Transcript คลิก
Week 1 Introduction to Computer graphic ความหมายของคอมพิวเตอร์กราฟิ ก มาจาก คอมพิวเตอร์ คืออุปกรณ์ที่ใช้ในการประมวลผลและ แสดงผลข้อมูล มาจาก กราฟิ ก คือ ภาพหรือสิ่งที่เราเห็นเป็ นเส้น สี เสียง คอมพิวเตอร์ + กราฟิ ก = คอมพิวเตอร์กราฟิ ก ความหมายของคอมพิวเตอร์กราฟิ ก การสร้างและการจัดการกับภาพกราฟิ ก เช่น ข้อมูลในรูปของ เส้นกราฟ แผนภาพ แผนภูมิ โดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยจัดการ ทาให้อยู่ในรูปแบบที่ชดั เจนและเข้าใจง่ายมากขึ้ น ประวัติของคอมพิวเตอร์กราฟิ ก ปี 1940 คอมพิวเตอร์แสดง ภาพกราฟิ กโดยใช้เครื่องพิมพ์ โดยรูปภาพที่ได้เกิดจากการนา ตัวอักษรมาประกอบกันเป็ น รูปภาพ การวิจยั พัฒนาคอมพิวเตอร์กราฟิ ก • ปี ค.ศ. 1949 สถาบันเอ็มไอที (Massachusette Institute Technology) ได้พฒ ั นาระบบ คอมพิวเตอร์เวิรล์ วินด์ (Whirlwind) รวมเทคโนโลยีเรดาร์และคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกัน ประวัติของคอมพิวเตอร์กราฟิ ก • 1950 MIT มีการพัฒนาโดย ใช้คอมพิวเตอร์ที่ใช้หลอดภาพ CRT (Cathode Ray Tube) เป็ นส่วนแสดงผลแทน เครื่องพิมพ์เนื่ องจากทาให้การ ติดต่อระหว่างผูใ้ ช้กบั คอมพิวเตอร์มีความรวดเร็ว ยิ่งขึ้น ประวัติของคอมพิวเตอร์กราฟิ ก 1950 ระบบ SAGE ของ กองทัพอากาศของ สหรัฐอเมริกาสามารถ แปลงสัญญาณจากเรดาร์ ให้เป็ นภาพบน จอคอมพิวเตอร์ได้ระบบนี้ เป็ นระบบกราฟิ กเครื่องแรก ที่ใช้ปากกาแสง (Light Pen) ประวัติของคอมพิวเตอร์กราฟิ ก 1950-1960 มีการทา วิจยั เรื่องเกี่ยวกับระบบ คอมพิวเตอร์กราฟิ กเป็ น จานวนมากและต่อมาได้ กลายเป็ นต้นแบบของระบบ กราฟิ กสมัยใหม่ ประวัติของคอมพิวเตอร์กราฟิ ก • ปี 1968 บริษทั Tektronix ได้ผลิตจอภาพแบบเก็บภาพไว้ ได้จนกว่าต้องการจะลบ (Storage Tube CRT) ซึ่ง ระบบนี้ ไม่ตอ้ งการ หน่ วยความจาและระบบการ วาดซา้ จึงทาให้มีราคาถูก ประวัติของคอมพิวเตอร์กราฟิ ก • ปี 1970 เป็นช่วงที่อุปกรณ์ คอมพิวเตอร์เริ่ มมีราคาลดลง มากทาให้ฮาร์ดแวร์ของระบบ คอมพิวเตอร์กราฟิกมีราคาถูก ลงตามไปด้วยทาให้ คอมพิวเตอร์กราฟิกเริ่ ม แพร่หลายมากขึ้น ระบบกราฟิ กแบบอินเทอร์แอคทีฟ • ประกอบไปด้วยส่วนสาคัญ 4 ส่วนคือ คอมพิวเตอร์ จอภาพสาหรับการแสดงภาพ อุปกรณ์รบั คาสัง่ ข้อมูลจากผูใ้ ช้และอุปกรณ์สาหรับพิมพ์ภาพ จอภาพสาหรับการแสดงภาพ • เป็ นชนิ ดเดียวกับจอภาพ CRT ประกอบไปด้วยส่วนสาคัญคือ ปื นอิ เลกตรอน (Electron Gun) ซึ่งเมื่อ ร้อนจะปล่อยประจุลบออกมา ประจุ ลบจะวิ่งไปหาประจุบวกซึ่งอยู่ที่ จอภาพที่ฉาบดวยสารฟอสเฟอร์ ระหว่างที่ประจุลบวิ่งไปนัน้ จะต้อง ผ่านระบบปรับโฟกัส และระบบ เบี่ยงเบนประจุ ซึ่งเป็ นตัวบังคับให้ ประจุลบวิ่งกระทบจอในตาแหน่ งที่ ต้องการได้ จอภาพแบบแรสเตอร์สแกน • ใช้กบั เครื่อง ไมโครคอมพิวเตอร์ โดยทัว่ ไป โดยแบ่ง หน้าจอออกเป็ นจุดเล็ก ๆ จานวนมาก ซึ่งเป็ น ส่วนประกอบของภาพที่ เรียกว่าพิกเซล (Pixel: Picture Elements) จอภาพแบบแรนดอมเวคเตอร์ (Random Vector Display) • หลักการ ก็คือจะมีหน่ วยความจาส่วนหนึ่ งเรียกว่าไฟล์แสดง ภาพ ซึ่งจะใช้เก็บคาสัง่ แทนการลากเส้น DrawLine AB DrawLine BC DrawLine CD DrawLine DA A B D C จอภาพแบบไม่ตอ้ งการการรีเฟรช (Direct-view Storage Tube (DVST) • เป็ นจอภาพ CRT ที่ไม่ตอ้ งการการ รีเฟรชเนื่ องจากจอภาพมีคุณสมบัติ พิเศษสามารถทาให้จุดสว่างบน จอภาพคงอยู่ได้นานถึงประมาณ 1 ชัว่ โมงไม่จางหายไปแบบจอ CRT ทัว่ ไป จอภาพแบบผลึกเหลว (Liquid-crystal Display (LCD) เป็ นจอภาพที่มีลกั ษณะพิเศษแตกต่างจาก จอภาพแบบ CRT คือ เป็ นจอภาพที่ไม่ตอ้ งการ มีหลอดภาพแบบจอภาพ CRT ทาให้จอภาพ แบบนี้ มีความหนาลดลง อุปกรณ์รบั ข้อมูล แป้นพิมพ์ (Keyboard) เมาส์ (Mouse) จอยสติกส์ (Joystick) ปากกาแสง (Light pen) ดิจิไตเซอร์ (Digitizer) อุปกรณ์การแสดงผล จอภาพ (Display) เครื่องพิมพ์ (Printer) เครื่องวาด (Plotter) อุปกรณ์การแสดงผล ซอฟต์แวร์ในระบบกราฟิ ก มาตรฐานของซอฟต์แวร์ กราฟิ กได้มีมาตรฐานทาง กราฟิ กเกิดขึ้ นในอเมริกา คือ ระบบ CORE (Core Graphics System) ซึ่ ง เป็ นมาตรฐานสาหรับระบบ การแสดงภาพ 3 มิติ ประเภทของภาพกราฟิ ก การสร้างภาพกราฟิ กด้วยคอมพิวเตอร์ มีวิธีการสร้าง 2 แบบ คือ แบบบิตแมป (Bit Mapped) แบบเวกเตอร์ (Vector) ภาพแบบบิตแมป (Bit Mapped) • อาจจะเรียกว่าภาพแบบราสเตอร์ (Raster) • ภาพที่เกิดจากจุดสีท่ีเรียกว่า pixels ซึง่ ประกอบกันเป็ น รูปร่างบนพื้นที่ท่ีมีลกั ษณะเป็ นเส้นตาราง (กริด) แต่ละ พิกเซลจะมีค่าของตาแหน่ง และค่าสีของตัวเอง • ภาพหนึง่ ภาพ จะประกอบด้วยพิกเซลหลายๆ พิกเซลผสมกัน • เหมาะสมต่อการแสดงภาพที่มีเฉด และสีสนั จานวนมาก เช่น ภาพถ่าย หรือภาพวาด พิกเซล (Pixel) • • • • คาผสมของคาว่า Picture กับคาว่า Element หน่ วยพื้นฐานของภาพ เทียบได้กบั "จุดภาพ" 1 จุด แต่ละพิกเซลเปรียบได้กบั สี่เหลี่ยมเล็กๆ ที่บรรจุค่าสี โดย ถูกกาหนดตาแหน่ งไว้บนเส้นกริดของแนวแกน x และ แกน y • ภาพบิตแมปจะประกอบด้วยพิกเซลหลายๆ พิกเซล พิกเซลเด็บ (Pixel Depth) • Pixel Depth คือจานวน bits สีในการใช้ของแต่ละ pixel • หากจานวน pixel depth มีมากขึ้นทาให้รูปมีความ คมชัดของสีมากเช่นกัน • ความเหมือนจริ งของภาพขึ้นอยูก่ บั pixel depth • จานวน pixel depth มาก ทาให้ขนาดของไฟล์รูปใหญ่ ขึ้นเช่นกัน ตัวอย่างพิกเซลเด็บ (Pixel Depth) • ภาพแบบ Monochrome จะมีจานวน 1 bit pixel depth. (ภาพขาวดา) ตัวอย่างพิกเซลเด็บ (Pixel Depth) • ภาพแบบ Grey Scale จะมีจานวน bit pixel depth ที่ มากกว่า (ภาพเฉดเทา) ตัวอย่างพิกเซลเด็บ (Pixel Depth) • ภาพแบบ 8 bits สี สามารถแสดงสี ได้ถึง 28 = 256 สี ตัวอย่างพิกเซลเด็บ (Pixel Depth) • ภาพแบบ 24 หรื อ 32 bits สี สามารถแสดงสี ได้เหมือนจริ ง เอสเป็ กเรโชของภาพ (Image Aspect Ratio) อัตราส่วนระหว่างจานวนพิกเซลทางแนวขวางและ จานวนพิกเซลตามแนวดิ่งที่ใช้ในการสร้างภาพ เช่น 800x600 จะมีทงั้ หมด 480,000 พิกเซล ความละเอียด (Resolution) • จานวนพิกเซลของภาพแต่ละภาพ • เทียบจานวนพิกเซลกับความยาวต่อนิ้ ว • หน่ วยเป็ น พิกเซลต่อนิ้ ว (ppi: pixels per inch) หรือจุดต่อ นิ้ ว (dpi; dot per inch) • ภาพขนาดเท่ากันแต่มีความละเอียดต่างกัน แสดงว่า จานวนพิกเซลต่างกัน และขนาดของจุดพิกเซลก็ต่างกัน ด้วย ภาพแบบ Bitmap • ภาพแบบ Bitmap เป็ นภาพที่มีจานวนพิกเซลที่แน่ นอน ในการแสดงภาพ เมื่อมีการขยายภาพ จะเกิดปั ญหาคือ เห็นเป็ นกรอบสี่เหลี่ยมเล็กๆ หลายๆ จุด ประกอบกัน ชนิ ดของภาพแบบ Bitmap • เช่น bmp GIF JPEG TIFF PICT Raw • ในปั จจุบนั นิ ยมใช้แบบ JPEG file format (Joint Photographic Experts Group) เนื่ องจากภาพที่ได้มี คุณภาพเหมือนจริงและไฟล์มีขนาดเล็ ก เพราะมีการบีบอัดที่ดี และ สามารถกาหนดคุณภาพงานได้ทงั้ หมด 10 ระดับ ขึ้นอยู่กบั ความ เหมาะสม • สาหรับงานอื่น ๆ จะใช้ GIFs file format (Graphical Interchange Format) เป็ นไฟล์มาตรฐานที่มี อยู่นานแล้วอีกทัง้ สามารถแสดงเป็ นภาพเคลื่อนไหวได้ แต่สามารถแสดง สีได้เพียง 256 สีเท่านัน้ ชนิ ดของภาพแบบ Bitmap JPEG Quality 10 File Size 100K JPEG Quality 1 File Size 32KB ภาพแบบ Vector • ภาพที่สร้างด้วยส่วนประกอบของเส้นลักษณะต่างๆ และ คุณสมบัติเกี่ยวกับสี ของเส้นนัน้ ๆ • สร้างจากการคานวณทางคณิ ตศาสตร์ – เช่น ภาพของคน ก็จะถูกสร้างด้วยจุดของเส้นหลายๆ จุด เป็ นลักษณะของโครงร่าง (Outline) และสีของคนก็เกิดจาก สีของเส้นโครงร่างนัน้ ๆ กับพื้นที่ผิวภายในนัน่ เอง เมื่อมีการ แก้ไขภาพ ก็จะเป็ นการแก้ไขคุณสมบัติของเส้น ทาให้ภาพ ไม่สญ ู เสียความละเอียด เมื่อมีการขยายภาพ ภาพแบบ Vector • ภาพ .wmf ซึ่งเป็ น clipart ของ Microsoft Office • ภาพในโปรแกรม Adobe Illustrator หรือ Macromedia Freehand Bitmap VS Vector • Bitmap แสดงภาพให้เห็นได้เร็วกว่า Vector • การเปลี่ยนแปลงขนาดภาพให้โตขึ้นหรือเล็กลงกว่าภาพเดิม Bitmap จะทาได้ไม่มากและทาให้ภาพผิดเพี้ยนไปจากเดิม แต่ ภาพ Vector จะทาได้มากกว่าโดยสัดส่วนของภาพยังคงเดิม ระบบกราฟิ ก • แบ่งได้เป็ น 2 โหมดคือ • Text Mode – ลักษณะของแถวของตัวอักษรจะเท่ากับ 25 แถวและมีขอ้ ความ ไม่เกิน 80 ตัวอักษร • Graphic Mode – ประกอบดัวยการแสดงสีตงั้ แต่ 2สี ถึง 256 สี การประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์กราฟิ ก • วิทยาศาสตร์การแพทย์ (Medical Imaging and Scientific Visualization) การประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์กราฟิ ก • วิทยาศาสตร์การแพทย์ (Medical Imaging and Scientific Visualization) การประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์กราฟิ ก • อุตสาหกรรมเกมส์ (Game Industry) การประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์กราฟิ ก • คอมพิวเตอร์ช่วยออกแบบ(Computer aided design) การประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์กราฟิ ก • คอมพิวเตอร์ช่วยออกแบบ(Computer aided design) การประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์กราฟิ ก • อุตสาหกรรมภาพยนตร์ (Movie Industry) การประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์กราฟิ ก • อุตสาหกรรมภาพยนตร์ (Movie Industry)