گرافیک کامپیوتری تصاویر و فیلم هایی هستند که با استفاده از کامپیوتر ایجاد می شوند. معمولاً این اصطلاح به داده های تصویری تولید شده توسط رایانه که با کمک سخت افزار و نرم افزار گرافیکی تخصصی ایجاد می شود اشاره دارد. این یک حوزه وسیع و اخیراً توسعه یافته از علوم کامپیوتر است. این عبارت در سال ۱۹۶۰ توسط محققان گرافیک کامپیوتری ورن هادسون و ویلیام فتر از بوئینگ ابداع شد. اغلب به اختصار CG نامیده می شود، اگرچه گاهی اوقات به اشتباه به عنوان تصاویر تولید شده توسط رایانه (CGI) نامیده می شود. برخی از موضوعات در گرافیک کامپیوتری شامل طراحی رابط کاربری، گرافیک اسپرایت، گرافیک برداری، مدل سازی سه بعدی، سایه ها، طراحی GPU، و تجسم سطحی ضمنی با ردیابی پرتو، و بینایی کامپیوتری است. روش شناسی کلی به شدت به علوم زیربنایی هندسه، اپتیک و فیزیک بستگی دارد. گرافیک کامپیوتری وظیفه نمایش داده های هنری و تصویری را به طور موثر و معنادار برای مصرف کننده بر عهده دارد. همچنین برای پردازش داده های تصویری دریافت شده از دنیای فیزیکی استفاده می شود. توسعه گرافیک کامپیوتری تأثیر قابل توجهی بر بسیاری از انواع رسانه ها داشته است و انیمیشن، فیلم، تبلیغات، بازی های ویدیویی و به طور کلی طراحی گرافیک را متحول کرده است.
علوم پیشرو برای بهبود تصویرسازی رایانه‌های شخصی، پیشرفت‌هایی در طراحی الکتریکی، ابزارها و تلویزیون بود که در بخش اصلی قرن بیستم رخ داد. از زمانی که خواهران و برادران لومیر از مات‌ها برای بهبود سریع‌ترین فیلم‌های مربوط به سال ۱۸۹۵ استفاده کردند، صفحه‌ها می‌توانستند کارایی خود را نشان دهند، اما چنین نمایش‌هایی محدود و هوشمندانه نبودند. لوله اصلی پرتو کاتدی، لوله براون، در سال ۱۸۹۷ ساخته شد – بنابراین به اسیلوسکوپ و برد کنترل نظامی اجازه می‌دهد که پیشینیان ساده‌تر میدان باشند، زیرا ویترین‌های الکترونیکی دوبعدی اولیه را ارائه می‌دهند که به خودکار یا واکنش نشان می‌دهند. ورودی مشتری در هر صورت، تا دهه ۱۹۵۰ و دوره پس از جنگ جهانی دوم، طرح‌های رایانه‌های شخصی به‌عنوان یک کنترل نسبتاً مبهم باقی ماندند – در این میان این نظم از ترکیبی از آزمون‌های علمی بدون تحریف دانشگاهی و آزمایشگاهی به رایانه‌های شخصی توسعه‌یافته‌تر و ایالات متحده افزایش یافت. پیشرفت‌های بیشتر ارتش ایالات متحده در زمینه پیشرفت‌هایی مانند رادار، هواپیماهای پیشرانه و موشک‌ها در بحبوحه جنگ ایجاد شد. انتظار می‌رفت که انواع جدیدی از ویترین‌ها، داده‌های فراوانی را که به دلیل چنین فعالیت‌هایی به دست می‌آیند، پردازش کنند، که باعث پیشرفت طراحی‌های رایانه شخصی به عنوان سفارش می‌شود.
اصطلاح طراحی‌های رایانه شخصی به معنای گسترده‌ای برای به تصویر کشیدن «تقریباً همه چیز در رایانه‌های شخصی که محتوا یا صدا ندارند» استفاده شده است. کامپیوتر; ۲) نوآوری های مختلف مورد استفاده برای ساخت و کنترل تصاویر. ۳) رشته فرعی مهندسی نرم افزار که استراتژی های ترکیب و کنترل دقیق مواد بصری را بررسی می کند، به بررسی تصاویر رایانه شخصی مراجعه کنید.
امروزه، تصویرسازی رایانه شخصی در همه جای دنیا وجود دارد. چنین نمادهایی در تلویزیون، روزنامه‌ها، پیش‌بینی‌های هواشناسی و مجموعه‌ای از معاینات و جراحی‌های پزشکی یافت می‌شود. یک نمودار ساخته شده همه جانبه می تواند اندازه گیری های پیچیده را در ساختاری نشان دهد که درک و رمزگشایی آن کمتر نیاز دارد. در رسانه‌ها از چنین نمودارهایی برای ترسیم مقالات، گزارش‌ها، گزاره‌ها و سایر مطالب مقدماتی استفاده می‌شود.
ابزارهای متعددی برای تصویرسازی اطلاعات ایجاد شده است. نمادهای ایجاد شده توسط رایانه شخصی را می توان به چند نوع منحصر به فرد سفارش داد: دو بعدی (۲ بعدی)، سه بعدی (۳D) و تصاویر زنده. همانطور که نوآوری بهبود یافته است، طراحی های رایانه های شخصی سه بعدی به طور فزاینده ای عادی شده اند، با این حال تصاویر رایانه های شخصی دو بعدی هنوز به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. طراحی رایانه شخصی به عنوان یک رشته فرعی از مهندسی نرم افزار توسعه یافته است که استراتژی هایی را برای تنظیم دقیق و کنترل مواد بصری در نظر می گیرد. در طول دهه گذشته، زمینه های خاص دیگری مانند ادراک داده ایجاد شده است، و بازنمایی منطقی به طور تدریجی نگران نمایش شگفتی های سه بعدی (ترکیبی، هواشناسی، ترمیمی، طبیعی و غیره) است، که در آن تأکید بر رندرهای عملی حجم ها است. سطوح، منابع نور، و غیره، شاید با یک بخش پویا (زمان).
انواع تصویر
دو بعدی
طراحی‌های رایانه‌های شخصی دوبعدی، عصر تصاویر پیشرفته مبتنی بر رایانه‌های شخصی هستند – بیشتر از مدل‌ها، به عنوان مثال، تصویر رایانه‌ای، و با رویه‌هایی که مشخص می‌شود. مثلا تایپوگرافی در این برنامه‌ها، تصویر دو بعدی نه تنها تصویری از یک آیتم قابل تأیید است، بلکه یک نادر باستانی رایگان با احترام معنایی است. مدل‌های دو بعدی به این دلیل مورد پسند قرار می‌گیرند، زیرا آنها کنترل ساده‌تری بر تصویر نسبت به تصاویر رایانه‌های سه بعدی دارند، که رویکرد آنها بیشتر به عکاسی تشبیه شده است تا تایپوگرافی.
پیکسل
نوع گسترده ای از کار کامپیوتری، کاردستی پیکسل با استفاده از برنامه نویسی تصاویر شطرنجی ساخته می شود، جایی که تصاویر در سطح پیکسل تغییر می کنند. تصویرسازی در اکثر بازی‌های رایانه‌ای و رایانه‌ای قدیمی (یا به طور کلی محدود)، ترسیم نمودارها و اضافه کردن انحرافات ماشین‌ها، و سرگرمی‌های متعدد تلفن همراه در بیشتر موارد کارکرد پیکسلی است.
گرافیک برداری
گروه های تصویر برداری وکتور جزء طرح های شطرنجی هستند. تصاویر شطرنجی به تصویر کشیدن تصاویر به صورت پیکسل های مختلف است و معمولاً برای به تصویر کشیدن تصاویر عکاسی استفاده می شود. طرح‌های برداری شامل کدگذاری داده‌های مربوط به اشکال و رنگ‌هایی است که شامل تصویر می‌شود، که می‌تواند سازگاری بیشتری را در رندر در نظر بگیرد. مواردی وجود دارد که کار با ابزار و پیکربندی‌های برداری بهترین عمل است، و مثال‌هایی هنگام کار با دستگاه‌ها و سازمان‌های شطرنجی بهترین عمل است. مواقعی وجود دارد که این دو پیکربندی به هم می رسند. درک نقاط مورد علاقه و محدودیت‌های هر نوآوری و ارتباط بین آنها باعث بهره‌برداری ماهرانه و موفقیت‌آمیز از دستگاه‌ها می‌شود.
سه بعدی
طرح های سه بعدی، در تضاد با تصاویر دو بعدی، طرح هایی هستند که از تصویر سه بعدی اطلاعات هندسی استفاده می کنند. با هدف نهایی اجرا، این مورد در رایانه شخصی قرار داده می شود. این شامل تصاویری است که ممکن است برای ارائه بعدی یا برای بازبینی مداوم باشد. صرف‌نظر از این تمایزات، طراحی‌های رایانه‌های شخصی سه بعدی به محاسبات مقایسه‌ای بستگی دارند، همانطور که تصاویر رایانه‌های دو بعدی در لبه‌ها و طرح‌های شطرنجی (مانند دو بعدی) در آخرین ارائه ارائه‌شده انجام می‌دهند. در برنامه نویسی تصاویر رایانه شخصی، اصلاحات در محدوده ۲ بعدی و ۳ بعدی هر چند وقت یکبار مبهم است. برنامه های کاربردی دوبعدی ممکن است از سیستم های سه بعدی برای انجام تأثیرات استفاده کنند، به عنوان مثال، نورپردازی، و اساساً سه بعدی ممکن است از تکنیک های رندر دو بعدی استفاده کند. طراحی های رایانه های شخصی سه بعدی معادل مدل های سه بعدی هستند. مدل در داخل سند اطلاعات گرافیکی، به غیر از رندر موجود است. در هر صورت، تضادهایی وجود دارد که نمایش سه بعدی را به تصویر می کشد که هر شی ۳ بعدی را به تصویر می کشد. تا زمانی که ظاهراً نشان داده شود که یک مدل واقعی نیست. به دلیل چاپ، مدل های سه بعدی فقط به فضای مجازی محدود نمی شوند. رندر سه بعدی روشی است که با آن می توان یک مدل را نشان داد. علاوه بر این، می توان از آن در تفریحات و محاسبات غیر گرافیکی رایانه شخصی استفاده کرد.
انیمیشن کامپیوتری
سرزندگی رایانه شخصی هنر ایجاد تصاویر متحرک از طریق استفاده از رایانه های شخصی است. این زیرشاخه ای از طراحی و سرزندگی رایانه شخصی است. به تدریج با روش‌هایی برای طراحی‌های رایانه‌های شخصی سه بعدی ساخته می‌شود، با این حال، تصاویر رایانه‌های شخصی دوبعدی هنوز به طور کلی برای ظرفیت انتقال داده پیچیده، کم، و نیازهای رندر مداوم سریع‌تر استفاده می‌شوند. بعضی اوقات هدف از فعالیت صرفاً رایانه شخصی است، اما گاه و بیگاه هدف رسانه دیگری است، به عنوان مثال، فیلم. به‌علاوه از آن به‌عنوان CGI (نمادسازی رایانه‌ای یا تصویربرداری تولیدشده توسط رایانه) به‌ویژه زمانی که در فیلم‌ها استفاده می‌شود، اشاره می‌شود.
عناصر مجازی ممکن است حاوی ویژگی‌های مرتب شده باشند و توسط آنها محدود شوند، به‌عنوان مثال، ارزش‌های تغییر (منطقه، مقدمه و مقیاس) در چارچوب تغییر یک آیتم کنار گذاشته می‌شوند. فعالیت، تفاوت در یک ویژگی پس از مدتی است. استراتژی های مختلفی برای انجام فعالیت وجود دارد. ساختار ساده به ایجاد و تغییر قاب‌های کلید بستگی دارد، که هر کدام انگیزه‌ای را در یک زمان معین از بین می‌برند، به ازای آن که به آنها انرژی داده شود. برنامه‌نویسی طرح‌های دوبعدی/سه‌بعدی با هر پوشش کلید تغییر می‌کند، و پس از مدتی، یک خم قابل ویرایش از یک احترام ترسیم شده ایجاد می‌کند که در آن فعالیت‌هایی انجام می‌شود. استراتژی‌های مختلف برای سرزندگی شامل روش‌های رویه‌ای و مبتنی بر بیان می‌شوند: قبلی اجزای مرتبط عناصر پرانرژی را در مجموعه‌ای از ویژگی‌ها ادغام می‌کند که برای ایجاد تأثیرات مولکول‌ها و بازسازی‌های گروهی ارزشمند است. آخرین مورد اجازه می دهد که یک نتیجه ارزیابی شده از یک مشتری با بیان معقول، همراه با محاسبات، برای رباتیک کردن فعالیت ها به طور معمول (مفید برای کنترل رفتار استخوانی گذشته از آنچه که یک دستور نوک زدن در تنظیم چارچوب اسکلتی ارائه می دهد) برمی گردد. برای ایجاد توهم رشد، یک تصویر در آن نقطه بر روی صفحه نمایش رایانه شخصی نشان داده می شود و بلافاصله با تصویر دیگری جایگزین می شود که مانند تصویر گذشته است، اما تا حدودی جابجا شده است. این روش با توهم توسعه در تلویزیون و فیلم قابل تشخیص نیست
مفاهیم و اصول
پیکسل
در تصویربرداری پیشرفته، یک پیکسل (یا جزء تصویر) یک نقطه منفرد در یک تصویر شطرنجی است. پیکسل ها روی یک شبکه دو بعدی استاندارد قرار می گیرند و اغلب برای استفاده از نقاط یا مربع ها صحبت می شوند. هر پیکسل نمونه ای از یک تصویر منحصر به فرد است، که در آن نمونه های بیشتری به طور منظم تصویری به تدریج دقیق از تصویر اول ارائه می دهند. قدرت هر پیکسل متغیر است. در فریمورک های سایه، هر پیکسل به طور معمول دارای سه قسمت است، به عنوان مثال قرمز، سبز و آبی. تصاویر، معرفی های بصری روی یک سطح، به عنوان مثال، صفحه نمایش رایانه شخصی هستند. پیشینه ها عکس ها، طراحی، سازه های تصویرسازی، نقشه ها، طراحی تصاویر، یا تصاویر مختلف هستند. طرح ها به طور منظم محتوا و خطوط را ادغام می کنند. ارتباط بصری ممکن است شامل انتخاب آگاهانه، ایجاد، یا مسیر عمل تایپوگرافی به تنهایی باشد، مانند یک جزوه، جزوه، اطلاعیه، سایت یا کتاب بدون هیچ جزء دیگر. وضوح یا مکاتبات موفق ممکن است هدف باشد، ارتباط با سایر مؤلفه های اجتماعی ممکن است به دنبال شکل گیری یک سبک غیرقابل انکار باشد.
بدوی ها
بومی ها واحدهای ضروری هستند که یک چارچوب طراحی ممکن است به آنها بپیوندد تا تصاویر یا مدل های پیچیده تر بسازد. نمونه‌هایی از این مدل می‌تواند نقشه‌های جن و شخصیت در بازی‌های رایانه‌ای دوبعدی، بومی‌های هندسی در CAD، یا چند ضلعی یا مثلث‌ها در رندر سه‌بعدی باشد. بومی‌ها ممکن است در تجهیزاتی برای رندر مولد یا مربع‌های ساختمانی که توسط یک برنامه تصویری ارائه می‌شوند حمایت شوند.
تفسیر
بومی ها واحدهای ضروری هستند که یک چارچوب طراحی ممکن است به آنها بپیوندد تا تصاویر یا مدل های پیچیده تر بسازد. نمونه‌هایی از این مدل می‌تواند نقشه‌های جن و شخصیت در بازی‌های رایانه‌ای دوبعدی، بومی‌های هندسی در CAD، یا چند ضلعی یا مثلث‌ها در رندر سه‌بعدی باشد. بومی ها ممکن است در تجهیزاتی برای رندر مولد یا مربع های ساختمانی که توسط یک برنامه طراحی ارائه شده است تقویت شوند.
Anti-Aliasing
رندر کردن موجودیت‌های مستقل از وضوح (مانند مدل‌های سه‌بعدی) برای مشاهده بر روی دستگاه‌های شطرنجی (مبتنی بر پیکسل) مانند نمایشگر کریستال مایع یا تلویزیون CRT، ناگزیر باعث می‌شود که آرتیفکت‌های همخوانی بیشتر در امتداد لبه‌های هندسی و مرزهای جزئیات بافت ایجاد شود. این آثار به طور غیر رسمی “جگی” نامیده می شوند. روش‌های Anti-aliasing چنین مشکلاتی را برطرف می‌کنند و در نتیجه تصاویر برای بیننده خوشایندتر است، اما می‌تواند تا حدودی از نظر محاسباتی گران باشد. می‌توان از الگوریتم‌های مختلف ضد آلیاسینگ (مانند نمونه‌گیری فوق‌العاده) استفاده کرد، سپس برای کارآمدترین عملکرد رندر در مقابل کیفیت تصویر حاصل سفارشی‌سازی شد. اگر می‌خواهد از روش‌های ضدآلیاسینگ استفاده شود، یک گرافیست باید این مبادله را در نظر بگیرد. یک بافت بیت مپ از قبل ضد مستعار که بر روی صفحه نمایش (یا محل صفحه نمایش) با وضوحی متفاوت از وضوح خود بافت نمایش داده می شود (مانند یک مدل بافت دار در فاصله ای از دوربین مجازی) مصنوعات مشابه را نشان می دهد، در حالی که هر بافت تعریف شده رویه ای همیشه مصنوعات مستعار را نشان می دهد زیرا مستقل از وضوح هستند. تکنیک‌هایی مانند ریپراپ کردن و فیلتر کردن بافت، به حل مشکلات همخوانی مرتبط با بافت کمک می‌کنند.
مدل سازی سه بعدی
نمایش سه بعدی راهی برای ایجاد یک تصویر علمی و قاب سیمی از هر آیتم سه بعدی به نام “نمایش سه بعدی” با استفاده از برنامه نویسی خاص است. مدل ها ممکن است به صورت طبیعی یا فیزیکی ساخته شوند. روش دستی نشان دادن روش آماده سازی اطلاعات هندسی برای تصاویر سه بعدی رایانه شخصی مانند عبارات پلاستیکی است، به عنوان مثال، اسکنه کردن. مدل‌های سه‌بعدی ممکن است با استفاده از روش‌های مختلفی ساخته شوند: استفاده از NURB برای ایجاد تکه‌های سطحی دقیق و صاف، نمایش کارهای چند ضلعی (کنترل هندسه وجهی) یا تقسیم کار چند ضلعی (تزیین پیشرانه چند ضلعی‌ها، ایجاد سطوح صاف مانند مدل‌های NURB). یک مدل سه‌بعدی را می‌توان به‌عنوان یک تصویر دو بعدی از طریق رویه‌ای به نام رندر سه‌بعدی نشان داد، که در یک رایانه شخصی از شگفتی‌های فیزیکی استفاده می‌شود، یا به طور خاص برای اهداف مختلف زنده می‌شود. این مدل همچنین می تواند به صورت فیزیکی با استفاده از ابزارهای چاپ سه بعدی ساخته شود.
نتیجه
بررسی تصاویر رایانه شخصی زیر شاخه ای از مهندسی نرم افزار است که به استراتژی هایی برای ادغام و کنترل دقیق مواد بصری می اندیشد. علیرغم این واقعیت که این اصطلاح اغلب به تصاویر سه بعدی رایانه شخصی اشاره دارد، به همین ترتیب شامل طراحی های دو بعدی و مدیریت تصویر نیز می شود. به عنوان یک کنترل آموزشی، PC illustrations کنترل داده های بصری و هندسی را با استفاده از سیستم های محاسباتی بررسی می کند. به جای مسائل کاملاً شیک، بر تأسیسات عددی و محاسباتی عصر تصویر و آماده سازی تمرکز دارد. تصاویر رایانه شخصی اغلب از حوزه بازنمایی جدا می شود، علیرغم این واقعیت که این دو زمینه شباهت های متعددی دارند.
