖形圖像處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。二者單獨(dú)應(yīng)用的情況也普遍存在，需要根據(jù)工作特點(diǎn)加以選用。

2.2主要應(yīng)用流程——以地理信息建模工作為例

2.2.1信息采集

地理信息建模工作，一般可服務(wù)工程建設(shè)、國土資源規(guī)劃等活動。該工作的第一個(gè)環(huán)節(jié)為信息采集，包括可視化信息的直接拍攝、錄制，也包括基于現(xiàn)有資料的加工整合和虛擬匯總等，前者以圖形圖像處理技術(shù)為中心，后者以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)提供支持。以國土資源規(guī)劃為例，因工作范圍較大，在組織圖形圖像處理技術(shù)運(yùn)用時(shí)，需要借助航攝、拍攝等工作進(jìn)行原始資料的采集，原則上需要借助無人機(jī)、通信衛(wèi)星、地面工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，其中地面工作站還需要兼顧數(shù)據(jù)處理工作。

2.2.2圖形生成

完成原始信息采集后，需要借助計(jì)算機(jī)圖形學(xué)進(jìn)行處理，值得注意的是，無論采集所獲的影像信息或在此基礎(chǔ)上形成的數(shù)字化資源，均可以利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)進(jìn)行處理，以提升其可加工、可使用性。要根據(jù)國土資源規(guī)劃的具體要求，通過6個(gè)步驟完成圖形的初步生成。

一是確定計(jì)算方法以及處理標(biāo)準(zhǔn)，大部分二維化的信息需要通過整合、加工形成各類曲線、點(diǎn)等，再構(gòu)成圖像?？梢越柚鷺?gòu)圖軟件直接進(jìn)行信息處理，如實(shí)體造型技術(shù)，以及紋理、云彩、波浪等自然景物的造型和模擬等，考慮到國土資源規(guī)劃需要使用三維圖像，此階段應(yīng)借助真實(shí)感圖形的理論和算法、光柵圖形生成算法進(jìn)行原始信息處理。

二是輸入數(shù)據(jù)信息。以原始信息之外其他具有價(jià)值參數(shù)、處理要求等為基準(zhǔn)，將各類信息輸入加工軟件中，如圖像的長度、局部景物高度等。

三是組織存儲，對初步完成的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮存儲，以備使用。

四是引入其他技術(shù)，進(jìn)一步完成圖像的呈現(xiàn)，包括景物仿真處理、透明化加工、對比度加強(qiáng)等，以國土資源規(guī)劃為目標(biāo)，河流、山體、巖石等均需要做不同程度的對比加強(qiáng)，改善其圖像利用能力。

五是信息輸出，將完成處理后的各類信息集中進(jìn)行輸出，形成可視化的信息資源或打印為圖像。

六是利用多媒體技術(shù)、其他軟件和硬件進(jìn)行格式轉(zhuǎn)化，改善呈現(xiàn)效果，如BIM建模，此步驟并非必需，可根據(jù)工作需要酌情選用。

2.2.3圖形圖像處理

大部分用于國土資源規(guī)劃的圖像需要反復(fù)加工、校正，以保證其應(yīng)用質(zhì)量。利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)完成信息呈現(xiàn)后，可利用圖形圖像處理技術(shù)做相關(guān)信息的進(jìn)一步加工，包括像素處理、圖像增強(qiáng)、形態(tài)化加工等。

像素處理方面，按照一般要求，以航拍等形式獲取的圖像，其像素可達(dá)到數(shù)百萬以上，即便小型的圖像，其像素規(guī)模也可達(dá)到500×500或1000×1000個(gè)左右，在組織加工時(shí)，一般選用無損壓縮的方式，取空間或時(shí)間上相鄰像素值的差，再進(jìn)行編碼，也可以采用離散的余弦變換、傅里葉變換進(jìn)行必要有損壓縮，形成標(biāo)準(zhǔn)化的JPEG數(shù)據(jù)（靜態(tài)圖像）、MPEG數(shù)據(jù)（動態(tài)圖像）。

完成像素處理后再做增強(qiáng)和復(fù)原加工。圖像增加主要強(qiáng)調(diào)提升其利用價(jià)值，就國土資源規(guī)劃有關(guān)的建模而言，更關(guān)注提升其特殊性，改善對比效應(yīng)。在組織增強(qiáng)時(shí)，可做灰度等級直方圖處理，要求圖像的某一區(qū)域、某一特殊標(biāo)記物的對比效應(yīng)更加突出，也可以采用邊緣銳化處理法，應(yīng)用高通濾波、差分運(yùn)算技術(shù)使某一物品的輪廓感更趨突出，如某一河流河岸、某一山坡等。增強(qiáng)完成后，需繼續(xù)使用復(fù)原技術(shù)，使技術(shù)原因、操作原因?qū)е碌奶幚碓肼暤玫娇刂?，并避免圖像失真等情況。此外也需要進(jìn)行必要的圖像分割，通過邊緣檢測技術(shù)進(jìn)一步改善圖像的加工效應(yīng)。

形態(tài)化加工是圖形圖像處理技術(shù)的最后環(huán)節(jié)，包括腐蝕、膨脹、開啟和閉合4個(gè)步驟，根據(jù)圖像復(fù)原、分割結(jié)果，以及國土資源規(guī)劃的具體要求，完成信息整理和建模，形成可以用于規(guī)劃分析的三維資源。

2.3應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)

2.3.1信息完善性

在地理信息建模工作以及其他類似工作中，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)的應(yīng)用需要關(guān)注信息完善性，包括各類基于圖形圖像處理需求收集的原始信息，也包括不需要實(shí)時(shí)采集的原有數(shù)據(jù)，這些信息主要強(qiáng)調(diào)保證三個(gè)方面的完善性，一是真實(shí)性，二是精準(zhǔn)性，三是可復(fù)用。所有信息必須是真實(shí)可靠的，且能夠反復(fù)使用，以進(jìn)行計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)應(yīng)用效果校對，在傳輸以及初步處理過程中，也需要保證其精準(zhǔn)客觀，不存在損壞、丟失問題。

2.3.2處理針對性

就計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)而言，因其應(yīng)用場景比較豐富，實(shí)際工作中也應(yīng)重視技術(shù)應(yīng)用和處理的針對性。如地理信息建模工作，需有針對性地加強(qiáng)一些有價(jià)值的標(biāo)的物或強(qiáng)化邊緣效應(yīng)，使目標(biāo)物的輪廓更加清晰，以便組織圖像的后續(xù)建模、運(yùn)用。

3計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)發(fā)展趨勢

未來計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)發(fā)展，表現(xiàn)出兩個(gè)基本特點(diǎn)：一是智能化水平提升；二是重視共享和復(fù)用。智能化是未來計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)發(fā)展、應(yīng)用的基本趨勢，主要強(qiáng)調(diào)以智能化設(shè)施、工具和理念提升相關(guān)技術(shù)的作業(yè)效率、質(zhì)量，如目前廣受歡迎的PHOTOSHOP技術(shù)軟件、BIM軟件以及CAD技術(shù)等，均可通過智能技術(shù)優(yōu)化圖像處理能力。共享和復(fù)用則關(guān)注提升圖像信息在一定范圍、主體內(nèi)的分享和反復(fù)使用，如某個(gè)地區(qū)的國土資源規(guī)劃部門，可一體應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)，也可以在相同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下做相關(guān)技術(shù)成果的分享，改善工作效率。

4結(jié)語

綜上所述，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)帶有一定關(guān)聯(lián)，也帶有一定的獨(dú)立性，二者的應(yīng)用有助于提升信息處理質(zhì)量，服務(wù)各項(xiàng)數(shù)字化有關(guān)工作。當(dāng)前計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)應(yīng)用場景已經(jīng)較多，結(jié)合建模工作特點(diǎn)，需要首先組織信息采集，再利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)形成各類原始圖形，利用圖形圖像處理技術(shù)完成進(jìn)一步處理，直到模型搭建完成。相關(guān)技術(shù)應(yīng)用過程中，需要保證原始信息完善，保證處理針對性高、參數(shù)控制得當(dāng)。未來計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形圖像處理技術(shù)發(fā)展將更趨智能化，也關(guān)注資源利用，以發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，提升計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用實(shí)效性。

參考文獻(xiàn)

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