电脑图形处理技术的发展与应用

证券研究报告作者：行业评级：行业报告| 强于大市维持2021年11月10日（评级）分析师缪欣君SAC 执业证书编号：S1110517080003分析师张若凡SAC 执业证书编号：S1110521090001行业专题研究目前GPU应用领域正从图形显示向计算领域拓展，我们看好GPU在大数据和AI时代的应用潜力，国产GPU厂商景嘉微是目前国内唯一商用GPU公司，国产化背景下我们看好景嘉微GPU在民用领域发展前景。

1、GPU：计算机图形显示核心。

G PU是计算机上做图像和图形相关运算工作的微处理器，采用流式并行计算模式，适合对密集数据进行并行处理，擅长大规模并发计算。

早期GPU多被用于2D和3D图形的计算和处理，近年也常常被用于需要大量重复计算的数据挖掘、AI训练领域。

GPU可以分为集成GPU和独立GPU，被广泛地运用于PC、服务器、游戏主机、汽车、移动等领域。

2、GPU两大应用场景：图显、计算。

2020年全球GPU市场规模达到999.1亿美元，测算2020年中国大陆GPU市场规模约235亿美元。

PC 是GPU重要应用领域，2020年全球PC GPU出货3.94亿片；服务器是AI的核心基础设施，GPU服务器是AI加速方案首选，一台GPU服务器通常搭载多个GPU加速芯片，2019年平均每台服务器配置8.02个GPU。

3、NVIDIA：全球GPU巨头。

Nvidia是目前全球市值最大的半导体公司，技术革新、场景拓展、外延并购三大因素驱动Nvidia持续进阶。

Nvidia产品主要分为两大类：图形处理、计算&网络，下游市场包括游戏、专业可视化、数据中心、汽车四大类，计算业务是Nvidia成长的主要驱动力，Nvidia中国大陆收入占比呈上升趋势。

4、景嘉微：国产GPU领军。

景嘉微主营业务分为图形显控、小型专用化雷达、GPU芯片三类，GPU芯片产品包括JM5400、JM7200，其中JM5400主要应用于公司图显模块中，JM7200成功拓展了民用和信创市场。

了解电脑中的CPU和GPU 电脑已经成为现代人生活中必不可少的工具之一，而电脑的核心部件就是CPU（中央处理器）和GPU（图形处理器）。

本文将详细介绍CPU和GPU的功能、特点以及它们在电脑中的作用。

一、CPU的功能和特点CPU是电脑中最重要的组件之一，它的主要功能是执行指令，控制和协调电脑的各种操作。

CPU是电脑的大脑，其运算速度和性能决定了电脑的整体表现。

1.1 功能CPU负责执行和处理电脑中的各类指令，包括算术逻辑运算、数据处理、控制命令等。

它通过运算单元、控制单元和寄存器等部件协同工作，实现了电脑的计算和控制功能。

1.2 特点CPU的主要特点有以下几点：首先，CPU具有高速运算能力。

现代CPU采用了多核心、多线程等技术，可以同时处理多个任务，提高了电脑的计算效率。

其次，CPU具有良好的时钟控制和时序管理能力。

时钟频率决定了CPU的执行速度，而时序管理确保了指令的正确执行顺序。

最后，CPU具备一定的缓存和寄存器容量。

缓存和寄存器可以暂时存储并快速获取数据，减少了与内存的频繁交互，提高了运算效率。

二、GPU的功能和特点GPU是电脑中的另一个关键组件，它主要用于图形处理和显示。

与CPU相比，GPU在图形处理方面具有独特的优势和功能。

2.1 功能GPU的主要功能是处理图形相关的计算任务，包括图像渲染、图形计算、视频编码解码等。

在电脑游戏、设计制图和科学计算等领域，GPU发挥着重要作用。

2.2 特点GPU的主要特点有以下几点：首先，GPU拥有大量的处理核心。

现代GPU采用了并行计算的架构，可以同时处理多个数据流，提高了图像处理的效率。

其次，GPU具备高速的内存带宽。

大规模的图像数据需要快速传输和处理，高带宽的内存可以满足这一需求，并提供流畅的图像显示效果。

最后，GPU支持专用的图形处理技术。

像素填充、光照、阴影等复杂的图形效果都可以由GPU实现，提供了更逼真的视觉体验。

三、CPU和GPU的合作与应用CPU和GPU在电脑中常常需要紧密合作，以实现更高效的计算和图形处理能力。

电脑技术的发展与未来趋势随着科技的日益发展，电脑技术已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

它的发展经历了多个阶段，从最初的大型计算机到现在的个人电脑和智能手机，我们可以清晰地看到电脑技术在过去几十年中的巨大变革。

本文将从硬件、软件和应用三个方面，探讨电脑技术的发展与未来趋势。

一、硬件方面的发展1. 处理器技术的提升电脑的处理器是其核心组件，过去几十年中，处理器的性能得到了显著的提升。

从单核心到多核心，再到现在的超线程技术，处理器的计算能力不断增强，使得电脑的运行速度更快，能够处理更复杂的任务。

2. 存储技术的进步存储器也是电脑硬件中至关重要的一部分。

过去，电脑存储器主要采用硬盘驱动器，而现在固态硬盘已经成为主流。

固态硬盘具有更高的读写速度、更小的体积和更低的功耗，为用户提供更快速的数据传输和更稳定的存储环境。

3. 显卡技术的革新随着电脑图形处理需求的增加，显卡技术得到了长足的发展。

从最初的2D图形加速到现在的3D图形渲染，显卡已经成为许多应用领域不可或缺的一部分，如游戏、VR和视频编辑等。

未来，显卡技术还将继续提升，以满足更高清晰度和更快速度的图形处理需求。

二、软件方面的发展1. 操作系统的更新操作系统是电脑软件的基础，它直接决定了用户与电脑的交互方式。

过去几十年中，我们目睹了许多操作系统的更迭，如Windows、Mac OS和Linux等。

未来，操作系统将继续更新，以适应不断变化的用户需求，如更好的界面设计、更高的安全性和更强大的功能。

2. 人工智能的应用人工智能技术的发展为电脑领域带来了新的可能。

以语音助手和智能推荐系统为例，它们已经成为我们日常生活中的重要助手。

未来，人工智能技术将进一步应用于电脑软件中，提供更智能的功能和更个性化的用户体验。

三、应用方面的发展1. 云计算的兴起云计算技术使得用户可以通过互联网访问存储在远程服务器上的数据和应用程序。

它不仅提供了更大的存储空间和计算能力，还实现了跨平台和协同工作的便利。

信息处理技术中的多媒体技术和计算机图形学多媒体技术和计算机图形学是信息处理技术当中不可或缺的两个分支，它们都可以让信息变得更加直观、生动、易于理解和传播。

我们可以从下面三个方面来对这两个分支进行探讨，包括它们的起源和发展、应用领域以及未来的发展趋势。

1. 多媒体技术和计算机图形学的起源和发展多媒体技术的诞生可以追溯到20世纪60年代，当时人们开始将声音和图像结合在一起，成为了一种新的信息传播方式。

后来随着数字技术的发展，多媒体技术得到了更好的发展。

以计算机为例，计算机的存储容量、处理能力和图形显示技术的不断提升，使得多媒体技术得到了更加广泛的应用。

随着互联网的普及和移动设备的发展，多媒体技术也进一步实现了“随时随地、无处不在”的应用。

计算机图形学起源于20世纪60年代，当时人们开始研究如何在计算机中实现图形显示。

1970年代，计算机图形学逐渐发展成为一个独立的学科，其应用范围也逐渐扩大到计算机辅助设计、游戏开发、虚拟现实等领域。

随着计算机图形学的不断发展，图形技术在各个领域中都得到了广泛应用。

2. 多媒体技术和计算机图形学的应用领域多媒体技术的应用领域非常广泛，它可以应用在教育、娱乐、广告等领域中。

例如，多媒体课件可以使教学更加生动和直观；多媒体游戏可以提供更加丰富的游戏体验；多媒体广告可以使产品宣传更加生动和有吸引力。

计算机图形学的应用也非常广泛，包括计算机辅助设计、游戏开发、虚拟现实、医学图像处理、模拟与仿真等领域。

例如，在计算机辅助设计领域中，可以使用计算机图形学技术绘制三维模型，并进行可视化展示和设计优化。

在游戏开发领域，计算机图形学技术可以实现精美的画面和流畅的动画效果。

在虚拟现实领域，计算机图形学可以实现逼真的虚拟场景和交互体验。

3. 多媒体技术和计算机图形学的未来发展趋势在未来的发展中，多媒体技术和计算机图形学将会有以下几个重要发展趋势。

首先，多媒体技术将会向更加个性化和交互化的方向发展。

电脑显卡的HDR技术HDR（High Dynamic Range）技术是电脑显卡中一项重要的技术，它通过提高图像的动态范围，使得影像更加真实、色彩更加丰富。

在本文中，将详细介绍电脑显卡的HDR技术及其在图像处理中的应用。

一、HDR技术的原理HDR技术的原理是通过增加图像的亮度范围来提升图像的视觉效果。

传统的显示技术只能显示有限的亮度范围，而HDR技术则可以显示更大的亮度范围，使得亮部和暗部的细节更加清晰可见。

通过对图像的亮度进行分段调整，可以使得阴影和高光部分的细节都能得到清晰的显示，从而提升图像的真实感和视觉效果。

二、HDR技术的发展历程HDR技术起源于摄影行业，最早是为了解决摄影过程中拍摄高对比度场景时亮部或暗部细节丢失的问题。

随着数字图像处理技术的发展，HDR技术逐渐应用到电脑图形处理中。

现如今的电脑显卡已经具备了强大的图像处理功能，可以实时处理图像的HDR效果，大大提升了图像的质量和画面的表现力。

三、HDR技术在电脑游戏中的应用HDR技术在电脑游戏中有着广泛的应用。

通过使用HDR技术，游戏画面可以呈现出更加真实的光照效果和明暗对比，使得游戏画面更生动、更有层次感。

同时，HDR技术还可以提高游戏的可玩性和沉浸感，让玩家更好地融入游戏的世界之中。

四、HDR技术在视频制作中的应用HDR技术在视频制作中也有着重要的应用。

通过使用HDR技术，可以拍摄和制作出更加真实、令人震撼的视频作品。

在电影、电视剧等领域，HDR技术可以使得画面的色彩更加饱满、细节更加清晰，给观众带来更加真实的观影体验。

同时，在广告制作等领域，HDR技术也可以加强产品的呈现效果，吸引消费者的注意力。

五、HDR技术的发展趋势随着电脑显卡技术的不断进步，HDR技术在图像处理领域的应用也将不断扩大。

未来，随着显示设备和软件的升级，HDR技术将会得到更加广泛的应用。

同时，随着虚拟现实（VR）和增强现实（AR）等技术的快速发展，HDR技术在这些领域的应用也将会变得越来越重要。

电脑显卡的几何处理和多边形渲染现代计算机显卡在图形处理中起着非常重要的作用。

显卡负责处理几何数据和多边形渲染，以实现图形显示。

本文将深入探讨电脑显卡的几何处理和多边形渲染的原理和技术。

1. 几何数据处理几何数据是构成图形的基本元素，包括点、线、面等。

显卡负责对这些几何数据进行处理，以生成最终的图像。

几何数据处理过程包括顶点处理、变换和裁剪。

1.1 顶点处理顶点是几何数据的基本单位，包含了位置、颜色、纹理坐标等信息。

显卡通过对顶点进行一系列的计算，可以实现位置的变换、颜色的插值和纹理坐标的变换等功能。

1.2 变换变换是指将顶点从模型空间变换到世界空间、相机空间和裁剪空间等过程。

这些空间的变换涉及到平移、旋转、缩放等操作，以确保几何数据正确地映射到屏幕空间。

1.3 裁剪裁剪是指对几何数据进行裁剪，以满足屏幕显示的需求。

常见的裁剪操作包括视锥体裁剪、背面剔除和裁剪平面等。

裁剪操作可以减少不必要的计算和图形渲染，提高性能。

2. 多边形渲染多边形是构成图形的基本图元，包括三角形、四边形等。

多边形渲染是将多边形填充为实体图像的过程，涉及顶点着色、像素着色和纹理映射等操作。

2.1 顶点着色顶点着色是指根据顶点的属性对多边形进行着色。

在顶点着色阶段，可以对顶点进行光照计算、颜色插值和纹理坐标插值等操作，以确定每个顶点的颜色。

2.2 像素着色像素着色是指根据顶点着色结果对多边形内部的像素进行着色。

在像素着色阶段，可以对每个像素进行光照计算、纹理采样和颜色插值等操作，以最终确定图像的颜色。

2.3 纹理映射纹理映射是指将纹理图像映射到多边形表面以增加细节和真实感。

显卡通过对纹理坐标进行插值和纹理采样操作，将纹理像素与多边形上的像素相匹配，实现纹理的贴图效果。

3. 渲染流水线电脑显卡的几何处理和多边形渲染过程通常按照一定的流水线方式进行，以提高并行计算效率。

渲染流水线包括顶点处理阶段、裁剪阶段、顶点着色阶段、光栅化阶段和像素着色阶段等。

CADCAM技术的现状及发展趋势————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：CAD/CAM技术的现状及发展趋势［摘要]随着计算机技术的发展，计算机辅助设计/计算机辅助制造（CAD/CAM）技术在工程设计、制造等领域中具有重要影响的高新技术.CAD/CAM技术自动加工的实现对社会产生了巨大的经济效益。

现代机械制造业中,模具工业已成为国民经济中的基础工业，许多新产品的开发和生产,在很大程度上依赖于模具制造技术，特别是在汽车、轻工、电子和航天等行业中尤显重要。

模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低,已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一，直接影响着国民经济中许多部门的发展.模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的，它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。

CAD/CAM技术的迅猛发展，软件、硬件水平的进一步完善,为模具工业提供了强有力的技术支持,为企业的产品设计、制造和生产水平的发展带来了质的飞跃，已经成为现代企业信息化、集成化、网络化的最优选择。

［关键词］CAD/CAM; 技术现状；发展历程;发展趋势；一CAD发展历程及其应用CAD即计算机辅助设计（CAD-Computer Aided Design) 利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，简称CAD。

在工程和产品设计中,计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。

CAD/CAM(计算机辅助设计及制造)技术产生于本世纪50年代后期发达国家的航空和军事工业中，随着计算机软硬件技术和计算机图形学技术的发展而迅速成长起来。

CAD在机械制造行业的应用最早，也最为广泛.采用CAD技术进行产品设计不但可以使设计人员’甩掉图板'，更新传统的设计思想，实现设计自动化，降低产品的成本，提高企业及其产品在市场上的竞争能力;还可以使企业由原来的串行式作业转变为并行作业，建立一种全新的设计和生产技术管理体制，缩短产品的开发周期,提高劳动生产率。

深入了解电脑的图形处理能力随着科技的发展与进步，电脑在我们日常生活中扮演着越来越重要的角色。

无论是工作、娱乐还是学习，电脑的图形处理能力都发挥着重要作用。

本文将深入探讨电脑的图形处理能力，并从硬件和软件两个方面进行分析。

一、硬件方面电脑的图形处理能力与其硬件设施密切相关。

首先，我们需要了解的是显卡，也叫做显示适配器。

显卡是电脑中负责图形处理的重要组件，它可以决定电脑的图形处理速度和效果。

目前市场上流行的显卡品牌包括Nvidia和AMD等，在选择电脑时，我们可以根据自己的需求来选择合适的显卡。

除了显卡外，电脑的处理器（CPU）也对图形处理能力有一定的影响。

较强的处理器可以更快地处理图形数据，提供更流畅的图像效果。

此外，内存（RAM）也是影响图形处理的关键因素。

大内存可以更好地支持电脑同时处理多个图形任务，提高整体图形处理能力。

二、软件方面除了硬件设施，软件也对电脑的图形处理能力起到关键作用。

首先，操作系统必不可少。

操作系统如Windows、MacOS或Linux等，通过优化图形处理的算法和资源分配，提高电脑的图形处理效率。

此外，图形处理软件也是电脑图形处理的重要组成部分。

市面上有许多专业的图形处理软件，如Adobe Photoshop、Adobe Illustrator、AutodeskMaya等，它们提供了丰富的工具和功能，满足不同用户的图形处理需求。

三、提升电脑图形处理能力的方法要想提升电脑的图形处理能力，我们可以采取以下几种方法：1. 升级显卡和处理器：选择较高性能的显卡和处理器，可以提高电脑的图形处理速度和效果。

2. 扩展内存：增加内存容量，可以支持更多的图形任务同时进行，提升整体图形处理能力。

3. 优化操作系统和软件：经常更新操作系统和软件，及时修复bug和漏洞，以提升图形处理的稳定性和效率。

4. 合理使用资源：在进行图形处理任务时，合理分配电脑的资源，避免多个应用程序同时占用过多的CPU和内存资源。

电脑硬件技术发展动态随着科技的快速发展，电脑硬件技术也在不断进步。

本文将从处理器、存储设备、图形处理和电源等方面探讨最新的电脑硬件技术发展动态。

一、处理器技术发展处理器是电脑的核心组件之一，也是决定电脑性能的重要因素之一。

随着技术的进步，处理器的速度和效能不断提升。

最新的处理器采用了更先进的制造工艺，如7纳米的制程技术，使得处理器的能效更高，性能更强大。

此外，人工智能技术的兴起也为处理器技术带来了新的挑战和机遇。

针对人工智能的需求，许多处理器厂商推出了专门用于人工智能计算的处理器，如英特尔的Nervana芯片和谷歌的Tensor Processing Unit （TPU）。

这些处理器在进行大规模的并行计算和机器学习任务时表现出色。

二、存储设备的进步随着数据量的不断增大，存储设备的容量和速度需求也在不断提升。

目前市场上最常见的存储设备是固态硬盘（SSD），相较于传统的机械硬盘（HDD），SSD具有更高的读写速度和更低的延迟。

近年来，固态硬盘的容量不断增加，同时价格也在逐渐下降。

这使得固态硬盘成为了主流存储设备，许多用户选择将其作为系统盘来提升电脑的启动速度和运行效率。

同时，NVMe（Non-Volatile MemoryExpress）接口的出现进一步提升了固态硬盘的性能，使其更好地发挥其潜力。

另外，云存储技术也在不断发展。

越来越多的用户将数据存储在云端，这不仅减少了对本地硬盘容量的需求，也提供了便捷的数据备份和访问方式。

三、图形处理技术的创新图形处理单元（GPU）是用于处理图形和图像的专用处理器。

随着游戏和虚拟现实等领域的快速发展，对于图形处理的需求也不断增加。

为了满足这些需求，GPU厂商不断推出新的图形处理技术。

目前，NVIDIA的GeForce RTX系列显卡采用了全新的光线追踪技术，使得游戏画面更加真实和细腻。

此外，AMD也推出了Radeon系列显卡，采用了先进的7纳米制程技术，提供了更出色的性能和功耗比。

计算机图形处理技术简介随着计算机技术的不断发展，图形处理技术在各个领域得到了广泛应用。

从电影制作、游戏开发，到建筑设计、产品展示，图形处理技术的应用范围越来越广泛，成为了现代社会中不可或缺的一部分。

本文将简要介绍计算机图形处理技术的发展历程、主要应用以及未来的发展趋势。

一、图形处理的发展历程计算机图形处理技术的起源可以追溯到上世纪60年代，当时几乎所有的图形处理都依赖于硬件实现。

随着计算机硬件的发展，图形处理技术逐渐进入了实用阶段。

1980年代，随着个人电脑的普及，图形处理技术得到了快速发展。

图形界面的诞生，使得计算机使用变得更加直观和友好。

图形处理技术的发展离不开图形硬件的进步，从最早的矢量显卡到如今的高清显卡，硬件的提升为图形处理技术的进步提供了坚实的基础。

二、图形处理的主要应用领域1. 游戏开发游戏是图形处理技术最广泛应用的领域之一。

从《超级马里奥》到《使命召唤》，图形处理技术让游戏的画面变得更加逼真，给玩家带来身临其境的游戏体验。

高分辨率、真实光照、流畅动画等图形处理技术的应用，使得游戏市场日益壮大。

2. 电影制作电影制作是图形处理技术的又一大应用领域。

以《阿凡达》为代表的3D电影，利用图形处理技术打造了梦幻般的影像效果。

图形处理技术可以实现特效、合成、颜色校正等多种操作，大大提高了电影制作的效率和质量。

3. 建筑设计图形处理技术在建筑设计中得到了广泛应用。

借助计算机辅助设计（CAD）软件，建筑师可以通过3D建模和渲染，呈现出建筑物的外观、结构和材料等细节，帮助设计师更好地展示设计理念，提高设计效率。

4. 产品展示利用图形处理技术，产品设计师可以通过虚拟场景展示产品的外观、功能和使用体验。

通过三维建模和渲染，设计师可以更好地展示产品的细节和设计理念，提高产品的销售效果。

三、图形处理技术的未来发展趋势未来，随着计算机技术的不断进步，图形处理技术也将得到进一步发展。

以下是几个可能的发展方向：1. 虚拟现实和增强现实虚拟现实和增强现实是目前图形处理技术发展的热点。