Se puede decir que un contenido de investigación importante de los gráficos por computadora es utilizar computadoras para generar gráficos agradables y realistas. Los gráficos por computadora están estrechamente relacionados con otra disciplina: el diseño geométrico asistido por computadora. De hecho, los gráficos también consideran la tecnología de modelado de curvas y superficies y la tecnología de modelado de sólidos que pueden expresar escenas geométricas como su importante contenido de investigación. Al mismo tiempo, los resultados de los cálculos gráficos realistas se proporcionan en forma de imágenes digitales, y los gráficos por computadora están estrechamente relacionados con el procesamiento de imágenes. La distinción entre gráficos e imágenes se está volviendo borrosa, pero todavía pensamos que hay una diferencia: una imagen simplemente se refiere a información en escala de grises en forma de mapa de bits en una computadora.
El contenido de investigación de los gráficos por computadora es muy amplio, como hardware de gráficos, estándares de gráficos, tecnología de interacción de gráficos, algoritmos de generación de gráficos rasterizados, modelado de curvas y superficies, modelado de sólidos, algoritmos de visualización y computación de gráficos realistas, y Visualización informática científica, animación por ordenador, simulación de escenas naturales, realidad virtual, etc. Como libro de texto de gráficos para estudiantes universitarios y no graduados en informática, este libro se centra en los principios y algoritmos relevantes de la generación de gráficos rasterizados, el modelado de curvas y superficies y la generación de gráficos realistas. [3]
Componentes principales
Los gráficos generalmente se componen de elementos geométricos como puntos, líneas, superficies y cuerpos, y atributos no geométricos como escala de grises, color y tipo de línea. y ancho de línea. Desde la perspectiva de los elementos de composición, los gráficos se dividen principalmente en dos categorías. Un tipo son los gráficos de características geométricas que desempeñan un papel destacado en la composición, como dibujos de ingeniería, mapas de contorno, estructuras alámbricas curvas, etc.; Juega un papel destacado en la composición. Gráficos funcionales no geométricos, como mapas claros y oscuros, mapas claros y oscuros, gráficos realistas, etc.
Objetivos principales
Uno de los propósitos principales de los gráficos por computadora es utilizar computadoras para producir gráficos agradablemente realistas. Por lo tanto, es necesario establecer una representación geométrica de la escena descrita gráficamente y luego utilizar algún tipo de modelo de iluminación para calcular el efecto de iluminación bajo fuentes de luz, texturas y propiedades de materiales asumidas. Por lo tanto, los gráficos por computadora están estrechamente relacionados con otra disciplina: el diseño geométrico asistido por computadora. De hecho, los gráficos también se centran en la tecnología de modelado de curvas y superficies y la tecnología de modelado de sólidos que pueden representar escenas geométricas. Al mismo tiempo, los resultados de los cálculos gráficos realistas se proporcionan en forma de imágenes digitales, y los gráficos por computadora están estrechamente relacionados con el procesamiento de imágenes.
Diferencias conceptuales
La diferencia entre gráficos e imágenes se está volviendo cada vez más borrosa, pero todavía hay una diferencia: las imágenes simplemente se refieren a información en escala de grises en forma de mapas de bits en la computadora, mientras que Los gráficos contienen propiedades geométricas o enfatizan la representación geométrica de la escena, que consiste en el modelo geométrico de la escena y las propiedades físicas de la escena.
Ámbito de la investigación
El contenido de la investigación de gráficos por computadora es muy amplio, como hardware de gráficos, estándares de gráficos, tecnología de interacción de gráficos, algoritmo de generación de gráficos rasterizados, modelado de curvas y superficies, modelado de sólidos. , Algoritmos de visualización y cálculo de gráficos realistas, renderizado no realista, visualización informática científica, animación por computadora, simulación de escenas naturales, realidad virtual, etc.
2 Historia de la disciplina
Editor
Ivan Sutherland En 1963, Ivan Sutherland publicó un artículo titulado "The Drawing Board" en el MIT, que marcó la tesis doctoral. Nacimiento oficial de la infografía. Tiene más de cuarenta años. En el pasado, las computadoras eran principalmente sistemas de procesamiento simbólico. Desde la aparición de los gráficos por computadora, las computadoras pueden representar parcialmente las funciones del cerebro derecho de los humanos, por lo que el establecimiento de gráficos por computadora es de gran importancia. Los gráficos por computadora han logrado grandes avances en los siguientes aspectos:
smartcad
El desarrollo de CAD también muestra una tendencia inteligente. En cuanto al software CAD más popular, su función principal es apoyar el dibujo y la producción de dibujos de ingeniería en las etapas posteriores del producto, y la función de diseño del producto es relativamente débil. La función más utilizada de AutoCAD es el dibujo interactivo. Si desea diseñar productos, lo más básico es escribir programas en lenguaje AutoLisp. A veces resulta inconveniente utilizar otros lenguajes de alto nivel para ayudar en la escritura. La nueva generación de sistemas CAD inteligentes puede realizar todo el proceso, desde el diseño conceptual hasta el diseño estructural.
Por ejemplo, el software de diseño Sigraph desarrollado por Siemens en Alemania puede lograr las siguientes funciones: ① El boceto se puede diseñar por computadora desde el principio, sin necesidad de ingresar puntos de coordenadas precisos, que consumen mucho tiempo y es laborioso, y se puede modificar. a voluntad. Una vez determinada la estructura, se pueden obtener dibujos satisfactorios dando las dimensiones correctas; ② El software tiene una estructura de datos relacional. Cuando cambia una parte de un dibujo, las partes relacionadas cambiarán automáticamente, y cuando modifique una vista, otras vistas cambiarán automáticamente, incluso un dibujo de piezas, otros dibujos de piezas relacionadas y dibujos de ensamblaje también cambiarán automáticamente. ③En diversos campos profesionales, existen algunas piezas comunes y piezas estándar. Por lo tanto, nos gustaría tener una biblioteca de parámetros. Sigraph puede crear su propia biblioteca sin programación y solo necesita hacer un dibujo una vez; ④ Sigraph también puede realizar una simulación dinámica del diseño del producto, que se utiliza para observar si el equipo diseñado es razonable en el funcionamiento real, etc. Otra área del CAD inteligente es la entrada automática y el reconocimiento inteligente de dibujos de ingeniería. Con la rápida popularización y aplicación de la tecnología CAD, las fábricas y los institutos de diseño necesitan ingresar de manera rápida y precisa miles de dibujos de diseño acumulados a largo plazo en las computadoras como datos técnicos para el desarrollo de nuevos productos. Durante muchos años, los métodos de entrada de gráficos comúnmente utilizados en CAD son la entrada interactiva de un digitalizador de gráficos y la entrada interactiva del mouse y el teclado, que son difíciles de satisfacer la necesidad urgente de ingresar una gran cantidad de dibujos en ingeniería. Por lo tanto, el método de entrada automática de dibujos basado en un escáner fotoeléctrico se ha convertido en un nuevo tema explorado por los trabajadores de CAD en el país y en el extranjero. Sin embargo, el reconocimiento inteligente de dibujos de ingeniería implica contenido de alta tecnología, como hardware, gráficos por computadora, reconocimiento de patrones e inteligencia artificial, lo que dificulta el trabajo de investigación. La entrada automática y el reconocimiento inteligente de dibujos de ingeniería son dos procesos inseparables. Cuando el papel de dibujo se ingresa en la computadora usando el mango del escáner, se forma una imagen de mapa de bits. En CAD, sólo se pueden editar gráficos vectoriales, lo que requiere convertir imágenes de mapa de bits en gráficos vectoriales. Estas tareas las completan automáticamente las computadoras, lo que trae muchos problemas, como: ① reconocimiento inteligente de imágenes; ② extracción y reconocimiento de caracteres; ③ establecimiento de topología gráfica y comprensión de gráficos, etc. La Fundación Nacional de Ciencias Naturales y el Fondo del Proyecto 863 están apoyando la investigación en esta área, y se ha puesto en práctica algún software en esta área en el país y en el extranjero, como RVmaster en los Estados Unidos, VPmax en Alemania y productos de la Universidad de Tsinghua. y la Universidad del Noreste. Pero el efecto no es ideal. No logró los resultados esperados.
Arte y Diseño
El desarrollo del arte por ordenador
1952 Pintura abstracta electrónica, este diagrama de forma de onda. Labosque en los Estados Unidos utilizó computadoras analógicas, lo que marcó el comienzo del arte por computadora (antes que el establecimiento formal de los gráficos por computadora). El desarrollo del arte informático se puede dividir en tres etapas.
Obras representativas: 1960 Simulación dinámica de experimentos ergonómicos de Wiuiam Ferrter diseñados para la compañía Boeing, simulando diversas situaciones de pilotos en el avión; 1963 Trabajo de impresor desnudo de Kenneth Knorton. Caja de devolución del Grupo GTG japonés de 1967.
La primera Exposición Mundial de Arte por Computadora en Londres: "Cybernetics Treasures 1" marca el comienzo de la investigación y aplicación en todo el mundo. A medida que las computadoras y la tecnología de gráficos por computadora maduraron gradualmente, algunas universidades comenzaron a ofrecer temas relacionados, surgieron algunos sistemas de aplicación CAD y resultados, y surgieron sistemas de modelado tridimensional que se mejoraron gradualmente.
Obra representativa: Fractal Mountain diseñado por Richerd Voss del IBM Research Institute en Estados Unidos en 1983 (puedes encontrar conocimientos sobre "fractales" en el sitio web "Fractal Channel HRTP:TT fractal 1.126. Tom") .
Los sistemas de gráficos por computadora personal han madurado gradualmente y se ha lanzado una gran cantidad de software de arte (diseño) comercial, los sistemas creativos de escritorio representados por Apple MAC y el software de sistemas de gráficos han sido ampliamente aceptados, y CAD se ha convertido en. una parte importante del campo del arte y el diseño.
Obras representativas: obra gráfica interactiva de Jeffrey Shaw “Ciudad Legible” en 1990.
Ciencia del diseño informático
(Diseño informático)
Incluye tres aspectos: diseño ambiental (arquitectura, automóviles), diseño de comunicación visual (embalaje) y diseño de producto. .
La aplicación de CAD en el arte se puede dividir en tres niveles.
Arte de la animación por ordenador
1. Reseña histórica
El desarrollo de la tecnología de la animación por ordenador está estrechamente relacionado con el desarrollo de muchas otras disciplinas.
Los últimos logros en gráficos por computadora, pintura por computadora, música por computadora, diseño asistido por computadora, tecnología cinematográfica, tecnología de televisión y tecnología de software y hardware han desempeñado un papel muy importante en la promoción de la investigación y el desarrollo de la tecnología de animación por computadora. En las décadas de 1950 y 1960, la mayoría de los dibujos por computadora se realizaban en impresoras y trazadores. No fue hasta finales de la década de 1960 que surgieron las actividades de creación de arte por computadora utilizando las características de la matriz de puntos de la pantalla de computadora y diseñando patrones cuidadosamente.
Desde la década de 1970, el arte por ordenador ha comenzado a prosperar y madurar. 65438-0973, "La Primera Exposición Internacional de Arte Informático" se celebró en Sony Corporation en Tokio. Desde la década de 1980, el arte informático se ha desarrollado mucho más rápido de lo que la gente imaginaba. En conferencias anuales anteriores de SIGGRAPH, que representan el más alto nivel de investigación en gráficos por computadora, surgen infinitamente maravillosas obras de arte por computadora. Además, durante este período, en la lista de ganadores del Oscar, las películas realizadas con efectos especiales por computadora aparecían con frecuencia en la lista y existía la sensación de que no había nadie más. En China, el primer Simposio y Exposición de Arte por Computadora se celebró en Beijing en 65438-0995. Resume el desarrollo del arte informático en China y juega un papel importante en la promoción del trabajo futuro.
Toy Story 2. Efectos especiales de películas
Una aplicación importante de la animación por computadora es la producción de efectos especiales de películas. Se puede decir que el desarrollo de acrobacias cinematográficas y la animación por computadora se complementan. Del 65438 al 1987, Mira Labs, dirigido por los famosos expertos en animación por computadora Talman y su esposa, produjo una animación por computadora de siete minutos "Meet in Montreal", que reproducía el estilo de la estrella de cine internacional Marilyn Monroe. En 1988 se estrenó la película estadounidense ¿Quién engañó a Roger Rabbit? La combinación de personajes animados bidimensionales y actores reales es asombrosa e impresionante, con un amplio uso de animación por computadora. La película estadounidense de 1991 "Terminator 2: Armageddon" mostró una tecnología informática maravillosa. Además, está Jurassic Park, El Rey León, Toy Story y más.
3. Situación interna
La tecnología de animación por computadora de China comenzó tarde. En los Juegos Asiáticos de noviembre de 1990, se utilizó por primera vez tecnología de animación tridimensional por ordenador para producir títulos de programas de televisión relacionados. Desde entonces, la tecnología de animación por computadora se ha desarrollado rápidamente en la producción cinematográfica y televisiva nacional. La posterior popularidad del software de animación por computadora representado por 3D Studio y el software de diseño gráfico 2D representado por Photoshop y Photoshop ha promovido la aplicación de la tecnología de animación por computadora en China. En 2006, Universal Digital produjo la primera película animada en 3D de China, "Mobius Strip".
La animación por ordenador tiene una amplia gama de aplicaciones. Además de la producción de obras cinematográficas y televisivas, tiene importantes aplicaciones en investigación científica, simulación visual, juegos electrónicos, diseño industrial, enseñanza y formación, simulación fotográfica, control de procesos, pintura gráfica, diseño arquitectónico y muchos otros aspectos, como Simulación táctica militar.
Visualización de la computación científica
La visualización de la computación científica es una nueva tecnología propuesta y desarrollada en los países desarrollados a finales de los años 1980. Convierte datos y resultados en el proceso de computación científica en figuras geométricas e información de imágenes, los muestra en la pantalla y realiza un procesamiento interactivo, convirtiéndose en una poderosa herramienta para descubrir y comprender diversos fenómenos en el proceso de computación científica.
En febrero de 1987, la Fundación Nacional de Ciencias celebró la primera Conferencia sobre Visualización de Computación Científica en Washington. La reunión coincidió en que "la aplicación de la tecnología de gráficos e imágenes a la informática científica es un campo completamente nuevo". Los científicos no sólo necesitan analizar los datos de cálculo obtenidos por la computadora, sino también comprender los cambios en los datos durante el procesamiento de la computadora. La conferencia denominó esta tecnología "Visualización en Computación Científica". La informática científica puede verse como una combinación de tecnología de generación de gráficos y tecnología de comprensión de imágenes. Puede comprender los datos de imágenes enviados a la computadora y generar gráficos a partir de datos multidimensionales complejos. Involucra los siguientes campos independientes: gráficos por computadora, procesamiento de imágenes, visión por computadora, diseño asistido por computadora y tecnología interactiva. La informática científica se puede dividir en tres niveles según sus funciones: (1) posprocesamiento de datos de resultados (2) seguimiento, procesamiento y visualización en tiempo real de datos de resultados (3) visualización en tiempo real y procesamiento interactivo de resultados; datos.
Visualización del estado actual
Este es un proyecto de investigación del Centro de Investigación Ames de la NASA que incluye dos pantallas virtuales conectadas a una supercomputadora. Este entorno virtual distribuido se utiliza para realizar campos de flujo inestables tridimensionales.
Dos personas que trabajan juntas pueden compartir los mismos datos de campo de flujo desde diferentes puntos de vista y direcciones de visualización en un entorno.
Este es un proyecto de investigación del Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación (NCSA). Este es un software para estudiar fluidos atmosféricos en un entorno distribuido interactivo. PHTHFINDER estudia las tormentas a través de varios modelos relacionados.
Visualización dinámica de datos de TC cardíaca
Este también es un proyecto de investigación de NCSA, que utiliza recursos informáticos paralelos remotos y tecnología de representación de volumen para realizar la visualización dinámica de la exploración por TC tridimensional. campos de datos. Su contenido específico es una imagen dinámica que muestra el ciclo de los latidos del corazón del perro.
Visualización de modelo dinámico
Este es un proyecto de investigación de la Universidad Northwestern en Estados Unidos que puede mostrar imágenes transitorias espaciotemporales complejas que ocurren cuando se quema gas sin calentar. La llama se encuentra entre dos cilindros concéntricos. La mezcla de gases combustibles se inyecta desde el cilindro interior y las sustancias producidas por la combustión se envían a través del cilindro exterior.
La Universidad de Illinois en Chicago ha desarrollado un software de mil millones de aplicaciones visuales que se implementa en estaciones de trabajo y supercomputadoras. Su contenido es una visualización tridimensional interactiva de un embrión humano de siete semanas, reconstruido a partir de datos obtenidos por el Museo Nacional de Salud y Medicina. Este proyecto demuestra la posibilidad de acceso remoto a datos de morfología humana y computación distribuida en recursos en red. Estados Unidos también visualizará el cuerpo humano completo. Cortaron en rodajas a dos voluntarios, un hombre y una mujer. El hombre fue cortado en 1780 pedazos con un espesor de aproximadamente 1 mm y la mujer fue cortada en 5400 pedazos con un espesor de aproximadamente 0,3 mm. La cantidad de datos es grande. En resumen, se encuentran los siguientes puntos:
Aerodinámica, matemáticas, imágenes médicas y otros campos. El nivel técnico de la visualización informática científica se está desarrollando desde el posprocesamiento hasta el seguimiento en tiempo real y el control interactivo.
Realidad virtual
La “realidad virtual” de Gipson: este término fue propuesto por primera vez por Jaylen Lanier, fundador del Jet Propulsion Laboratory (VPL) en los Estados Unidos. En los experimentos de Myron Krueger a principios de la década de 1970, se la llamó "realidad artificial". También se le conoce como "Cyberspaee" en la novela de ciencia ficción Neuremanccr de William Gibson de 1984. La realidad virtual, también conocida como entorno virtual, es una tecnología de alta tecnología desarrollada por la NASA y el departamento militar para simulación. Utiliza generadores de gráficos por computadora, rastreadores de posición, sensores multifunción y controladores para simular de manera efectiva escenas y situaciones reales, brindando a los observadores una sensación verdaderamente inmersiva. Un entorno virtual consta de hardware y software. La parte de hardware incluye principalmente: sensores, Efeeter y hardware especial que conecta sensores e impresionistas para generar entornos físicos simulados. El software que utiliza tecnología de realidad virtual para generar un entorno de realidad virtual debe completar las siguientes tres funciones: establecer la forma y los modelos dinámicos de actores y objetos; establecer la interacción entre los objetos y el entorno circundante determinado por las leyes del movimiento de Newton; describir las características del contenido; del entorno circundante
La realidad virtual se refiere a un espacio virtual tridimensional generado por una computadora en tiempo real. Este espacio puede ser un mundo microscópico tan pequeño como moléculas y átomos, un mundo macroscópico tan grande como cuerpos celestes o un espacio vital similar a la sociedad real. Puede confundir audio y vídeo, por eso también se le llama realidad virtual. Los usuarios pueden caminar libremente en este espacio tridimensional, observar a voluntad e interactuar con la escena virtual a través de algunos dispositivos. La interacción es multicanal y natural. Puede ser un gesto, una mirada o una expresión para transmitir información. En este entorno, los usuarios ven imágenes realistas generadas por computadora, escuchan sonidos en el entorno virtual y sienten físicamente la fuerza de la retroalimentación del entorno virtual, creando una sensación de inmersión.
La tecnología de realidad virtual estudia principalmente cómo utilizar las computadoras para simular (construir) un espacio gráfico tridimensional y permitir a los usuarios interactuar de forma natural con el espacio. Implica mucho conocimiento científico y los requisitos para la tecnología de procesamiento de gráficos tridimensionales son particularmente altos. Ya en los años 70 el ejército utilizaba sistemas sencillos de realidad virtual para formar conductores. Después de la década de 1980, con la mejora de la tecnología de software y hardware, también recibió atención y se desarrolló rápidamente. Se ha utilizado inicialmente en la industria aeroespacial, la medicina, la educación, el arte, la arquitectura y otros campos. Por ejemplo, en julio de 1997, el rover Sojourner de la NASA aterrizó en Marte, a unos 1,9 millones de kilómetros de la Tierra. El coche no tiene conductor arrastrándose lentamente por la superficie marciana. Es operado por ingenieros en la Tierra a través de un sistema de realidad virtual.
Aplicación de Realidad Virtual
1. Herramienta de Interfaz Espacial Bimanual para la Planificación de Cirugías Cerebrales
La Universidad de Virginia en Estados Unidos ha lanzado un espacio bimanual llamado Netra Interface. herramienta para la planificación de la cirugía cerebral. Basado en el entorno de trabajo y los hábitos de los neurocirujanos, el sistema utiliza un controlador que se asemeja a una cabeza humana. Según sus propios hábitos profesionales, los neurocirujanos pueden observar fácilmente diferentes partes del cerebro humano girando el controlador de la articulación externa. Al mismo tiempo, pueden controlar bien el escaneo despojado en la superficie del cerebro humano a través del plano de. el panel de control derecho, para que el neurocirujano pueda ajustar bien la exploración de acuerdo con las exploraciones CT o MRI. Modelo cerebral maestro para la generación de imágenes de vibración magnética, que muestra imágenes realistas con puntos de vista en color.
2. El entorno virtual se utiliza para tratar el miedo a las alturas.
Un sistema de realidad virtual desarrollado en el Reino Unido puede generar los siguientes entornos virtuales: ① ascensores de vidrio transparente, ② balcones de edificios de gran altura y puentes de cable sobre fallas. Para aumentar la sensación de realismo, los pacientes deben pararse en un marco especial además de usar una pantalla montada en el casco que produce una escena tridimensional. Ajustar la altura de ascensores, balcones y bandejas de cables puede producir diferentes niveles de estimulación.
3. Túnel de viento virtual
Kruger y otros del Centro Nacional de Investigación de Tecnologías de la Información de Alemania establecieron un llamado "sucesor del viento virtual" para reemplazar el experimento del túnel de viento (porque el viento El experimento del túnel es caro y difícil de controlar). En un túnel de viento virtual, los datos de simulación provienen de programas de elementos finitos que se ejecutan en supercomputadoras o estaciones de trabajo de alto rendimiento. Usando el túnel de viento virtual, los observadores pueden observar fácilmente puntos y líneas dados usando gafas de cristal líquido, y también pueden realizar investigaciones más detalladas haciendo zoom, lo que facilita enormemente la investigación de las personas sobre las características dinámicas de los objetos.
4. Dispositivo de entrenamiento de combate cerrado
CCTT (Dispositivo de entrenamiento de combate cerrado) es un dispositivo de simulación desarrollado por Masta Gurley y otros para el ejército estadounidense. Se utiliza para tanques e infantería mecanizada. realizar ejercicios en terreno real. Se diferencia de los entornos virtuales y simuladores habituales, ya que requiere la construcción de entornos virtuales complejos y de gran escala adecuados para el entrenamiento militar.
5. Aplicación de la tecnología de realidad virtual en el diseño arquitectónico
La tecnología de realidad virtual también se utiliza ampliamente en el diseño arquitectónico. Krueger y otros demostraron su arquitectura futurista en una plataforma de trabajo virtual que inventaron. Los arquitectos se reúnen para ver el edificio tridimensional diseñado a través de gafas LCD y pueden agregar o eliminar fácilmente partes del edificio u otros objetos. Al mismo tiempo, también se pueden configurar diferentes fuentes de luz a través del guante de datos. Simule la luz del sol y la luz de la luna en diferentes momentos. Observe la belleza del edificio diseñado bajo diferentes luces y su coordinación con el entorno general.
Sistema de Información Geográfica
El Sistema de Información Geográfica (SIG) es un sistema integral de gestión de información basado en gráficos geográficos sobre población, recursos minerales, bosques, turismo y otros recursos. Se ha utilizado ampliamente en países desarrollados y mi país también ha realizado extensas investigaciones y aplicaciones al respecto. En los sistemas de información geográfica, la tecnología de gráficos por computadora se utiliza para producir gráficos de alta precisión de diversos recursos, incluidos mapas geográficos, mapas topográficos, mapas de distribución forestal, mapas de distribución de población, mapas de distribución de minerales, mapas meteorológicos, mapas de distribución de recursos hídricos, etc. Los sistemas de información geográfica proporcionan un apoyo muy eficaz a la gestión y a los responsables de la toma de decisiones.
En resumen, la tecnología de realidad virtual es una nueva tecnología interdisciplinar e integral. Por tanto, su desarrollo dependerá del desarrollo y progreso de la ciencia y la tecnología relacionadas. El requisito más básico de la tecnología de realidad virtual es el reflejo en tiempo real y la autenticidad de la escena. Pero, en términos generales, el tiempo real y la autenticidad suelen ser contradictorios.
Interfaz de usuario
La interfaz de usuario es una parte importante de la comunicación entre humanos y computadoras en un sistema informático. En la década de 1980, la interfaz gráfica de usuario (GUD) basada en WIMP (ventana, ícono, menú, mouse) mejoró en gran medida la usabilidad, la capacidad de aprendizaje y la efectividad de las computadoras, y rápidamente reemplazó la interfaz de caracteres representada por el comportamiento de comando, convirtiéndose en la corriente principal de la actualidad. interfaz de usuario de la computadora. Las ideas de diseño de sistemas centrados en el usuario, la mejora de la naturalidad de la interacción persona-computadora y la mejora de la eficiencia y el ancho de banda de la interacción persona-computadora son las direcciones de investigación de las interfaces de usuario. Por lo tanto, se propuso el concepto de interfaz de usuario multicanal, que incluye lenguaje, entrada de gestos, seguimiento de la cabeza, seguimiento visual, visualización tridimensional, tecnología de interacción tridimensional, retroalimentación sensorial e interfaz de lenguaje natural. Se puede decir que la superficie del cuerpo humano es la interfaz hombre-máquina. Cualquier parte del cuerpo humano debería ser un canal para el diálogo entre humanos y máquinas.
La visualización de realidad virtual es la clave, ya que requiere no sólo la implementación de software, sino también la implementación de hardware. En resumen, el canal de interacción humano-computadora de la realidad virtual se puede dividir en dos aspectos: el canal sensorial principal y el canal de acción principal.
Las necesidades de desarrollo de la realidad virtual seguramente promoverán el desarrollo de diversas disciplinas de la infografía. Del mismo modo, el desarrollo de la realidad virtual dependerá también del desarrollo de otras disciplinas, y las perspectivas de los gráficos por ordenador son atractivas. La situación es urgente (China todavía está relativamente atrasada), pero la brecha aún se puede acortar mediante el trabajo duro.