图形处理

图形处理技术(Computer Graphics Processing Technology)是利用各种硬件及软件设备,对视觉或图像通过计算机进行处理,以实现特定的计算效果的技术。这种技术同时包括了本质上涉及计算机图像学、计算机制图及数字图像处理等学科的几何转换算法、映射算法、灰度变换算法及分形变换算法等数学方法以及视频生成技术、计算机图形语言、计算机图形软件工具及其有关硬件设备。

从客观叙述图形处理,就是将抽象出来的一系列点,线,面,体作为基本单元,经过程序处理,让计算机产生一定的实际影响,从而达到模拟的目的。由于计算机的处理过程是通过计算每一个点,线,面,体的变换和点对点之间之间的对应来实现的,因此图形处理过程包括两个部分:即变换机制和分析机制。

变换机制(Transformation Mechanism)则是指利用变换算法将基本图形单元从空间模型中取出,并像玩牌一样,以一种特定方式将它们重新排列放回空间模型中,以及将它们从一个具有空间位置和视角角度的九元数空间模型变换到另一个具有相同的位置及角度的空间模型。而分析机制则是指将变换得到的图形数据进行分析和处理,从而产生必要的绘图指令,使图形可视化显示在计算机屏幕上。

目前,图像处理技术可以分为多种形式,具体可以分为三大类:图像大小处理技术;图像滤波技术;图像融合处理技术。

图像大小处理技术是指通过把图像的空间范围或比例进行一定的缩小或放大,使之在屏幕上显示的大小能满足用户的需要。一般来说,图像的大小缩放是采用最近邻插值和双线性插值等数学模型来实现的;

图像滤波技术是指在图像处理过程中,使用一些算法进行降噪或增强显著性,滤波技术根据具体的要求和目的,采用不同的滤波算法,常见的有均值滤波、中值滤波、方框滤波以及主动滤波算法等;

图像融合处理技术是指将不同的图像进行有序的叠加,以融合其中的特征显示出来的处理技术,可以在颜色、曝光值和深度等方面,实现一定的控制,使得所有图像在一起构成一个完整的图像组合。如图像融合会将图像的颜色信息进行叠加,使结果图像中的颜色更加丰富多彩,或者会将多个图像叠加后提取出表面景观的高光调恢复原来的状态等。

由于图形处理技术多方向发展,它正在融入一系列有关模拟科学以及工程技术的领域。在模拟科学领域,图形处理技术已被普遍用于计算数值仿真,包括有建筑模型的数字协同、飞机的航行的模拟仿真以及流体力学方面的模拟。此外,图形处理技术在其他有关科技应用领域也有着广泛地应用,例如:维修服务模拟、机器人工作站详细模拟以及大型地球物理研究模拟等。

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