我的OpenGL学习进阶之旅计算机视觉 VS 计算机图形学

Posted 2022-09-20 字节卷动

PS: 本文摘自互联网几篇文章整合的内容。

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在 计算机视觉、图形学和图像处理，三者有什么联系？ 中有如下所示的描述：

先说区别

1. Computer Graphics，简称 CG 。输入的是对虚拟场景的描述，通常为多边形数组，而每个多边形由三个顶点组成，每个顶点包括三维坐标、贴图坐标、rgb 颜色等。输出的是图像，即二维像素数组。

[xyz xyz xyz … xyz] -> 图片

2. Computer Vision，简称 CV。输入的是图像或图像序列，通常来自相机、摄像头或视频文件。输出的是对于图像序列对应的真实世界的理解，比如检测人脸、识别车牌、区分猫狗。

图片 -> dog or cat?
图片 -> [xyz xyz xyz … xyz]

3. Digital Image Processing，简称 DIP。输入的是图像，输出的也是图像。Photoshop 中对一副图像应用滤镜就是典型的一种图像处理。常见操作有模糊、灰度化、增强对比度等。

图片 -> ps后的图片

再说联系

1. CG 中也会用到 DIP，现今的三维游戏为了增加表现力都会叠加全屏的后期特效，原理就是 DIP，只是将计算量放在了显卡端。通常的做法是绘制一个全屏的矩形，在 Pixel Shader 中进行图像处理。

2. CV 大量依赖 DIP 来打杂活，比如对需要识别的照片进行预处理，增强对比度、去除噪点。

3. 最后还要提到今年的热点——增强现实（AR），它既需要 CG，又需要 CV，当然也不会漏掉 DIP。它用 DIP 进行预处理，用 CV 进行跟踪物体的识别与姿态获取，用 CG 进行虚拟三维物体的叠加。

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在 图像处理(计算机图形学)和计算机视觉的区别和关系中是这样描述的

随着工业互联网的发展，图片处理计算机图形学和计算机视觉的应用越来越多，两者有区别也有紧密联系，在此进行简单介绍，共同学习。

计算机图形学：图像处理

是对输入的图像做某种变换，输出仍然是图像，基本不涉及或者很少涉及图像内容的分析。比较典型的有图像变换，图像增强，图像去噪，图像压缩，图像恢复，二值图像处理等等。基于阈值的图像分割也属于图像处理的范畴。它一般处理的是单幅图像。

计算机视觉

试图用视网膜输入来做人脑的工作，是对图像的内容进行分析、提取出有意义的特征，再对得到的特征进行分析和预测视觉输入，提取场景的语义表示，从而让计算机具有人眼和人脑的能力。它处理的是部分单幅图像、多幅图像或者序列图像。

计算机图形学 和 计算机视觉 的关联

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在【Games 101 】中有如下所示的PPT

闫令琪老是说过： 一切需要猜测的基本都是计算机视觉。需要计算机去理解图像。

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在 一图理解计算机视觉、计算机图形学、数字图像处理 中有如下表述：

这张图片有着科学工作者们都无法抗拒的简洁美感，使目前科技领域几个重要概念显得泾渭分明。我尝试结合自身的经验去解释下这张图：

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在 一图理解计算机视觉、计算机图形学、数字图像处理 中是这样描述的：

计算机视觉是人工智能的重要方向，数字图像处理是计算机视觉的第一步，而计算机图形学，作为工具和平台支撑着数字图像处理和计算机视觉的发展与应用。

数字图像处理

数字图像处理，输入是图片，输出也是图片。

包括数字成像与图像处理。

数字成像最广泛的应用是：

数码相机：把大自然中的光信号转化为数字信号，通过一系列计算机处理得过程后，通过显示设备再度呈现为图像。

图像处理最广泛的应用是各类P图软件。Prisma是去年火爆世界的一款软件，它通过深度学习，让机器掌握把各类艺术家的艺术风格，然后再把某种艺术风格施加到正常的照片，进而让照片成为“大师之作”。

计算机视觉

计算机视觉，输入是图片，输出是知识。

包括机器视觉和计算机视觉，机器视觉广泛应用于工业检测领域，目的是高精度的测量。

而计算机视觉，重在让计算机像人类一样，看懂一张照片或视频中的内容，具体内容请参考李飞飞演讲。

医学类的应用主要是把AI应用在医疗影像学上：

计算机图形学

计算机图形学，输入是知识，输出是图片。

计算机图形学最广泛的应用是计算机辅助设计软件CAD，它彻底改变了人类工程设计的习惯。

而在娱乐上，基于计算机图形学的现代电脑游戏，也已经深刻影响着人类的娱乐习惯。

人工智能

人工智能，输入是各类信息，输出是知识

低水平的人工智能已经广泛应用于人类生活生产中——智能控制系统。

高水平的人工智能，也就是具备深度学习能力的人工智能，在最近两年已经证明了其巨大的潜力：

学无止境，从构建知识体系架构开始吧。

参考链接

• https://www.zhihu.com/question/20672053/answer/15854031
• 【Games 101 】
• 图像处理(计算机图形学)和计算机视觉的区别和关系
• 计算机图形学CG、计算机视觉CV和数字图形处理DIP的区别简谈
• 一图理解计算机视觉、计算机图形学、数字图像处理