计算机图形学与计算机视觉 计算机图形学属图像综合,计算机视觉属图像分析。 简单看来,计算机图形学与计算机视党是互逆的过程。 实际上,这两个领域的早期发展没有什么联系。 近年来两者的发展越来越相近: 图形技术在视觉系统的人机交互和建模等过程中起很大的作用,某些图形可 认为是图像分析结果的可视化; 计算机真实感景物生成可看作是图像分析的逆过程,需使用计算机视觉技术 ,以在计算机中建立逼真的图像模型。 基于图像的绘制、可视化和虚拟现实将这两个领域紧密地结合在一起。 需要注意: 图像理解与计算机视觉中存在许多不确定性; 计算机图形学处理的多是确定性问题 数学途径可解决的问题,许多情况下是在图形生成速度和精度(即实时性 和逼真度)间取得某种妥协
计算机图形学与计算机视觉 • 计算机图形学属图像综合，计算机视觉属图像分析。 – 简单看来，计算机图形学与计算机视觉是互逆的过程。 – 实际上，这两个领域的早期发展没有什么联系。 • 近年来两者的发展越来越相近： – 图形技术在视觉系统的人机交互和建模等过程中起很大的作用，某些图形可 认为是图像分析结果的可视化； – 计算机真实感景物生成可看作是图像分析的逆过程，需使用计算机视觉技术 ，以在计算机中建立逼真的图像模型。 – 基于图像的绘制、可视化和虚拟现实将这两个领域紧密地结合在一起。 • 需要注意： – 图像理解与计算机视觉中存在许多不确定性； – 计算机图形学处理的多是确定性问题 • 数学途径可解决的问题，许多情况下是在图形生成速度和精度（即实时性 和逼真度）间取得某种妥协
图形与图像 在计算机图形学中,图形和图像的主要区别在于: 图形主要是用矢量表示的:对客观世界的建模结果 图像则是由点阵表示的:对象模型在设备的输出结果。 它们存储时就形成两种文件:矢量文件和点阵文件。 矢量文件是一种存储生成图形所需坐标、形状、颜色等几何和非几何数据 的集合。这些数据反映图形的内在联系; 点阵文件只是存储图的各个像素点的颜色值。它从外表上反映了图。 ·扫描转换:点阵和矢量又可以相互转化,矢量文件经过扫描转换可在 光栅显示器上产生点阵图像;图像通过识别和处理可转化为矢量表示 的图形式。 图形和图像之间的界限有时是模糊不清的。例如: 图形扫描仪和图像扫描仪实际上指的是同一种设备; 图形文件格式和图像文件格式讨论的内容也无实质区别,而且可在同一环境中同时 处理图形和图像; 动画画面中究竟是图形还是图像是无关紧要的
图形与图像 • 在计算机图形学中，图形和图像的主要区别在于： – 图形主要是用矢量表示的：对客观世界的建模结果。 – 图像则是由点阵表示的：对象模型在设备的输出结果。 • 它们存储时就形成两种文件：矢量文件和点阵文件。 – 矢量文件是一种存储生成图形所需坐标、形状、颜色等几何和非几何数据 的集合。这些数据反映图形的内在联系； – 点阵文件只是存储图的各个像素点的颜色值。它从外表上反映了图。 • 扫描转换：点阵和矢量又可以相互转化，矢量文件经过扫描转换可在 光栅显示器上产生点阵图像；图像通过识别和处理可转化为矢量表示 的图形形式。 • 图形和图像之间的界限有时是模糊不清的。例如： – 图形扫描仪和图像扫描仪实际上指的是同一种设备； – 图形文件格式和图像文件格式讨论的内容也无实质区别，而且可在同一环境中同时 处理图形和图像； – 动画画面中究竟是图形还是图像是无关紧要的
图形图像的融合 客观)模型生成,对象图形生成,(图形 世界 模型 显示 人机交互图形模型生成 PQ 菜单‖图元|对象 输入‖组合构造 模型 图形 手绘笔画对象 生成 显示 交互输入 输入识别识别 图形输出 基于识别的人机交互( Recognition-based HCD 数宇图像获取设备 十 模式识别机器视觉 基于图像识别模型生成 图像 图像分割 模型 量化特征识别L重构 模型 生成 场景图片基于图像的绘制( Image-based Rending 图形输出
图形图像的融合
学科特点与发展趋势 共同点: 以人类视觉信息为处理对象。 以图形/图像在计算机中的建模和表示为基础 (数据结构、存贮以及检索、压缩) 在人工智能、神经网络、遗传算法等新理论、新工具和新技术的 支持下得到进一步发展。 趋势:集成和融合 随着科学技术的发展和应用的不断深入,学科界限越来越模糊, 各学科互相联系,覆盖面有所重合、渗透和融合。例如 计算机图形学离不开曲线、曲面及实体造型技术;几何造型 系统必须用到图形生成处理技术和图像处理技术; 计算机视觉中的许多概念和方法来自于图像处理和图形学
学科特点与发展趋势 • 共同点： • 以人类视觉信息为处理对象。 • 以图形/图像在计算机中的建模和表示为基础 （数据结构、存贮以及检索、压缩） • 在人工智能、神经网络、遗传算法等新理论、新工具和新技术的 支持下得到进一步发展。 • 趋势：集成和融合 • 随着科学技术的发展和应用的不断深入，学科界限越来越模糊， 各学科互相联系，覆盖面有所重合、渗透和融合。例如： • 计算机图形学离不开曲线、曲面及实体造型技术；几何造型 系统必须用到图形生成处理技术和图像处理技术； • 计算机视觉中的许多概念和方法来自于图像处理和图形学
图形学的研究主题 四个方面主要问题: 图形输入:将图形输入到计算机中 图形设备图形操作/图形用户界面; 图形表示:计算机内如何表示、存储和交换图形信息 图形建模; 图形处理:保证显示设备上有效地显示图形的预处理 几何变换、观察变换、裁剪和消隐等处理; 图形生成和输出:在显示设备上如何“逼真”地显示图形 模型构造与生成,如扫描、填充、造型、光照等生成和效果处理。 研究主题包括: 造型技术( NURBS曲线曲面和实体造型技术) 真实感图形显示 计算机动画技术 可视化技术 人机交互与虚拟现实技术
图形学的研究主题 • 四个方面主要问题： – 图形输入：将图形输入到计算机中 • 图形设备/图形操作/图形用户界面； – 图形表示：计算机内如何表示、存储和交换图形信息 • 图形建模； – 图形处理：保证显示设备上有效地显示图形的预处理 • 几何变换、观察变换、裁剪和消隐等处理； – 图形生成和输出：在显示设备上如何“逼真”地显示图形 • 模型构造与生成，如扫描、填充、造型、光照等生成和效果处理。 • 研究主题包括： – 造型技术（NURBS曲线曲面和实体造型技术） – 真实感图形显示 – 计算机动画技术 – 可视化技术 – 人机交互与虚拟现实技术