พื้นฐานคอมพิวเตอร์กราฟิก
คอมพิวเตอร์กราฟิกเป็นศิลปะการวาดภาพบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ด้วยความช่วยเหลือของการเขียนโปรแกรม มันเกี่ยวข้องกับการคำนวณการสร้างและการจัดการข้อมูล กล่าวอีกนัยหนึ่งเราสามารถพูดได้ว่าคอมพิวเตอร์กราฟิกเป็นเครื่องมือแสดงผลสำหรับการสร้างและการจัดการภาพ
หลอดแคโทดเรย์
อุปกรณ์เอาต์พุตหลักในระบบกราฟิกคือจอภาพวิดีโอ องค์ประกอบหลักของจอภาพวิดีโอคือไฟล์Cathode Ray Tube (CRT), แสดงในภาพประกอบต่อไปนี้
การทำงานของ CRT นั้นง่ายมาก -
ปืนอิเล็กตรอนปล่อยลำแสงอิเล็กตรอน (รังสีแคโทด)
ลำแสงอิเล็กตรอนจะผ่านระบบโฟกัสและการเบี่ยงเบนที่นำไปยังตำแหน่งที่ระบุบนหน้าจอที่เคลือบสารเรืองแสง
เมื่อลำแสงกระทบหน้าจอสารเรืองแสงจะเปล่งแสงจุดเล็ก ๆ ในแต่ละตำแหน่งที่สัมผัสกับลำแสงอิเล็กตรอน
มันวาดภาพใหม่โดยนำลำแสงอิเล็กตรอนกลับไปที่จุดหน้าจอเดิมอย่างรวดเร็ว
มีสองวิธี (Random scan และ Raster scan) ซึ่งเราสามารถแสดงวัตถุบนหน้าจอได้
สแกนแรสเตอร์
ในระบบสแกนแรสเตอร์ลำแสงอิเล็กตรอนจะถูกกวาดผ่านหน้าจอทีละแถวจากบนลงล่าง ในขณะที่ลำแสงอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านแต่ละแถวความเข้มของลำแสงจะเปิดและปิดเพื่อสร้างรูปแบบของจุดที่ส่องสว่าง
นิยามรูปภาพจะถูกเก็บไว้ในพื้นที่หน่วยความจำที่เรียกว่า Refresh Buffer หรือ Frame Buffer. พื้นที่หน่วยความจำนี้เก็บชุดของค่าความเข้มสำหรับจุดหน้าจอทั้งหมด จากนั้นค่าความเข้มที่จัดเก็บไว้จะถูกดึงมาจากรีเฟรชบัฟเฟอร์และ "ทาสี" บนหน้าจอทีละแถว (เส้นสแกน) ตามที่แสดงในภาพประกอบต่อไปนี้
จุดหน้าจอแต่ละจุดเรียกว่าไฟล์ pixel (picture element) หรือ pel. ในตอนท้ายของแต่ละบรรทัดการสแกนลำแสงอิเล็กตรอนจะกลับไปที่ด้านซ้ายของหน้าจอเพื่อเริ่มแสดงบรรทัดการสแกนถัดไป
การสแกนแบบสุ่ม (การสแกนเวกเตอร์)
ในเทคนิคนี้ลำแสงอิเล็กตรอนจะถูกส่งไปยังส่วนของหน้าจอที่ต้องการวาดภาพเท่านั้นแทนที่จะสแกนจากซ้ายไปขวาและจากบนลงล่างเหมือนการสแกนแบบแรสเตอร์ เรียกอีกอย่างว่าvector display, stroke-writing display, หรือ calligraphic display.
นิยามรูปภาพจะถูกจัดเก็บเป็นชุดของคำสั่งการวาดเส้นในพื้นที่ของหน่วยความจำที่เรียกว่าไฟล์ refresh display file. ในการแสดงภาพที่ระบุระบบจะวนรอบชุดคำสั่งในไฟล์แสดงโดยวาดเส้นส่วนประกอบแต่ละเส้นตามลำดับ หลังจากประมวลผลคำสั่งวาดเส้นทั้งหมดแล้วระบบจะวนกลับไปที่คำสั่งบรรทัดแรกในรายการ
การสแกนแบบสุ่มได้รับการออกแบบมาเพื่อวาดเส้นส่วนประกอบทั้งหมดของภาพ 30 ถึง 60 ครั้งในแต่ละวินาที
การประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์กราฟิก
คอมพิวเตอร์กราฟิกมีแอพพลิเคชั่นมากมายซึ่งบางส่วนมีรายการอยู่ด้านล่าง -
Computer graphics user interfaces (GUIs) - กระบวนทัศน์กราฟิกที่เน้นเมาส์ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้โต้ตอบกับคอมพิวเตอร์ได้
Business presentation graphics - "ภาพมีค่าพันคำ"
Cartography - วาดแผนที่
Weather Maps - การทำแผนที่แบบเรียลไทม์การแสดงสัญลักษณ์
Satellite Imaging - ภาพ Geodesic
Photo Enhancement - ปรับภาพเบลอให้คมชัด
Medical imaging - MRI, CAT scan ฯลฯ - การตรวจภายในแบบไม่รุกราน
Engineering drawings - เครื่องกลไฟฟ้าโยธา ฯลฯ - เปลี่ยนพิมพ์เขียวในอดีต
Typography - การใช้ภาพตัวละครในการเผยแพร่ - แทนที่ภาพพิมพ์ในอดีต
Architecture - แผนการก่อสร้างภาพร่างภายนอก - แทนที่พิมพ์เขียวและภาพวาดมือในอดีต
Art - คอมพิวเตอร์เป็นสื่อใหม่สำหรับศิลปิน
Training - เครื่องจำลองการบินคำสั่งโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย ฯลฯ
Entertainment - ภาพยนตร์และเกม
Simulation and modeling - การแทนที่การสร้างแบบจำลองทางกายภาพและการออกกฎหมาย