Vis tobulėjančios kompiuterinės grafikos galimybės

Posted in Informacininės technologijos

Kompiuterine grafika

Šiomis dienomis grafinis įvairių duomenų apdorojimas ir jų vaizdavimas yra plačiai naudojamas daugybėje sričių: moksle, mene, versle, inžinerijoje, dizaine, reklamoje, ir panašiai. Toks intensyvus naudojimas lemia greitą kompiuterinės grafikos techninės bei programinės įrangos tobulėjimą ir plėtrą. Kompiuteriniams vaizdams apdoroti dažniausiai naudojamos šios grafikos redagavimo programos: CorelDRAW, Adobe Photoshop, Adobe Iliustrator.

Kompiuterinė grafika – yra vaizduojamojo skaičiavimo sritis, kurioje kompiuteriai panaudojami siekiant sukurti grafinius vaizdus, kurie imituoja realų pasaulį. Kompiuterinė grafika atsirado 1962 m., kai amerikiečių įmonės “MIT” darbuotojas Ivanas Saterlendas sukūrė pirmąjį grafinį redaktorių Sketchpad, kuris buvo skirtas Lincoln TX-2 kompiuteriui.

Kompiuterinė grafika vaidina labai svarbų vaidmenį kuriant įvairius grafinius vaizdus ir imituojant realų pasaulį. Šiuo metu ji ir jos mokslas yra taikomas įvairiose srityse: animacijos bei modelių vaizdavime, trimačių (3D) vaizdų generavime realiu laiku ir panašiai. Kalbant kompiuterininkų terminais, pagrindinė šio mokslo paskirtis yra vaizdi, státinė išvestis įvairiuose kompiuteriniuose įrenginiuose.

Dabar populiariausios yra dviejų (2D) ir trijų (3D) dimensijų grafikos. Tačiau neretai naudojamos ir keturių bei penkių dimensijų. Dvimatė grafika (2D) pradėta naudoti tuomet, kai buvo išrastas elektroninis vamzdis. Ji gali būti arba vektorinė, arba rastrinė, t. y., taškelinė. Pastaroji žymiai senesnė.
Rastrinė grafika saugoma aprašant dviejų dimensijų plokštumoje esančius taškus, visiems geriau žinomus kaip pikselius. Buvo pastebėta, jog rastrinių iliustracijų saugojimas laikmenose nėra efektyvus, dėl šios priežasties buvo sukurta nemažai saugojimo formatų, kurie naudoja suspaudimo algoritmus, pvz., JPEG, CompuServe GIF, Portable Network Graphics.

Vektorinė grafika yra gerokai praktiškesnė, kadangi jos formato bylose pateikiami tikslūs geometriniai duomenys: taškų išdėstymas, stilius, storis, topologija, spalvos, linijų jungimo stilius, užpildai. Tačiau tokia grafika netinkama norint saugoti nuotraukas. Ji dažniausiai naudojama brėžiniams, 2D animacijai, knygų maketavimui. Tokie vaizdai gali būti paversti ir į rastrinį pavidalą. Vektoriniai vaizdai gali būti saugojami Portable Document Format, Scalable Vector Graphics, Shockwave Flash Player ir kitais formatais. Saugojimo formatas neturi tiesioginės įtakos vaizdavimo metodui. Vektorinės grafikos vaizdai dažnai vaizduojami ir įprastiniuose rastriniuose monitoriuose.

Vaizduojant objektus kompiuterio ekrane būtina nustatyti, kuri vaizdo dalis esant poreikiui turi būti perpiešta. Jei grafinis objektas yra gana didelis, jis dažniausiai talpinamas į ekrano galimybes atitinkantį rėmelį su specialiomis slankjuostėmis. Jas traukiant perpiešiamas tik nedidelis naujas plotas, o likusi rodoma vaizdo dalis perkeliama į naują vietą. Šių taisyklių nesilaikančiose programose grafiniai objektai dažniausiai vaizduojami labai lėtai.

Nors šiuolaikinių ekranų skiriamoji geba ir gana didelė, neretai prireikia vaizduoti šriftus arba kitokius objektus, kurie yra sukurti didesnės skiriamosios gebos įrangai. Svarbu nepamiršti, kad smulkios detalės rastrinio monitoriaus ekrane gerai atrodo tik tuomet, kai naudojami įvairūs glodinimo algoritmai.

Trimatė grafika (3D) – tai vektorinės grafikos plėtinys trimatėje erdvėje. Čia trimačio modelio taškai išsidėstę menamoje erdvėje. Iš šių taškų galima sudaryti plokštumas ir primityvias figūras. Norint vaizdingumo tokiuose modeliuose, jie dengiami įvairiais raštais, ir taip kuriami menami šviesos šaltiniai.

Trimatė grafika daugiausia taikoma kuriant šiuolaikinius žaidimus bei programinę įrangą gamyboje, architektūroje, medicinoje, interjero dizaine ir daugybėje kitų sričių. Žinomiausios trimatės grafikos kūrimo programos yra 3ds max, Blender, Maya, SketchUp.

3D formatas leidžia smegenims suvokti akimis matomo skaitmeninio vaizdo ryškumą. Žiūrint tokį stereoskopinį vaizdą optinės imersijos efektas būna gerokai stipresnis nei žiūrint 2D formato vaizdą. Įprasto vaizdo formato pakeitimas į 3D yra procesas, kurio metu plokščias 2D vaizdo formatas pakeičiamas 3D formatu. Tam dažniausiai naudojamos stereoskopinės priemonės. 4D grafika – tai dar labiau patobulėjus grafika. Čia ne tik matomi trimačiai vaizdai, bet ir jaučiamos judančios kėdės, vibracija, vandens purslai, vėjo efektai, trimatis vaizdas, kvapai. Filmo įspūdžiai jaučiami visu kūnu. Šiuose filmuose žiūrovas regi ne tik trimatį vaizdą, bet ir jaučia daug papildomų efektų. Skrendant arba važiuojant automobiliu jaučiamas vėjas, įkritus į balą - vanduo, paukščiui ar šikšnosparniui praskridus pro šalį, aplink suvirpės oras.

5D grafika – tai 3D vaizdas, kurį papildo specialūs efektai: dūmai, perkūnija, muilo burbulai, manevringa, kartu su vaizdu judanti platforma, vėjo ir lietaus imitacija, žiurkių lakstymo efektas, speciali garso įranga ir t. t. 5D formatas yra visai kitokia filmo rodymo ir žiūrėjimo technologija, neretai vadinama atrakcionu, kuris leidžia panerti į nepamirštamų jausmų oazę, pajusti skrydžio bei kritimo jausmus, realiai išgyventi įvairias ekstremalias situacijas.

Naudojant kompiuterinę grafiką kuriami ne tik animaciniai ir vaidybiniai filmai bei kompiuteriniai žaidimai, bet netgi projektuojami ir restauruojami miestai. Naudojantis kompiuterine grafika netgi galima virtualiai pasivaikščioti po miestus.