[科普中國]-圖形字符合成

簡介

圖形字符合成是指利用圖形學中有關技術來合成圖形字符，例如計算機中的漢字圖形字符、英文圖形字符（二維計算機圖形），這些都是通過有關圖形學技術合成的，并存儲在計算機內(nèi)存中。圖形字符合成一般是結合人們的想象力和有關技術創(chuàng)造出藝術效果和實用性較強的圖像字符。圖形字符合成好壞與現(xiàn)有技術有著密不可分的關系，例如可以利用人工智能有關技術，機器自己創(chuàng)造出一些以前難以想象圖像字符和圖形符號，如3D圖形字符。圖形字符合成可以推動游戲、動畫、輔助設計等一些行業(yè)發(fā)展。

圖形學計算機圖形學的研究內(nèi)容極為廣泛，如圖形硬件、圖形標準、圖形交互技術、光柵圖形算法、曲線曲面建模、實物造型、真實感圖形顯示算法，以及科學計算可視化、計算機動畫、自然仿真、虛擬現(xiàn)實等。計算機圖形學主要目的就是要利用計算機表達的真實感圖形。為此， 必須建立圖形描述的場景的幾何表示，運用某種光照模型，計算出假想的光源、紋理、材質(zhì)屬性下的光照明效果。所以計算機圖形學與計算機輔助幾何設計有著密切的關系。圖形學也把可以表示幾何場景的曲線曲面造型技術和實體造型技術作為其主要的研究內(nèi)容1。

二維計算機圖形二維計算機圖形（2D Computer Graphics），也簡稱為二維 CG，是基于計算機的數(shù)字圖像的產(chǎn)生—主要是從二維模型（例如二維幾何模型，文本，和數(shù)字圖像）產(chǎn)生，并且使用只適用這些模型的技術。該詞也用于指代這些模型本身。采用該技術的計算機科學的分支稱為二維計算機圖形學。二維計算機圖形主要用于本來采用傳統(tǒng)印刷和繪制技術的那些應用場合，例如字體、地圖、工程制圖、廣告、等等。在那些應用中，二維圖像不僅僅是現(xiàn)實世界物體的一個表示，它本身是有附加含義的獨立個體；因而二維模型在那些應用中更為實用，因為它們給出了比三維計算機圖形更為直接的控制（三維圖形更象攝影而非打印）。在諸如桌面發(fā)布、工程、和商務這樣的很多領域，基于二維計算機圖形的文檔的表述比相應的數(shù)字圖像可能會小得多—經(jīng)常只有1/1000 或者更小。該表示法也更靈活，因為它可以在不同的圖像分辨率進行繪制以適應不同的輸出設備。因而，文檔和插圖經(jīng)常采用二維圖形文件存儲和傳輸。

二維計算機圖形于1950年年開始，基于矢量圖形設備。它們在接下來的數(shù)十年間被光柵設備大量替代。PostScript語言和X Window System協(xié)議是該領域里程碑式的發(fā)展。二維圖形模型可以是如下這些的組合：幾何模型（也稱為向量圖形），數(shù)字圖像（也稱為光柵圖形），需要排版的文本（由內(nèi)容、字體和大小、顏色、和方向定義），數(shù)學函數(shù)和方程，等等。這些組件可以通過象平移、旋轉、縮放這樣的二維幾何變換來修改和操作。在面向對象圖形中，圖像通過一個有自繪制方法—一個用任意的算法來賦予圖像像素色彩值的例程—的對象來描述。復雜的模型可以通過將更簡單的對象組合起來得到，可以采用面向對象編程的范式。

三維計算機圖形三維計算機圖形是電子計算機和特殊三維軟件幫助下創(chuàng)造的作品。一般來講，該術語可指代創(chuàng)造這些圖形的過程，或者三維計算機圖形技術的研究領域，及其相關技術。三維計算機圖形和二維計算機圖形的不同之處在于計算機內(nèi)存儲存了幾何數(shù)據(jù)的三維表示，用于計算和繪制最終的二維圖像。一般來講，為三維計算機圖形準備幾何數(shù)據(jù)的三維建模的藝術和雕塑及照相類似，而二維計算機圖形的藝術和繪畫相似。但是，三維計算機圖形依賴于很多二維計算機圖形的相同算法。計算機圖形軟件中，該區(qū)別有時很模糊：有些二維應用程序使用三維技術來達到特定效果，譬如燈光，而有些主要用于三維的應用程序采用二維的視覺技術。二維圖形可以看作三維圖形的子集。

人工智能人工智能（Artificial Intelligence，簡稱 AI），作為計算機學科的一個重要分支，是由 McCarthy 于1956 年在 Dartmouth 學會上正式提出，在當前被人們稱為世界三大尖端技術之一。美國斯坦福大學著名的人工智能研究中心尼爾遜（Nilson）教授這樣定義人工智能“人工智能是關于知識的學科——怎樣表示知識以及怎樣獲得知識并使用知識的學科”，另一名著名的美國大學 MIT的 Winston 教授認為 “人工智能就是研究如何使計算機去做過去只有人才能做的智能的工作”。除此之外，還有很多關于人工智能的定義，至今尚未統(tǒng)一，但這些說法均反映了人工智能學科的基本思想和基本內(nèi)容，由此可以將人工智能概括為研究人類智能活動的規(guī)律，構造具有一定智能行為的人工系統(tǒng)。人工智能作為研究機器智能和智能機器的一門綜合學科，涉及信息科學、心理學、認知科學、思維科學、系統(tǒng)科學和生物科學等學科，目前已在知識處理、模式識別、機器學習、自然語言處理、博弈論、自動定理證明、自動程序設計、專家系統(tǒng)、知識庫、智能機器人等多個領域取得實用的成果。