Vývoj počítačové grafiky

Vývoj počítačové grafiky
Tomáš Pastuch
Pavel Skrbek
15.3. 2010
Počítačová grafika
 obor informatiky, který používá počítače k tvorbě
umělých grafických objektů
 nebo pro úpravu již nasnímaných grafických
objektů z reálného života (digitální fotografie,
filmové triky)
 z hlediska umění je to samostatná kategorie
grafiky
Historie počítačové grafiky
historie počítačové grafiky začíná mnohem dříve než byly počítače uvedeny v
provoz. Jedná se o vynálezce (převážně matematiky) bez jejichž objevů by grafika
nemohla existovat.
Tabulka vývoje - shrnutí
•1884 : Paul Gottlieb Nipkow - Nipkowův kotouč – zařízení pro rozklad obrazu. Dříve – každý
bod snímán vlastním fotočlánkem. Vynález – jeden fotočlánek na všechny body. Jednalo se o
rotující kotouč s různě umístěnými otvory.
•1897 : Karl Ferdinand Brown - Katodová trubice
•1904 : Otto Lehmann - Práce "Liquid Crystals"
•1925 : John Logie Baird - První elektro-mechanický televizor. Využívá Nipkowova kotouče.
•1928 : Philo Taylor Farnsworth - První elektronický televizní systém (kamera)
•1960 : George Gray a jeho tým - Objev cyanobiphenylu (tekutý krystal vhodný pro vývoj
LCD)
•1968 : RCA - George Heilmeier - První LCD založené na principu DSM (Dynamic Scattering
Mode)
•1971 : ILIXCO (později LXD, Incorporated) - První LCD na principu TN (Twisted nematic používá se ve vylepšené podobě dodnes)
Počítačová grafika
2D grafika
3D grafika
- je výtvarné umění, které pracuje s
počítačovým textem jako s výtvarným
médiem
- obrázky se skládají ze znaků kódu ASCII
- použití: psací stroje, dálnopisy, negrafické
počítačové terminály
2D grafika
 zabývá se grafickou informaci
popsanou v rovině
 2 možnosti způsobu popisu:
 rastrová (c)
 vektorová (b)
Rastrová grafika
 celý obrázek je popsán do jednotlivých
barevných bodů (pixelů), které uspořádány do
pravoúhlé mřížky
 každý bod má svou přesnou polohu a barvu
 kvalitu obrázku ovlivňuje především rozlišení
a barevná hloubka
 použití : digitální fotografie, televize
Rastrová grafika
 výhody: snadné pořízení (fotoaparát, scaner)
 nevýhody: velké nároky na zdroje, obtížnější
změna velikosti (ztráta kvality), zvětšování jen
do určité míry (pak je viditelný rastr)
Rastrová grafika - tisk
DPI (Dots per inch) je údaj určující, kolik pixelů
se vejde do délky jednoho palce (2,54 cm)
jehličkové tiskárny – 60 až 90 DPI
inkoustové tiskárny – 300 až 600 DPI
laserové tiskárny – 600 až 1.800 DPI
Vektorová grafika
 obrázek je složen ze základních geometrických
útvarů (body, přímky, křivky, mnohoúhelníky)
 výhody:
zvětšování/zmenšování bez ztráty kvality
možnost oddělené práce s každým objektem
paměťová náročnost obrázku je menší než u
rastrové grafiky
Vektorová grafika
 nevýhody:
složité pořizování obrázku (nelze
fotoaparátem nebo scanerem)
při překročení určité meze složitosti
grafického objektu větší náročnost na
procesor a operační paměť než je u
rastrové grafiky
Vektorová grafika
 formáty rastrové grafiky:
.eps, .ps, .pdf, .ai, .cdr, .svg, .zmf
 základem vektorové grafiky je analytická
geometrie a Bézierova křivka (popsána
pomocí dvou kotevních a dvou kontrolních
bodů)
3D grafika
 vychází z vektorové 2D grafiky, geometrická
data se ukládají v prostorové soustavě
souřadnic
 základním geometrickým útvarem jsou
polygony
 pro finální reprezentaci se takzvaným
rederindem vytváří rastrový obraz
3D grafika
 při renderování je nutné vykreslit scénu
(vypočítat chování světel, stínů a odlesků)
 brzdou ve vývoji 3D grafiky je vývoj
zobrazovacích zařízení
Grafické karty
• Přenos dat, která mají být zobrazena na monitoru
• V současné době udávají směr vývoje grafických karet pro
počítače v podstatě jen tyto firmy nVidia, AMD, Intel na poli
integrovaných grafických karet, S3 Graphics a Maxtor na poli
grafických karet pro profesionální grafiku.
• Co se týče výkonosti, tak na špičce stoji dvě firmy a to sice
nVidia a AMD.
3D grafika – vývoj a budoucnost
Ray tracing - slepá ulička nebo
budoucnost grafiky?
RAYTRACING – vykreslování metodou sledování
paprsku
INTERACTIVE RAYTRACING (IRT) – interaktivní
sledování paprsku
RASTERIZACE – využívá se DDA algoritmus,
Bresenhamův algoritmus
Výhody raytracingu
I. jednoduchost programování
II. rychlejší vizuální efekty
III. možnost lepších
vizuálních efektů
Výhody raytracingu
Děkujeme Vám za pozornost