簡介
用計算機進行美術創作的形式可說是百花齊放，有的類似油畫，有的能作素描，有的在螢幕上寫毛筆字。在風格上，有的如工筆畫，有的粗獷如水墨畫，既可作雕塑也可作剪影，所有這些藝術形式都是軟體製作者的匠心。人們統稱這些程式為“美術創作軟體”，由於種類太多，不可能一一介紹，只介紹幾種常見的形式，引發讀者對計算機美術的興趣。
由於計算機動畫技術的發展，片商們開始投資製作三維動畫，在卡通片中出現了立體的人物等。在電影電視領域已經廣泛地使用計算機作動畫，在這些藝術作品中，它可以充分地發揮藝術家的想像力，可以產生許多在電影電視中實拍達不到的藝術效果，使得作品創意得到完美的發揮。在計算機輔助動畫的製作中，把人從繁重的手工勞動中解放出來，集中精力進行人物造型和創造性的工作。
人們把計算機引入動畫領域就是充分地利用計算機這一先進科技，對傳統的動畫製作技術加以改造，並樹立全新的三維動畫的新技術。三維計算機動畫用計算機來模擬真實的三維世界。三維的幾何造型，賦給表面色彩和紋理，設計物體運動和形變，設計燈光的強弱、位置及運動，設計虛擬攝影機，位置及運動，渲染生成一系列實時演播的連續動態圖形。最特殊的是：三維計算機動畫還可以生成真實世界不存在的特殊場景。製作虛擬現實的動畫。縱觀今天的三維動畫，還處在發展時期，還有待進一步的完善。計算機動畫涉及廣泛的科學技術，它將隨著學科的發展不斷地完善。
形式
計算機美術素描
素描在計算機上是容易實現的。所謂素描就是把一張照片或攝像輸入計算機內，用圖像處理的方法，抽取它的輪廓，使照片上的人只餘下一張輪廓線圖畫，類似一張素描像。素描在計算機上是容易實現的。所謂素描就是把一張照片或攝像輸入計算機內，用圖像處理的方法，抽取它的輪廓，使照片上的人只餘下一張輪廓線圖畫，類似一張素描像。計算機上可採用灰度差的方法撮輪廓，將人像的每一像素點都和它周圍的像素點作比較，如果它們兩點的灰度值之差大於某一個指定的數值（通常稱為閥值），則該點判為輪廓上的點，如果與周圍點的灰度差都小於閥值，則該點為非輪廓上的點。
執行這個程式之後，將所有輪廓上的點變為黑色，所有非輪廓上的點變為白色，這樣執行程式之後，計算機就把照片上的影像變為一張素描畫。要控制素描畫上的線條的繁簡程度也是有辦法的，就是控制閥值取值的大小，如果閥值取得大，小的灰度差就不能劃入輪廓點，最後得到的輪廓線就簡略；反之，最後得到的輪廓線就繁得多。以上這些就是素描的簡單原理。
風景畫
通常的風景畫是人們在風景區實地寫生，回到畫室加工修飾而成，而計算機的風景畫則是通過把照片或攝像加工而成。人們說“風景照”和“風景畫”不是一回事，計算機中的風景畫比之風景照片更加集中突出表現某種意境。風景畫應該是由風景照經過取其精華，棄其次要部分而製成的藝術作品，可以分為以下步驟來完成：第三步是對畫面施加紋理。紋理（又稱肌理）是由筆觸而構成的，能使作品更加趣味盎然。計算機作畫時本來沒有筆觸，所以紋理可以另外施加，例如地面本來是白色的或水泥色的，也可以把它改畫成帶有花紋。用數學上的擴展可以將紋理均勻鋪蓋在某塊面積上，加大或減少密度作彩度的增減；用比例不同的基色點畫出來，不僅可以是圓點或梅花點，甚至可以是大理石花紋、木紋等等，形成與自然景物十分相似的效果。
人物畫
通常認為計算機上作人物畫至少有三種方法，即計算輔助人物構圖法，二是“數學模特兒”方法，三是“動態模特兒”方法。人們選擇“數學模特兒”方法作一個介紹。在計算機中，存有一個人體的數據模型，它包括了以下四部份數據：
（1）人體的標準數據，例如標準人體各種比例和局部的形狀數據。
（2）人體的變化數據，用這種數據加上標準數據可以畫各種類型的人體（胖子、瘦子、矮子、美人、醜八怪）的模型，而且可以用來作漫畫。
憑藉上述的各種數據，可以按創作者的意圖顯示出各種人體，穿戴上各種服裝，成為人們要求表現的各種模特兒。在計算機上就可以按照這種方式給出一個例子：提出一些參數數據，如“老頭、60歲，瘦長臉，白鬍須，厚嘴唇。”計算機就在顯示屏上顯示出符合這些特點的人物形象。畫家或者創作人員可以調整這些參數，進行模擬或逼真描繪，使之形象生動，作為創作的原型。
雕塑
計算機上有計算機雕塑模擬的方法。在螢光屏上最初顯出一塊未經雕琢的材料，如一個多面體，又如是一個圓柱體，其材料可以是石膏、木料，甚至是金屬、岩石。在螢幕上的工作選單中，顯示出多種幾何體：如圓錐、立方體、三角錐體等等，還列舉出這些幾何形體的放大或縮小的比例係數。可以定義出雕刻落下的物體的單位，放入選單。由於雕刻是在三維動畫環境之中，因此可選取不同的角度來觀察其效果。俯視或仰視、模擬陽光的各種陰影效果。計算機雕刻的一大優點是雕錯了可以恢復原狀重新雕，雕落的單元可以粘上去，又從復原位置開始重新雕刻一次，至到滿意為止。用計算機雕塑所得到的形象只是一個光影，無法用手摸到，要想變為真實物體，可以用兩種方法來複製。計算機雕刻的一大優點是雕錯了可以恢復原狀重新雕，雕落的單元可以粘上去，又從復原位置開始重新雕刻一次，至到滿意為止。用計算機雕塑所得到的形象只是一個光影，無法用手摸到，要想變為真實物體，可以用兩種方法來複製。另一種是手工複製法，根據螢屏形象進行仿製雕塑。對金屬、木材、塑膠、大理石都是適用的。
套用
由於計算機動畫技術的發展，片商們開始投資製作三維動畫，在卡通片中出現了立體的人物等計算機製作廣告
廣告設計是一種實用美術創作，過去大多數是用手工製作，但80年代以來，由於計算機美術和動畫的興起，使廣告可以採用計算機來製作，加快了創作速度，還可以得到高質量的作品。不僅用於招貼廣告畫，而且還套用於電視廣告。
計算機廣告製作的優點：
（1）製作速度較快
因為有豐富的字型檔、圖庫（點陣圖、向量圖和程式圖等），模型庫和作圖、編輯圖的工具。同時複製方便，保存容易，攜帶方便。很適合商業界的要求。
（2）廣告畫的質量高
例如色彩，一般計算機內色彩可達一千多萬種顏色。其特點是顏色豐富、鮮明、過渡柔和、平塗均勻，很適合廣告的要求。還有豐富的圖形編輯處理的工具，可以加入許多特技效果。
（3）計算機可以拼圖
把多種圖片和文字合成一幅廣告。可以利用掃瞄器把照片、文字、繪畫迭加組合在一起，創作出新的廣告畫。人用手工也可以縱使完成，但速度慢、質量低，利用計算機拼圖可以快速作出高水平的廣告。
在產品的包裝、裝潢、居屋的美化設計等方面都廣泛使用了計算機動畫和美術手段。
計算機輔助教育軟體（CAI）
計算機輔助教學是60年代開始的一個計算機套用領域，它們中大多要套用計算機動畫作手段。例如“示教型”和“模擬實驗型”的教學軟體都要用動畫技術來完成。例如化工原理實驗的動態模擬，這個軟體以彩色動態畫面來模擬化工實驗過程，用動畫把內部化學變化流程及化學反應過程顯現出來，可以避免發生激烈化學反應所造成的爆炸等嚴重後果。在製作方法上，以圖形和動畫為綱，輔以簡單明了的文字元號，從刺激與反應的心理學角度來看，動畫最好，圖形次之，文字說明最弱，適當選取色調，併合理配搭，給人清新明快的感受，通過強刺激，給人留下深刻印象。但要注意畫面保持科學性。教育軟體中有很多內容是抽象的、比喻式的或理想式的，不能通過實拍或錄像來表現，要經過藝術的圖形創作來表達，才能達到預期的效果。另外有一種專門的CAI課件寫作工具，教師寫出腳本，軟體工具就能按此腳本自動生成含有屬性文本、圖形、動畫、問題等多種教學檔案的圖文並茂的高質量課件。在計算機輔助培訓方面，通過計算機動畫可以實現飛行器、汽車、外科手術的操作模擬，使操作培訓更加方便，使周期縮短、費用降低、危險性小。在飛行駕駛、汽車駕駛訓練軟體方面都已經製造出了一批培訓軟體。
CAD領域的套用
CAD是計算機套用的一大領域.過去只是停留在代替畫板的階段，它使設計人員拋棄了鉛筆和圖紙。動畫和虛擬現實技術，給計算機輔助設計帶來了新的效果，可以使設計人員和用戶在計算機顯示器上立即現實其設計結果在實際套用中的虛擬景象。美國的BOEING飛機公司曾經設計了一架VS-Ⅹ的虛擬飛機，並且可以通過頭盔式顯示器以及數據手套同計算機進行對話。
計算機美術（1）虛擬建築物設計建築師可以在正式蓋樓之前，讓用戶通過虛擬建築物來觀察其外形是否美觀，並可讓用戶自己選擇內部的各個部位，對房間的內部裝修進行觀察，這就便於修改設計、縮短設計周期。
（2）建築效果圖設計它是靜態的，過去它是由建築設計師用手工來完成的，現在靠動畫技術來完成，可以縮短時間。
（3）建築動畫設計，可以三維立體地顯示一個建築物的立體效果，甚至建築群的設計效果，像中國自己設計的“申辦奧運會”運動場地設計動畫就是這種類型的例子。
過去人們理解的計算機輔助設計是全靜止的，在具有三維動畫的年代，計算機輔助設計應該有新的概念，用CAD技術設計的汽車和飛機可以動起來，在公路上開動，在空中試飛，並把它們運動和飛行的結果記錄下來，研究改進設計，在汽車開出甚至發生碰撞後可以計算出發生的損壞和變形，這些都可以顯示記錄，以供設計人員改進設計方案，以達到更好的設計效果。
娛樂業中的套用
視像遊戲機大約是1972年美國阿塔利公司生產的第一台“PON”視像遊戲機開始的，它用了計算機的CPU、ROM進行了計算機化，採用了彩色螢幕才登上新台階。1980年出現“推銷員”，1981年“驢醜”，1983年“澤維威士”，1989年的“特托里斯”，1991年的“街頭拳擊手“，1991年以後又出現了32位的系統，同年在英國的遊戲機首次採用了“VR”（虛擬現實技術）使遊戲機進入了一個嶄新的時代。VR遊戲新領域中不單有真實的畫面，還具有物質質感的真實畫像，這些都被逐漸採用。在當今世界上象“三國演義”，“銀河艦隊”，“紅色警戒”之類的遊戲軟體不斷地湧現。主要都是以動畫技術為基礎的。這是一個很大的行業，其銷售額相當可觀，在日本達上萬億日元，僅任天堂一家銷售額已達4201億日元（約42億美元）。有人預言計算機遊戲業的收入將和很快超過計算機軟體業的收入。在幼兒和國小教育中，人們可以利用計算機動畫生動、有趣的特點，將教學和類娛樂溶合在一起，讓孩子們在娛樂中學知識。有人稱為“教樂業”，可見教育和娛樂結合是今後計算機教育軟體發展的一個方向。
科學研究與動畫仿真
在一些複雜的科學及工程項目中，資金投入比較大，如果實際的實驗失敗，所造成的損失是巨大的。例如航天工程、飛彈及機器人等複雜的系統工程。為了避免這種損失，往往採取動畫或仿真動畫軟體來預演，以發現問題、修改工程方案。通常對這複雜項目進行分析和研究，建立適應系統的各種模型，然後利用計算機動畫技術模擬真實系統的動力學，運動學和控制等行為，從而達到檢測系統設計質量及可靠性的目的。通過仿真動畫，調整系統模型的參數，使得系統運行於較優狀態。計算機動畫技術在許多的複雜的系統工程研究中已經成為必不可少的工具。
動畫仿真的主要優點是：
（1）使仿真的建模者與仿真的領域工程師能交流思想互相配合，便於修改，其間動畫的作用是關鍵的；
（2）動畫可使分析員能從螢幕上直接看見錯誤，從而增強了調試能力，使仿真模型生成快並且質量好；
（3）動畫可以加深用戶對系統運行的概念化的理解，提高效率，增強仿真軟體的有效性。
虛擬現實技術
所謂的虛擬現實是採用計算機技術生成的一個逼真的視覺、觸覺及嗅覺等感覺世界（或實體），用戶可以用人的自然技能對這一生成的虛擬實體進行互動觀察。
這個概念包含三層含義：
（1）虛擬實體是用計算機來生成的一個逼真實體，“逼真”即要求達到三維的實感，甚至包括立體視覺、觸覺及嗅覺。實體是對人的感覺而言，例如，“虛擬風洞”是指計算機生成的視感象風洞一樣的流體試驗環境。
（2）用戶可以通過人的自然技能與這個環境進行自然對話，這裡自然技能可以是人的頭部轉動，眼動、手勢或其它人體動作。
（3）虛擬現實往往要藉助於一些三維感測設備來完成互動動作，常用的如頭盔式立體顯示器、數據手套、數據衣服，三維滑鼠器等。
虛擬現實的技術是知識密集型的高新技術，是計算機硬體、感測技術、人工智慧、軟體技術等技術的綜合集成。虛擬現實技術是80年代才發展起來的一門新興技術，它將是計算機套用的一個非常有前途的廣泛領域，目前已經在國防、航空航天、醫學等高科技領域，以及教育和娛樂領域有廣泛的套用前景。
