图形数据文件

图形用一组指令集合来描述图形的内容，如描述构成该图的各种图元位置维数、形状等。描述对象可任意缩放不会失真。在显示方面图形使用专门软件将描述图形的指令转换成屏幕上的形状和颜色。适用于描述轮廓不很复杂，色彩不是很丰富的对象，如：几何图形、工程图纸、CAD、3D造型软件等。图形数据文件是指图形程序执行时所需要的数据文件，一般与图形程序要求有关。图形数据文件一般存储在图形数据库中。图形数据文件在很多领域都有应用，例如CAD中，可视化、信息图形。

专门用于对图形数据进行存储、管理、操作的 数据库，是多媒体数据库的一种。现代科学和许多工程领域几乎都采用了计算机图形系统，以加强图 形信息的传递、处理和理解。随着图形系统的功能 日趋完善，特别是CAD系统的发展，对图形数据库 和图形数据库管理系统的研究越来越引起人们的兴趣。图形数据库的基础是计算机图形学，而计算机 图形学是用计算机对图形对象的表示形式和图形对 象的显示形式进行相互转换的方法和技术。信息的图形表示是人们便于理解和接受的最自然的形式。 计算机图形学就是研究图形的输入、模型(图形对象) 的构造和表示、图形数据库管理、图形数据通信、 图形的操作、图形数据的分析以及如何以图形信息为媒介实现人机交互作用的方法、技术和应用的一 门学科。计算机图形学包括图形系统硬件(图形输入 -输出设备、图形工作站)和应用等方面。计算机图形 学处理的图形对象是用于图形输入的照相图像或借 助计算机生成的由字符、专用符号、线段或具有灰 度调节的区域所组成的图形。它们可以是单色的， 也可以是具有灰度调节的彩色图形。这些由人工产 生的输出图形，按照所使用的绘图设备的类型分为两类。一类是笔迹式图形，也称坐标图形或向量图 形，它们是由一组显示命令和坐标数据产生的。另 一类是光栅图形，它们由按行列排列的像元阵列组 成。每个像元可独立地赋予颜色或灰度值。当要输出这类图形时，先将这些信息存储在像元存储器或帧缓冲存储器中，由类似电视监控器的设备控制部 件，以行扫描方式产生所需的图形。对刷新式光栅显示设备，则要求以每秒25～60帧的速率重复生成图形。

信息图形（Information graphics或Infographics），是指数据、信息或知识的可视化表现形式。信息图形主要应用于必须要有一个清楚准确的解释或表达甚为复杂且大量的信息，例如在各式各样的文件档案上、各个地图及标志、新闻或教程文件，表现出的设计是化繁为简。公元1958年，Stephen Toulmin提出了一种图形化的理论模型，后来成为有影响力的理论及其应用。

可视化（Visualization）是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术。目前正在飞速发展的虚拟现实技术也是以图形图像的可视化技术为依托的。可视化技术最早运用于计算机科学中，并形成了可视化技术的一个重要分支——科学计算可视化(Visualization in Scientific Computing)。科学计算可视化能够把科学数据，包括测量获得的数值、图像或是计算中涉及、产生的数字信息变为直观的、以图形图像信息表示的、随时间和空间变化的物理现象或物理量呈现在研究者面前，使他们能够观察、模拟和计算。大数据可视化，不同于传统的信息可视化，面临最大的一个挑战就是规模，如何提出新的可视化方法能够帮助人们分析大规模、高维度、多来源、动态演化的信息，并辅助作出实时的决策，成为了这个领域最大的挑战。数据可视化主要旨在借助于图形化手段，清晰有效地传达与沟通信息。但是，这并不就意味着，数据可视化就一定因为要实现其功能用途而令人感到枯燥乏味，或者是为了看上去绚丽多彩而显得极端复杂。为了有效地传达思想概念，美学形式与功能需要齐头并进，通过直观地传达关键的方面与特征，从而实现对于相当稀疏而又复杂的数据集的深入洞察。然而，设计人员往往并不能很好地把握设计与功能之间的平衡，从而创造出华而不实的数据可视化形式，无法达到其主要目的，也就是传达与沟通信息。

计算机图形学（英语：computer graphics，缩写为CG）是研究计算机在硬件和软件的帮助下创建计算机图形的科学学科，是计算机科学的一个分支领域，主要关注数字合成与操作视觉的图形内容。虽然这个词通常被认为是指三维图形，事实上同时包括了二维图形以及视频处理。简单地说，计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从处理技术上来看，图形主要分为两类，一类是基于线条信息表示的，如工程图、等高线地图、曲面的线框图等，另一类是明暗图，也就是通常所说的真实感图形。计算机图形学一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。为此，必须创建图形所描述的场景的几何表示，再用某种光照模型，计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。所以计算机图形学与另一门学科计算机辅助几何设计有着密切的关系。事实上，图形学也把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究内容。同时，真实感图形计算的结果是以数字图象的方式提供的，计算机图形学也就和图像处理有着密切的关系。图形与图像两个概念间的区别越来越模糊，但还是有区别的：图像纯指计算机内以位图形式存在的灰度信息，而图形含有几何属性，或者说更强调场景的几何表示，是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的。计算机图形学的研究内容非常广泛，如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法、非真实感绘制，以及计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。