zastosowania

Zastosowanie grafiki komputerowej

-w medycynie –Wizualizacja danych w celu umożliwienia lekarzowi postawienia właściwej diagnozy, np. Rendering wolumetryczny, dane pozyskane np. z tomografii komputerowej,

tomografia komputerowa

rendering wolumetryczny

- przemysł rozrywkowy: kinematografia: efekty specjalne, animacja komputerowa, w telewizji : wirtualne studia, oraz gry komputerowe

kadr z serialu "Gra o tron"

kadr z filmu " Piraci z Karaibów na krańcu świata"

postać z gry " Heroes and Might and Magic V"

podgląd mapy w grze" Heroes and Might and Magic V"

-architektura: planowanie przestrzeni, projektowanie architektoniczne, wizualizacje, symulacje oświetleń budynków

wizualizacja domu

Grafika 3D

Grafika 3D:
Geometria obiektów trójwymiarowych może być reprezentowana na kilka sposobów:

-Siatka wielokątów – obiekt jest budowany z płaskich wielokątów (najczęściej trójkątów lub czworokątów), które mają wspólne wierzchołki i krawędzie. W ten sposób można tworzyć proste bryły, albo – jeśli siatka jest dostatecznie gęsta – dobrze przybliżać skomplikowane obiekty.

-Woksele (voxele) – obiekt jest budowany z elementarnych sześcianów (trójwymiarowych pikseli). Tego rodzaju reprezentacja jest rozpowszechniona szczególnie w diagnostyce medycznej, gdzie uzyskuje się szereg przekrojów (obrazów bitmapowych) ciała pacjenta i na ich podstawie tworzy trójwymiarowe modele.

-Opis matematyczny – obiekty są określone równaniami. Mogą to być np. kule, płaszczyzny, oraz szczególnie użyteczne i powszechnie stosowane powierzchnie parametryczne (płaty powierzchni), np. powierzchnie Béziera, Hermite'a czy NURBS. Istnieją programy, które swoje funkcjonowanie opierają głównie o właśnie taki sposób modelowania, zaliczyć do nich można np. POV-Ray.

Przykłady programów: 3D Studio Max, Maya, Autodesk, Blender, Light Wave 3D , ArchiCAD, CATIA 

widok modelu w programie CATIA

Grafika wektorowa

         Grafika wektorowa w odróżnieniu do rastrowej, definiuje się za pomocą równań algebraicznych (wektorów).

Obraz wektorowy najprościej ujmując zapamiętany jest postaci wzorów. Program, który je wyświetla i pozwala edytować przelicza wzory. W praktyce kreowanie takiego obrazu polega na utworzeniu niezależnych od siebie obiektów. Każdy z nich posiada takie właściwości jak kontur, rozmiar, kolor i stanowi odrębną całość. Obrazy i rysunki wektorowe możemy poddawać skalowaniu i modelowaniu bez utraty ich jakości. Tutaj zmiana kształtu jakiegoś obiektu polega na modelowaniu jego konturu. Przykładem rysunków utworzonych w grafice wektorowej mogą być ClipArty. W przypadku tej właśnie grafiki nie używamy określenia jakości obrazu. Obiekty są wyświetlane na ekranie monitora z rozdzielczością, z jaką pracuje karta graficzna i drukowanie z rozdzielczością drukarki.

Zaleta:

-obraz opisany równaniami matematycznymi

-możliwość wykonywania przekształceń ,np. skalowania bez utraty jakości

Wada:

-Brak uniwersalnego formatu jej zapisu (np. obrazek stworzony w Corelu możemy odczytać tylko w tym programie.)

 – problem przy prezentacji gradientów/foto-realistycznych obrazów

Przykłady rozszerzeń pilików CDR, CGM, DRW, WFM, WPG, DSP

Przykłady najpopularniejszych programów zajmujący się grafika wektorową: 

-CorelDRAW,

- Inkscape,

- Adobe Flash,

- Xara Xtreme,

- AutoCAD.

Przykładem tej grafiki są ClipArty, loga. W Corelu utworzyłam nowy plik i z grafiki rastrowej utworzyłam drugą kopie ale w wersji wektorowej...

po prawej  grafika rastrowa, po lewej grafika wektorowa

grafika rastrowa w powiększeniu

grafika wektorowa w powiększeniu

Jak widać w grafice wektorowej linie są równe nadal po powiększeniu. Taki obraz możemy drukować na jakichkolwiek chcemy formatach, jego jakość zawsze pozostanie taka sama, Jednak w całości widać, że nie możemy uzyskać foto-realistycznego obrazu tylko możemy przybliżyć jego wygląd ale nigdy nie będzie odwzorowywał rzeczywistości.

Klasyfikacja grafiki:

-wektorowa

-rastrowa

-3D

W tym poście zajmiemy się grafiką rastrową, czyli inaczej bitmapowa. Obraz zbudowany jest z pojedynczych pikseli o danym kolorze. Zależnie od użytej palety kolorów, jeden piksel może przyjmować od dwóch do ponad 65 milionów kolorów. Zapisanie wartości każdego punktu z osobna wymaga dużej ilości danych i zazwyczaj rysunki te zajmują dużo miejsca na dysku. Istnieją jednak pewne sposoby zmniejszenia rozmiaru pliku przez jego kompresję do postaci pliku GIF, JPG itp.

ZALETY:

-obraz opisany wartością (kolor lub jasność)

-wydajne metody kompresji obrazów rastrowych

WADY:

-jakoś obrazu uzależniona od rozdzielczości

-brak możliwości operacji geometrycznych bez  utraty jakości

Przykłady plików zawierających grafikę rastrową: GIF, JPG, TIFF, PNG, BMP.

Przykłady programów zajmujących się tego typu grafiką:
- Paint,

-Adobe Photoshop, 
-GIMP, 
-PhotoFiltre, 
-Corel Photo-Paint

 Przykładem do pokazania grafiki rastrowej jest wiele, np nasze zdjęcia, większość grafik w internecie. Na tym obrazku widać doskonale, czym się różni grafika rastrowa od wektorowej.

W całej okazałości nie widać nic szczególnego

Przykładowy obraz .png

Po powiększeniu

Jednak po powiększeniu obrazu widać piksele, które mają zdefiniowany kolor, bądź jasność. Jeśli chcielibyśmy wydrukować sobie w większym formacie powyższy przykład, utracilibyśmy jakość.

sprzęt i rodzaje

W tym poście trochę o sprzęcie dla grafiki komputerowej. Można je podzielić na urządzenia wejściowe oraz wyjściowe.

Urządzenia      

                                                           

1. wyjściowe:

-monitory CRT 



-wyświetlacze ciekłokrystaliczne (LCD)




-urządzenia do tworzenia trwałych kopii: 


a)nośniki: CD,DVD


b)drukarki: laserowe, atramentowe, igłowe...
-procesory graficzne (GPU)
 

2. wejściowe:

*urządzenia wskazujące:

-klawiatura

-mysz

-touchPad

-joystick

-rękawica (interakcja 3D)

-pióro świetlne

-ekran dotykowy

*urządzenia wprowadzające:

-aparat cyfrowy/kamera cyfrowa

-skanery 2D/3D

Małe wyjaśnienie co do niektórych skrótów: 

Monitor CRT, to nic innego jak monitor kineskopowy,

LCD- -urządzenie wyświetlające obraz, którego zasada działania oparta jest na zmianie polaryzacji światła na skutek zmian orientacji cząsteczek ciekłego kryształu pod wpływem przyłożonego pola elektrycznego

GPU-Graphics Processing Unit,czyli po prostu karta graficzna

Teraz troszkę historii

Ogólnie grafika komputerowa istnieje  od  lat 50 wieku XX, ostatecznie dopiero w latach 80, kiedy to w domach zaczęły pojawiać się osobiste komputery i właśnie od tamtej pory grafika komputerowa stała się powszechna. Wcześniej grafika znajdowała zastosowanie w ośrodkach badawczych, dużych korporacjach oraz w instytucjach rządowych, ponieważ w ówczesnym czasie koszt komputera i urządzeń graficznych był ogromny.

 Parę faktów:

-1950 - Komputer Whirlwind z wyświetlaczem CRT (MIT), głównie zastosowania militarne

-Lata ‘60 – monitory wektorowe

-1962 – I. Sutherland, sketchpad, początki grafiki interakcyjnej 1964

-Pierwszy zespół naukowy zajmujący się algorytmami na potrzeby grafiki komputerowej (Uniwersytet Utah)

-System CAD z GM do projektowania samochodów

-Połowa lat ‘60 – mysz komputerowa

-Początek lat ‘70 – monitory rastrowe

-1974-1977 – Laboratorium graficzne w New York Institute of Technology

-1977 – pakiet 3D Core Graphics system

-Lata ‘80 – komputery Apple Macintosh oraz IBM PC 

Apple II i IBM PC

                                                              
-1980 – metoda śledzenia promieni (ray tracing)

-1982 – filmy Tron, Star Trek

-1983 – Fraktale

-1984 – metoda energetyczna

-1988 – Pakiet GKS-3D oraz pakiet PHIGS

-1995 – film Toy Story

-2001 – mapowanie fotonowe

-Biblioteki OpenGL, DirectX (zastosowanie w grach komputerowych)

coś na początek...

Ten blog został stworzony,aby omówić pojęcie grafiki  komputerowej, jej rodzaje i troszkę historii J

A więc, zajmijmy się w tym poście definicją grafiki komputerowej. Jest to dziedzina informatyki, która zajmuje się wytwarzaniem obrazów rzeczywistych bądź fantastycznych, za pomocą technik komputerowych. Obecnie grafika komputerowa jest powszechnym narzędziem stosowanym w nauce, technice oraz rozrywce.

W informatyce możemy rozróżnić trzy dziedziny, które zajmują się obrazem:

1)grafika komputerowa;

2)przetwarzanie obrazu;

3)rozpoznawanie obrazu.

Dziedziny rozpoznać można poprzez dane wejściowe oraz dane wyjściowe.

1) Grafika komputerowa – dziedzina zajmująca się generowaniem obrazów metodami cyfrowymi. Danymi wejściowymi jest opis natomiast wyjściowymi obraz

Przykładami są gry komputerowe czy też efekty specjalne w filmach.

2) Przetwarzanie obrazów – dziedzina zajmująca się reprezentacją obrazów oraz algorytmami ich obróbki. Danymi wejściowymi jak i wyjściowymi jest obraz. Dobrym przykładem jest obróbka zdjęć.

3)Rozpoznawanie obrazów – zamiana(konwersja) obrazów cyfrowych na opis w celu dalszej obróbki.
Dane wejściowe jest to obraz który zamienia się na opis. Przykładem jest rozpoznawanie twarzy czy analiza danych biometrycznych w systemach autoryzacji(np. na lotniskach w Stanach Zjednoczonych czy Australii)

Sposoby przedstawiania obrazów:       

-obraz 

-klatka po klatce (sekwencja klatek może być rysowana, coś w stylu Power Pointa czyli mamy możliwość przechodzenia do następnego „slajdu”)

-animacja (Obrazy zmieniają się płynnie, np. postacie filmowe takie jak Nemo, Kubuś Puchatek itp. itd)

-program interaktywny(tutaj to użytkownik ma moc boga i on jest odpowiedzialny za kontrole sposobu, w jaki generowane są klatki za pomocą  myszy komputerowej albo klawiatury . Tutaj najlepszym przykładem są po prostu gry komputerowe)



Podziękowania dla:

 http://www.wsa.edu.pl/platforma-edukacyjna.html?file=tl_files/materialy_pomocnicze_do_wykladow/Grafika/1_Wprowadzenie%20do%20grafiki%20komputerowej.pdf

oraz 

http://pl.wikipedia.org/wiki/Grafika_komputerowa