2.1　图形处理技术的发展与应用

2.1.1　计算机图形学概述

计算机图形学（computer graphics，简称CG）是利用计算机表示、生成、处理和显示图形信息的一门学科，包括图形信息的表示、输入输出与显示、图形的几何变换、图形之间的运算以及人机交互绘图等方面的技术。国际标准化组织（ISO）定义的计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专门显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。

图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从处理技术上来看，图形主要分为两类：一类是由线条组成的图形，如工程图、等高线地图、曲面的线框图等；另一类是类似于照片的明暗图（shading），也就是通常所说的真实感图形。构成图形的要素：①几何要素，刻画对象的轮廓、形状等；②非几何要素，刻画对象的颜色、材质等。因此，计算机图形产生的方法有两种，分别是矢量法和描点法。矢量法（短折线法）是指任何曲线用许多首尾相连的短直线（矢量）逼近。描点法（相邻像素串接法）是指曲线由发亮的像素点串接起来。

计算机图形处理使计算机在处理复杂问题后输出离散数据的同时，有可能以图形的形式输出其连续模型。计算机图形学的发展和应用在某种意义上已成为计算机软、硬件发展水平的标志。它已成为一门成熟的学科，是信息技术中不可缺少的重要内容和发展基石。

计算机图形学最直观目的是将具有属性信息的几何模型（以图像形式）显示在计算机上。在CAD/计算机绘图等应用中，常通过图像识别和反求工程等得到几何模型。处理几何模型的主要理论是计算几何/计算机辅助几何设计（CAGD）和计算机图形学。计算几何/计算机辅助几何设计（CAGD）集中在曲线、曲面的生成和处理，而几何造型等常被认为是计算机图形学的工作。处理图像信息的主要理论是数字图像处理。上述各种理论、方法和技术的基础是数学、数据结构和程序设计等。如图2-1所示，为计算机图形学与相关学科的关系。