ＣＧ电脑图形学浅析

摘要：电脑图形学应用领域主要集中在影视特效、合成制作、电脑游戏制作、建筑效果图制作、广告设计、电视栏目包装以及个人艺术创作五个方面。

关键词：CG电脑图形；研究

中图分类号：TP391.4 文献标识码：A 文章编号：1006－3315（2008）06－129－01

CG为(Computer Graphics )电脑图形学的英文缩写，是一种使用数学演算法将二维或三维图形转化为电脑显示器的栅格形式的科学。 其核心意思为数码图形。随着时代发展，CG的含义有所拓展，但是始终没有超出这个中心意思。

中国的CG发展起源于二十世纪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科学研究所中已经开始了对计算机图形技术的研究，真正CG在中国开始发展的阶段大约是在1994年左右直到现在，随着PC技术的发展，以前专业的硬件设备也逐步移植倒PC平台上，价格也日益大众化。原来只能在工作站上使用的软件，现在也可以用在PC平台上，使得有更多的人员能够从事CG行业中来。此外，随着更多的国外影视艺术作品、电脑游戏的进入，更进一步激发了年轻一代的计算机从业人员、艺术设计与制作专业人员投身于CG行业的热情，这在客观因素上起到了刺激作用。

电脑图形学既涉及电脑技术，也研究艺术。是技术与艺术的结合。其主要研究内容是研究如何在电脑中表示图形、以及利用电脑进行图形的计算、处理和显示的相关原理与演算法，从而更加真实的模拟现实。从组成形式上来看，图形通常由点、线、面、体等几何元素及灰度、色彩等非几何属性组成。从处理技术上来看，图形主要分为两类，一类是基于线条信息表示的，如工程图、等高线地图等，另一类是具有真实感的明暗或彩色图形。

电脑图形学的研究内容非常广泛，如图形硬体、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成演算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示演算法，以及科学计算可视化、电脑动画、自然景物模拟、虚拟现实等。

电脑图形学一个主要的目的就是要利用电脑产生令人赏心悦目的真实的图形，实现技术与艺术的完美结合。首先，必须建立物体及场景，设置模拟光源，并通过电脑计算在假定的光源角度、纹理、材质属性下的光照效果。电脑图形学也可以从技术的角度把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究电脑技术方面的内容。

最终真实感图形计算的结果是以数字图象的方式提供的。图形与图象两个概念间的区别越来越模糊，但还是有区别的：图象纯指电脑内以点阵图形式存在的灰度信息，而图形含有几何属性，或者说更强调场景的几何表示，是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的。此外，图形的存储是画图的函数，而图像的存储方式则是像素的位置信息和颜色信息及灰度信息；图形放大显示不会失真，而图像放大会失真；图形可以作旋转、扭曲、拉伸处理，而图像可以进行对比度增强等处理，图形算法是，几何算法，而图像用滤波、统计的算法。再者图形不是主观存在的，是根据客观实物而主观形成的，图像则是对客观事物真实的描述。

电脑图形学应用领域主要集中在影视特效、合成制作、电脑游戏制作、建筑效果图制作、广告设计、电视栏目包装以及个人艺术创作五个方面。无论好莱坞大片所创造的幻想世界，还是电视新闻所关注的现实生活，内容几乎涉及人们工作、生活的所有领域，其表现形式可以是二维或三维、静态或动态。随着以计算机为主要工具进行视觉设计和生产的一系列相关产业的形成。CG的概念正随着应用领域的拓展在不断扩大。如今的CG一词，既包括技术，也包括艺术，几乎囊括了当今电脑时代中所有的视觉艺术创作活动，如平面印刷品的设计、网页设计、三维动画、影视特效合成、多媒体技术、以计算机辅助设计为主的建筑设计及工业造型设计等。国际上习惯将利用计算机技术进行视觉设计和生产的领域通称为CG。由CG和虚拟真实技术制作的媒体文化，都可以归于CG范畴。并以CG行业为契机，形成了周边产业。CG行业已经形成一个以艺术创作为基础、以电脑技术为支撑的庞大的视觉艺术创意型经济产业链。