1. CO TO JEST GRAFIKA KOMPUTEROWA?
Grafika komputerowa – dziedzina informatyki zajmująca się wykorzystaniem technik komputerowych do celów wizualizacji artystycznej oraz wizualizacji rzeczywistości. Grafika komputerowa jest obecnie narzędziem powszechnie stosowanym w nauce, technice oraz rozrywce.
Chociaż grafika komputerowa koncentruje się głównie na specjalistycznych algorytmach i strukturach danych, to jednak siłą rzeczy musi czerpać wiedzę z rzeczywistości. Na przykład, aby uzyskać obrazy fotorealistyczne, należy wiedzieć jak w rzeczywistym świecie światło oddziałuje z przedmiotami. Podobnie, aby symulacja jazdy samochodem była jak najwierniejsza, należy wiedzieć, jak obiekty fizyczne ze sobą oddziałują.
Od kilkunastu lat grafika komputerowa jest też kolejną dyscypliną artystyczną – dzieła powstałe przy jej zastosowaniu nazywa się grafiką cyfrową, infografiką lub digitalpaintingiem.
Pierwszym urządzeniem wykorzystywanym do prezentacji grafiki był grafoskop. Grafoskop,
zwany również projektoskopem lub rzutnikiem pisma, to urządzenie projekcyjne służące
do wyświetlania na ekranie projekcyjnym obrazów lub tekstu.
2. PRZYKŁADY ZASTOSOWAO GRAFIKI KOMPUTEROWEJ
· interfejs użytkownika
Większośd programów użytkowych wykonywanych na komputerach osobistych i na stacjach
roboczych ma interfejsy użytkownika z systemem okien zarządzającym licznymi
równoczesnymi czynnościami i z możliwościami wskazywania, pozwalającymi użytkownikowi
wybierad opcje z menu, ikony i obiekty na ekranie. Programy przetwarzania tekstu, arkusze
kalkulacyjne i programy przygotowania publikacji, to typowe zastosowania korzystające
z interfejsu użytkownika.
· wykresy w biznesie, nauce i technologii
Następnym bardzo popularnym obszarem zastosowao dzisiejszej grafiki jest tworzenie
wykresów 2D i 3D funkcji matematycznych, fizycznych i ekonomicznych; histogramów
i wykresów kołowych; wykresów harmonogramowania zadao; wykresów wielkości zapasów
i produkcji itd. Wszystkie te wykresy są używane do prezentowania w przejrzysty i zwięzły
sposób tendencji i wzorów uzyskanych z danych, tak żeby wyjaśnid złożone zjawiska i ułatwid
podejmowanie decyzji
· medycyna
Grafika komputerowa odgrywa coraz większą rolę w takich dziedzinach jak diagnostyka
medyczna lub planowanie operacji. W tym ostatnim przypadku chirurdzy korzystają z grafiki
do wspomagania kierowania przyrządami i do dokładnego określania w którym miejscu należy usunąd chorą tkankę.
· przemysł filmowy
W latach dziewięddziesiątych możliwości superkomputerów będących na usługach wytwórni
filmowych, umożliwiły produkcję pełnometrażowych, animowanych, w pełni komputerowych
filmów. Pierwszym takim filmem był "Toy Story", który na dodatek odniósł sukces kasowy
(100 mln dolarów w Stanach po czterech tygodniach wyświetlania).
3. PODZIAŁ GRAFIKI KOMPUTEROWEJ
Grafika wektorowa – w tym przypadku nazwa może być nieco myląca, ponieważ obrazy mogą składać się nie tylko z wektorów (odcinków), ale również z innych figur geometrycznych. Cechą grafiki wektorowej jest to, że zapamiętywane są charakterystyczne dla danych figur dane (parametry), np. dla okręgu będzie to środek i promień, dla odcinka współrzędne punktów końcowych, a dla krzywych parametrycznych współrzędne punktów kontrolnych. Program, jeśli musi narysować obraz na urządzeniu (bądź to rastrowym, bądź wektorowym), na podstawie posiadanych danych wygeneruje obraz tych figur – bardzo ważną zaletą tej reprezentacji jest możliwość dowolnego powiększania obrazów, bez straty jakości.
Grafika rastrowa – do zapamiętania obrazu rastrowego potrzebna jest dwuwymiarowa tablica pikseli nazywana powszechnie bitmapą. Nazwa wzięła się stąd, że początkowo były rozpowszechnione systemy wyświetlające obrazy czarno-białe, więc w takim przypadku pojedynczy piksel mógł być opisany przez jeden bit. Jednak gdy powszechniejsza stała się grafika kolorowa, piksele zaczęły być opisywane więcej niż jednym bitem – wówczas pojawiła się nazwa pixmapy, która jednak nie przyjęła się (chociaż jest stosowana np. w X Window).
Grafika 2D - grafika dwuwymiarowa. Termin ten odnosi się do działu informatyki zajmującego
się grafiką dwuwymiarową i technikami dotyczącymi jej obróbki, jak i do samych obrazów
cyfrowych mogących składad się z grafiki oraz obiektów 2D.
Grafika dwuwymiarowa jest wykorzystywana głównie w tych zastosowaniach, w których
pierwotnie używano tradycyjnych technologii drukowania oraz rysowania - m.in. typografii
kartografii, kreślarstwie, reklamie, filmie animowanym – rysunkowym, grafice prezentacyjnej
itp. Obrazy grafiki 2D są całkowicie płaskie tzn. pozbawione jakichkolwiek warstw, analogicznie
do rysunków jakie tworzymy w programie graficznym „Paint” systemu Windows.
Grafika 2,5D - grafika dwuwymiarowa ale z użyciem warstw. Znajduje zastosowanie w grach
komputerowych, w których tło i bohaterowie są w różnych warstwach. Poruszają się
niezależnie od siebie co daje w efekcie poczucie gry trójwymiarowej. Są to jednak obiekty
płaskie – dwuwymiarowe.
Przy tworzeniu gier w technice 2,5D za pomocą warstw stosowane jest powszechnie pojęcie
„duszków”. Sprite (ang. dosł. duszek) - dwuwymiarowy obrazek używany w systemach grafiki
dwuwymiarowej i 2,5-wymiarowej, który po przesunięciu i ewentualnie przeskalowaniu jest
przenoszony na ekran. Sprite'y pozwalają na bardzo łatwe uzyskiwanie na ekranie niezbyt
wyszukanych obiektów animowanych. Wiele układów graficznych 2D jest wyposażonych
w zdolnośd do automatycznego generowania i animacji sprite'ów.
Efekt głębii – efekt quasi 3D można uzyskad przez skalowanie sprite'ów (pomniejszanie
i powiększanie) oraz ich wyświetlanie w kolejności od dalszych do bliższych (w ten sposób
bliższe obiekty częściowo zakrywają dalsze, daje to swoisty efekt światłocieni).
Obecnie większośd grafiki jest typu 2,5D. Najpopularniejszym przykładem programu
do tworzenia i edycji grafiki 2,5D jest „Adobe Photoshop”, w którym po prawej stronie znajduje się okienko warstw. Pomiędzy warstwami możemy dowolnie przechodzi i dowolnie je ustawiad względem siebie.
Grafika 3D - grafika trójwymiarowa, nazwa jednej z dziedzin grafiki komputerowej, zajmującej
się głównie wizualizacją obiektów trójwymiarowych. W tym typie grafiki obiekty
są umieszczone w przestrzeni trójwymiarowej i celem programu komputerowego jest przede
wszystkim przedstawienie trójwymiarowego świata na dwuwymiarowym obrazie.
Geometria obiektów trójwymiarowych może byd reprezentowana na kilka sposobów
Siatka to w grafice 3D i CAD dwa lub więcej wielokątów połączonych ze sobą krawędziami. Zwykle siatki tworzone są z trójkątów lub czworokątów wypukłych.
W ten sposób można opisywać proste bryły, albo – jeśli siatka jest dostatecznie gęsta – dobrze przybliżać skomplikowane obiekty. Obiekty trójwymiarowe reprezentowane w ten sposób można w łatwy sposób poddawać różnym modyfikacjom i deformacjom.
mamaryna