Transcript گرافیک 1

‫فصل اول‬
‫مقدمه و تعاریف اولیه‬
‫‪1‬‬
‫‪S. POORKIANI‬‬
‫مقدمه‬
‫‪ ‬گرافیک رایانهای یا گرافیک کامپیوتری یکی از قدیمیترین 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 ،‬شبیهسازی های‬
‫محاسباتی‪ ،‬و پردازش تصاویر را میشود بهعنوان چند نمونه نام برد‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫‪S. POORKIANI‬‬
‫مقدمه‬
‫‪ ‬گرافیک رایانهای با پردازش تصویر تفاوت دارد‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪3‬‬
‫گرافیک رایانه ای‪ :‬ایجاد تصویر توسط کاربر‬
‫پردازش تصویر‪ :‬ایجاد تغییر در تصاویر آماده یا استفاده از آنها‬
‫‪S. POORKIANI‬‬
‫تاریخچه‬
‫‪ ‬ویلیام فتر لفظ گرافیک کامپیوتری را در سال ‪ ۱۹۶۰‬اختراع کرد تا بتواند کارش را در‬
‫بوئینگ توصیف کند‪.‬‬
‫‪ ‬یکی از اولین پویانمایی های کامپیوتری‪ ،‬که حاوی یک پویانمایی از صورت و دست‬
‫انسان بود که توسط ِاد کاتمال و فرد پارک در دانشگاه یوتا تولید شده‪.‬‬
‫‪4‬‬
‫‪S. POORKIANI‬‬
‫کاربرد گرافیک رایانه ای‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪5‬‬
‫نمایش و تحلیل اطالعات‪ :‬پزشکی‬
‫طراحی‪ :‬قطعات صنعتی‪ ،‬لوازم خانگی‪ ،‬مدارهای دیجیتال‬
‫شبیه سازی‪ :‬بازیهای کامپیوتری‪ ،‬اعضای بدن و حرکات آن‪ ،‬انیمیشن‬
‫بهبود واسط کاربر‪ :‬طراحی موس‪ ،‬محیطهای گرافیکی مثل ویندوز‬
‫‪S. POORKIANI‬‬
‫‪y‬‬
‫گرافیک دو بعدی‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪6‬‬
‫‪y0‬‬
‫در اینگونه گرافیک‪ ،‬اشکال و اشیاء همه بر روی یک صفحه‬
‫‪x‬‬
‫‪x0‬‬
‫ترسیم و ارائه میشوند‪.‬‬
‫این نوع گرافیک به خاطر پردازش سبکش خیلی به قدرت کارت گرافیک نیاز ندارد و‬
‫فقط وقت ‪ cpu‬را اشغال میکند ‪.‬‬
‫برای کار با گرافیک دو بعدی نرم افزارهایی ساخته شده مانند فتو شاپ‪ ،‬کورل و‬
‫غیره که فقط روی گرافیک دو بعدی کار میکنند و نرم افزارهایی ساخته شده مثل‬
‫ماکرو مدیا فلش که چند رسانهای هستند ‪.‬‬
‫گرافیک دو بعدی در وب سایتها و نرم افزارهای معمولی به کار میرود‪.‬‬
‫‪S. POORKIANI‬‬
‫گرافیک سه بعدی‬
‫‪ ‬گرافیک سهبعدی کامپیوتری گرافیکی است که از اطالعات سه بعدی هندس ی که در‬
‫کامپیوتر ذخیره شده به منظور انجام محاسبات و پرداخت کردن تصاویر ‪ ۲‬بعدی‬
‫استفاده میکند‪.‬‬
‫‪ ‬عملیات تولید گرافیک‌های ‪ ۳‬بعدی‪:‬‬
‫‪ ‬مدلسازی ‪ ۳‬بعدی‪،‬‬
‫‪ ‬چیدمان و حرکت که حرکت و جهت گیری اجسام را در صحنه مشخص میکند و‬
‫‪ ‬پرداخت کردن ‪ ۳‬بعدی که تصویری از جسم تولید میکند‪.‬‬
‫‪7‬‬
‫‪S. POORKIANI‬‬
‫گرافیک سه بعدی‬
‫‪ ‬مدل سازی‌‪ :‬مدل فرایند تشکیل شکل یک جسم را توصیف میکند‪ .‬دو مورد از رایج‬
‫ترین منابع مدلهای سه بعدی مدلهایی هستند که ‪ )1‬توسط مهندس یا هنرمند با‬
‫استفاده از نوعی ابزار مدل سازی سه بعدی روی کامپیوتر تولید میشوند و‪ )۲‬با‬
‫استفاده از اجسام واقعی به داخل کامپیوتر پویش میشوند‪.‬‬
‫‪8‬‬
‫‪S. POORKIANI‬‬
‫گرافیک سه بعدی‬
‫‪ ‬چیدمان و حرکت‪ :‬قبل از این که اجسام پرداخته شوند‪ ،‬باید داخل یک صحنه‬
‫قرار داده شوند(چیدمان)‪ .‬این همان چیزی هست که رابطه فضایی بین اجسام را در‬
‫یک صحنه که شامل مکان و اندازه میشود تعیین میکند‪ .‬حرکت‪ ،‬توضیح میدهد‬
‫که جسم چگونه حرکت میکند و چگونه با گذشت زمان تغییر شکل میدهد‪.‬‬
‫‪9‬‬
‫‪S. POORKIANI‬‬
‫گرافیک سه بعدی‬
‫‪ ‬پرداخت کردن‪ :‬در طول مرحله پرداخت سه بعدي‪ ،‬تعداد انعکاسهای پرتوهای نور‪،‬‬
‫همانند خصوصیتهای دیگر‪ ،‬میتوانند تغییر داده شوند تا به جلوه بصری مطلوب‬
‫برسیم‪.‬‬
‫‪ ‬پرداخت کردن عبارت است از تبدیل یک مدل به یک تصویر که این کار با شبیه‬
‫سازی حرکت نور برای به دست آوردن تصاویر واقع نما انجام میشود‪ .‬انتقال (چقدر‬
‫نور از یک مکان به مکان دیگر میرسد) و پخش (چگونه سطح با نور درگیر میشود)‬
‫دو عمل پایه در پرداخت کردن واقعی هستند‪.‬‬
‫‪10‬‬
‫‪S. POORKIANI‬‬
‫انواع گرافیک سه بعدی‬
‫‪ ‬گرافیک‌ سه بعدی همزمان )‪ :(real-time‬همانگونه که قبال تعریف شد‬
‫گرافیکهای سه بعدی بیدرنگ متحرک هستند و با کاربر فعل و انفعال دارند‪ .‬یکی از‬
‫اولین استفادهها از گرافیک بیدرنگ سه بعدی شبیه سازی پرواز در امور نظامی‬
‫بود‪ .‬بازیها و ‪...‬‬
‫‪ ‬گرافیک‌ سه بعدی غیرهمزمان )‪ :(nonreal-time‬برای برنامههایی که از‬
‫گرافیک سه بعدی بیدرنگ استفاده میکنند قانونی وجود دارد‪ .‬با دادن فرصت‬
‫بیشتری برای پردازش تصاویر شما میتوانید گرافیکهای سه بعدی با کیفیت باالتری‬
‫ایجاد نمایید‪.‬‬
‫‪‬تفاوت‪ :‬زمان رندر )‪(render‬کردن‬
‫‪11‬‬
‫‪S. POORKIANI‬‬
‫سطوح یک سیستم گرافیکی‬
‫‪12‬‬
‫‪S. POORKIANI‬‬
‫سطوح یک سیستم گرافیکی‬
‫‪ ‬سطح تابعی‪ :‬در این قسمت دستوراتی به صورت عباراتی گرافیکی بیان میشوند‬
‫مانند تابع ترسیم خط یا دایره‪:‬‬
‫‪ ‬سطح رویه ای‪ :‬این قسمت شامل الگوریتم هایی برای ترسیم تصاویر می باشد‪.‬‬
‫‪ ‬سطح دستگاه‪ :‬در این قسمت تصاویر واقعی ایجاد و دیده می شود‪.‬‬
‫‪13‬‬
‫‪S. POORKIANI‬‬
‫دستگاه گرافیکی‬
‫دستگاه گرافیکی‬
‫ورودی‬
‫دستکاری توسط‬
‫کاربر‬
‫موس‬
‫‪14‬‬
‫خروجی‬
‫بدون دستکاری‌‬
‫محاوره ای‬
‫غیرمحاوره ای‬
‫دوربین‪ ،‬قلم نوری‬
‫مانیتور‬
‫چاپگر‬
‫‪S. POORKIANI‬‬
‫ابزار خروجی گرافیکی‬
‫‪ ‬رنگ‪:‬‬
‫رنگ های موجود‪ ،‬ترکیبی از ‪ 3‬طول موج‬
‫قرمز‪ ،‬سبز و آبی است‪.‬‬
‫‪ ‬کیفیت‪:‬‬
‫قدرت تفکیک )‪ (resolution‬و شدت)‪(contrast‬‬
‫‪15‬‬
‫‪S. POORKIANI‬‬
‫ابزار خروجی گرافیکی‬
‫کیفیت‬
‫‪ ‬قدرت تفکیک‪:‬‬
‫ماکزیمم نقاط روشنی که در طول و عرض تصویر میتواند نمایش داده شود‪.‬‬
‫‪ ‬شدت‪:‬‬
‫دامنه تفاوت رنگ هایی که یک تصویر می تواند دارا باشد‪.‬‬
‫‪‬مقادیر عددی‪ -‬میزان حافظه‪ -‬امکانات دستگاه خروجی‬
‫‪16‬‬
‫‪S. POORKIANI‬‬
‫ابزار خروجی گرافیکی‬
‫کیفیت‬
‫‪ ‬مثال ساده‪ :‬کارت ‪:VGA‬‬
‫پايین ترين رزولوشن در كامپيوترهاي شخص ي كه براي مصارف بر اساس‬
‫متنهاي ‪ DOS‬مورد استفاده قرار مي گیرد ‪ 640*480‬پيكسل است و به آن‬
‫يك تصوير ‪ VGA‬ميگويند‪VGA .‬يك تصوير استاندارد بود و قبل از آن‬
‫استانداردهاي پايین تري هم وجود داشت مانند ‪. CGA‬‬
‫بهينه سازیهاي كه در رزولوشن انجام گرفت بر اساس ‪ VGA‬بود و‬
‫اصطالحات ‪ SVGA‬يا ‪ SUPER VGA‬كه بعدها استفاده شد بر همین‬
‫اساس بود بعدها ‪ XGA‬و نامهاي ديگري آمدند كه هر كدام رزولوشنهاي‬
‫متفاوتي را تعريف مي كردند‪.‬‬
‫‪17‬‬
‫‪S. POORKIANI‬‬
‫ابزار خروجی گرافیکی‬
‫کیفیت‬
‫‪‬‬
‫‪18‬‬
‫‪S. POORKIANI‬‬