二维计算机图形

二维计算机图形（2D Computer Graphics），也简称しょう为2D CG，是ぜ基もと于计算机つくえ的てき数字すうじ图像的てき产生—主要しゅよう是ぜ从二に维模型がた（例れい如二に维几何なん模型もけい，文ぶん本ほん，和かず数字すうじ图像）产生，并且使用しよう只ただ适用这些模型もけい的てき技わざ术。该词也用于指代だい这些模型もけい本身ほんみ。采さい用よう该技术的计算机つくえ科学かがく的まと分ぶん支ささえ称しょう为二维计算机图形学^{[來らい源みなもと請求せいきゅう]}。

二维计算机图形主要用于本来采用传统印刷いんさつ和わ绘制技わざ术的那な些应用よう场合，例れい如字体じたい、地ち图、工程こうてい制せい图、广告、等ひとし等とう。在ざい那な些应用よう中ちゅう，二维图像不仅仅是现实世界物体的一个表示，它本身ほんみ是ぜ有ゆう附加ふか含义的てき独立どくりつ个体；因いん而二维模型在那些应用中更为实用，因いん为它们给出で了りょう比ひ三维计算机图形更さら为直接的ちょくせつてき控ひかえ制せい（三维图形更象摄影而非打だ印しるし）。

在ざい诸如桌面发布、工程こうてい、和わ商しょう务这样的てき很多领域，基き于二维计算机图形的文档的表述比相应的数字すうじ图像可能かのう会かい小しょう得とく多た—经常只ただ有ゆう1/1000 或ある者もの更さら小しょう。该表示法ひょうじほう也更灵活，因いん为它可か以在不同ふどう的てき图像解析かいせき度ど进行绘制以适应不同ふどう的てき输出设备。因よし而，文ぶん档和插图经常采さい用よう二维图形文件存そん储和传输。

二维计算机图形于1950年ねん年ねん开始，基き于矢や量りょう图形设备。它们在ざい接せっ下か来らい的てき数すう十じゅう年ねん间被光ひかり栅设备大量たいりょう替がえ代だい。PostScript语言和わX Window System协议是ぜ该领域いき里程りてい碑ひ式しき的てき发展。

二维图形技术

二维图形模型可以是如下这些的组合：几何模型もけい（也称为向むかい量りょう图形），数字すうじ图像（也称为光ひかり栅图形がた），需要じゅよう排はい版ばん的てき文ぶん本ほん（由ゆかり内容ないよう、字体じたい和かず大小だいしょう、颜色、和かず方向ほうこう定てい义），数学すうがく函数かんすう和わ方かた程ほど，等とう等とう。这些组件可か以通过象平ひら移うつり、旋转、缩放这样的てき二に维几何变换来らい修おさむ改あらため和わ操作そうさ。

在ざい面めん向こう对象图形中なか，图像通どおり过一个有自じ绘制方法ほうほう—一个用任意的算法来赋予图像像ぞう素もと色彩しきさい值的例れい程ほど—的てき对象来らい描述。复杂的てき模型もけい可か以通过将更さら简单的てき对象组合起おこり来らい得え到いた，可か以采用よう面めん向こう对象编程的てき范式。

直接ちょくせつ绘制

创建一个复杂图像的一个简易办法是从一块空白画布开始—填はま满单一いち背景はいけい色しょく的てき光ひかり栅图（像ぞう素もと数かず组—也称为位くらい图）—然しか后きさき通どおり过正确的次序じじょ“画が”，“漆うるし”或ある者もの“贴”上じょう简单的てき色しょく块。特とく别的有ゆう，画布がふ可か以是计算机つくえ显示器き的てき帧缓存そん。

有ゆう些程序じょ会かい直接ちょくせつ设置像ぞう素もと色彩しきさい值，但ただし多数たすう会かい依よ赖一些二に维图形库以及（或ある者もの）机つくえ器き的てき图形卡，它们通常つうじょう会かい实现下か列れつ操作そうさ：

将はた一いち个给定じょう的てき数字すうじ图像以一个给定的偏移贴到画布上；
在ざい给定的てき位置いち和わ角度かくど将しょう一个字符串以给定的字体写如帧缓存；
绘制一いち个简单的几何图形，例れい如用三个定点定义的三角形さんかっけい，或ある者もの给定圆心和わ半径はんけい的てき圆；
绘制一いち条じょう线段、圆弧、或ある者もの用よう给定粗そ细的虚きょ拟笔绘制简单曲きょく线。

扩充色彩しきさい模型もけい

文ぶん本ほん、形状けいじょう和わ线条使用しよう用よう户指定してい的てき色彩しきさい绘制。很多库和卡提供ていきょう色彩しきさい梯はしご度ど，它对于产生せい平滑へいかつ变化的てき背景はいけい、阴影效果こうか、等ひとし等とう都と很实用よう（参看さんかんGouraud明暗めいあん图。像ぞう素もと色彩しきさい也可以从纹理中ちゅう取得しゅとく，例れい如从一いち个数字すうじ图像中なか（这样就可以模拟刮擦こす网目调（screentone）和わ以前いぜん只ただ有ゆう卡通片へん中才なかさい有ゆう的てき“棋盘格かく喷漆”）。

用よう给定色彩しきさい绘制一いち个像ぞう素もと通常つうじょう会かい取と代だい其原そのはら先さき的てき色彩しきさい。但ただし是ぜ，很多系けい统支持しじ用よう透明とうめい和わ透とおる过色彩しきさい绘制，它只会かい修おさむ改あらため原ばら先さき的てき像ぞう素もと值。

两个色彩しきさい也可以用更さら花はな哨的方法ほうほう组合，例れい如通过计算さん它们的てき位い元もと异或。这个技わざ术被称しょう为反はん色いろ或ある者もの色彩しきさい翻こぼし转，并经常つね在ざい图形用よう户界面めん中ちゅう采さい用よう，用よう于高亮あきら显示、钉钉板ばん（rubber-band drawing）、以及其它临时绘制—因いん为再次じ以同样的色彩しきさい绘制相しょう同どう的てき图形会かい恢复原始げんし的てき像ぞう素もと值。

层次

二维计算机图形采用的模型经常不提供三维形状，也不提供ていきょう光照みつてる、阴影、反射はんしゃ、折おり射しゃ、等ひとし等とう这样的てき三さん维光学がく效果こうか。但ただし是ぜ，它们通常つうじょう会かい有ゆう多た个层次じ的てき模型もけい（概念がいねん上じょう就是墨すみ水すい、纸、或ある者もの胶片组成的てき层次；可か以是不透明ふとうめい、透明とうめい、或ある者もの半はん透明とうめい—并且以特定とくてい次序じじょ叠加。该次序じょ通どおり常用じょうよう单个数字すうじ定てい义（该层次じ的てき深度しんど，或ある者もの说离观察者しゃ的てき距离）。

分ぶん层模型がた有ゆう时称为2 1/2维计算さん机つくえ图形。它们使し得とく模も拟传统的基もと于胶片へん和わ纸的草くさ图和印刷いんさつ技わざ术成为可能かのう；并使得用とくよう户能够不对其它层次じ产生任にん何なん影かげ响地编辑任意にんい一いち层。因よし此，它们在ざい多数たすう图形编辑器き中ちゅう得え到いた采さい用よう。分ぶん层模型がた使し得とく复杂图像的てき反はん走はし样变得更さら好このみ，并且为诸如榫接和わ奇偶きぐう规则的てき特殊とくしゅ技わざ术提供ていきょう了りょう一いち个正确的模型もけい。

分ぶん层模型がた也用于允许用户在察看或ある打だ映うつ文ぶん档时限げん制せい不ふ需要じゅよう的てき信しん息いき，例れい如地ち图上うえ的てき公おおやけ路ろ或ある者もの铁路、集成しゅうせい电路布ぬの线图的てき特定とくてい加工かこう层次、商しょう务信件けん的てき手写しゅしゃ注ちゅう释等等とう。

在ざい分ぶん层模型がた中ちゅう，目め标图像ぞう通どおり过“绘制”或ある者もの“粘ねば贴”每まい个层次じ到いた虚むなし拟画布ぬの上じょう产生，次序じじょ是ぜ按深度しんど递减。概念がいねん上じょう，每まい一いち层首先さき独自どくじ绘制，产生所しょ需解析かいせき度ど的てき数字すうじ图像，然しか后きさき在ざい画布がふ上じょう一个像素一个像素地描绘。当然とうぜん，层次全ぜん透明とうめい的てき部分ぶぶん无须绘制。绘制和わ描绘可か以并行ぎょう的てき进行，也就是ぜ说，每まい个层次じ的てき像ぞう素もと在ざい绘制进程中ちゅう一产生就可以描绘到画布上。

包含ほうがん复杂几何体たい的てき层次（例れい如文ぶん本ほん或ある者もの多た边形）可か以分解ぶんかい为更简单的てき元素げんそ（分ぶん别是字じ符ふ或ある者もの线段），然しか后きさき作さく为分离的层次以某种次序じょ绘制。但ただし是ぜ，这个办法可能かのう在ざい两个元素げんそ重じゅう叠在同どう一个像素时产生不良的走はし样这样的てき人工じんこう因いん素もと。

参看さんかん可か移植いしょく文ぶん档格式しき#层次。

二维图形硬件

现代计算机つくえ图形卡几乎全部ぜんぶ采さい用よう光こう栅技术显示しめせ，把わ整せい个屏幕まく分ぶん成なり像ぞう素もと的てき矩形くけい点てん阵，这是因いん为基于光栅的图形硬かた件けん和わ矢や量りょう图形硬かた件けん相しょう比ひ要よう低てい价。多数たすう图形硬かた件けん对于位くらい图传送おく操作そうさ和わ精せい灵绘制せい有ゆう内部ないぶ支持しじ。专门用よう于位くらい图传送おく的てき协处理り器き称しょう为传送器き芯しん片へん。

1970年代ねんだい晚期ばんき和わ1980年代ねんだい早期そうき的てき用よう于8位い游ゆう戏平台だい和わ家いえ用よう机つくえ的てき经典二に维图形芯しん片へん包括ほうかつ：

Atari的てきANTIC （实际上じょう是ぜ一いち个二に维GPU），TIA， CTIA，和わGTIA
Commodore/MOS Technology的てきVIC和わVIC-II

二に维图形がた软件

很多图形用よう户界面めん（GUI），包括ほうかつMac OS，微ほろ软视窗まど，或ある者ものX视窗系けい统，主要しゅよう基もと于二に维图形がた概念がいねん。这些软件提供ていきょう了りょう和わ计算机つくえ交互こうご的てき视觉环境，并且常常つねづね包括ほうかつ某ぼう种形式しき的てき视窗管理かんり器き来らい帮助用よう户从概念がいねん上じょう区分くぶん不同ふどう的てき应用程ほど序じょ。单个软件应用程ほど序じょ的てき典型てんけい用よう户界面めん也是本ほん质上二に维的，部分ぶぶん因いん为最普通ふつう的てき输入设备（例れい如鼠ねずみ标）被ひ限きり制せい于做二に维的运动。

二维图形在打印机、绘图仪、线切割わり机つくえ等とう等外とうがい围设备的控ひかえ制せい中ちゅう殊こと为重要じゅうよう。它们也用于早期き的てき视频游ゆう戏和わ计算机つくえ游ゆう戏中ちゅう；并且依然いぜん在ざい棋牌类游戏中使用しよう，例れい如接せっ龙、象棋しょうぎ、麻あさ将しょう、等ひとし等とう。

二维图形编辑器或ある者もの说绘图程序じょ是ぜ应用程ほど序じょ级的软件，用よう于图像ぞう、流りゅう程ほど图、插图等とう的てき创建，它采用よう二维图形体素的直接操纵实现（通つう过鼠标，绘图版ばん，或ある者もの类似的てき设备）。这些编辑器き一般いっぱん提供ていきょう二に维几何なん体たい素もと以及数字すうじ图象；有ゆう些甚至いたり支持しじ程ほど序じょ化か模型もけい。插图通常つうじょう内部ないぶ表示ひょうじ为分层模型がた，经常会かい有ゆう一个等级结构以方便编辑。这些编辑器き通常つうじょう输出图形文ぶん件けん，其中层和体たい素もと分ぶん别以其原そのはら始はじめ形式けいしき保存ほぞん。MacDraw，是ぜ于1984年ねん在ざい麥むぎ金きん塔とう系列けいれつ计算机上きじょう创建的てき，它是这类程ほど序じょ的てき一个早期的例子；现代的てき例れい子こ有ゆう商用しょうよう产品Adobe Illustrator Adobe Animate 和わCorelDraw，以及免めん费编辑器xfig。也有やゆう很多二维图形编辑器专用于特定的制图，例れい如电气、电子和大かずひろ规模集成しゅうせい电路线路图、地形ちけい图、计算机つくえ字体じたい、等ひとし等とう。

图像编辑器き是ぜ专用于数字すうじ图像的てき操作そうさ的てき，主要しゅよう通どおり过自由じゆう手しゅ绘和信号しんごう处理操作そうさ。他た们主要よう采さい用よう直接ちょくせつ绘制的てき范型，其中用よう户控制せい虚きょ拟笔、刷すり、以及其他自由じゆう手しゅ动艺术设备来将はた色彩しきさい绘于虚きょ拟画布ぬの上じょう。有ゆう些图像ぞう编辑器き支持しじ多た层模型がた；但ただし是ぜ，为了支持しじ象ぞう模糊もこ这样的てき信号しんごう处理操作そうさ，每まい个层通常つうじょう表示ひょうじ为一个数字すうじ图像。所以ゆえん，任にん何なん编辑器き提供ていきょう的てき几何体たい素もと直接ちょくせつ被ひ转换成なり像ぞう素もと并描到画布がふ上じょう。光ひかり栅图形がた编辑器き这个名称めいしょう有ゆう时被用よう来らい强きょう调该方法ほうほう和わ一般也能处理矢量图形的编辑器的不同。最早もはや的てき流行りゅうこう的てき图形编辑器き有ゆう苹果りんご公司こうし的てきMacPaint，MacDraw的てき伴とも侣软件けん。现代的てき例れい子こ有ゆう免めん费的GIMP编辑器き，商用しょうよう产品Photoshop和わPaint Shop Pro。这类软件也包括ほうかつ很多专门化か的てき编辑器き—用よう于医药、遥はるか感かん、数字すうじ摄影、等ひとし等とう。

参看さんかん