گرافیک رایانه‌ای

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
طراحی یک مدل سه بعدی با استفاده از نرم‌افزار بلندر

گرافیک رایانه‌ای یا گرافیک کامپیوتری گرافیکی است که با استفاده از رایانه ساخته می‌شود[۱] و نمایانگر داده تصویری با رایانه به کمک سخت‌افزار و نرم‌افزار گرافیکی است.

گرافیک کامپیوتری موجب تعامل و شناخت بهتر کامپیوترها شده و هم چنین تفسیر داده‌ها را آسان تر کرده است. توسعه‌های بر مبنای گرافیک کامپیوتری باعث تاثیر زیادی بر روی بسیاری از رسانه‌ها شده و انقلابی در صنعت انیمیشن، فیلم و بازی‌های رایانه‌ای به راه انداخته است.

کلیت[ویرایش]

واژه گرافیک کامپیوتری بیشتر برای توصیف کردن «هر آنچه که در کامپیوتر به صورت متن یا آهنگ نیست» به کار گرفته می‌شود. معمولاً از این واژه در موارد زیر استفاده می‌شود:

گرافیک کامپیوتری این روزها بسیار گسترده و پر کاربرد می‌باشد. تصویرهای کامپیوتری را می‌توان در برنامه‌های تلویزیونی مانند گزارش آب و هوا و خبرها و یا برای نمونه در بیشتر بررسی‌های پزشکی و اعمال جراحی مشاهده کرد.

تاریخچه[ویرایش]

معرفی[ویرایش]

پیشرفت در علم هایی مثل علم مهندسی برق، الکترونیک، و تلویزیون که در نیمه اول قرن بیستم صورت گرفت را میتوان از جمله دلایل پیشرفت در گرافیک کامپیوتری امروزی نام برد. صفحه نمایش ها می توانستند افکت های تصویری برادران لومیر که در فیلم های 1985 به بعد به کار گرفته می شدند را نمایش دهند، هرچند که چنین صفحه نمایش هایی محدود بودند و تعاملی نبودند. ابتدایی ترین لامپ پرتوی کاتدی، که با نام "لامپ براون" شناخته میشدند، در سال 1987 اختراع شدند، این لامپ ها با فراهم کردن اولین صفحه نمایش های دو بعدی الکتریکی که به ورودی برنامه یا کاربر پاسخگو بودند، باعث افزایش دقت در اسیلوسکوپ (نوسان نما) ها و پنل های کنترل نظامی شدند. با این وجود گرافیک های کامپیوتری تا سال 1950 و جنگ جهانی دوم به عنوان یک رشته دانشگاهی نسبتا نا شناخته ماند، در این دوره ترکیب تحقیقات آکادمیک خالص دانشگاهی و آزمایشگاهی، باعث ایجاد کامپیوترهای پیشرفته تر و توسعه تکنولوژی نیروهای نظامی ایالات متحده آمریکا در زمینه های مثل رادار، تکنولوژی های هوانوردی، و سیستم های پرتاب راکت شد. انواع جدیدی از صفحه نمایش ها برای پردازش چنین اطلاعات حجیمی که از این پروژه ها به دست می آمد مورد نیاز بودند، همین موضوع باعث پیدایش رشته ای به نام گرافیک کامپیوتری شد.

انواع تصویر[ویرایش]

دو-بعدی[ویرایش]

نوشتار اصلی: گرافیک دوبعدی

گرافیک دوبعدی تولید تصاویر دیجیتال بر مبنای کامپیوتر، اغلب از مدلها مثل تصاویر دیجیتال، و به وسیله تکنیکهای خاص مربوط به آنها است. گرافیک دو بعدی کامپیوتری اصولا در نرم افزار هایی که بر اساس تکنولوژی های سنتی چاپ و رسم، مثل تایپوگرافی(فن چاپ) توسعه یافتند به کار گرفته می شود. در چنین نرم افزار هایی، تصویر2 بعدی تنها یک نمایی از یک شی جهانِ واقعی نیست، بلکه یک سازه مستقل با مقدار معنایی تخصیص داده شده می باشد. از این رو مدل های دو بعدی به دلیل فراهم کردن کنترل بیشتر بر روی تصاویر نسبت به گرافیک سه بعدی، که بیشتر رویکردی شبیه عکس برداری (Photography) دارد تا تایپوگرافی (Typography)، ترجیح داده می شوند.

سه-بعدی[ویرایش]

گرافیک های 3 بعدی، در مقایسه با گرافیک 2 بعدی، گرافیک هایی هستند که از نمایش سه بعدی داده های هندسی استفاده می کنند. به منظور عملکرد بهتر، این عمل در کامپیوتر ذخیره می شود. این شامل تصاویری که برای بعدا نمایش داده شدن و یا در حال حاضر در حال نمایش هستند می شود. با وجود این تفاوت ها، گرافیک سه بعدی کامپیوتری بر الگوریتم هایی استوار است که گرافیک دو بعدی در فریم و گرافیک رستر در تصویر پرداخت شده نهایی استوار است. در نرم افزار گرافیک های کامپیوتری، تفاوت بین سه بعدی و دو بعدی گهگاه ممکن است کمرنگ شود؛ نرم افزار های 2 بعدی ممکن است از تکنیک های سه بعدی برای دستیابی به جلوه هایی مانند نورپردای استفاده کنند، و نرم افزار های سه بعدی نیز ممکن است از تکنیک های پرداخت تصویر دو بعدی استفاده کنند.

انیمیشن کامپیوتری[ویرایش]

پویانمایی رایانه‌ای (متحرک سازی رایانه ای) هنر ساخت تصاویر متحرک توسط رایانه و زیر رشته ای از گرافیک کامپیوتری و انیمیشن می باشد. انیمیشن بیشتر به وسیله گرافیک کامپیوتری سه بعدی ساخته میشود، اما گرافیک کامپیوتری دو بعدی همچنان به طور وسیعی برای نیازهای رندر بلادرنگ، سبک و با پهنای باند کم استفاده می شود. بعضی اوقات هدف انیمیشن خود کامپیوتر است، اما گاهی اوقات هدف رسانه ای دیگر مانند فیلم است. از انیمیشن کامپیوتری به ویژه در صورت استفاده در فیلم ها، به نام CGI (تصاویر تولیدی توسط کامپیوتر) یاد می شود. موجودیت های مجازی ممکن است با ویژگی های مختلفی مثل مقادیر جابجایی (مکان، چرخش و مقیاس) ذخیره شده در ماتریس جابجایی یک شیء، معرفی و کنترل شوند. انیمیشن، تغییر این مشخصات در زمان است. چندین روش دستیابی به انیمیشن وجود دارد؛ شکل ابتدایی بر اساس ساخت و تغییر فریم کلیدی (Keyframes) است، هر کدام از این فریم های کلیدی، مقادیر هر مشخصه را در زمان معین شده برای متحرک سازی در خود نگهداری میکنند. نرم افزار گرافیکی دوبعدی/سه‌بعدی با هر فریم کلیدی تغییر خواهد کرد، و یک منحنی قابل ویرایش از مقادیر نگاشت شده در زمان خواهد ساخت، و این به ساخت یک انیمیشن منجر می شود. سایر روش های ساخت انیمیشن شامل تکنیک های رویه ای (Procedural) و بر-پایه-حالت (Expression-based) می باشد: مورد اول عناصر مرتبط موجودیت های متحرک سازی شده را در مجموعه ای از ویژگی ها ترکیب میکند، که این برای ساخت افکتهای ذره ای و شبیه سازی های جمیعت مناسب است؛ تکنیک دوم اجازه میدهد که نتایج به دست آمده از عبارات منطقی تعریف شده توسط کاربر، به همراه ریاضیات، انیشمین را به شکلی قابل پیش بینی خودکارسازی کند (مناسب برای کنترل رفتار استخوان فرای چیزی که مدل سلسله مراتبی (hierarchy) در تنظیم سیستم اسکلتی عرضه میکند.) برای ایجاد وهم یا شبیه سازی جابجایی، تصویر نمایش داده شده روی صفحه نمایش کامپیوتر باید به سرعت با تصویر جدیدی که مشابه با تصویر قبلی هست اما به مقدار کمی جابجا شده، جایگزین شود. این تکنیک مشابه وهم جابجایی در تلویزیون و فیلم است.

رشته گرافیک رایانه‌ای[ویرایش]

گرافیک رایانه‌ای یا گرافیک کامپیوتری یکی از شاخه‌های علوم رایانه است که به ترسیم، تغییر، و کار با تصاویر به شیوه‌های محاسباتی و رایانه‌ای اقدام می‌نماید. گرافیک رایانه‌ای یکی از پرجاذبه‌ترین و وسیع‌ترین کاربردهای رایانه‌هاست. بازیهای رایانه‌ای، برنامه‌های ساخت پویانمایی دوبعدی و سه‌بعدی، شبیه‌سازیهای محاسباتی، و پردازش تصاویر را می‌شود به‌عنوان چند نمونه نام برد.

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا، «Computer graphics»، ویکی‌پدیای انگلیسی، دانشنامهٔ آزاد (بازیابی در ۰۸ ژوئیه ۲۰۱۴).