CG

CG(全称：计算机 Graphics，中文名：计算机图形学)是一种使用数学算法将二维或3D软件转化为计算机显示器的栅格形式的科学，国际上习惯将利用计算机技术进行视觉设计和生产的领域通称为CG。

20世纪70年代，CG指一切跟电影拍摄有关的、以计算机数字化制作为手段的商业美术，此时的CG艺术还停留在特指商业电影特效制作这一领域。中国CG的发展最早可以追溯到20世纪80年代中期。从1998年开始，中国CG逐渐步入正轨。CG行业的分工以及产业结构日益专业化、标准化和商业化。CG技术的应用领域涵盖了动画电影、电子游戏、3D建模与动画制作、医学、建筑设计、广告以及虚拟现实与增强现实等多个领域。

CG代表着计算机生成的艺术与技术的结合。无论是在影视、游戏，还是其他领域，CG技术都在不断推动着创意的边界。

定义

计算机图形学是一种使用数学算法将二维或3D软件转化为计算机显示器的栅格形式的科学，动画中多指计算机图形随着以计算机为主要工具进行视觉设计和生产的一系列相关产业的形成，国际上习惯将利用计算机技术进行视觉设计和生产的领域通称为CG。

历史沿革

世界发展

早在20世纪70年代，就有了比较具体的关于CG的概念。当时CG指一切跟电影拍摄有关的、以计算机数字化制作为手段的商业美术，此时的CG艺术还停留在特指商业电影特效制作这一领域。CG是伴随着好莱坞“高概念”（以美国好莱坞为典型代表的程式化的电影制作模式，本质上是一种营销指导创意的电影生产方式及后续的市场运作，是电影行业的一种特定概念）电影模式而一路发展过来的。以美国为例，当时的制作软件以3D为主，其余的特效均为实拍，CG仅是一个辅助拍摄效果的工具，CG制作人员以计算机编程为主。但是，这些计算机操作人员和影视美工都具有一个共同的特点，他们都是为了最终的视觉效果而服务的。

进入20世纪80年代，CG作为一种特殊技术开始成为电影特效的辅助手段。皮克斯动画工作室和苹果公司也投身于CG制作领域，工业光魔公司开始大批量地运用CG技术辅助电影拍摄。影片前期的美工人员和计算机图形处理的工作人员被统称为概念艺术家。电影是通过影像的叙事性和观众交流的，慢慢地，CG由一开始的注重模拟性转向了注重银幕审美。高效率和低制作成本是CG普及的两大动力。1983年，日本的硬件制作厂商Wacom针对扩大的创作人群开始生产数字绘图输入仪。

20世纪90年代中后期，奥多比从诺尔兄弟处收购了Photoshop，在软件领域推动了国际CG产业的发展。越来越多的游戏公司在进行游戏开发时，由单纯注重可玩性，转向注重视听效果的体验。视频游戏制作开始朝着电影制作方向迈进。日本的游戏制作厂商开始邀请一些画家、设计师，用数字技术为游戏制作角色、场景和道具。此时的投资商开始注意到，纯粹的计算机技术和艺术家之间应该通过一种手段结合起来，形成一种新的、全面为商业服务的CG艺术。至2010年左右，随着计算机软硬件的发展及艺术家的参与，CG艺术开始形成独特的创作技术和不同于任何艺术种类的审美。

中国发展

中国CG的发展最早可以追溯到20世纪80年代中期。经过差不多10年的发展，中国的对外开放逐渐有了成果，一批批海外计算机方面的专家开始进入中国，为中国计算机业的发展奠定了最基本的人才基础；海外专家在带来大量计算机知识的同时，也带来了国外在计算机图形学方面发展的一些动向和部分成果，也就是从那时开始，正式将CG这种艺术形式带入中国大众视野。清华大学、浙江大学等少数大学先后成立小型的研究小组，致力于研究计算机在图形图像方面的发展可行性。综合起来看，1990年以前影响中国CG发展最大的因素是国家政策、计算机发展水平和人们的认知程度。

随着史蒂夫·乔布斯在iMac上率先引入图形界面，微软于1991年发布了Windows3.X操作系统，开始正式在PC上引入图形界面。图形界面操作系统的引入，是计算机工业发展史上的一个里程碑，从这个时候开始，各种商业化的图形软件也诞生了：奥多比的Photoshop、SGI上的3D软件 Alias Studio、Discreet 的招牌软件3D Studio Max的前身3D Studio等大大缩短了普通艺术工作者与计算机制图员之间的距离。在这个时期，中国计算机图形学专家在贝塞尔曲线(1968 年法国雷诺汽车公司的设计工程师贝塞尔最先发明）、非均匀有理B样条曲线(NURBS)以及计算机真实感图形渲染算法方面都取得了一定的成绩，比如邵敏之教授和朱一宁教授分别在1988年和1990年成功采用辐射度算法在封闭空间中绘制出了真实感很强的图像；浙江大学CAD&CG国家重点实验室也开发出了中国自己的虚拟现实系统——CAVE，这套系统用一台超级计算机(SGI Onyx2 Infinity Reality 4CPU)同步产生同一场景相邻视域内的四幅画面分别投影到大屏幕上，通过液晶眼镜产生立体视觉效果。

从1998年开始，中国CG逐渐步入正轨。CG行业的分工以及产业结构日益专业化、标准化和商业化。计算机图形学方面，中国不断有新的动画算法和渲染算法理论性文章发表在《计算机学报》等专业杂志、期刊中，中国也终于有论文在SIGRAPH中入选。在这个时间段里，各个美术院校纷纷开设数字艺术课程或者专业供学生选修，社会上也有如maya国际认证、3DS Max国际认证等商业性的软件认证课程。媒体方面，《数码设计》《CG杂志》《Computer ARTS 数码艺术》CG World中文版等专业传媒的创刊和引入也为中国CG行业的发展起到了作用。2019年4月，中国电影美术学会CG与数字艺术委员会的成立以及首届北京国际CG艺术双年展的举办，标志着在CG领域有了正规国家级的学术权威。

特征

艺术与技术的融合

从人类艺术史的发展来看，技术一般都是从属于艺术的，是“为了艺术的技术”，而不是“为了技术的艺术”。以西方的油画发展为例，其从一开始就比较注重诸如颜料、画布这些技术性的要素。但毕竟这些技术要素都是辅助性的，艺术性是其绝对的内涵。而CG艺术则彻底颠覆了这种既定结构，称CG艺术为艺术，反倒是因为技术而不是艺术，是计算机技术构成了这一革命性的改变。

数字信息的可视化

数字信息的可视化是把由“0”“1”构成的计算机最基本的数字信息转换成图像形式表示出来。在CG艺术的早期发展过程中，它经历了一种从抽象到具象的发展过程，这与其技术条件的实现程度直接相关。CG艺术早期无法把数字信息转换成具象化的图像，只能以点、线、面的简单形式出现，类似于无色彩的抽象艺术。但随着技术条件的成熟，CG艺术的造型能力越来越强，有时候甚至能以“假”乱“真”。

交互性

交互性在CG艺术中扮演着重要角色。在其技术不成熟的初期，交互性的技术并不存在，只能是简单的“人一机器”单向输入。这个重要的作用是从“无”到“有”的。按照传统的艺术观，从艺术家到艺术品，再从艺术品到欣赏者，都是一脉相承的。一般而言，这种过程是不可逆的，是顺序而下的次序关联。但是在CG艺术中，形成了两种交互关系：一种是艺术家与电子机器的交互，创造出另一种“人一机器”交互；另一种是观者参与的交互，观者根据指令做出相应运动，观者进入了另一种“人一机器”交互中。

特有的创作模式

传统艺术只是“生产”，而且多为一次性的、即时的、独一无二的创造。之后，所谓的“机械复制”时代来临，从印刷术到电影技术都参与了其中的运作。机械复制时代的艺术就是“复制化”的艺术。而CG艺术的优势却在于“生产”。这是因为，CG艺术并不是简单的复制或拷贝技术，而是在被创作和被接受的过程中产生了信息“衍生”的现象。从艺术传播的历史来看，其经历的是“生产一复制一生产”的发展结构。CG艺术的生产不同于传统艺术的生产方式，而是一种含有信息技术的“再生产”，这就是其特有的创作模式。

应用领域

电影领域

CG电影本身在真实场景中拍摄并由真人表演为主，但通过特效打造出了更多现实中无法实现的场景。传统电影中应用CG技术增加的虚拟场景、角色、装扮、人物谈吐等，几乎可以取得以假乱真的效果。这种技术不仅可以制作虚拟人物，制作渲染虚拟场景，而且还能使真人演员与虚拟现实世界完融合在一起。CG技术完全介入电影拍摄后，不仅使电影创作的内容、表现力和制作过程发生了巨大变化，还使电影制作主要依靠的设备由摄像机变成了计算机服务器。

建筑房产领域

利用CG技术可对建筑平面图、立面图、剖面图进行设计和绘制，还可以由计算机控制完成逼真的建筑模型制作。由此，人们就可以通过房地产电子楼书、小区浏览动画、楼盘动画宣传片、CG三维虚拟样板房等多种由CG技术展现的虚拟场景，来体验身临其境的效果。

广告领域

在一些广告画面中，经常可以看到许多危险的镜头，这些镜头如果要真人拍摄，难度大，危险系数也高，但使用CG软件技术就可以解决这个问题，比如可以模拟出一些恶劣的气候和危险的环境，再通过影棚拍摄加后期软件合成的方法，把演员在拍摄过程中受伤的几率降到最低。

景观设计领域

CG技术在景观设计中的应用，为实现设计师们的蓝图提供了保障。CG技术将景观规划建设方案从纸上或沙盘上转移到电脑中，使其展现出更真实、更立体、更生动的效果，这是传统规划方案图所无法比拟的。

模拟领域

CG技术也广泛应用于各种模拟过程中。由于它具有能够对真实环境进行增强显示输出的特性，使人们能获得多种类、多角度的直观体验，如交通安全演示动画(模拟交通事故过程)、煤矿生产安全演示动画(模拟煤矿事故过程)、医疗研究与解剖训练、精密仪器的制造和维修、远程机器人控制、飞行器的研制与开发、能源转换利用等。

游戏领域

CG技术极大地改变了电子游戏的面貌，使得游戏画面愈发逼真，这都要归功于CG技术的不断进步。在游戏动画设计方面，CG技术实现了从二维到三维的转变，让设计更加富有立体感和真实性。对于场景环境的营造，CG技术的运用能够加强对细节的刻画。与传统的游戏动画设计相比，CG技术展现出了一些明显的优势。首先，CG技术全程基于计算机完成制作，这与传统的手绘或平面设计存在较大差别，因此所需的人力相对较少。同时，CG设计的效率更高，能够大幅提升设计产出。其次，由于CG设计全程使用计算机，因此可以节省其他物理材料的消耗，从而有助于降低成本，同时也体现了环保的特点。

医学领域

在医学领域，医生可以通过CG技术创建患者的三维模型，以便更好地进行手术规划和模拟。这种技术的应用，不仅提高了手术的成功率，还为患者的治疗带来了新的希望。

技术优势

CG艺术创作相对传统创作更具优势

快速而高效率

CG制作的方式和传统的版画、水彩、油画的制作方式不同，任何图片都可以用表示精度的每英寸点数和尺寸来解释，任何色彩都可以归纳成若干的色彩模式。这些都从科学的角度为从业人员提供了快速理解图像的捷径。同样，随着绘图软件版本的提升和功能的完善，Photoshop和Painter可以真实而自然地模拟自然笔的绘画效果，从简单的滴管吸色功能，到直观的色彩平衡、效果等，节省了传统绘画中的调色、混色等烦琐、复杂的劳动，以前没有经过色彩训练的人，也可以借由软件提供的强大便捷的功能，任意地实现自己的概念。

同样，传统的铅笔、木炭起稿到上色的作画方式已经被CG艺术利用照片和数字化的图形拼接修改、复制的方式所挑战。Photoshop的bach功能提供自定义动作，这样就可以批量处理图像。在CG艺术的世界里可以拥有个性化的色彩版面、个性化的笔刷和虚拟纸张、个性化的脚本编辑。

易于修改和复制

传统的绘画方式强调严谨是为了避免出错，所以手绘作业的这一局限性限制了创作者自由的创作心态。在CG世界里，错误是可以挽回的。同样，CG的艺术品可以通过高端的打印输出系统来实现精确的原画复制，从而制作出多个复制品。

节约空间和成本

在传统的作业方式里，艺术家和设计师大多都需要拥有一个属于自己的、开阔的、光线充足的工作室，宽大的工作台上堆满了各种复杂的笔刷和工具。而这些都需要算在一个制作人员的产品成本里。CG由一个5-8平方米的可以放设备的干净空间，一个数位输入设备和一台打印机就可以了，材料的成本投入是一次性的，并且这个作业过程干净、清洁，只需要做到科学地使用手中的输入设备就可以实现整个过程，大大降低了作业成本。

CG艺术颠覆对影视传统本体的认识

由于CG艺术从视觉效果上无限逼近真实的可能性，很多实拍电影都开始使用这一技术来制作那些不易通过实拍方式获得的特效、场景乃至角色，以替换那些传统特技拍摄中昂贵、复杂且不够生动的模型和布景。同时，可以制造那些现实中无法实拍的如怪兽、飞船等幻想元素，甚至在一部幻想题材的影片中，配角乃至主角都可以由CG演员来担当，他们有着突破想象力极限的奇幻造型以及不逊于真实演员的生动表演，还可以通过技术手段与实拍环境、真人演员产生真实的互动。有经验的技术团队可以让CG图像与实拍影片之间实现无缝对接，令观众真伪难辨。这些电影中使用的CG动画技术只是对传统拍摄技术的一种替代，其目的并不是营造一种运动的幻觉。

CG艺术能够促进艺术设计的全新发展

随着数字化信息时代的来临，现代艺术设计已步入了一个高速发展的转型期。以计算机为平台的图形、图像数字艺术在艺术设计领域的地位日趋上升，特别是在网络设计、数字媒体设计、虚拟现实设计、环境艺术设计、平面艺术设计、3D数字动画艺术设计、多媒体艺术应用设计等领域成了不可或缺的工具。

发展趋势

技术创新不断涌现

随着CG技术的不断发展，新的制作技术和流程不断涌现，推动了CG行业的创新和进步。未来的CG行业会更加注重技术创新和研发，以提高制作效率和效果。

应用领域不断扩展

CG技术的应用领域不断扩展，不仅应用于影视、游戏、广告等领域，还涉及到建筑、教育、医学、军事等领域。未来，CG技术的应用领域会更加广泛，为行业发展带来更多机会。

跨界合作成为趋势

CG行业与其他行业的跨界合作越来越多，如与建筑、汽车、时尚等行业的合作。这种跨界合作会为CG行业带来更多的创意和商业机会。

人才竞争日益激烈

随着CG行业的快速发展，人才竞争也日益激烈。未来，CG行业会更加注重人才培养和引进，同时，行业内的人才流动也会更加频繁。

行业标准和规范逐步完善

随着CG行业的不断发展，行业标准和规范逐步完善。未来，行业标准和规范会更加明确和统一，有利于行业的健康发展。

典型作品

《终结者：黑暗命运》影片中，推土机在高速公路上的飙车、终结者的分身、水战与空战场景大多得益于CG技术的运用。同样，在《变形金刚》中，那些虚拟场景和虚拟人物，以及《2012》里的火山爆发、海啸、巨型地陷和地震画面，也都是CG技术的应用。此外，迪士尼+、皮克斯动画工作室等动画制作公司也是依赖CG技术来打造它们的动画片，比如《冰雪奇缘》中的角色形象与冰雪覆盖的场景，都是经过设计与计算机生成的。

《雷曼：起源》《上古卷轴5：天际》等游戏中都应用了CG技术，无论是画面还是光影效果，都让玩家们沉浸其中。尤其是《塞尔达传说：天空之剑》中的场景设计，更是将CG技术与游戏剧情完美融合。《蝙蝠侠：阿甘城》中的黑暗骑士，《超级马力欧 3D乐园》中马里奥的经典形象，这些角色都也都成为了游戏CG的代表作。此外，《黑神话：悟空》以其独特的暗黑孙悟空CG吸引了众多玩家的关注。

参考资料

CG技术的多领域应用与发展:从影视动画到医疗建筑的影响.搜狐网.2025-02-12

中教互联展望CG行业发展趋势，不断提升课程质量，为行业持续提供高质量人才.十堰晚报.2025-02-12

游戏暗黑孙悟空CG:再现《黑神话:悟空》的神秘魅力.17173新闻中心.2025-02-19

十大经典游戏CG回顾——重温辉煌，展望未来.17173新闻中心.2025-02-19