電腦美術

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摘要：本文簡單介紹了與電腦美術繪圖、渲染、圖像處理、排版有關的常用的圖形圖像軟件。

關鍵詞：電腦美術、繪圖軟件、圖形圖像

美術有著悠久的歷史，繪畫的沖動則是我們與生俱來的天性。原始人徒手畫畫，他們把有顏色的泥土和植物的汁液涂在身上、臉上和巖石上，形成最原始的美術。之后，人們用工具畫畫，他們把畫畫在紙上、布上及其它載體上。豐富多彩的顏料，靈活操作的工具，種類繁多的載體加上聰慧的意識，形成了大量的工具美術，這就是今天的國畫、油畫、版畫、雕刻……。進入20世紀末，電腦大量應用開拓了人們的視野，人們開始把畫畫在電腦上（通過數(shù)字處理，顯示器顯示作者所描繪的視覺形象），并給它起了一個新的名字，稱其為電腦美術。由于它的適應性、科學性，以及快速的經(jīng)濟回報，短短幾年，電腦美術幾乎延伸到每一個繪畫領域。

電腦美術目前被廣泛地應用于以下領域：（1）使用電腦進行廣告設計、書籍插圖、建筑裝潢、服裝設計等；（2）Internet國際互聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)頁設計，插入美術字，圖像，動畫等；（3）在多媒體演示和教學中，靜態(tài)和動態(tài)圖像占有重要的地位，配上聲音和文字可以更好地發(fā)揮作用；（4）用電腦制作動畫片，為電視制作片頭，為電影制作三維特技合成鏡頭，能夠提高質量、效率，降低成本，還能夠造成奇幻效果；（5）在印刷和版式設計中，運用電腦美術，可以大大提高印刷產(chǎn)品的美感；（6）藝術家用電腦作為繪畫工具，輔助繪畫創(chuàng)作，或制作獨立的電腦美術作品。電腦美術是跨越藝術和科學的一門新興的邊緣學科，是用電腦和輸入輸出設備進行的美術創(chuàng)作。電腦要進行美術創(chuàng)作必須使用圖形圖像軟件，就創(chuàng)作過程而言，可將電腦美術軟件分成四大類：一是建模和繪畫軟件，二是渲染軟件，三是圖像處理軟件，四是印前組版軟件。

1.電腦美術中的建模和繪畫軟件

建模軟件提供一系列構造命令和編輯工具來幫助電腦美術設計者構造模型，相當于傳統(tǒng)美術設計方法中的構圖，構造藝術作品中景物的輪廓和基本的顏色基調。建模軟件中最著名的就是AutoCAD，是美國Autodesk公司軟件，它已作為確定了的工業(yè)標準。據(jù)有關資料介紹AutoCAD在中國建筑CAD市場有70％的占有率。在世界其它地區(qū)，AutoCAD也是PC平臺上應用最普遍的CAD軟件，擁有眾多的硬件發(fā)展支持商。三維CAD系統(tǒng)的核心是產(chǎn)品的三維模型。三維模型是在計算機中將物體的實際形狀表示為三維的模型，模型中包括了與物體的幾何結構有關的點、線、面、體的各種信息。由于三維CAD系統(tǒng)具有可視化好，形象直觀、設計效率高以及能為圖形數(shù)字化的各類環(huán)節(jié)提供完整的設計、工藝等優(yōu)勢，其取代傳統(tǒng)的純二維CAD系統(tǒng)已成為歷史發(fā)展的必然。

繪畫軟件將屏幕（畫面）理解為由像素點（最小顯示單元）按水平和垂直方向有序排列而成的區(qū)域。在電腦顯示屏上，每個像素由RGB（紅、綠、藍）三個分量組成，RGB比例的不同產(chǎn)生不同色彩和灰度的像素點。說到建模和繪畫軟件，不能不提到WINDOWS自帶的畫圖程序，畫圖程序簡單，靈巧，保留了WINDOWS操作系統(tǒng)的許多優(yōu)點，最容易為初學者所掌握。然而有人認為，畫圖程序功能太簡單，因此用畫圖程序不可能創(chuàng)作出什么好的作品，其實不然，關鍵在于如何運用畫圖的各種工具。良好的創(chuàng)意加工具的靈活應用是創(chuàng)作電腦風景畫成功的關鍵。用畫圖創(chuàng)作人物畫的關鍵是要先一步一步勾出人物的大體輪廓，刷子、鉛筆、畫曲線工具以及各種工具要配合使用，橡皮使用和CTRL+Z可使不滿意的部分從圖中去掉。只要熟練掌握，畫圖程序在建模時完全可以達到隨心所欲的程度，加上它的顏色填充功能，可以創(chuàng)作出視覺效果良好的電腦美術作品。

繪畫軟件中著名的為CoreIDRAW，CoreIDRAW是一個系列工具軟件包。它是由加拿大Corel公司開發(fā)的，它擁有多種工具，主要用來繪制二維彩色圖形；它還包括一些圖庫，例如ClipAets以及字庫等。CoreIDRAW在制作廣告、插圖等二維美術創(chuàng)意作品方面應用甚廣，是目前有名的電腦美術設計軟件。

2．渲染軟件

渲染軟件是指對建模生成的圖形進行細化和美化的過程，包括均勻、光滑及精細。就渲染過程而言，可以包括頂點渲染和像素渲染。頂點渲染可以處理包括個體和環(huán)境的所有動態(tài)貼圖，這將使得細膩的效果不再是圖像中主要視體的專利，而是整幅圖像都可以更加真實生動。人物表情的變化、關節(jié)的運動、彈性物體的形變……，這些視覺效果不僅要求三維物體本身的變化，而且要求表面的貼圖也隨物體的變化而拉伸或壓縮。在以前是通過把三維物體在局部細化來提高顯示效果，但是細化帶來驚人的工作量和資源占有，所以只能用在比較重要的部分（比如圖像的主要視點）。頂點渲染由兩個部分組成：渲染過程和預渲染，渲染過程主要確定需要進行渲染的頂點并且決定需要渲染頂點的順序。

像素渲染同頂點渲染類似，也是可編程的。像素渲染主要用于材料的表面貼圖，這可以使得三維物體的表面不再具有令人討厭的“計算機感”。具體的說，計算機所描繪的物體表面往往帶有明顯的金屬質感——平滑、生硬。這是由貼圖方式?jīng)Q定的，由于被貼圖的三維物體表面本身是平滑的，所以在傳統(tǒng)貼圖方式下，為了解決由此帶來的視覺效果問題，要使用大量復雜的材質貼圖庫，不僅占用龐大的顯存空間和顯存帶寬，而且也不令人滿意?？删幊滔袼刭N圖的優(yōu)點在于不是采用復雜的材質貼圖，而是對貼圖過程進行編程處理。編程的靈活性很高，所以可以用簡單的貼圖就能做出復雜的表面效果。這樣一方面可以大大減少材質庫所占用的存儲空間，另一方面貼圖的種類也不局限于材質庫中才有的貼圖，通過編程可以創(chuàng)造出根本不存在的材質表面。

渲染軟件常用的有3Dstudio或3DstudioMax。在PC機平臺上，由Autodesk公司開發(fā)的3DstudioMax是渲染軟件領域目前聲勢最大的核心軟件之一3DstudioMax是一個博大精深的軟件包，除了可作渲染軟件以外，還可以用來建模，它還是目前在PC機平臺上應用最廣的優(yōu)秀動畫制作軟件。3DstudioMax有建模功能，這些功能在某些情況下非常實用方便，例如，一些曲面模型的建模。不過，對于專業(yè)性應用而言，一般的做法是先用其它建模軟件例如AutoCAD建立模型文件，再將該文件以DXF文件格式輸入3DstudioMax，然后再補充一些曲面模型，并加以修整、渲染成二維影像文件。

3DstudioMax以其友好方便的界面，簡便快捷的操作，細膩的畫面，出色的渲染等特色為廣大用戶提供了一種易學易用，而具有專業(yè)水準的三維造型及動畫軟件。3．圖像處理軟件

對電腦美術的設計者來說，圖像處理軟件是最簡單和最直觀的軟件，現(xiàn)在有許多圖像處理軟件可供選擇。目前Photoshop可以說是圖像處理軟件中的龍頭老大，Photoshop的每一個版本的面世都有人們所意想不到的新功能，使得前來挑戰(zhàn)的諸多圖形圖像處理軟件，敗于它的腳下，越來越多的藝術家、廣告設計者視它為自己的得力“助手”。它之所以受到許許多多專業(yè)以及非專業(yè)人士的青睞，依靠的就是強大的濾鏡。因為有了濾鏡，就可以輕易地創(chuàng)造出“專業(yè)”的藝術效果。

Photoshop是美國Adobe公司開發(fā)的真彩色和灰度圖像編輯處理軟件，它提供了多種圖像涂抹、修飾、編輯、創(chuàng)建、合成、分色與打印的方法，并給出了許多增強圖像的特殊手段，可廣泛地應用于美工設計、廣告及桌面印刷、計算機圖像處理、旅游風光展示、動畫設計、影視特技等領域。

Photoshop運行在Windows圖形操作系統(tǒng)中，可在Photoshop和其它標準的Windows應用程序及DOS應用程序之間交換圖像數(shù)據(jù)。Photoshop支持TIF、TGA、PCX、GIF、EPS、BMP、PSD、JPEG等各種流行的圖像文件格式，能方便地與文字處理，圖像應用、桌面印刷等軟件或程序交換數(shù)據(jù)。Photoshop支持的圖像類型除常見的黑白、灰度、索引16色、索引256色和RGB真彩色圖像外，還支持CMHK、HSB以及LAB模式的彩色圖像。

4．排版軟件

從技術的角度來看，排版軟件在功能定位上比較困難，從文字和圖像處理、排版規(guī)則、版面調配到印刷輸出都要包含在內，因此在90年代的發(fā)展高峰期過后，排版軟件已擴展得非常龐大和復雜。無論是本土開發(fā)或國外商業(yè)軟件，由于根基和設計早已在80年代制定，經(jīng)過多年的更新提升后，軟件架構已經(jīng)難以容納新功能，每次更新都可能影響其它部分的原有程序運作，或至少令開發(fā)周期變得愈來愈長。飛騰和Pagemaker都是著名桌面排版（DTP）軟件，前者由國內著名公司方正生產(chǎn)，后者由國際著名公司Adobe開發(fā)。從DTP的特點看，其主要是圖文處理，包括三個方面的內容：文字排版、圖形設計、圖像處理，同時需要結合使用。飛騰和Pagemaker是以文字處理為主，兼具簡單圖形圖像處理的排版、組版軟件。除具有一般排版軟件的功能外，飛騰和Pagemaker在圖像排版方面都是用得比較多的，它們支持的圖像格式比較多，常用的圖像格式文件幾乎都支持。

排版軟件未來的發(fā)展趨勢是：（1）將出現(xiàn)更多針對包裝的排版軟件，能夠實現(xiàn)頁面嵌套與混合組版。（2）能夠進一步支持PDF。PDF文件可靠、可預測，可以以不同的分辨率輸出到不同的設備。更多地使用客戶和服務器環(huán)境，使很多排版軟件開發(fā)者都意識到，將排版軟件從桌面移走并用于服務器上，能夠得到一個效率更高的流程。

5．結束語

現(xiàn)在的圖形圖像處理軟件，都在致力于將建模與繪畫、渲染、圖像處理功能和排版功能集成于一體，如Photoshop、CoreIDRAW等，這樣就為電腦美術的設計者提供了更加強大的設計工具，避免了使用不同軟件造成的不兼容問題，經(jīng)過建模、繪畫、渲染和圖像處理，一幅完美的美術作品就形成了。如果要在除計算機顯示器以外的介質上觀看所形成的美術作品，則必須給計算機接上相應的輸出設備將其輸出到其它介質上。隨著科學技術的進一步發(fā)展和人們審美情趣的進一步提高，必將有更加豐富的圖形圖像處理軟件廣泛應用于電腦美術作品創(chuàng)作中，充分發(fā)揮高科技給我們帶來的方便和實惠。

參考文獻:

[1]羅鵬飛、賀智華、吳學忠等：《跟我學電腦美術》［M］，長沙：國防科技出版社，2000年版。

[2]毛德寶、季陽、石建杭：《裝潢設計—專業(yè)設計•裝幀設計•編排設計•電腦美術專集》［M］，杭州：中國美術學院出版社，1995年版。