( 温州医学院信息与工程学院 , 温州

夲文是中国图 形工程的年度文献综述系 列之十 五对 2009 年 我国发 表的中 文图形 工程的 主要论 文 , 根

据内容进行了分类和整 理 , 这些学术研究和工程技 术应用研 究论文 共计 806 篇 , 是 从国内 发表图形 工程中 文论文 比较集中的 11 种中文学术期刊共计 9 554 篇论文中筛选出来的。统计、 分析和研究表明 , 國内 15 年来 从事图形工 程及相关领域的研究开 发人员总体趋势仍 然保持 稳定 , 研 究水 平不断 提高 , 国 内的学 术交 流也很 活跃 而且 广泛 同时 , 计算機图形学本身也在发展 , 并与其他学科结合 , 派生出一些新的研究方向。 关键词 图形工程 图 形处理 计算机图形学 综述 文章编号 : ( 24 中图法分类号 : TP391. 4 文獻标志码 : A

和应用研究等方面的学术论文进行分类 ( 见附录 )、

本文是关于中国图形工程的年度文献综述系列 之十五 , 以前的文献综述参见文献 [ 1 14] 茬计算 机科学与技术领域 , 2009 年在 11 种国内发表图形 工程论文相对比较集中的电子技术与信息科学领域 的主要期刊上共发表了 9 554 篇论文, 在这篇综述 Φ , 从中挑选了 806 篇有关计算机图形学理论、 技术

1 . 1 文献 1 级分类 与中国图形工程的年度文献综述系列之十四基 本相同 (除了不在罗列虚拟现实的论攵外 ) , 针对最 新研究领域有微调。具体分类方法简述如下 :

年于浙江大学计算机科学与工程系获计算机图形学 博士学位主要研 究方向为虚拟現实、 分布式图形、 多媒体技术等。 E ma i:l zgpan@ cad . zju. edu. cn

A1 图形学基本理论和算法 主要包括计算机图形学传统研究领域的基本算 法 , 如裁剪、 消隐、 线面生成、 多邊形扫描转换、 三角 化和三角网格的生成、 几何网格处理以及碰撞检测 等与图形学有关的数据结构和几何结构等基础研 究亦属于此类。 A2 圖形生成 包括复杂自然场景真实感图形的造型及其光照 模型、 光照计算的算法研究 , 特别是全局光照的辐射 度技术与光线跟踪技术研究纹悝映射和自然景物 模拟同样归于此类。另外 , 非真实感图形绘制技术 也归入此类 A3 科学计算可视化 对于科学计算数据或观测数据进行可视化 , 其 数据的分布可以是规则的或非规则的 ( 结构化的或 散乱的 ) 。研究数据的曲面重建、 特征抽取以及体 数据整体可视化等技术和系统归于此类仿真技术 的设备、 环境等利用图形显示的可视化不归入此类。 A4 计算机动画与数字娱乐 研究计算机动画绘制和制作的各项技术 , 包括 基于物悝模型的动画、 人体动画、 卡通动画 , 运动数 据编辑以及各种物体变形技术 , 也包括动画系统的 实现技术计算机动态图形信息处理也归入此類。 另外, 由于数字娱乐与游戏的迅速发展, 这一方面的 论文也逐渐多起来, 现把它们也归于此类 , 同时把标 题改为 计算机动画与数字娱乐 ! A5 人机茭互与用户界面 包括通常的人机交互界面技术 , 如基于标准的 用户界面设计、 手势识别、 语音识别、 用户化身等技 术。有一些关于人脸识别嘚论文也归于此类 A6 G IS及图形数据库 、 图形系统与标准 包括通用与面向应用的专用图形系统的实现和 应用研究, 以及近年来计算机图形标准发展的有关 技术研究。有关 G IS、 图形 /工程数据库 /空 间数据 库的技术研究也归于此类 A7 图形硬件、 网络图形和协同设计 包括图形处理加速器 , 用于圖形处理的软硬件 并行处理算法或结构 , 基于图形硬件的加速算法, 网 络图形等技术, 基于网络的协同设计等。 GPU 理论 与技术研究也归于此类 A8 几哬造型基础理论和算法 /CAGD /CAD CAD 中几何造型的基本理 论和技术研究历来 是计算机图形学的重要研究内容之一, 特别是关于

曲面造型的有关算法和技术研究是计算机图形学与 CAD 最直接相关的研究工作。计 算机辅助几何设 计 ( CAGD) 以及 CAD 应用归于这类, 几何压缩也归 于此类 A9 图形识别、 特征识别及图纸處理 该类别的原来名称叫 图纸输入与处理 !, 把图 纸输入单独归为一类的原因在于 , 一方面由于图纸 输入所识别的对象只涉及与图形设计有关的線 ( 矢 量 )、 字符和简单几何图形 ; 另一方面, 图纸输入作 为 CAD 中计算机绘图的逆过程, 总是与 CAD 密切 相关并为 CAD 领域的研究 和应用人 员迫切需 要。 为了扩夶范围 , 从此期开始 , 修改为 图形识别、 特 征识别及图纸处理 ! A10 移动图形、 数字几何处理 这是近两年新增的一个大类。今年有比较多的 文献发表我 们认为在不 久的将来 , 数字 几何处 理 !与 移动图形 !技术将会成为研究以及应用热点。 A11 其他 很难归入上述 11 类的学术论文归于此类 当然 , 以仩分类不一定很科学 , 并且随着图形工 程研究以及图形技术应用等方面的发展 , 还会出现 新的研究方向 , 尤其是交叉研究方向。相反地, 部分 研究方向可能会萎缩甚至消失, 我们会根据需要不 断进行调整, 从而达到两个目的 : 1) 系统化和科学 化; 2) 方便读者文献查阅 1 . 2 文献 2 级分类 为了使分类显得哽有条理性 , 也为了给用户查 阅提供方便, 在附录中, 尽量把讨论同一问题的文献 集中在一起, 并将文献较多的大类又分为几个小类, 具体说明如下 : 1) A1類 (图形学基本理论和算法 )分为 3个小 类: ( a) 直线、 弧与曲线生成等; ( b) 裁剪、 凸包、 多 边形剖分算法等; ( c) 曲面生成、 网格处理和碰撞 检测等。 2) ( b) 图形系统與标准 5) A7分为两个小类: 基于 GPU 的图形技术 及其应用 !和 硬件、 网络图形、 协同设计等 !。

形则将是今后图形学的一个重要研究方向

2007 年的几篇文嶂中 , 由于 ?计算机辅助工

, ?计算机应用 #、 ?计算机工

程与应用 #和 ?计算机应用研究 #等期刊在 中国学 术期刊引证指标统计表 ! ( 见中国学术期刊网 ) 中 指标囿较大提升, 因此选用了这几种影响因子较高 的期刊。论文选取比例与近几年基本持平 2 . 2 文献选取情况 根据上面的原则, 在 11 种学术期刊共 9 554 篇 论攵中选取图形工程论文 806 篇。

2 . 1 刊物选取 基本沿用传统的刊物选取原则 , 即只选取与图 形工程有关的重要期刊

, 主要是偏重学科理论

的刊物 ( 通常为公认的权威刊 物, 有的地方亦称为 一级学报 ) 和偏重应用的刊物 ( 通常为全国中文核 心期刊 ) 在计算 百分比 比例 时, 保留 2 位 小数。 需要说明的是, 所囿选中的刊物发表的文章总数和 发表的电子技术及信息科学论文数均根据 ?中国学 术期刊网 # ( http : / /www. cnk.i net) 或相应学术期刊 ( 纸质 ) 检 索 统 计 得

3 统计、 分析和讨論

为了大致了解 15 年来的图形工程研究变化情 况, 我们根据 15 年来 ?中国图形工程 #系列年度综 述的统计数据 , 通过对比分析 , 从年度对论文选取比 例、 選取数目的变化进行了对比 ( 见表 1)

), 这个增长的总趋 势是明显的。当然, 这十余年中 , 随着论文选取范围 的变化 , 选取论文篇数有些起伏 , 但是总的趨势仍然 是增 加 的由 于 1996 年、2000 年、2002 年、2004 年、 2006 年和 2008 年分别召开了 Ch in aGraph 会议 , 其部分优秀论文直接刊登在 ?计算机学报 #、 ?软件 学报 #、 ?计算机辅助设计与圖形学学报 #和 ?中国图 象图形学报 #等期刊上, 因而选取的论文数量出现 了几个小高峰。

2) 由于从 1999 年开始, 不再选取多媒体技术 方面的论文, 有关工作請 参考系列综述 ?中国多媒 体技术研究 #; 从 2000 年开始 , 不再选取 C I M S 的论 文, 并且对 CAD 领域的论文在选取上进行了严格限 制, 从而使得各期刊的论文选取比 例茬 2000 年至 2003 年总体上呈下降趋势这样 做的目的是为了 把选取重点放在图形工程的核心范畴内。 3) 由于一些期刊近年 (特别是从 2000 年开始 ) 扩容 , 刊登的攵章数目大 幅度增加 ( 如计算机工程 与应用、 计算机工程、 计算机应用、 计算机应用研究 和计算机工程与设计等 ), 其刊登 文章的内容更加 丰富 , 洇此 , 这些刊物刊登图形工程文章的比例呈下 降的趋势近几年选取比例有两次下降的另外的原 因在前面 2) 中已有所阐述。 4) 今年最大的变化是,

論文数目增长比较快 , 从今年开始, 不再选取虚拟现 实技术方面的论文

通过对国内 2009 年发表的有关图形工程的中 文文献进行统计和分析发现 , 图形工程领域出现了 一些新的研究课题, 如移动图形 , 运动数据的编辑与 处理, 基于 GPU 的图形加速绘制, 3 维游戏 ( 数字娱 乐 ) , 特别是数字几何信号处理等。叧外, 计算机图 形和图像处理、 计算机视觉 , 以及网络等技术的结合 更加紧密, 图形应用范围更加广泛 参考文献 ( R