A számítógépi grafika elemei
2012/2013, I. félév
Bevezető
Grafika görög eredetű, a „vésni” szóból származik. Manapság a rajzművészet összefoglaló elnevezéseként ismert.
Számítógépi grafika Két- és háromdimenziós grafikus objektumok számítógép általi generálását, tárolását, feldolgozását és megjelenítését értjük.
A számítógépes grafika jellemző felhasználási területei
Számítógéppel segített tervezés, gyártás Térképészet Prezentáció támogatása grafikával Folyamatok felügyelete grafikai rendszerek segítségével Számítógépes szimuláció Filmipar Szövegszerkesztés, kiadványkészítés Virtuális valóság Játékprogramok készítése Fotorealisztikus képek
Számítógéppel segített tervezés, gyártás Az autógyártásban, a közlekedési eszközök tervezésében, mérnöki tervezésben a CAD, CAM rendszereknek (Computer Aided Design, Manufacturing) nagy szerepe van. A számítógép elvégzi az automatizált feladatokat a tervezés során, a mérnöki tervezésre több idő marad. A módosítások sokkal könnyebben, gyorsabban elvégezhetők. Gyártás előtt lehetőség van szimuláció során tesztelni a terméket. A tervezett eszköz valósághű megjelenítésére is lehetőség van.
Térképészet GIS - Geographical Information System Térképek informatikai eszközökkel történő feldolgozásán alapuló rendszerek vektoros vagy raszteres térképadatokat kapcsolnak össze különféle adatbázisokkal útvonaltervezők digitális térképek valós idejű térképes nyilvántartások
Prezentáció támogatása grafikával Olyan grafikai elemeket alkalmazhatunk, melyek képesek tendenciákat, folyamatokat, összefüggéseket vizuálisan megjeleníteni (diagramok, folyamatábrák). gyorsabban befogadás esztétikum
Folyamatok felügyelete grafikai rendszerek segítségével A számítógéphez kapcsolt érzékelők a rendszer aktuális állapotáról információkat küldenek a számítógépnek (atomerőművek, közlekedésirányítás, üzemek gyártósorai).
A rendszerek működése biztonságosabbá tehető, mivel az észlelés, értékelés emberi tényezői (észlelés gyorsasága, figyelmetlenség, pontatlanság) kizárhatók. Az események felügyeletét grafikus felületeken végzik, a vizuális elemek plusz információhoz juttatják a rendszer működését felügyelő személyzetet (pl. villogás, színek, hangok, figyelmeztető üzenetek).
Számítógépes szimuláció Nagy erőforrásigény, hardver és szoftver tekintetében is. szimulátor alkalmazása gépjárművezetés oktatásánál (szélsőséges útviszonyok szimulálása) gyors folyamatok szimulálása, melyeket az ember nem tud észlelni (kémiai reakciók lépései, biológiai folyamatok) túl lassú folyamatok szimulálása, ezáltal az időnek, mint tényezőnek kiiktatása katonai alkalmazás (harci események szimulálása) katasztrófahelyzetek szimulálása időjárás-előrejelzés
Filmipar Napjainkban a filmipar talán legelterjedtebb technikája az animáció.
reklámfilmek, mesefilmek, oktató filmek stb. készítése weblapok esztétikájának növelése prezentáció alátámasztása
Szövegszerkesztés, kiadványkészítés Fontos szerepe van a számítógépes grafikának a képek készítésénél, logók tervezésénél, előállításánál, betűtípusok tervezésénél.
Virtuális valóság Az emberi képzelet által megalkotott világ számítógépes modellezése.
Megtekinthető, felfedezhető. A virtuális valóság és az ember között különféle perifériák kommunikálnak. Cél, hogy a virtuális valóság az ember összes érzékelő rendszerére hatni tudjon.
Játékprogramok készítése A számítógépes grafika egyik legprofitorientáltabb, leggyorsabban fejlődő ága. Ez finanszírozza döntő többségében a grafikai kutatásokat, fejlesztéseket.
Fotorealisztikus képek Egy képet akkor nevezünk fotorealisztikusnak, ha a kép számítógépes grafikával készült, mégis nehezen tudjuk megkülönböztetni a fényképtől.
A számítógépi grafika részterületei (Generatív) számítógépes grafika Adatok felhasználásával algoritmusok segítségével állít elő képeket. Digitális képfeldolgozás képi információk számítógépes feldolgozása
számítógépes képelemzés alakfelismerés A már meglévő képpel különböző eljárásokat, műveleteket végzünk, hogy a kép minősége javuljon.
Rasztergrafika A képek képpontokból (pixelekből) épül fel, melyeket egy n×m-es mátrixba rendezünk.
Felbontás: a pixelmátrix sorainak és oszlopainak száma. A mátrix egy eleme szürkeárnyalatot vagy egy színt tárol. A raszter grafikus rendszerek a képet egységként, egészként kezelik. Minden művelet, amit a képen végrehajtunk a teljes képre hatással van, a kép tartalma a teljes kép felülírásával módosítható.
Rasztergrafika A raszteres képek előnyei Az egyszerű adatszerkezet miatt a fotótechnikai trükköknél nagyon jól alkalmazható, könnyen lehet egy-egy pixelt módosítani. képpontonkénti megjelenítést alkalmazó output egységek a raszteres képeket tökéletesen vissza tudják adni (pl. nyomtató, monitor) A raszteres képek hátrányai korlátozott a képpontok ábrázolása a görbék csak szakaszosan megjeleníthetők nagy a fájlok mérete, főleg színes képek esetén A kép minősége nagyításkor romlik, az egyes pixelek élesen elkülönülnek egymástól és láthatóvá válnak.
Rasztergrafika Jellemző formátumok: .BMP (Windows bitmap) .JPG/JPEG (Joint Photographic Experts Group) .TIFF (Tagged Image File Format) .PNF (Portable Network Graphics) .GIF (Graphics Interchange Format)
.PSD (Adobe PhotoShop Document)
Vektorgrafika A vektorgrafika a két és háromdimenziós alakzatok megjelenítésére az alakzatok matematikai adatait tárolja.
A képek úgy jönnek létre, hogy az egyes vonalakhoz, alakzatokhoz grafikus tulajdonságokat is rendelhetünk: szín, vonalstílus, mintázat, szövegek. Az alakzatok a képen belül önállóan léteznek, tárolásuk egy adatbázisban történik. Ily módon vissza lehet keresni egy-egy alakzatot, lehet módosítani úgy, hogy a kép többi része változatlan maradjon. Definiálni tudjuk a képet felépítő elemek közötti hierarchiát, strukturális kapcsolatokat.
Vektorgrafika A vektorgrafikák előnyei A raszteres képeknél kisebb a fájlméret. Nagyon pontos az ábrázolás, függetlenek a felbontástól. Tetszőlegesen nagyítható torzulás nélkül. Később, ha változtatni akarunk az alakzaton, akkor nem kell a teljes képet átrajzolni elég az adott alakzat paramétereit módosítani. A vektorgrafikák hátrányai Vektorgrafikát akkor érdemes használni, ha sok a képben a vonalakon, görbéken alapuló információ. A megjelenítés mindig nagy számolásigényű.
Vektorgrafika Jellemző formátumok: .AI (Adobe Illustrator) .CDR (CorelDRAW) .EPS (Encapsulated PostScript)
.SVG (Scalable Vector Graphics)
