Grafika komputerowa

Wytworzony komputerowo, fotorealistyczny obraz

Grafika komputerowa – dział informatyki zajmujący się wykorzystaniem komputerów do generowania obrazów oraz wizualizacją rzeczywistych danych. Grafika komputerowa jest obecnie narzędziem powszechnie stosowanym w nauce, technice, kulturze oraz rozrywce.

Przykładowe zastosowania:

kartografia,
wizualizacja danych pomiarowych (np. w formie wykresów dwu- i trójwymiarowych),
wizualizacja symulacji komputerowych,
diagnostyka medyczna,
kreślenie i projektowanie wspomagane komputerowo (CAD),
przygotowanie publikacji (DTP),
efekty specjalne w filmach,
gry komputerowe.

Chociaż grafika komputerowa koncentruje się głównie na specjalistycznych algorytmach i strukturach danych, to jednak siłą rzeczy musi czerpać z innych dziedzin wiedzy. 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, infografią, digitalprintem.

[edytuj] Rys historyczny

Artykuł wymaga poszerzenia.
Zajrzyj na stronę dyskusji, by dowiedzieć się, czego brakuje i jeśli to możliwe, uzupełnij braki.

Początki grafiki komputerowej sięgają lat 50. XX wieku, jednak ze względu na duże koszty komputerów i urządzeń graficznych, aż do lat 80. grafika komputerowa była wąską specjalizacją, a na jej zastosowania praktyczne mogły pozwolić sobie ośrodki badawcze, duże firmy oraz instytucje rządowe. Dopiero gdy w latach osiemdziesiątych rozpowszechniły się komputery osobiste, grafika komputerowa stała się czymś powszechnym.

[edytuj] Klasyfikacja

Artykuł wymaga poszerzenia.
Zajrzyj na stronę dyskusji, by dowiedzieć się, czego brakuje i jeśli to możliwe, uzupełnij braki.




Obrazek wektorowy	Obrazek rastrowy
Porównanie jakości obrazków wektorowych i rastrowych podczas skalowania.

Ponieważ celem grafiki jest generowanie obrazów, dlatego jednym z głównych kryteriów klasyfikacji jest technika ich tworzenia:

Grafika wektorowa – obraz jest rysowany za pomocą kresek lub łuków. Niegdyś powstawał tak obraz na ploterach kreślących, ale jeszcze do lat 80. XX wieku były wykorzystywane monitory CRT, które kreśliły obraz w analogiczny sposób jak oscyloskopy.
Grafika rastrowa – obraz jest budowany z prostokątnej siatki leżących blisko siebie punktów (tzw. pikseli). Głównym parametrem w przypadku grafiki rastrowej jest wielkość bitmapy, czyli liczba pikseli, podawana na ogół jako wymiary prostokąta.

Identyczny podział istnieje, jeśli weźmie się pod uwagę reprezentację danych w programach komputerowych:

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 to 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).

Przewagą reprezentacji wektorowej nad rastrową jest to, że zawsze istnieje dokładna informacja o tym, z jakich obiektów składa się obraz. W przypadku obrazów bitmapowych tego rodzaju informacja jest tracona, a jedyne, czego można bezpośrednio się dowiedzieć, to kolor piksela. Istnieją jednak metody, które pozwalają wydobyć z obrazów bitmapowych np. tekst, czy krzywe.

W chwili obecnej dominują wyświetlacze rastrowe, więc programy wykorzystujące grafikę wektorową są zmuszone przedstawiać idealne figury geometryczne w skończonej rozdzielczości.

Kolejnym kryterium, wg którego klasyfikuje się zastosowania grafiki, jest charakter danych:

Grafika dwuwymiarowa (grafika 2D) – wszystkie obiekty są płaskie (w szczególności każdy obraz rastrowy wpada do tej kategorii).
Grafika trójwymiarowa (grafika 3D) – obiekty są umieszczone w przestrzeni trójwymiarowej i celem programu komputerowego jest przede wszystkim przedstawienie trójwymiarowego świata na dwuwymiarowym obrazie.

Jeszcze jednym kryterium jest cykl generacji obrazu:

Grafika nieinterakcyjna – program wczytuje uprzednio przygotowane dane i na ich podstawie tworzy wynikowy obraz. Tak działa np. POV-Ray, który wczytuje z pliku definicję sceny trójwymiarowej i na jej podstawie generuje obraz sceny.
Grafika interakcyjna – program na bieżąco uaktualnia obraz w zależności od działań użytkownika, dzięki temu użytkownik może od razu ocenić skutki. Bardzo ważne w tym przypadku jest, że czas odświeżenia obrazu nie może być zbyt długi. Dlatego w przypadku grafiki interakcyjnej akceptuje się i stosuje uproszczone metody rysowania obiektów, aby zminimalizować czas oczekiwania.
Grafika czasu rzeczywistego – program musi bardzo szybko (kilkadziesiąt razy na sekundę) regenerować obraz, aby wszelkie zmiany były natychmiast uwidocznione. Grafika czasu rzeczywistego ma szczególnie znaczenie w różnego rodzaju symulatorach, jest również powszechna w grach komputerowych.

[edytuj] Popularne programy graficzne

Zobacz więcej w osobnych artykułach: Lista edytorów grafiki rastrowej, Lista edytorów grafiki wektorowej.

Programy do grafiki rastrowej

Popularne programy do grafiki wektorowej

AutoCAD
CorelDraw
Adobe FreeHand
Adobe Flash
Adobe Illustrator
Sketch
Inkscape
Sodipodi
Star Office Draw (jedna z części pakietu)
TechCAD
Xfig
Xara Xtreme
Gimp

Popularne programy do grafiki 3D

[edytuj] Popularne formaty graficzne

Zobacz więcej w osobnym artykule: Formaty plików graficznych.

Popularne formaty grafiki bitmapowej

Popularne formaty grafiki wektorowej

[edytuj] Popularne biblioteki graficzne

Zobacz więcej w osobnym artykule: Kategoria:biblioteki graficzne.

DirectX, interaktywna
GD, nieinteraktywna
GTK+, interaktywna
OpenGL, interaktywna

[edytuj] Zobacz też

Zobacz galerię na Wikimedia Commons:
Grafika komputerowa

[edytuj] Linki zewnętrzne

Grafika komputerowa i wizualizacja (materiały dydaktyczne MIMUW na studia informatyczne I stopnia)

Menu
- Home
- O nas

Programowanie