计算机图形学与计算机视觉与数字图像处理之间的区别与联系

一直听说过这三个词汇，却没有深入思考过这三者之间的联系，所以这篇文章整合一下网上现有的知识资源，学习一下这三者的概念。

1.基本概念

计算机视觉(CV)：

Computer vision is a field that includes methods for acquiring, processing, analyzing, and understanding images and, in general, high-dimensional data from the real world in order to produce numerical or symbolic information, e.g., in the forms of decisions.[1]

翻译

计算机视觉是一个学科/领域，它包括获取、处理、分析和理解图像或者更一般意义的真实世界的高维数据的方法；它的目的是产生决策形式的数字或者符号信息。

计算机图像学(CG)：

Computer graphics is a sub-field of computer science which studies methods for digitally synthesizing and manipulating visual content. Although the term often refers to the study of three-dimensional computer graphics, it also encompasses two-dimensional graphics and image processing.[2]

翻译

计算机图形学是计算机科学的一个子领域，它包括数字合成和操作可视内容（图像、视频）的方法。尽管这个术语通常指三维计算机图形学的研究，但它也包括二维图形学和图像处理。

图像处理（IP）：

In imaging science, image processing is processing of images using mathematical operations by using any form of signal processing for which the input is an image, such as a photograph or video frame; the output of image processing may be either an image or a set of characteristics or parameters related to the image.[3]

翻译

在图像科学中，图像处理是用任何信号处理等数学操作处理图像的过程，输入时图像（摄影图像或者视频帧），输出是图像或者与输入图像有关的特征、参数的集合。

上述概念来自维基百科

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Computer_vision
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Computer_graphics_(computer_science)
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Image_processing

2.直观理解

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

3D-->2D

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]

2D-->3D

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

2D-->2D

上述概念来源作者：Vinjn张静 链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/20349316

用一张图来解释三者之间的关系：

3.学科分类

Computer Science/ Artificial Intelligence/ Computer Vision
Computer Science/ Computer Graphics and Visualization
Electrical Engineering/ Signal Processing/ Digital Signal Processing/ Digital Image Processing

4.举例

Computer Vision: 照相机笑脸识别
Computer Graphics: 3D游戏电影制作
Image Processing: PhotoShop 以及App中的各种照片滤镜特效

上述总结作者：胡知知 链接：https://www.zhihu.com/question/20672053/answer/23896958