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3D Studio MAX 简介3D Studio MAX是Kinetix公司推出的一套强大的三维建模软件,由于它是基于Win NT 或Win98平台的，方便易学，又因其相对低廉的价格优势,所以成为目前个人PC上最为流行的三维建模软件。
其3.0版本的推出，更是巩固了它在个人PC平台上的地位。
它的3.0版本相较以前的版本有了明显的改进,具体表现在以下几个方面:⑴工作流模式使得工作组的协调更容易，效率更高。
3D Studio MAX R3引入了工作流模式，在具体的实现上从外部参考体系（XRef）、示意视图（Schematic View）的引入以及现在3D MAX 可以使用其他程序从外部加以控制，而不必激活它的工作界面。
⑵易用性的改进。
操作界面的改进是Release 3.0版本的最显著的变化，除了外观的变化之外，R3.0版本还增加了诸如用户自定义界面、宏记录、插件代码、变换Gizmo、轨迹条等功能。
⑶渲染的改进。
Autodesk公司在收购了以渲染和视频技术闻名的Discreet Logic公司，吸收了该公司的先进技术，3D MAX R3 对其渲染器几乎做了重新设计，不仅增加了渲染的速度，而且提高了画面渲染的质量。
⑷建模技术的增强。
建模技术的增强是3D Studio MAX最重要、最突出的改进，这也是在虚拟现实系统构建中应用它的一个有力的原因。
主要的改进包括：①细分曲面技术(Subdivision Surface) 。
3DS MAX 包含了细分曲面技术，细分曲面技术是1998年以来业界最流行的建模技术，大有赶超NURBS技术之势，它可以使模型建立更容易，而且效果更好。
②柔性选择。
此项技术可以“部分地”选择顶点，从而在变换顶点时获得光滑、柔和的效果,这对建立复杂物体的模型时非常有用。
③曲面工具和改进的NURBS技术。
使用曲面工具可以产生很复杂的“面片”模型，这亦是一种重要的建模方法，Release 3.0版本中的NURBS技术不但速度加快，而且增加了一系列方便、易用的功能。
基于图像增强技术的直方图算法探析摘要:虽然目前运用高速图像采集系统对图像进行拍摄技术已经取得一定的发展,但然仍存在着一些缺陷,主要表现在在所拍摄的图像中,很难对电器触头进行详细的观察。
造成这一现象的原因主要有两个,即开关电弧所具有的发光特性以及触头系统和灭弧室所具有的反光特性。
因此,需要采取相关措施对电弧强度作增强处理,本文介绍的是直方图或者局部直方图的图像。
关键词:低压电器开关电弧图像增强直方图算法1 图像增强技术简析对于图像增强来说,它其实是数字图像处理当中的一项基本内容。
它主要指的是根据相关的需求对一幅图像当中的某些重点信息进行一定程度上的突出。
同时,它还能够做到对信息的有效选择,将一些不必要的信息进行削弱或者去除。
这样一来,就可以对图像的质量进行一定的改善,同时也对图像信息的有效性进行了增强。
2 直方图概况2.1 直方图的原理对于一幅数字图像来说,如果它对应于每一灰度值,就可以对具备这一灰度值的象素数进行相应的统计。
并由此实现对于象素数-灰度值图形的绘制。
那么,我们就将这一图形称作为相关图像的灰度直方图,简称为直方图。
对于直方图来说,它分别将灰度值以及象素数作为其横坐标以及纵坐标。
2.2 直方图的性质直方图具有一系列的性质,下面我们对其进行一一阐述,主要如以下几点。
同时,在进行变化之时,对于T(r)来说,需要满足一定的条件,主要是如下的两个条件:(1)它必须是单值单调增加函数。
(2)它的值必须在0～1之间,并包含0和1。
这样一来,T(r)满足单值单调增加函数的条件,就可以使得灰度级根据从黑道白的顺序进行排列;而T(r)满足其值必须在0～1之间,并包含0和1,就可以对其在映射变换之后的像素灰度值维持在允许的范围之内进行一定程度的保证。
从s到r的反变换为:与上面相同,s也需要对上面所阐述的两个条件进行满足。
而通过概率理论我们可以知道:如果在Pr(r)和变换函数s=T(r)已经知道的情况下,且T-1(s)是单值。
像素画的原理是什么像素画（Pixel Art）是一种通过绘制像素级的点来创作图像的艺术形式。
每个像素点具有特定的颜色和位置，通过排列和组合这些像素点，可以形成各种图像。
像素画的原理基于计算机图形的显示技术和色彩模型。
像素（Pixel）是“picture element”的缩写，指的是计算机图形显示中的最小单元。
在一个二维的像素图像中，每个像素都可以表示为一个点，其位置由坐标来确定，颜色由色彩模型来定义。
像素点的密度越高，图像的清晰度就越高。
对于像素画而言，绘制的粒度是相当细微的。
绘制像素画时，艺术家使用图形编辑软件或像素绘图软件，将每个像素点放置在画布上。
通过选择不同的颜色和调整像素点的位置，艺术家可以创作出各种丰富多样的形象，包括角色、场景、物体等。
像素画的原理涉及到计算机图形的显示技术。
在计算机显示设备上，图像是通过像素点的阵列来呈现的。
每个像素点都有自己的颜色信息，可以通过控制每个像素点的亮度和色彩值来显示出不同的图像。
这些像素点的颜色和位置信息通常通过计算机的内存或显卡来存储和处理。
色彩模型是像素画的另一个重要原理。
常见的色彩模型有RGB模型和CMYK模型。
RGB模型是将颜色分解为红、绿、蓝三原色，并通过调整三原色的亮度和混合比例来获取不同的颜色。
CMYK模型是将颜色分解为青、品红、黄、黑四颜色，通过调整四种颜色的亮度和混合比例来表示颜色。
在绘制像素画时，艺术家通常使用调色板来选择合适的颜色。
调色板是一种特殊的工具，其中包含一系列预定义的颜色。
艺术家可以从调色板中选择所需的颜色，并将其应用于特定的像素点。
调色板的使用可以加快绘制过程，并确保图像的一致性和协调性。
除了颜色的选择和位置的设置，像素画还涉及到一些其他的技巧和原则。
例如，像素画通常要求具有较低的分辨率，以模拟早期计算机和游戏机的图形。
此外，像素画还强调线条和形状的简洁性，以及色块的扁平化效果。
这些原则和技巧都是为了在有限的像素和色彩中创造出令人满意的图像效果。
2020.10真情 教育探索11
浅谈平面设计软件中的图形绘制技术陈星言 贵阳学院
摘要：本文选择就平面设计软件中的图形绘制技术应用，这一论点进行分析和研究，为了确保分析和研究的全面性，设计如下研究框架。首先，阐述图形绘制技术理论定义，增加对该技术内涵了解，为后文分析奠定坚实理论基础。其次，分析图形绘制技术应用价值，倡导大力应用和推广该技术。最后，分析平面设计软件中图形绘制技术有效应用方法，力求发挥图形技术提取信息以及消除干扰等优势，做好颜色处理以及轮廓线条设计工作，确保平面设计效果。关键词：平面设计软件；图形绘制；技术
平面设计中，常应用各类辅助软件进行设计，此类软件可以有效对图像进行处理、编辑和调整颜色。对电子图进行设计和造型，有效对图形图像进程输出。如，图形绘制技术的应用，就实现上述应用目标，其应用较为灵活，确保平面设计的质量和效果。为了更加高效开展平面设计工作，需重视人才的培养，要求从事此项工作人员掌握图形法线条轮廓设计知识，了解图像设计造型要点，掌握图形修改方法和汲取等，这样才能切实做好平面设计工作，发挥图形绘制技术最大应用价值。
1.图形绘制技术理论定义图形绘制技术，主要是利用计算机技术生成、显示并绘制图形。在图形绘制中各图形主要是利用数据进行表示，把数据转化为线条，利于图形的展示以及绘制打印。图形绘制技术可以规范、准确、快速、大批量的处理和制作地理图形、电路图、机械图等，是当下我国各个领域较为常见的设计技术。此外，伴随科学技术发展，图形绘制技术也实现三维作图和运动作图，完善以往图形设计不足，提升绘制技术应用价值。
2.图形绘制技术应用价值图形绘制技术在当下我国多媒体领域、建筑设计领域、平面设计以及视觉传达等领域被大力应用。图像、图形是一种人类视觉可以感受得到的一种具体化信息，对信息生动、形象的变大，可以为人们带来更为直观的感受。总的来说，图形绘制技术具有自身优势，突破以往涂图形设计弊端，把视频、动画、图像和图形技术有效结合，对人们的生产和生活带来较大影响[1]。
基于图像的图形绘制技术浙江大学CAD & CG国家重点实验室鲍虎军彭群生目前,实时图形绘制算法主要采用实时消隐技术、场景简化技术和基于图像的图形绘制(Image-Based Rendering,IBR)技术。
本文主要介绍IBR技术及其最新发展。
一、IBR技术的特点传统图形绘制技术均是面向景物几何而设计的,因而绘制过程涉及到复杂的建模、消隐和光亮度计算。
尽管通过可见性预计算技术及场景几何简化技术可大大减少需处理景物的面片数目,但对高度复杂的场景,现有的计算机硬件仍无法实时绘制简化后的场景几何。
因而我们面临的一个重要问题是如何在具有普通计算能力的计算机上实现真实感图形的实时绘制。
IBR技术就是为实现这一目标而设计的一种全新的图形绘制方式。
该技术基于一些预先生成的图像(或环境映照)来生成不同视点的场景画面,与传统绘制技术相比,它有着鲜明的特点:*图形绘制独立于场景复杂性,仅与所要生成画面的分辨率有关。
*预先存储的图像(或环境映照)既可以是计算机合成的,亦可以是实际拍摄的画面,而且两者可以混合使用。
*该绘制技术对计算资源的要求不高,因而可以在普通工作站和个人计算机上实现复杂场景的实时显示。
每一帧场景画面都只描述了一给定视点沿一特定视线方向观察场景的结果,为摆脱单帧画面视域的局限性,我们可在一给定视点处拍摄或计算得到其沿所有方向的图像,并将它们拼接成一张全景图像。
为使用户能在场景中漫游,我们需要建立场景在不同位置处的全景图。
IBR技术是新兴的研究领域,它将改变人们对计算机图形学的传统认识。
二、IBR技术的现状及发展IBR的最初发展可追溯到图形学中广为应用的纹理映射技术。
传统的几何造型技术只能表示景物的宏观形状,无法有效地描述景物表面的微观细节,而恰恰是这些微观因素极大地影响着景物的视觉效果。
根据光照明理论,景物表面的微观属性最终反映在景物表面各点处的双向反射率上。
传统真实感图形绘制技术利用纹理图像来描述景物表面各点处的反射属性,从而模拟了景物表面的丰富的纹理细节。
环境映照技术继承了上述思想,它采用纹理图像来表示景物表面的镜面反射和规则透射效果。
在早期的应用中,环境映照以景物中心为固定视点,观察整个场景,并将周围场景的图像记录在以该点为中心的环境映照球面或立方体表面上。
因此,环境映照实际上以全景图像的方式提供了其中心视点处的场景描述。
80年代初,这一技术在飞行模拟器的设计中得到了成功的应用,后来被广泛应用于游戏设计中。
但单一环境映照无法完全描述一个场景。
一个自然的选择是在一些路径上选取一些采样点作为视点,预先生成存储该点处的全景图像。
在漫游时,沿给定路径前进,并根据采样点处的全景图像生成画面。
Miller等用此技术建立了一个具有多条固定路径的虚拟博物馆漫游系统。
Apple公司的Quick Time VR系统摆脱了固定漫游路线的约束,用户可在环境中随意漫游。
该系统的优点是能在中低档硬件平台上实现复杂场景的漫游,缺点是前后帧画面间有时会出现不连续现象,因而产生跳跃感。
随着商用系统的推出,IBR技术的研究进入了一个高潮,在短短的几年间,涌现出了一大批高效的算法。
1. 图像投影变形技术如前所述,纹理映射技术其实是一种典型的IBR技术,该技术以纹理图像作为输入,将它映射到简单景物几何上,以近似描述表面上的纹理细节。
用户可取不同的位置和角度来观察这些景物,在不同视点和视线方向下,景物表面的绘制过程实际上是纹理图像在取景变换后的简单景物几何上的重投影变形的过程。
类似地,采用图像投影变形(Image Projective Warping)技术亦可将给定图像重投影变形到新的图像平面上来生成新的画面。
根据投影方式,投影变形技术可以分为两类,它们构成了目前IBR算法的核心。
(1) 无需深度或光流信息的投影变形技术这一技术将两幅取相同视点但不同视线方向的图像联系起来。
当两幅图像部分重合时,利用这一技术就可将它们无缝地粘接成一幅更大的画面。
这一技术的典型代表是图像马赛克算法。
该算法首先由用户绕一固定点摇拍场景,得到一图像序列,其中前后两帧图像保持一定的重叠区域,然后利用这一技术将图像序列拼接起来,形成一幅全景图像(环境映照)。
对全景图像重采样就可得到新的画面。
事实上,具有同一视点、但视线方向不同的两幅部分重叠画面间的投影变形函数可简单地表示成一个3×3矩阵。
在计算机视觉中,有多种优化迭代方法来决定该矩阵。
但当两幅图像无重叠部分时,我们不能直接确定所需的投影变换,此时,需找出一些中间相互重叠的画面序列将两个图像连结起来,通过复合两个重叠画面间的投影变换即可得到所需的投影变换。
这一技术的发展,有力地促进了Quick Time VR类型系统的实用化,该技术已成为目前应用最为成功的IBR算法。
这类投影变形技术存在很大的局限性,即只适用于摄像机绕全景图像中心旋转时中间画面的生成,而不适用于摄像机位置移动的情形。
在摄像机做前后移动时,由于景物前后遮挡关系的改变,所得图像并不完全是原存储图像的重新投影和简单变形,其画面内容在局部区域中发生变化。
解决这一问题的有效方法是在原给定的图像序列中引入可见点的深度信息,以提供原始场景的部分三维信息。
(2) 基于深度或光流信息的投影变形技术其基本思想是利用给定画面上可见点的深度值,局部重建场景的三维几何,并基于这些三维信息对可见点直接进行投影变换,或建立该画面与其相邻画面象素的对应关系。
对于前者,由单幅画面即可生成相邻视点处新的图像,后者则需给定多幅相邻的深度图像。
由于这一技术不再要求新画面的视点与原图像的视点位置重合,从而摆脱了第一类投影变形技术的严格限制,该技术可在不同视点的图像序列之间生成连续过渡的中间画面。
因而,若在预处理中已生成好场景中各采样点处的深度全景图像,则可实现对场景的连续漫游,此时,前后帧画面之间不再具有跳跃感。
Eric Chen的视图插值算法是第一个在给定两帧深度图像之间实现画面自然过渡的IBR算法。
该算法采用线性插值技术模拟了各相邻采样点间场景透视变换的变化。
之后,这一算法被McMillan等进一步扩展,成为一个更具一般性的全景函数造型技术。
基于可见点深度信息投影变形技术的缺点是在所生成的中间画面上可能存在空洞。
这是由于所给定的图像无法提供中间画面空洞处可见点的信息而造成的。
空洞的填补是一个非常复杂、耗时的过程,填充效率将严重影响各中间画面生成的实时性和质量。
尽管如此,深度图像的重投影变形技术可在一定精度值内将原给定图像上的相邻象素组合成子块图像,以一个整体进行投影变换,因而算法的计算效率非常高,能在低档的硬件平台上实现给定图像间的实时过渡。
考察中间过渡画面上空洞的成因,可发现空洞大致分为两类,即由于可见景物在屏幕上的投影区域扩张而引起的空洞;由于场景中景物的可见性发生变化而引起的空洞。
对第一类空洞,可通过插值相邻象素颜色或插值相邻象素在源图像中的相应偏移向量来近似填补空洞;精确地填补第二类空洞涉及对场景的重新采样,当然,我们亦可采用多个源图像来生成同一视点和视线方向的多幅画面,利用这些画面空洞的互补性,经合成得到最终画面。
为有效地减少中间过渡画面上的空洞数目,McMillan等许多研究者近年来提出了逆向投影变形技术,以解决第一类空洞。
从整体来看,深度图像的重投影变形技术本质上是一个由深度图像重建局部三维几何并重新采样该局部几何的过程。
因而,问题的关键是如何由离散深度值重建连续几何景物表面,这一直是计算机视觉的研究内容,目前已提出了许多由深度图像近似重建局部场景的实用算法。
最近,McMillan等先后提出了图像空间的高斯重建算法和基于B样条曲面片的三维几何重建算法。
特别是前者得到了较好的重建效果。
该算法利用Heckbert的椭圆加权平均滤波器对所有源采样点和样本深度差之平方和(均方差)进行滤波,进而得到编码所需的码表。
本质上,这是一个标准的矢量量化过程,所得的码表就是源图像的一个剖分,且每一个编码均对应屏幕上具有相近深度值的小块区域。
类似地,Sillion等利用基于深度信息的边缘提取技术对源图像进行分层,然后在每一层中利用传统三角剖分技术来完成对图像的分割,进而建立起所需的三维网格几何,它是原场景几何的一个局部近似。
由于上述三维几何重建方法往往生成大量细小的分割区域,这给后续画面绘制的效率及精度带来了极大的影响,为此,我们通过对深度信息引入一非线性变换,使图像深度的变化呈线性关系,并利用Laplace算法及二叉剖分技术实现图像的分割,从而恢复出原场景几何的三维网格。
与传统算法相比,本算法重建生成的网格数较少,算法精度及效率更高。
深度图像重投影技术的主要优点是该技术适合于实拍图像。
若我们能基于计算机视觉理论求得实拍图像的摄像机参数及深度信息,则重投影变形技术就可生成相邻画面的自然过渡。
通常,我们采用立体图像匹配技术来解决画面上可见点的深度恢复问题。
在SIGGRAPH'98上,Raskar等提出了一种全新的深度恢复技术,并开发了一个被称之为"虚拟办公室"的虚拟环境系统。
该系统利用实时计算机视觉技术,动态恢复办公室场景的深度和反射信息,进而采用重投影技术生成画面。
该算法的主要贡献在于他们将光源布置成一定的结构,并以不为人眼所察觉的频率改变光源的照明,由于摄像机机位是固定的,算法可快速利用场景画面光照信息的变化,动态恢复其深度值。
尽管投影变形技术还存在着一些问题,但它已成为目前最为成功的IBR技术,相信在不久的将来,这一技术将会有更大的发展。
2. 光场重建技术光场重建(Light Field Reconstruction)技术是在全景函数重建技术上发展起来的一种新的IBR技术。
一般地,全景函数由一参数方程来描述,它定义了空间任一处,在任何时刻和任一波长范围内场景中的所有可见信息,对空间中的任一视点V(Vx,Vy,Vz),从该视点出发的任一条视线均可用一球面角θ和ψ来定义。
若记光波长为λ,则在t时刻视点V 处的全景函数可定义为:p=P(θ, ψ, λ,Vx,Vy,Vz,t)。
全景函数事实上刻划了一给定场景的所有可能的环境映照,因而,它以图像的方式给出了场景的精确描述。
为生成一帧给定视点沿特定方向的视图,我们只需将视点V(Vx,Vy,Vz)和球面角θ、ψ及时刻t代入全景函数即可。
这其实是对全景函数的采样过程,所得视图即为全景函数的一个样本。
因此,基于图像的图形绘制问题可描述为:给定全景函数的离散样本集合,生成该全景函数的一个连续表示。
基于这一描述,IBR可分解为全景函数的采样、重建和重采样三个过程。
一般来说,全景函数的获取是非常困难的,这是由于它所包含的信息量远远超出了当前计算机的处理能力。
