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
计算机图形属于一门计算机技术，计算机图形学是一种使用数学算法把二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。下面是学习啦小编为大家整理的关于计算机图形学的论文，希望能对大家有所帮助
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。
参考文献
[1]黄凤玲.浅谈计算机图形学的发展历程及应用前景[J].读与写：教育教学刊，2009，6(7)：183.
[2]范毅晟，谢保川，李雪青.计算机图形学的发展及应用探讨[J].电子技术与软件工程，2013(22)：103.
[3]常进.计算机图形学的发展及应用前景[J].集团经济研究，2007(1X)：274-275.
计算机图形学的论文篇二：《浅谈计算机图形学的相关技术与发展》
【摘要】随着信息技术的不断进步和完善，计算机在实际生活中的应用也越来越广泛，其中代表的就是计算机图形学的应用。计算机图形学是集图形原理、方法和技术于一体的一门学科，在实际的应用中解决了很多的问题。计算机图形学中包含了计算机应用技术、可视化技术、造型技术等等，近几年计算机图形学有了进一步的发展。文中会介绍计算机图形学的相关技术以及发展的相关内容。
【关键词】计算机图形学;相关技术;发展
一、计算机图形学的相关技术介绍
(一)数学基础技术
计算机图形学与数学基础知识有很紧密的联系，一定程度上是数学基础支撑着整个计算机图形学的发展。数学基础技术内容主要包括曲线曲面、几何造型、集合等等，其中最关键的曲线曲面理论中包含很多的知识，曲线曲面理论利用自身的优势很好地解决了实际存在的一些数学问题，受到广泛的认可和应用。但是有的理论知识还处在不断完善的阶段，还不能真正投入到实际的应用中。而分形几何学的引进促进了计算机图形学的创新和发展，原本的图形学只能表现一些简单的事物，由于分形几何学的引进，可以体现各种形态的事物，扩宽了图形学的发展领域。
(二)计算机科学技术
计算机图形学与计算机科学技术肯定有密切的关联，计算机图形学是在计算机技术发展的环境下产生。因此，图形学的发展一定要依靠先进的计算机技术才能实现。计算机的硬盘、显示器、分辨率甚至于计算机本身的性能都会直接影响图形学的发展。计算机图形学现在发展的重点放在图形的软件设计、图形数据结构以及数据库技术上，计算机科学技术是图形学发展的基础和前提。
(三)动画技术
计算机动画技术是计算机图形学应用得最为广泛的一种技术，现在很多的动画视频以及造型都是通过动画技术实现。计算机动画技术简单地说就是利用计算机本身的优势，将原本静止的画面生动化和真实化。它可以利用鼠标随意移动图形的位置，还可以改变画面的大小和色彩，根据设计要求来调整原本的画面，设计出不一样的视觉效果，现在很多的平面广告技术主要依靠动画技术实现，带给受众非同寻常的视觉体验，吸引大家的关注。
(四)可视化技术
可视化技术一般被称为数据的可视性，普遍用于气象数据的分析、海洋数据的分析以及地质勘探的数据分析等等，利用计算机将数据和图形结合在一起，让数据以更加直观的方式呈现出来。图形学的可视化技术只需要输入相关的数据就可以形成相应的图形以及数据分析，现在图形学的可视化技术开始应用到医学图像的处理中，但是由于受到技术条件的限制还不能有效分析医学数据。
(五)虚拟现实的技术
虚拟现实的技术是指将屏幕中的画面以一种真实地形式呈现出来，让观众感觉处在现实生活中一样，现在我们观看的3D电影大多利用的是这种技术。计算机根据人类肉眼观看习惯和规律来设置相应的画面，从不同的角度满足观众的视觉需要，让观众在不同场景的转换中恍如在不同时空中穿梭。这种技术最大的优势就是将原本静止的画面以最生动真实的形式表现出来，给静止的画面注入了生命。
二、计算机图形学的发展趋势
(一)计算机动画设计
早在20世纪60年代，计算机图形学就有了一定的发展，给我们的生活带来了很大的改变，但是由于受到计算机技术的限制，实际应用领域受到限制。计算机动画追求的是画面的生动性和连续性，将一些独立静止的画面用不同的帧串联在一起，形成一幅生动的动画作品。计算机图形利用动画技术被广泛地应用到游戏、影视以及广告作品中，设计的动画场面不仅很好地将动作与情节结合在一起，带给观众巨大的视觉冲击，还能利用动画设计将整部作品的意义升华。例如大家十分熟悉的《阿凡达》这部作品就是利用计算机动画技术带给观众不一样的感受，不仅是好莱坞大片，很多的动画片也使用了动画技术，让小朋友在动画片中感受乐趣。
(二)教学应用
近几年计算机图形学在教学中的应用也越来越广泛，生动的图形能够帮助学生更好地消化知识点。计算机图形学可以将教材上复杂的知识点以生动形象的图像直观地呈现出来，这样的教学方式不仅能够减轻老师和学生的压力，还能很好地激发学生学习的兴趣，加深对知识点的认识和理解。例如，利用计算机图形学的相关技术形成数学模型或者是物理模型，学生通过对模型的学习掌握相关的知识点。
(三)图形显示
计算机图形学依靠本身的可视化技术可以将数据和图形有效地结合在一起，图形显示是计算机图形学发展的一个主要方向。现在很多的气象图、地形图以及资源分布图中都使用了图形学，相关部门利用这些图形能够在最短的时间内掌握想要了解的信息，有助于决策的科学性和合理性。现在很多行业的发展都要借助这些精密的地图，特别是工程建设以及旅游资源开发等等，通过这些图形显示制定最佳的工作方案。
(四)网络生成技术
网络生成技术是今后发展的主要方向，可以分为结构化网格和非结构化网格两种形式。
1、结构化网格
结构化网格的方式又可以称为映射法，这种方法是利用映射的原理和映射函数等将网格映射到一个独立的空间中，再利用多种方式将网格与物体本身相脱离，最后形成一个全新的物体。
2、非结构化网格
生成非结构化网格的方式有很多种，相比较结构化网格而言更加方便，在实际的应用中也会更加实用。生成非结构化网格的方法主要有布点、分解、栅格，其中应用得最多的就是布点以及栅格，非结构化网格今后的发展方向是全自动网格划分以及三维网格。现在二维网格的发展已经相对成熟和稳定，三维网格也开始投入研究和运用，这些都为全自动网格的划分方式提供了有利的条件，全自动网格划分方式的形成，可以大大提高工作效率。
三、总结
科学技术的发展很大程度上推动了计算机图形学的发展，同时图形学的研究和应用也带动了相关学科的进步和完善，随着图形学在社会经济发展中的作用越来越明显，它已经成为当代社会进步和发展不可缺少的一部分。但是在实际应用中还是要正确对待图形学，根据自身的具体情况有针对性地运用图形学的相关技术，实现社会的健康发展。
参考文献
[1]马丽莉，罗坤，刘以成.计算机图形学相关专利技术综述[J].电视技术，2013(2).
[2]杨敏.计算机图形学与图形图像处理技术浅析[J].电子制作，2013(8).
[3]柳海兰.浅谈计算机图形学的发展及应用[J].电脑知识与技术，2010(33).
计算机图形学的论文篇三：《试谈计算机图形学发展趋势》
摘要：本文对计算机图形在实践中的应用进行了论述。
关键词：图形学;发展;应用
一、计算机图形学的发展
计算机图形学是利用计算机研究图形的表示、生成、处理，显示的科学。经过30多年的发展，计算机图形学已成为计算机科学中最为活跃的分支之一，并得到广泛的应用。1950年，第一台图形显示器作为美国麻省理工学院(MIT)旋风一号——(Whirlwind)计算机的附件诞生.该显示器用一个类似示波器的阴极射线管(CRT)来显示一些简单的图形。在整个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。计算机图形学处于准备和酝酿时期，并称之为：“被动式”图形学。
二、计算机图形学在曲面造型技术中的应用
曲面造型技术是计算机图形学和计算机辅助几何设计的一项重要内容，主要研究在计算机图象系统的环境下对曲面的表示、设计、显示和分析。它肇源于飞机、船舶的外形放样工艺，经三十多年发展，现在它已经形成了以Bezier和B样条方法为代表的参数化特征设计和隐式代数曲面表示这两类方法为主体，以插值(Intmpolation)、拟合(Fitting)、逼近(Ap-proximation)这三种手段为骨架的几何理论体系。随着计算机图形显示对于真实性、实时性和交互性要求的日益增强，随着几何设计对象向着多样性、特殊性和拓扑结构复杂性靠拢的趋势的日益明显，随着图形工业和制造工业迈向一体化、集成化和网络化步伐的日益加快，随着激光测距扫描等三维数据采样技术和硬件设备的日益完善，曲面造型在近几年来得到了长足的发展。
2.1从研究领域来看，曲面造型技术已从传统的研究曲面表示、曲面求交和曲面拼接，扩充到曲面变形、曲面重建、曲面简化、曲面转换和曲面位差。
曲面变形(DeformationorShapeBlending)：传统的非均匀有理B样条(NURBS)曲面模型，仅允许调整控制顶点或权因子来局部改变曲面形状，至多利用层次细化模型在曲面特定点进行直接操作;一些简单的基于参数曲线的曲面设计方法，如扫掠法(Sweeping)，蒙皮法(skinning)，旋转法和拉伸法，也仅允许调整生成曲线来改变曲面形状。计算机动画业和实体造型业迫切需要发展与曲面表示方式无关的变形方法或形状调配方法，于是产生了自由变形(fFD)法，基于弹性变形或热弹性力学等物理模型(原理)的变形法，基于求解约束的变形法，基于几何约束的变形法等曲面变形技术和基于多面体对应关系或基于图象形态学中Minkowski和操作的曲面形状调配技术。
2.2从表示方法来看，以网格细分(Sub-division)为特征的离散造型与传统的连续造型相比，大有后来居上的创新之势。而且，这种曲面造型方法在生动逼真的特征动画和雕塑曲面的设计加工中如鱼得水，得到了高度的运用。
三、在计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)的应用
这是一个最广泛，最活跃的应用领域。计算机辅助设计(ComputerAidedDesign，CAD)是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力，辅助知识劳动者进行工程和产品的设计与分析，以达到理想的目的或取得创新成果的一种技术。它是综合了计算机科学与工程设计方法的最新发展而形成的一门新兴学科。计算机辅助设计技术的发展是与计算机软件、硬件技术的发展和完善，与工程设计方法的革新紧密相关的。采用计算机辅助设计已是现代工程设计的迫切需要。CAD技术目前已广泛应用于国民经济的各个方面，其主要的应用领域有以下几个方面。
3.1制造业中的应用。
CAD技术已在制造业中广泛应用，其中以机床、汽车、飞机、船舶、航天器等制造业应用最为广泛、深入。众所周知，一个产品的设计过程要经过概念设计、详细设计、结构分析和优化、仿真模拟等几个主要阶段。同时，现代设计技术将并行工程的概念引入到整个设计过程中，在设计阶段就对产品整个生命周期进行综合考虑。当前先进的CAD应用系统已经将设计、绘图、分析、仿真、加工等一系列功能集成于一个系统内。现在较常用的软件有UGII、I-DEAS、CATIA、PRO/E、Euclid等CAD应用系统，这些系统主要运行在图形工作站平台上。在PC平台上运行的CAD应用软件主要有Cimatron、Solidwork、MDT、SolidEdge等。由于各种因素，目前在二维CAD系统中Autodesk公司的AutoCAD占据了相当的市场。
3.2工程设计中的应用。
CAD技术在工程领域巾的应用有以下几个方面：①建筑设计，包括方案设计、三维造型、建筑渲染图设计等。②结构设计，包括有限元分析、结构平面设计、框/排架结构计算和分析等。③设备设计，包括水、电、暖各种设备及管道设计。④城市规划、城市交通设计，如城市道路、高架、轻轨等。⑤市政管线设计，如自来水、污水排放、煤气等。⑥交通工程设计，如公路、桥梁、铁路等。⑦水利工程设计，如大坝、水渠等。⑧其他工程设计和管理，如房地产开发及物业管理、工程概预算等。
3.3电气和电子电路方面的应用。
CAD技术最早曾用于电路原理图和布线图的设计工作。目前，CAD技术已扩展到印刷电路板的设计(布线及元器件布局)，并在集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路的设计制造中大显身手，并由此大大推动了微电子技术和计算及技术的发展。
3.4仿真模拟和动画制作。
应用CAD技术可以真实地模拟机械零件的加工处理过程、飞机起降、船舶进出港口、物体受力破坏分析、飞行训练环境、作战方针系统、事故现场重现等现象。在文化娱乐界已大量利用计算机造型仿真出逼真的现实世界中没有的原始动物、外星人以及各种场景等，并将动画和实际背景以及演员的表演天衣无缝地合在一起，在电影制作技术上大放异彩，拍制出一个个激动人心的巨片。公务员之家:
3.5其他应用。
CAD技术除了在上述领域中的应用外，在轻工、纺织、家电、服装、制鞋、医疗和医药乃至体育方面都会用到CAD技术。CAD标准化体系进一步完善;系统智能化成为又一个技术热点;集成化成为CAD技术发展的一大趋势;科学计算可视化、虚拟设计、虚拟制造技术是CAD技术发展的新趋向。
四、结语
计算机图形学成为当代几乎所有科学和工程技术领域用来加强信息理解和传递的技术和工具。与此同时，计算机图形学的硬件和软件应用本身已发展成为一个巨大的产业，有着广泛的发展前景，必将在人们的生活中起着越来越重要的作用。
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