Grafika komputerowa

Grafika komputerowa
Obraz w informatyce
 Grafika komputerowa –
dziedzina informatyki (dyscyplina?)zajmująca się
wykorzystaniem technik komputerowych do wizualizacji
realnych lub wyimaginowanych procesów.
Dziedziny informatyki (grafiki komputerowej)
 Grafika komputerowa
 Przetwarzanie obrazów
 Rozpoznawanie obrazów
Grafika komputerowa - generowanie obrazów metodami cyfrowymi.
Dane wejściowe : opis (w postaci programu lub zbioru danych – w
szczególnych przypadkach mogą to być inne obrazy np. tekstury, które
będą podlegały przetwarzaniu).
Dane wyjściowe : obraz
Przykład: generowanie efektów specjalnych dla współczesnej
kinematografii.
Przetwarzanie obrazów – reprezentacja obrazów w postaci cyfrowej,
algorytmy obróbki obrazów.
Dane wejściowe : obraz
Dane wyjściowe : obraz
(Jako dane wejściowe można również potraktować opis sposobu obróbki)
Przykład: jest obróbka zdjęć cyfrowych w celu uzyskania określonego
efektu
Rozpoznawanie obrazów – metody i algorytmy zamiany treści obrazów
na opis innego rodzaju (przeznaczony do dalszej obróbki).
Dane wejściowe : obraz
Dane wyjściowe : opis
Postać uzyskanego wyjściowego opisu jest zależny od celu, w jakim
dane zadanie było wykonane.
Przykład: jest analiza obrazu tęczówki oka w celu przeprowadzenia
identyfikacji osoby.
Zastosowania grafiki komputerowej
 Graficzny interfejs użytkownika (GUI)
 Wizualizacja informacji, wykresy, zastosowania biurowe
 Wspomaganie prac inżynierskich (CAD/CAM)
 Symulacja i wirtualna rzeczywistość
 Poligrafia, skład drukarski
 Kartografia, systemy informacji przestrzennej
 Medycyna
 Przemysł rozrywkowy
Historia grafiki komputerowej
 Lata 1950 – pierwsze monitory graficzne, zastosowania
militarne
 1962 – pierwsza stacja graficzna (sketchpad) składająca
się z monitora, pióra świetlnego i oprogramowania do
interaktywnej obsługi skonstruowana przez Ivana
Sutherlanda
 1964 – zespół naukowy zajmujący się algorytmami w
grafice komputerowej pracujący na Uniwersytecie w
Utah (m.in. Ivan Sutherland, James Blinn, Edwin Catmull)
 1965 – pierwsza komercyjna stacja graficzna: IBM 2250
Display Unit wraz z komputerem IBM 1130
 1969 – powstanie grupy SIGGRAPH (Special Interest Group
on GRAPHics) w ramach organizacji ACM (Association for
Computing Machinery) skupiającej profesjonalistów
związanych z informatyką
 1974 – powstanie laboratorium graficznego w New York
Institute of Technology
 1980 – publikacja artykułu Turnera Whitted’a o
realistycznym tworzeniu obrazów, powstanie metody
śledzenia promieni (ray tracing)
 1982 – TRON- pierwszy film, w którym zastosowano grafikę
komputerową. Pierwsza scena całkowicie wygenerowana
komputerowo w filmie Star Trek II: Gniew Khana (The wrath
of Khan)
 1983 – rozwój technik fraktalnych i ich zastosowanie w
grafice komputerowej. Fraktale wykorzystano np. w
filmie Star Trek II: The wrath of Khan
 1984 – praca C. Gorala, K.Torrance’a, D.Greenberga i
B.Battaile’a proponująca nowe podejście do wizualizacji –
metodę energetyczną (radiosity)
 1988 – pierwsza sekwencja filmowa z wykorzystaniem
morfingu w Willow
 1989 - pierwsza postać wygenerowana za pomocą grafiki
3D w wytwórni Industrial Light & Magic (ILM)
 1993 – dinozaury w Parku Jurajskim - pierwsze kompletne i
szczegółowe organizmy żywe wygenerowane w technice
cyfrowej
 1995 – film Toy Story zrealizowany w całości za pomocą
grafiki komputerowej; pierwsze fotorealistyczne włosy oraz
futro wygenerowane komputerowo
 1999 – pierwsza postać z kompletną ludzką
anatomią wygenerowana komputerowo w wytwórni ILM
 2001 – mapowanie fotonowe (photon mapping) jako
rozwój metody śledzenia promieni
 2009 – film Avatar – rewolucja kina 3D
animacja, efekty specjalne
Początki grafiki komputerowej związane były z przemysłem
militarnym, ze względu na bardzo wysokie koszty sprzętu.
Rozwój nowych technik graficznych wymusił głównie
przemysł filmowy wymagający realistycznych efektów
specjalnych. Obecnie grafika komputerowa znajduje
zastosowanie w bardzo wielu dziedzinach życia.
Literatura podstawowa
 Foley J. D., Van Dam A., Wprowadzenie do grafiki komputerowej,
 Shirley P., Fundamentals of Computer Graphics,
 Jankowski M., Elementy grafiki komputerowej,
 Sawicki D., Grafika komputerowa i wizualizacja
(http://wazniak.mimuw.edu.pl/)