计算机图形处理技术精选(九篇)

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第1篇：计算机图形处理技术范文

关键词：计算机；图形处理；图像处理；技术

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 17-0000-02

随着计算机的迅猛发展，在20世纪末期，产生了运用计算机处理图形图像的新兴产业技术，这种技术主要是通过计算机进行设计、储存和修改图片，其中，图形图像的设计与修改是通过CAD、CAM等的软件来实现的。

1 计算机图形学的基本含义和主要内容

在1962年，首次提出了计算机图形这个术语ComputerGraphics。计算机图形学是通过计算机处理图像、设计图片、显示生成的一门学科。计算机图形制作的内容十分广泛，它囊括图形硬件和事物造型等多方面的内容。通过计算机运用软件的功能辅助完成真实感的图形。为此，利用几何的方式建立图形描述的场景，运用光照模型来综合表现出材质在相关光源下的效果。因此，计算机的图形学和计算机辅助几何制作有着密切的关系。同时，真实感的图形所显示的是一个数字性结果，计算机的图形和图像的修改间有一定的联系关系。比如：做一张独角兽的图形，我们就需要先运用3D MAX来做一个独角兽的整体模型，然后，在进行展UV贴图，再渲染，这样就能得到一张极富真实感的图片。如下图所示：

2 计算机图形图像处理技术的基本含义

计算机的图形图像完善技术手段主要通过一定的概念和几何方式，运用计算机软件完成相关操作的步骤，由图形编制的二维技术和三维技术来实现。这其中涉及到的内容有以下几个方面：第一、图形到数字化的转换，相关的图像的复原等；第二、几何的移植，例如平移、旋转等；第三、建立实物模型；第四、线条的色彩调度；第五、曲线以及曲面的运用；第六、色彩间的变换。在这需要说明的是图形、图像的有关创作是基于这两大组成要素为基点，运用一系列创作方法与步骤在计算机上操作实现的。

3 计算机图形、图像两者间的区别和联系

3.1 图形与图像间的区别

计算机图形学和图像处理两者最大的区别就是计算机软件的数据结构不一样。图形是由点、线、面等这些基本元素构成的，因此，如果图形简单，那么所需的数据也就简单，数据量也就少，相对的，图形复杂，数据量也会相应的增多；而图像处理是针对一幅画进行的一个二维数据组表示的，每一个像素都是该数据组的一个元素，因此，它的数据量很大。

3.2 图形与图像间的联系

图形处理和图像处理两者间具有一定的共性和依赖性，在实际运用中，如果图形与图像处理技术结合使用可以使图片的视觉效果和质量更加完美和清晰。随着计算机技术的迅速发展，二者间的界限也日趋模糊，他们间的关联和转换入下图所示：

计算机图形学的逆过程是分析、识别、输入图像，从中提取二维或者是三维的数据模型。如：手写识别、机器视觉等。

4 计算机图形图像处理技术的相关运用

计算机图形学和图像处理技术在不断的发展，他们的应用领域也在不断的扩大。目前，计算机图形图像处理技术已经运用到以下方面：

4.1 计算机的辅助设计和制造（CAD/CAM）

在工业领域中，CAD和CAM是计算机图形操作的运用最广泛的软件。计算机的图形操作被广泛运用到建筑设计和室内设计等领域，并且，飞机与汽车等交通工具的外形设计也运用了这些技术。此外，在印刷电板路和网络分析等方面也采用了这项技术，给领域提供了很大的便利。CAD是一种运用在国内工程建筑图纸设计中的三维软件。这样的三维模型是建立在二维的基础上，从中提炼出三维的相关信息，针对这些信息重新编排和分类，这就形成了一个与二维相对应的三维模式，并从点扩充到线，再完成模型的整体。

4.2 计算机图形化的用户接口

在一定的程度上，一个良好的图形化的用户界面能够增强软件的实用构造，美国的Apple公司推出了相应的图形操作软件，特别是windows，已经在全世界范围内广泛运用，这就象征着，计算机的图形学已经迈入了计算机的各大主流之中。

4.3 国家的地形、地貌图与自然资源图

对于一个国家来说，经济重要构成元素就是国土的掌控信息。通过现实的相关信息能够得到地形平面图与三维图形地貌，为国土的整体预测提供有效的方法与数据，从而实现国土资源的合理规范与管理，保障了信息的科学性，并给军事方面带来了巨大的便利。

4.4 计算机动画设计和艺术设计

在动画设计和艺术设计所能用到计算机软件很多，比如：3D MAX、MAYA、FLASH、PS、PR等等。这些软件在现代社会中的其他领域中都得到广泛的运用，并发挥着积极的作用。

5 结束语

在现今社会，计算机技术快速发展，计算机的图形、图像技术在日常生活和工业生产中得到最大程度的运用，它的创作是人们最大层次的发挥了主观能动性，并且，产生很多形式多样且富有新意的视觉景象，为人们的生产生活活动带来了便利，改变了人们的生活环境与生活设施。图形图像技术的运用与相关的技术处理不仅能够创作出丰富多彩的生活，还能构造美好的生活蓝图。

参考文献：

[1]王瑞红.计算机图形图像处理相关技术研究[J].无线互联科技，2012，（3）：116-116.

[2]田蓉.关于计算机图形图像处理课程教学方法的点滴思考[J].成才之路，2011，（32）：77-77.

第2篇：计算机图形处理技术范文

关键词：计算机；图形图像技术；现状；人才培养

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 01-0000-01

Computer Graphics Image Processing Technology Training

Wang Zhenyuan

(Ocean University of China,Qingdao266100)

Abstract:At this stage,with the advent of the information age, relying on information technology,computer technology is also growing, as faced by computer graphics professional training model is also constantly adapt to the times.This article from the computer graphics image processing technology to analyze the talents of some ways and means.

Keywords:Computer;Graphic images technology;Status;Personnel

training

据初步估计，现阶段从事计算机图形图像处理与制作的从业人员缺口在三十万以上，该专业设计的面也比较广，主要包括：广告设计、数字影视、包装设计、艺术设计以及装饰工程等多个专业领域，在IT界的应用也是相当广泛的。而目前，我国的计算机图形图像专业人才的培养步伐却相对滞后，主要分布在普通高校和社会培训机构中，相对缺乏的是结合高层次设计与制作相结合的操作人员，人才培养的结构完全失衡。计算机图形图像技术专业的市场形势迎接着机遇，同时也面临着挑战。

一、计算机图形图像技术人才培养现状

计算机图形图像专业在我国还是一个年轻的专业，各方面还存在着不足，主要包括以下需要解决的问题：首先，教学内容缺乏职业教育的特色，是本科教育的延续，对人才培养的应用性和操作能力相对欠缺，课程内容繁杂，学生不容易接受。其次，对技术应用与理论原则重视不够，片面的进行理解，只把该专业认定为中职教育的扩充，该专业所培养的人才应该具有实用性，应该是融合本科教育的理论与中职教育的操作于一身的综合职业素质教育。第三，教学的内容跟不上市场发展的需求。计算机图形图像技术是随着网络信息化技术的发展而产生的，而网络信息技术的发展日新月异导致了该专业的飞速发展，数量、种类多种多样，且更新速度较快，很多的最新图形图像技术未能及时的进入到教学中。因此，针对该专业的现状，我们应该在该专业人才培养的各方面进行改革和创新。

二、改革课程体系

对课程体系的改革要以工作过程与岗位职业能力为导向，在灵活、综合、先进的基础上，逐渐提高教学内容灵活性、职业性、先进性。（一）源于岗位工作任务分析。要实现计算机图形图像技术人才的应用性培养目标，首先就要保证课程体系的设计是在岗位需求的基础上进行任务分析的。所以，要深入实际去了解岗位需求，针对岗位设置课程体系，确保专业的针对性与职业性。（二）灵活的教学内容计算机图形图像处理技术专业大致可分为几个主线，要在充分考虑学生的认知水平与其性却的基础上，展开多元化的就业目标，为学生的发展提供个性化发展空间，提高学生的就业竞争能力。（三）教学内容的先进性和职业性。教学内容的设置要密切关注专业技术发展趋势和人才市场的需求方向，根据这两种因素来调整课程，与此同时，为加强与国际公司的合作，还应该引入先进企业的培养课程，这样课程体系就会随时得到完善和与时具进。

三、改革教学方法

要培养出计算机图形图像技术专业的综合型人才，就需要采用适合该专业的教学方法。一种合适的教学方法对于人才的培养和有效的完成教学任务是起到保障作用的。针对该专业的特点，可以采用以下几种教学方法进行教学。第一，案例教学。由于该专业的实践性较强，因此，选择一些典型的案例进行教学，首先保障了学生的兴趣。其次可视化的案例能给学生以创作的欲望，教师可以围绕案例展开教学。第二，一体化教学法。指的是把教、学、做三者结合起来，教师带领学生在操作中心一边教、一边学、一边做来完成教学任务，这样有利于学生对知识的理解和把握，最大限度的发挥了学生的能动性，并提高了其实践的能力。第三，突出创新能力的实践教学。在教学中，要改变传统的验证实验为创新实验，让学生自己去想去做，设计自己的作品，只要能达到目标，用什么样的方式都可以，发散学生的思维，使学生真正的培养出解决问题的能力。

四、改革评价方式

在教学中，首先，不能简单的把学生视为知识的被动接受者，应该把其定位为知识的发现者和探索者。评价过程中不但要看重学习的结果，更应该注重学生分析、解决问题和探索问题的的能力。通过平时考核评价成绩的对比，细分考核项目，对学生全方位、全过程的进行考核。其次，根据计算机图形图像技术专业有特色，加大实验、实训项目的考核力度，实行“知识+技能”双向考核体系。对基本概念和理论知识采取笔试的形式考核，对基本操作与课程的理解程度以实践的形式进行考核。用笔试和技能测评二者结合对学生进行综合评价。

结语

计算机图形图像技术专业作为新兴专业，尚有很多问题需要完善，在教学中要不断的进行探索创新，使之更加适应时展的需求。在人才培养方面要注重其实用性培养，在不断的改革和发展中完善教学内容与方法，最大限度的激发学生的潜力，实现培养学生能力的创新教育。

参考文献：

[1]庄西真.谈谈案例教学在职业学校教学中的应用[J].职教论坛,2008,6

[2]向丽,刘晓欢等.高职院校课程模式的现状研究[J].中国职业技术教育,2008,4

第3篇：计算机图形处理技术范文

从表面上看，两者似乎并没有直接的冲突。CPU一向是所有计算机，包括那些超级计算机的核心部件，而图形处理器作为针对图像处理的专用设备，长久以来的角色都是辅助CPU。

但现在，英伟达的一些动作已经让英特尔感到不安。2012年5月，英伟达了代号为Tesla的新一代GPU（图形处理器）。它所包含的晶体管数量达到了71亿个，运算效率是上一代的3倍。

“Tesla是一个新产品线，可以专门用于计算，而非用于图形处理。”英伟达CUDA与HPC项目高级经理邓培智对《第一财经周刊》说，“任何一台PC都可以插入这个GPU，然后把并行运算能力提高一个数量级。”

英伟达的意图可以追溯到更早以前。2002年，在接受《连线》杂志采访时，英伟达副总裁Mike Hara说：“在以后10年，我们会成长得比英特尔还要大。”这话惹恼了当时的合作伙伴英特尔，两家公司的关系陷入僵化，以至于在相当长一段时间内，英伟达主板只能支持AMD公司的芯片。大约3年之后，两家公司才重归于好。

现在可以来解释一下英特尔被惹恼的原因。如今超级计算机已经被运用到越来越广泛的领域，如卫星遥感数据处理、气象预报、海洋环境数值模拟、石油勘探数据处理、金融工程数据分析等，而浮点运算能力一直是判断这种计算机性能的标准。

计算机在计算过程中只能存储整数，需要对近似值进行选择和取舍，这就是常说的“浮点运算”。结果与实际结果差距越小，计算机的运算能力也就越强。

浮点运算是一种“并行”运算，按照传统方法，要提高超级计算机的处理能力，就需要不断增加CPU的数量。但CPU又并非越多越好。美国Sandia国家实验室在2008年曾做过一项模拟测试，16核、32核甚至64核处理器，对于超级计算机来说不仅不能带来性能的提升，甚至可能导致效率的大幅度下降。

无论是英特尔、AMD还是英伟达，共同的发现是目前CPU的性能主要通过提高主频或者改进架构实现，每一代大概只能提升20%至30%。另外，不是每一代CPU都能增加核心数量，这种做法在小规模并行计算方面的帮助并不大。过去的技术手段遇到了瓶颈。

在这个时候，GPU对于并行运算能力的先天优势开始受到了关注。两者的核心架构完全不同。CPU需要尽可能快速、有先后顺序地处理任务，所以它的架构是一种“串行”架构，对单个核心的处理能力要求较高；而GPU作为图形处理器，由于需要在屏幕上合成数百万个像素以形成图像，所以天然具备了“群核”的设计理念，对单个核心的运算性能要求不高，但需要具备“并行”运算的能力。

因此将并行运算能力更为强大的GPU释放出来，与CPU相结合进行运算，开始成为超级计算机领域一个新的解决方案。更何况GPU的架构虽然简单，如果在超级计算机中增加一块GPU，耗能与CPU不相上下，计算能力却可以提高10倍之多。英伟达从自己擅长的领域中最先发现了这样的机会和可能。

也难怪英特尔会如此紧张。这个原来只是用在显卡里的部件，现在开始抢夺CPU的地位，除了进行自己图形处理的分内之事外，GPU还可以涉足那些运算领域里原本是CPU应该完成的工作。

2009年，英伟达开始进入超级计算机市场，它们代号为“Fermi”的GPU被用于美国橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory）的一项超级计算机计划。橡树岭电脑与运算科学实验室副主任Jeff Nichols曾表示，借由这一技术的协助，橡树岭将在未来10年内“创造一个能提供亿亿次运算的运算平台”。同时，英伟达还与微软达成了合作，使用Windows的服务器版本操作系统在高性能并行计算领域推广自己的产品。

随后2年，英特尔与英伟达开始了持续不断的口水仗。英伟达对多核CPU的运算能力过度问题提出了质疑，认为“大量工作其实并不需要那么强大的CPU”。

英特尔很快也发动了反击。它们不仅指责英伟达的驱动程序是导致电脑蓝屏的主要原因，更扬言显卡产业已经走到尽头，未来的CPU将具备图形处理能力。

而英伟达看起来要将战火燃烧到更广阔的领域。将大型计算任务分割成小份，然后同时处理这些分割后的任务，可大幅提升系统性能。使超级计算机系统占地面积更少、消耗功耗更低，并实现前所未有的低价与大众化。

不过英伟达也明白要实现这个野心为时尚早。“GPU目前还无法完全替代CPU，我们暂时还看不到这种情况发生。”邓培智说。两者的一个重要区别是，GPU只能处理大规模多线程的并行计算，并不是所有的程序都能良好地运行在GPU上。而CPU对操作系统和软件的兼容性则没有问题。

第4篇：计算机图形处理技术范文

关键词：智能手机；计算机组成；中央处理器；图形处理器

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）03-0031-01

自2007年第一步iPhone诞生，2008年GoogleAndroid操作系统，智能手机用不到十年的时间席卷了全世界。智能手机具备便携性强、尺寸小、任务轻等特性。虽然与传统的桌面式计算机有所差别，但智能手机本质上仍然是一种便携式计算机。无论是智能手机还是桌面式计算机，其基本运算性能都取决于处理器。从功能上区分，计算机的处理器可以分为中央处理器（CPU）和图形处理器（GPU）。作为计算机的“心脏”，CPU需要完成计算机大部分运算任务与控制任务；而随着人们对图像显示的需求越来越高，对图像数据进行专门处理的GPU应运而生。本文以智能手机作为探讨对象，详细描述了中央处理器与图形处理器的特性，并对二者未来可能的发展方向进行了探究。

1 计算机组成

计算机组成指的是系统结构的逻辑实现，包括机器机内的数据流和控制流的组成及逻辑设计等。[1]根据计算机组成理论，计算机主要可以分控制器、运算器、储存器与输入/输出（I/O）五个部分，如图1所示。

其中控制器是整个计算机的神经中枢，主要是用来实现对程序规定控制信息的解释功能，根据实际需要进行控制，并且完成程序、数据、地址等资料的调度工作，协调计算机各部分合作，完成指定任务。运算器实现的是对数据进行加工处理，完成算术运算和逻辑运算。存储器用来存储程序、数据等固态信息以及各种信号、命令等流信息，并在需要时提供这些信息。输入输出主要是与用户交互的部分，在传统的桌面计算机上主要指的是鼠标、键盘和显示器，而在智能手机上就是电容屏幕。

由运算器与控制器组成的处理器占到是整个计算机组成的核心，输入输出设备属于人机交互的传感器，储存器主要用来储存运算过程中产生的数据，而处理器则是负责对数据进行处理。根据处理数据的特点进行区分，可以将处理器分为中央处理器与图形处理器，下面就基于智能手机的CPU与GPU对二者进行探讨。

2 中央处理器（CPU）

中央处理器（CPU，Central Processing Unit）计算机与智能手机的核心，同时肩负计算机或智能手机运算任务与控制任务。它的功能主要是解释计算机或智能手机收到的指令以及处理各软件中的数据，通过运行存储器内的软件及调用存储器内的数据库，CPU能实现对计算机或智能手机各部分的全面控制。[2]作为便携式设备，智能手机的中央处理器与计算机的中央处理器有很大区别。分为以下两点：

第一，采用ARM构架。与传统桌面计算机采用x86构架不同的是，智能手机作为便携式设备，其中央处理器采用的是ARM构架处理器。ARM构架处理器是一个32位精简指令集（RISC）架构处理器，其定位是应用于嵌入式平台，应付轻量级、目的单一明确的程序，这样的特性正好应用于智能手机这种便携式计算机。并且由于指令集数量少，所以流水线、分支预测等硬件逻辑都比较简单，智能手机的CPU就可以简化硬件逻辑的设计，减少晶体管数量。这样做的同时也同步降低了CPU的功耗，在保持性能稳定的同时降低发热。同样的为了降低智能手机CPU发热现象，ARM的电源管理部分针对电池进行了能源限制，保证在待机时只以极低的主频在运行，也可以关闭闲置的核心来实现上述目标。正是由于ARM构架处理器有上述特点，因此非常适用于如智能手机的便携式计算机上。

第二，多核多目标特性。与桌面计算机不同的是，智能手机多数情况下为多核CPU。桌面计算机的多核处理器是指在将多个并行的运算核心封装在了一起，通过运算核心间的相互配合、相互协作可以处理同一件事情。而智能手机的多核CPU是多各CPU芯片，将它们封装起来处理不同的事情。正是由于这样的区别，桌面计算机的CPU核心一直保持在四核以内，而智能手机的CPU核心从最初的单核、双核已经发展到了至少四核、最多十核的状态。核心越多，智能手机能够同时处理的软件操作、数据计算等线程越多，智能手机的用户体验越好。

3 图形处理器（GPU）

图形处理器（Graphics Processing Unit，GPU），使用来专门处理与图形相关数据和信息的运算器，主要用于执行复杂的数学和几何计算，以完成必要的图形渲染工作。[3]在智能手机主板上，GPU一般都是紧挨着CPU的，二者同样作为运算 器，由于主要实现功能不同，因此在结构原理上有很大区别。

前文有提到CPU尤其是智能手机的CPU具有多核，但是CPU的核心数总数始终没有超过两位数。对于CPU而言，每个核都要拥有足够大的缓存和足够多的数字和逻辑运算单元，因为CPU是用来控制整个智能手机并完成大部分的数据和程序运算的，因此每个核心的运算能力要非常强。与之相对应的是，GPU的核数远超CPU，被称为众核，通常GPU核心数可以达到3位数以上。这是因为图形处理的独特性，要求GPU能有同时并行计算各个像素点，因此众核符合GPU的图形处理要求。图1给出了CPU与GPU的原理图，用来说明二者结构上的不同。

图1中绿色代表算术运算单元，黄色代表控制单元，橘色代表由动态随机存取存储器与高速缓冲存储器。从图中可以看出，CPU与GPU的基本结构单元是相同的，都是由运算单元、控制单元与缓存器组成的。CPU与GPU的结构区别也可以从图上看出：CPU各子系统比较均衡，这是因为CPU需要很强的通用性来处理各种不同的数据类型，同时又要逻辑判断又会引入大量的分支跳转和中断的处理，这些都使得CPU的内部结构异常复杂。而GPU的控制单元与储存单元相对较少，取而代之的是大量的基本计算单元，这是由于GPU面对的是类型高度统一的、相互无依赖的大规模数据和不需要被打断的纯净的计算环境。

4 结语

本文基于智能手机对计算机组成中的处理器――CPU与GPU进行了详尽的探究，主要分析了CPU中ARM构架与X86构架的区别以及CPU与GPU的主要区别。由于桌面计算机业务停滞发展的同时，以智能手C为代表的便携式计算机蓬勃发展，ARM处理器的发展速度几年来要明显高于X86构架处理器。随着可穿戴设备的崛起，可以预见CPU在未来也将保持这一发展趋势。与此同时，GPU的计算性能也被充分开发出来，开始在通用计算领域得到广泛应用，比如在并行计算上取得了突破性进展，GPU未来也将在数值分析、大数据处理、金融分析等领域进一步发展。这些技术的发展可以进一步开发智能手机等便携式计算机的计算能力，使得未来在移动终端完成大型计算成为可能。

参考文献

[1]孙磊.智能手机硬件架构浅谈[J].中国科技博览，2011，（28）：72-72.

第5篇：计算机图形处理技术范文

关键词：C语言；汇编语言；图形处理

中图分类号：TP311.11文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 10-0000-01

The Use Analysis of C language and Assembly Language in the Graphics Processing

Peng Duoduo

(Nanchong Professional Technic College,Nanchong637000,China)

Abstract:C language and assembly language programming mix,in the process of graphics integrated mix,using a combination of them,the advantages of the two languages have been shown.One is the high-level computer language,the other is low-level computer language,but the obvious advantages of both,C language flexible and versatile.Assembly language programming problems,but the program code,execution speed,but also the C language numeric expressions,or when the results are more complex.The use of C language and assembly language programming mix of programming can improve the efficiency.The C and assembly language in the use of graphics in a more widely.

Keywords:C language;Assembly language;Graphics

一、C语言程序调用汇编语言

由于C编译系统要求约定的段序，要求规定的段组结合，故要编制能被C调用的汇编子程序，则要严格按照C的约定来设计程序的结构，否则将不能被正确调用。下面是能被C程序调用的一个汇编子程序框架：

SEGMENT BYTE PUBLIC 'CODE'

ASSUME CS：，DS：

：

：

代码

：

：

ENDS

GROUP _DATA，_BSS

SEGMENT WORD PBLIC 'DATA'

：

：

初始化数据

：

：

ENDS

_BSS SEGMENT WORD PUBLIC 'BSS'

：

：

未初始化的数据

_BSS ENDS

END

在该结构中〈code〉，〈data〉，〈dseg〉要根据存储模式，换成相应的名字，按照Turbo C规定，必须按如下约定进行替换：内存名字，替换名字

微小紧凑模式：>-->_TEXT，-->_DATA，-->DGROUP

中、大模式：-->文件名_TEXT，-->_DATA，-->DGROUP

巨模式：code>-->文件名_TEXT，-->文件名_DATA，-->文件名_DATA

从以上调用程序可以看出，汇编语言与C语言混合编程，需要解决四个问题：一个是存储模式的约定；二是函数名的约定；三是C语言与汇编语言之间的参数传递；四是编译方法。

二、混编图形处理

图形方式下，由许多的象素点组成行和列。汇编语言操作像素方法一共有两种：一是BIOS功能调用：另外是直接写屏。两种显示模式在显示缓冲区存储方式上的明显差异，操作象素方法的难易程度也不一样。同时，图形方式下的直接写屏较要复杂，在使用MOV指令将像素信息写入显存之前，首先要设置好VGA接口内的“图形控制寄存器”，所以，不采用直接操作显示缓冲区的办法来达到改变显示象素的目的，最好是通过BIOS内的中断功能来实现相应的功能，这样，所编写的程序能适应不同的图形显示模式。INT 10H提供了图形方式下的读像素和写像素的两项功能。即

AH=0CH，写像素

入口参数：AL=像素值，

返回参数：无

AH=0DH，读像素

入口参数：BH=显示页，

返回参数：AL：像素值

BH=显示页

CX=X坐标，DX=Y坐标

返回参数：AL=像素值

三、结语

计算机编程要合理使用C语言与汇编语言的混编，尤其是在图形处理中的运用。而图形处理进行C语言与汇编语言混编，交叉调用，使编程工作更加的清晰，有效提高编程效率。

参考文献：

[1]曹烨.浅谈C语言与汇编语言混合编程的实现[J].科技信息（科学教研）,2008,17

第6篇：计算机图形处理技术范文

关键词：图像渲染；OpenGL;渲染加速；GPU；CPU

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)01-0194-03

A Method of Speeding Image Rendering based on OpenGL

LI Shi-dan,CHEN Xing-hao

（Guangxi Electric Power Institute of Vocational Training，Nanning 530007,China）

Abstract：Aiming at the issues of image-rendering technoligy based on OpenGL.,this paper proposed a new method which set GPU and CPU together to working for image rendering through reorganizing the OpenGL rendering procedure..the proof of the experimentation show that this method can increasing the speed of the image rendering.

Key words：image-rendering；OpenGL；speeding rendering；GPU；CPU

图形图像渲染速度问题是计算机多媒体应用的重点问题。传统的方法中，如乔少杰、王有为文献[1]提出的方法，是将全部工作负担在CPU上，致使CPU高负荷运行并导致响应恶化，从性能和质量上均无法满足高质量实时处理的要求。而如NILSSON文献[2]提出的方法，主要渲染任务交给GPU完成，CPU只承担必要的程序控制，虽然使渲染速度和渲染质量都得到了优化，但是CPU的资源利用率比较低。

在现代的计算机应用技术中（特别是影视处理、虚拟现实等领域），图形的处理变得越来越重要，需要一个专门用于处理图形的处理器，这就是GPU。GPU是相对于CPU的一个概念，GPU英文全称Graphic Processing Unit，中文翻译为“图形处理器”。借助GPU实现的各种高级数学计算可在像素级别完成图像处理工作，即可满足实时响应的需要，也减轻了CPU的负担，使CPU在相同时间内执行更多的通用程序控制。其中主要的应用是科学计算可视化，即基于CPU和GPU明确任务分工实现的科学计算实时可视化[3]。CPU处理得到的数据直接输出到GPU绘图渲染核心，渲染绘制后输出到屏幕。在不损失CPU性能的前提下获得对当前处理结果的动态观测。图形渲染在天气预报、电子轨道计算、地球磁场模拟、核试验、DNA分子排布等大规模科学计算任务中扮演着重要的角色。

在乔少杰等人提出的重组渲染流程的基础上，加入了CPU监控器和任务分配器模块，搭建高速特效渲染通道的解决方案：使用OpenGL硬件加速的绘图引擎绘制图形，CPU除了必要的程序控制，还承担一定的渲染任务，从而能加速渲染速度，提高CPU的利用率。

1技术背景

1.1开发框架

Mac OS X Tiger操作系统为图形图像处理提供系统内嵌处理引擎支持，同时对开发人员开放相应的编程框架支持[5]。Cocoa是Mac OS X应用程序开发框架代号，它使用面向对象技术，封装全部系统核心架构技术的实现，为应用程序开发提供完整可靠，可扩展可维护的接口。本文的测试程序在Cocoa框架内实现。

1.2图形绘制系统

Quartz是Mac OS X核心架构图形子系统部分代号，它负责Mac OS X GUI绘图的核心任务，它由用于绘图的Quartz 2D和用于合成最终屏幕输出的Quartz Compositor组成[4]。

Quartz基于工业标准图形库OpenGL操纵CPU，使用OpenGL纹理渲染技术将输出至屏幕的图形元素合成基于PDF为成像模型基础的PostScript文本，提供锯齿平滑和高范围缩放等高级图形渲染能力[6]。Mac OS X v10.4 Tiger将Quartz技术升级为Quartz Ex? treme：Quartz 2D和Quartz Compositor均通过OpenGL获得硬件加速支持：Quartz 2D和Quartz Compositor只保留PostScript绘图指令，将需要组合的不同窗口绘制结果作为图像纹理交付CPU 2D绘图单元加速，在帧缓冲区合成最终屏幕视图输出到监视器，实现了完全借助GPU加速在图形加速卡中合成屏幕输出。

1.3图像特效引擎系统

在原有图形架构基础上，M v10.4Tiger引入使用Core Image Kemel Language语言构建的图像特效渲染引擎CoreImage。其利用GPU像素着色器处理平面像素变换，实现像素级别的高速变换与高精度浮点数据处理。通过可编程GPU消除渲染时间延迟，利用GPU矢量引擎和超标量流水线优化CPU和GPU之间的数据通路。

Mac OS X v10.4 Tiger实现从图形绘制和特效渲染的全面硬件加速；Quartz Extreme利用硬件合成图像。

2渲染流程

2.1 CPU监控器

在图形处理过程当中，CPU要么只承担基本的控制任务，要么就不加限制地承担计算和渲染等繁重任务，这就导致CPU利用率要么很低要么很高，这不但影响PC系统的性能，而且对图形处理也有很大的影响。

针对此种情况，并分析了传统的做法，本文提出了CPU监控器的概念，其主要功能是实时监测CPU的利用率，并返回精确的百分比数。具体的任务是：每隔一个时间值，探测CPU的占用率，并返回一个精确的百分值。具体流程如图1所示。

2.2任务分配器

文献[2]中提出了重组OpenGL渲染流程实现加速图形绘制和图像渲染结合的管道化方法，目的是实现GPU完全承担绘图和渲染加速，整个流程无需CPU参与，CPU占用率只占很少的比值，这在某一程度上优化了应用程序的响应能力，也保障了系统不会因为渲染任务繁重而导致无法流畅运行。但是由于所有绘图以及渲染任务都有GPU完成，而CPU却留有很多的利用空间，从图形处理这一特殊角度来看，资源利用率不高，处理速率还可以再提高。所以，本文提出了任务分配器的概念，通过任务分配器，在CPU占用率未达到一个临界值的情况下，适当地分配给CPU一定的绘图以及渲染任务，从而让CPU和GPU同时为图形处理服务，将有利于提升图像的渲染速度。

具体的做法是：任务分配器读取CPU监控器返回的结果，判断此结果是否达到某一临界值，如果为真，则放弃分配任务到CPU；如果为假，则分配一定的绘图以及渲染任务到CPU。

流程如图2所示。

2.3渲染流程

2.3.1原先的流程

文献[2]以基于OpenGL绘图指令合成的可视化动画生成工具Quartz Composer为创作素材，借助Quartz 2D、OpenGL、Core Video等技术合成丰富多彩的视觉特效，将OpenGL绘图指令组合成.qtz格式的文件导出，作为图像源，并使用基于Core Video的QuickTime引擎；使用QCRenderer类执行绘图指令；基于线程调度的实时制图方法。采用了链式迭代的特效叠加方法---核心滤镜引擎，还采用了基于OpenGL加速图像输出方法。其应用程序流程如图3所示。

2.3.2改进的流程

在原有流程的基础上，对某些任务量比较繁重的环节调用CPU监控器以及任务分配器，保证CPU临界值之内极力分担图形处理过程中的绘图以及渲染任务，从而达到加速的效果。具体流程如图4所示。

3实验分析

为了便于比较实验结果，本文实验平台以及实验素材均采用与文献

[1]的实验平台一致。

实验平台所用的计算机型号为Mac Pro:Intel Xeon 5100处理器，1GB DDR2 ECC内存，Mac OS X v10.4.9 Tiger操作系统。图形加速卡为NVIDIA GeForce 7300 GT 256MB GDDR2 SDRAM。OpenGL引擎使用NVIDIA OpenGL引擎使用NVIDIA OpenGL硬件扩展和Apple OpenGL软件实现。

为了查看CPU在图形处理过程当中承担任务的情况，采集了CPU监控器的监控一览表，如表1所示。

从表1可以看出，从图形处理开始，CPU处于正常状态，之后一直到7分38秒图形处理结束之前，CPU处于一种临界值（50%）内的利用率，说明CPU分担GPU的图形绘制以及渲染任务，图形处理结束之后，CPU回归正常状态。

为了分析应用程序运行过程的OpenGL代码执行时间，使用OpenGL Driver Monitor工具统计OpenGL驱动指令与CPU指令对图形加速卡的使用情况，表2、表3分别代表文献[1]的结果和采用改进流程后的结果。

从表2和表3的统计结果分析得出，采用改进的流程OpenGL执行的时间短，说明利用CPU分担图形处理任务在速度上得到了优化。

4结束语

针对乔少杰等人所提出的文献内容进行分析，在重新调整渲染流程的基础上，加上了CPU监控器和任务分配器，对整个作业流程进行改进，让CPU在其一定的占用率临界值内分担GPU所承担的绘图和渲染任务，保证系统性能不受影响的前提下，为图形处理服务。从实验结果上分析可以看出，改进的流程对渲染速度具有一定的优化作用，达到图像渲染加速的目的。

参考文献：

[1]乔少杰,王有为.基于OpenGL的快速图像渲染方法[J].计算机应用研究,2008,5(5):1589-1595.

[2] NILSSON P Hardware accelerated image compositing using OpenGL[C]//Proc of Usenix’04 Annual Technical Conference.Santiago：Freenix Track.2004.

[3] NVIDIA Inc.NVIDIA OpenGL extension specifications[EB/OL]. http：//developer.省略／object／nvidia―.opengl―.specs.htm1.

[4] Apple Inc.Apple OpenGL extensions specification[EB/OL].http：//developer.省略／graphicsimaging／0pe“gL／extensi0ns.htm1.

第7篇：计算机图形处理技术范文

关键词：虚拟现实环境；计算机图像设计；视觉传达设计

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）02-0170-01

随着社会经济的快速发展，图形艺术设计要求日益提高，而计算机技术则为图形图形设计带来了新的活力。但在这一设计中，很多设计者过于强调计算机设计技术，而忽略了图形图像，因此，在虚拟现实环境下，探讨计算机图形图像与视觉传达设计，具有非常重要的现实意义。

1 概念阐述

1.1 内涵

虚拟现实技术，主要指在计算机图形图像与视觉传达设计中，技术人员应用不同设计技术，营造形象的人工设计模拟环境。在此虚拟设计环境下，设计人员可对自然环境中人的各种感知行为进行模拟。所以，从其本质上来讲，此技术是现代人机交互技术的一种形式，通过合理优化设计环境与工具，有效提高设计人员体验度。同时，计算机图形图像与视觉传达设计体现出的视觉表现与冲击力也不断增强。此技术与图形图像及视觉传达设计紧密相连，可为用户带来身临其境的感知体验。

1.2 设计手法与技术

随着社会经济的快速发展，现代科技水平日益提高，为了顺应时代潮流，满足行业发展需求，必须要正确认识电脑与设计间的联系。对于设计工作者而言，计算机是属于一种重要设计工具，充分体现了设计者的设计理念，并将其分享给社会公众。同时，信息全球化趋势日益明显，这与计算机图像图形设计密不可分，尤其是广告及电影等领域发展过程中，计算机图像图像设计技术水平要求比较高。

2 具体应用分析

2.1 文字图像设计

文字设计，是图形图像设计中的基本设计应用之一，利用相关处理技术促使文字具有虚实相间的效果。例如在Photoshop设计软件中，利用背景工具与阴影效果，在图形处理对话框中选择相应的处理工具处理图形字体大小与轮廓，实现预期设计效果。在这种特殊背景下，文字是设计作品的主要元素，为受众传递明确、清晰的信息，带来较强的视觉冲击力。

2.2 影像图形与广告创意设计

在实际生活中，影像图案及广告创意等设计与计算机图形图形处理与视觉传达技术密不可分。在实际设计处理中，一般设计人员通过虚拟现实技术处理图形并对其进行优化设计，从而产生更好的创意设计效果。在艺术设计中，视觉传达设计是重要分支，因此商业色彩比较浓厚，尤其是在影像宣传海报设计中，通过虚拟组合设计理念、图形风格、色彩等，带来更强的视觉冲击力。同时，利用虚拟现实技术，对影像图形与广告创意设计进行设计与布局，利用计算机相关图像处理软件将各类元素融为一体，产生丰富的设计语言。例如在创意广告设计中，设计人员要设计咖啡杯，利用虚拟现实技术，产生视觉错觉效果，以此确保作品效果更加逼真，突出其丝滑特点，增强吸引力。

2.3 绘画与插图设计

在虚拟现实环境中，协调物体明暗与色彩光泽，是计算机图形图像与视觉传达设计的基础，以此提高绘画作品的整体视觉张力。依照手绘图像设计草稿，采用相关设计软件为其着色与进行充实模拟处理，在提高作品创作效率的同时，还可确保设计人员利用更加准确的色彩搭配与填色技术，提高绘画作品的整体视觉表现力。

2.4 交互界面优化设计

高性能智能手机卖的火爆，除了自身技术因素外，良好的人机交互界面设计也是非常关键的。利用虚拟现实技术，确保手机界面具有最佳的视觉传达效果；同时利用界面优化设计与相关细节处理，使得手机外观整体效果严肃而高雅。除此之外，随着科技水平不断提高，电子终端产品日新月异，手机APP更是形式多样，其具有的界面优化与人机交互功能，是在计算机图形图形与视觉传达设计技术相结合基础上实现的。高雅、简洁、大方及美观则是虚拟现实技术的主要目标，在合理安排与布局交互界面基础上，通过三维与二维相关处理技术，并搭配相关设计处理元素，采用动静结合的设计方式，对用户界面进行优化设计，以此提高作品整体视觉传达效果，增强用户与产品间的连粘性。

3 结语

综上所述，在虚拟现实环境中，该技术是人机交互图形图像的一种新型设计处理技术。而作为其重要设计体系，计算机图形图像与视觉传_设计是非常关键中，两者在其所属领域都获得快速发展与进步，同时在相通领域获得了一定合作。计算机图形图形设计能够确保设计作品的精确性与立体感，视觉传达技术则为受众带来了更好是设计效果体验，两者应用价值非常高，因此具有广阔的发展前景。

参考文献

第8篇：计算机图形处理技术范文

关键词：机械设计制造；计算机辅助技术；作用；应用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.217

0 引言

机械设计制造一般是分为两部分的，分为机械设计和机械制造两部分，机械制造说的就是对机械中的各种设备进行生产，比如一些生产中的机床，各类仪器以及各类测量仪表等设备，来完成这些设备的生产。机械设计说的在对设备进行生产时，要对这些设备进行设计和优化，比如这些设备中的参数，工作原理以及设备中的一些构件，要对其进行分析，使这些设备变得更加优良，这就是机械设计制造。计算机辅助技术在机械设计制造中的应用可以说是一个很大的进步，因为在机械工程中，机械设计占据着很重要的地位，机械设计更是机械制造的基础和前提，机械设计不仅仅是一项简单的设计工作，更是一项具有创造性的工作，在设计工作中的图形处理，图形分析[1]，以及对图形的编辑，对设计进行绘图，以及对构件的测试这些都是需要结合计算机技术才可以完成的，所以机械设计制造与计算机辅助技术的结合有着很重要的作用。

1 计算机辅助技术在机械设计制造中的作用

计算机辅助技术在机械设计制造的作用可以从两方面去分析。第一方面计算机辅助技术可以提高机械设计工作的效率。在传统的机械设计工作中，大多仅仅会依靠人力来完成，而且在机械设计工作中会设计很多复杂的图形处理以及数据分析，如果仅仅是依靠人来完成，可想而知会耗费很长的时间。运用计算机辅助技术，可以把复杂的运算通过计算机技术来完成，而且一些图形都可以运用计算机进行绘制，一些复杂的图形都可以运用计算机技术转变成简单的图形，那么这就会很大程度上节省了设计师的工作时间，提高了设计师的工作效率。而且在某些情况下如果出现了失误，这时就可以运用计算机技术进行修改，这样同样提高了设计师的工作效率，省去很多不必要的流程。第二方面计算机辅助技术可以提高机械设备制造的质量。机械设备的质量在机械工程中也是很重要的，而计算机辅助技术对这一方面就可以有很好的作用，计算机辅助技术可以对设备中的构件进行测量和检测，对一些质量问题及时发现，可以说计算机辅助技术提高了机械设备的制造水平和质量[2]。

2 机械设计制造与计算机辅助技术结合的具体应用

2.1 C械设计制造中的图形和符号在计算机辅助技术中的应用

图形和符号是机械设计制造中最常出现的，而且会有大量的图形和符号，如果不进行合理的编排，设计师在工作的时候难免就会出现繁琐的程序，以及增加了工作的复杂性，因为每个图形和符号的用途都是不同的，而且在机械设计中又是必须的。但是现在采用了计算机辅助技术，就可以很好的把这些图形和符号进行编排，并做好分类和储存，这样设计师在运用的时候就可以很容易的进行运用这些符号。而且通过计算机辅助技术，设计师还可以把常用的图形和符号单独放在一个位置，这样在用的时候就可以直接进行运用，可以减少很多不必要的流程，使整个设计工作变得有条理，很大的提高了设计师工作的效率。

2.2 计算机辅助技术在机械设计制造中的设计图的绘制

设计图是机械设计工作中的主要组成部分，而且设计图一般都是要求的比较精准，因为机械工程中设计图是很重要的，很多设备的生产以及工作的进行前提都是需要设计图的，很多工作根据设计图才可以完成，而且要求设计图具有很高的准确性。在传统的绘制工作中[3]，主要是由设计师去完成的，这种情况下耗费的时间是很长的，而且对人力资源也是一种浪费。利用计算机辅助技术就可以帮助设计师完成这项工作，而且很多复杂的设计图设计师无法很准确的绘制出的，计算机就可以绘制，而且如果是在绘制设计图的时候出现了错误，计算机就可以很容易的进行修改，而且不会留下修改的痕迹，如果在传统的修改方式，设计师也许就要重新去设计一张图，这说明了应用计算机辅助技术可以很好的提高设计图的精准度，节省了人力资源成本。

2.3 计算机辅助技术可以实现机械设计制造中的三维立体造型

在机械设计中，设计师会设计不同类型的设计图，但是不论设计师设计什么类型的图，计算机就可以进行很好的展现。就像在设计中三维立体图形也是经常出现的，但是如果在传统的工作方式上，三维立体图形也许就不能得到很好的展现，而且设计师进行描述的时候也不是很直观形象。现在利用计算机辅助技术，计算机技术就可以使三维立体图形进行很好的展示，让工作人员可以很直观的看到，而且在工作过程中遇到一些问题的时候，设计师就可以利用计算机来展示，进而进行很详细的讲解[4]，可以让其他的工作人员清楚的进行理解。这种三维立体图形的展示可以说很好的提高了设计工作的整体水平。

3 结语

综上所述，机械设计制造与计算机辅助技术的结合是机械工程一个很大的进步，计算机辅助技术的应用，不仅可以提高设计人员的工作效率，而且对机械工程的质量也是一个很好的促进作用。因此相关人员应该积极运用计算机辅助技术，提高机械设计制造的工作水平。

参考文献：

[1]曾晨.浅议计算机辅助技术对机械设计制造的影响和促进[J]. 科技展望，2015（33）.

[2]张帝，刘宏.关于计算机辅助技术与机械设计制造相结合的探讨[J].南方农机，2016（01）.

第9篇：计算机图形处理技术范文

关键词：图形学；发展；应用

        1  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。

        2  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（Deformation or Shape Blending）：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。

        3  在计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）的应用