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二維計算機圖形
鎖定
- 中文名
- 二維計算機圖形
- 外文名
- 2D computer graphics
- 簡 稱
- 2D CG
- 學科類型
- 二維計算機圖形學
二維計算機圖形簡介
二維計算機圖形(2D computer graphics),也簡稱為2D CG,是基於計算機的數字圖像的產生—主要是從二維模型的(例如二維幾何模型,文本,和數字圖像)產生,並且使用只適用這些模型的技術。該詞也用於指代這些模型本身。採用該技術的計算機科學的分支稱為二維計算機圖形學。
二維計算機圖形二維圖形技術
二維計算機圖形直接繪製
有些程序會直接設置像素色彩值,但多數會依賴一些二維圖形庫以及(或者)機器的圖形卡,它們通常會實現下列操作:
將一個給定的數字圖像以一個給定的偏移貼到畫布上;
在給定的位置和角度將一個字符串以給定的字體寫如幀緩存;
二維計算機圖形擴充色彩模型
文本、形狀和線條使用用户指定的色彩繪製。很多庫和卡提供色彩梯度,它對於產生平滑變化的背景、陰影效果、等等都很實用(參看Gouraud明暗圖。像素色彩也可以從紋理中取得,例如從一個數字圖像中這樣就可以模擬刮擦網目調(screentone)和以前只有卡通片中才有的“棋盤格噴漆”)。
兩個色彩也可以用更花哨的方法組合,例如通過計算它們的比特異或。這個技術被稱為反色或者色彩翻轉,並經常在圖形用户界面中採用,用於高亮顯示、釘釘板(rubber-band drawing)、以及其它臨時繪製—因為再次以同樣的色彩繪製相同的圖形會恢復原始的像素值。
二維計算機圖形圖形層次
二維計算機圖形採用的模型經常不提供三維形狀,也不提供光照、陰影、反射、折射、等等這樣的三維光學效果。但是,它們通常會有多個層次的模型(概念上就是墨水、紙、或者膠片組成的層次);可以是不透明、透明、或者半透明—並且以特定次序疊加。該次序通常用單個數字定義(該層次的深度,或者説離觀察者的距離)。
分層模型有時稱為2 1/2維計算機圖形。它們使得模擬傳統的基於膠片和紙的草圖和印刷技術成為可能;並使得用户能夠不對其它層次產生任何影響地編輯任意一層。因此,它們在多數圖形編輯器中得到採用。分層模型使得複雜圖像的反走樣變得更好,並且為諸如榫接和奇偶規則的特殊技術提供了一個正確的模型。
在分層模型中,目標圖像通過“繪製”或者“粘貼”每個層次到虛擬畫布上產生,次序是按深度遞減。概念上,每一層首先獨自繪製,產生所需分辨率的數字圖像,然後在畫布上一個像素一個像素地描繪。當然,層次全透明的部分無須繪製。繪製和描繪可以並行的進行,也就是説,每個層次的像素在繪製進程中一產生就可以描繪到畫布上。
二維計算機圖形二維圖形硬件
現代計算機圖形卡幾乎全部採用光柵技術顯示,把整個屏幕分成像素的矩形點陣,這是因為基於光柵的圖形硬件和矢量圖形硬件相比要低價。多數圖形硬件對於位圖傳送操作和精靈繪製有內部支持。專門用於位圖傳送的協處理器稱為傳送器芯片。
Commodore/MOS Technology的VIC和VIC-II
二維計算機圖形二維圖形軟件
很多圖形用户界面(GUI),包括Mac OS,微軟視窗,或者X視窗系統,主要基於二維圖形概念。這些軟件提供了和計算機交互的視覺環境,並且常常包括某種形式的視窗管理器來幫助用户從概念上區分不同的應用程序。 單個軟件應用程序的典型用户界面也是本質上二維的,部分因為最普通的輸入設備(例如鼠標)被限制於做二維的運動。
二維圖形編輯器或者説繪圖程序是應用程序級的軟件,用於圖像、流程圖、插圖等的創建,它採用二維圖形體素的直接操縱實現(通過鼠標,繪圖版,或者類似的設備)。這些編輯器一般提供二維幾何體素以及數字圖象;有些甚至支持過程化模型。插圖通常內部表示為分層模型,經常會有一個等級結構以方便編輯。這些編輯器通常輸出圖形文件,其中層和體素分別以其原始形式保存。MacDraw,是於1984年在麥金塔系列計算機上創建的,它是這類程序的一個早期的例子;現代的例子有商用產品Adobe Illustrator和CorelDraw,以及免費編輯器xfig。也有很多二維圖形編輯器專用於特定的製圖,例如電氣、電子和大規模集成電路線路圖、地形圖、計算機字體、等等。
1圖像編輯器是專用於數字圖像的操作的,主要通過自由手繪和信號處理操作。他們主要採用直接繪製的範型,其中用户控制虛擬筆、刷、以及其他自由手動藝術設備來將色彩繪於虛擬畫布上。有些圖像編輯器支持多層模型;但是,為了支持象模糊這樣的信號處理操作,每個層通常表示為一個數字圖像。所以,任何編輯器提供的幾何體素直接被轉換成像素並描到畫布上。光柵圖形編輯器這個名稱有時被用來強調該方法和一般也能處理矢量圖形的編輯器的不同。最早的流行的圖形編輯器有蘋果公司的MacPaint,MacDraw的伴侶軟件。現代的例子有免費的GIMP編輯器,商用產品Photoshop和Paint Shop Pro。這類軟件也包括很多專門化的編輯器—用於醫藥、遙感、數字攝影、等等。
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- 參考資料
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- 1. 二維計算機圖形 .監控中心[引用日期2012-11-29]
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