Grafika Komputerowa

 Grafika komputerowa, projektowanie graficzne – dziedzina informatyki zajmująca się wykorzystaniem technik komputerowych do celów wizualizacji artystycznej oraz wizualizacji rzeczywistości. Grafika komputerowa jest obecnie narzędziem powszechnie stosowanym w nauce, technice oraz rozrywce.Chociaż grafika komputerowa koncentruje się głównie na specjalistycznych algorytmach i strukturach danych, to jednak siłą rzeczy musi czerpać wiedzę z rzeczywistości. Na przykład, aby uzyskać obrazy fotorealistyczne, należy wiedzieć jak w rzeczywistym świecie światło oddziałuje z przedmiotami. Podobnie, aby symulacja jazdy samochodem była jak najwierniejsza, należy wiedzieć, jak obiekty fizyczne ze sobą oddziałują.Od kilkunastu lat grafika komputerowa jest też kolejną dyscypliną artystyczną – dzieła powstałe przy jej zastosowaniu nazywa się grafiką cyfrową, infografiką lub digitalpaintingiem. 

  Przykładowe zastosowania

• kartografia,
• wizualizacja danych pomiarowych (np. w formie wykresów dwu- i trójwymiarowych),
• wizualizacja symulacji komputerowych,
• diagnostyka medyczna,
• kreślenie i projektowanie wspomagane komputerowo (CAD),
• przygotowanie publikacji (DTP),
• efekty specjalne w filmach,
• gry komputerowe 

 Historia  

   

  Początki grafiki komputerowej sięgają lat 50 XX wieku, jednak ze względu na duże koszty komputerów i urządzeń graficznych, aż do lat 80. grafika komputerowa była wąską specjalizacją, a na jej zastosowania praktyczne mogły pozwolić sobie ośrodki badawcze, duże firmy oraz instytucje rządowe. Dopiero gdy w latach osiemdziesiątych rozpowszechniły się komputery osobiste, grafika komputerowa stała się czymś powszechnym.

   

  Klasyfikacja

  

Grafika wektorowa - obraz jest rysowany za pomocą kresek lub łuków. Niegdyś powstawał tak obraz na ploterach kreślących, ale jeszcze do lat 80. XX wieku były wykorzystywane monitory CRT, które kreśliły obraz w analogiczny sposób jak oscyloskopy.

Grafika rastrowa - obraz jest budowany z prostokątnej siatki leżących blisko siebie punktów (tzw. pikseli). Głównym parametrem w przypadku grafiki rastrowej jest wielkość bitmapy, czyli liczba pikseli, podawana na ogół jako wymiary prostokąta.

Grafika dwuwymiarowa (grafika 2D)

wszystkie obiekty są płaskie (w szczególności każdy obraz rastrowy wpada do tej kategorii).

Grafika trójwymiarowa (grafika 3D)

obiekty są umieszczone w przestrzeni trójwymiarowej i celem programu komputerowego jest przede wszystkim przedstawienie trójwymiarowego świata na dwuwymiarowym obrazie.

Grafika ruchoma
Jej celem jest przedstawienie obrazu jako zbioru klatek, które - pokazując się na ułamek sekundy i przechodząc w następną klatkę - dają nam wrażenie ruchu obiektów przedstawionych na ekranie. Częstotliwość zmiany klatek najczęściej podaje się w liczbie klatek na sekundę - FPS (ang. Frame Per Second)
Jeszcze jednym kryterium jest cykl generacji obrazu:

Grafika nieinterakcyjna

program wczytuje uprzednio przygotowane dane i na ich podstawie tworzy wynikowy obraz. Tak działa np. POV-Ray, który wczytuje z pliku definicję sceny trójwymiarowej i na jej podstawie generuje obraz sceny.

Grafika interakcyjna

program na bieżąco uaktualnia obraz w zależności od działań użytkownika, dzięki temu użytkownik może od razu ocenić skutki. Bardzo ważne w tym przypadku jest, że czas odświeżenia obrazu nie może być zbyt długi. Dlatego w przypadku grafiki interakcyjnej akceptuje się i stosuje uproszczone metody rysowania obiektów, aby zminimalizować czas oczekiwania.

Grafika czasu rzeczywistego

program musi bardzo szybko (kilkadziesiąt razy na sekundę) regenerować obraz, aby wszelkie zmiany były natychmiast uwidocznione. Grafika czasu rzeczywistego ma szczególnie znaczenie w różnego rodzaju symulatorach, jest również powszechna w grach komputerowych.

 

 

Skaner,Optyczny,Magnetyczny,Elektroniczny,Radiowy

Optyczny

Skaner optyczny w komputerach to peryferyjne urządzenie wejściowe umożliwiające przetworzenie statycznego obrazu rzeczywistego obiektu (np. kartka papieru, powierzchnia ziemi, siatkówka ludzkiego oka) do postaci cyfrowej, w celu dalszej obróbki komputerowej. Plik komputerowy powstający w wyniku skanowania jakiegoś obrazu nosi nazwę skan. Skanery optyczne stosuje się w celu przygotowania do obróbki graficznej obrazu ( DTP ), rozpoznawania pisma, w systemach zabezpieczeń i kontroli dostępu, archiwizacji dokumentów i zbiorów starodruków, badaniach naukowych, medycznych itd.

Skanery optyczne kodów kreskowych są powszechnie stosowane w szeroko pojętej logistyce do szybkiego i automatycznego odczytywania informacji o produktach. Najczęściej spotykane są w kasach sklepowych, magazynach części zamiennych a także w kasach pocztowych (odczytywanie informacji z rachunków) czy w bibliotekach (identyfikacja książek i klientów).

Magnetyczny

Czytniki te posiadają głowice odczytujące informację zapisaną zwykle na pasku magnetycznym. W ten sposób są zapisane informacje np. na większości kart płatniczych.

Elektroniczny

Czytnik odczytuje informacje zapisane w obiekcie poprzez bezpośredni styk z układem w obiekcie. W ten sposób jest między innymi realizowana autoryzacja użytkownika komputera przy pomocy karty elektronicznej.

Radiowy

1. Czytnik drogą radiową (RFID) odczytuje informacje zapisane w obiekcie. Zwykle zasięg takiego czytnika wynosi kilka do kilkunastu centymetrów, choć popularne są także czytniki o zasięgu kilkudziesięciu centymetrów. Ze względu na wygodę użytkowania coraz częściej zastępują rozwiązania oparte na czytnikach magnetycznych np. w systemach kontroli dostępu.
2. Pojęcie skaner radiowy odnosi się również do szerokopasmowych odbiorników sygnałów radiowych, służących głównie do nasłuchu wszelkich informacji przesyłanych drogą radiową (zwłaszcza analogowego przekazu głosowego).

Rodzaje skanerów

Rodzaje Skanerów

Skanery płaskie 

Skanery płaskie, jakie najczęściej stosuje się w domach i biurach, przypominają nieco zasadą działania popularne kserokopiarki. Skanowane dokumenty umieszczane są na przezroczystej szybie, pod którą przesuwa się specjalna lampa wraz z listwą, na której umieszczone są światłoczułe elementy. Podczas skanowania powierzchnia dokumentu oświetlana jest lampą, a jego obraz kierowany jest na czujniki światłoczułe przez specjalny układ optyczny, którego jakość decyduje w dużym stopniu o jakości skanera. Czujniki odczytują informację o barwie poszczególnych punktów na powierzchni dokumentu. Wielkość tych punktów, a więc dokładność skanowania, zależy od wielkości użytych czujników. Czujniki odczytują tylko fragment dokumentu, dlatego umieszczone są na ruchomej listwie, która przesuwana jest przez silnik krokowy wzdłuż dokumentu. Przy każdym kroku skanowane są kolejne linie, z których budowany jest kompletny obraz. Barwa poszczególnych punktów obrazu odczytywana jest w oparciu o nasycenie trzema kolorami podstawowymi (czerwonym, zielonym i niebieskim). Na listwie umieszczone są osobno czujniki odpowiedzialne za odczytywanie światła w każdym z tych kolorów. Dzięki temu skanowanie we wszystkich kolorach podstawowych odbywa się za jednym przebiegiem. Sygnały odebrane przez czujniki są przetwarzane na postać cyfrową przez specjalny konwerter analogowo-cyfrowy, a następnie wysyłane są do komputera.

Skanery bębnowe

W skanerach bębnowych skanowane są filmy zarówno negatywy, jak i pozytywy (slajdy). Wycięta klatka filmu jest umieszczana na bębnie, który wiruje z dużą szybkością. Zwykle wzdłuż bębna przesuwany jest układ optyczny o wysokiej jakości, który odczytuje zdjęcie punkt po punkcie. Zaletą tych skanerów jest bardzo duża rozdzielczość oraz precyzyjne odczytanie kolorystyki zdjęcia, jednak są one niezwykle drogie. Jeszcze do niedawna skanery bębnowe znacznie przewyższały swoimi parametrami skanery płaskie i były stosowane właściwie tylko przez profesjonalne pracownie graficzne, chociaż ta sytuacja ostatnio zmienia się i są one wypierane przez profesjonalne skanery płaskie oraz specjalne skanery do filmów.

Skanery do filmów Skanery bębnowe są powoli zastępowane przez specjalne skanery płaskie przeznaczone tylko do pracy z filmami. Pozwalają na skanowanie negatywów i pozytywów filmów o różnej wielkości klatki. Swoją konstrukcją przypominają skanery płaskie, bowiem umieszczone w ich wnętrzu klatki filmu są nieruchome i skanowane przez układ optyczny o wysokiej rozdzielczości, jednak z uwagi na bardzo wysokie parametry nadają się one do profesjonalnych pracowni graficznych.

Skanery ręczne

Kilka lat temu, gdy skanery płaskie, z uwagi na ich wysoką cenę, stosowane były wyłącznie przez profesjonalnych grafików, dużą popularnością cieszyły się skanery ręczne. Stanowiły one pewną namiastkę skanerów płaskich. Wyposażone były w nieruchomy element skanujący, który należało przeciągnąć wzdłuż dokumentu. Ich zaletą była niska cena, jednak jakość uzyskanych rysunków była niezbyt duża, a dodatkowo bywały one zniekształcone wskutek nierównego przesuwania. Wraz ze spadkiem cen skanerów płaskich zniknęły z rynku. Ostatnio jednak pojawiła się odmiana takich skanerów, pozwalająca na skanowanie dokumentów tekstowych. Jest to właściwie przenośny komputer, który ma kształt dość grubego pióra. Wystarczy przeciągnąć jego końcówkę wzdłuż wiersza tekstu, jaki chcemy zapamiętać, a wbudowane oprogramowanie dokona zamiany zeskanowanego obrazu na tekst, który można następnie przesłać do komputera.

Skanery bębnowe służą do wykonywania profesjonalnych kopii elektronicznych zdjęć z pozytywów i negatywów.
Skanery ręczne to znakomity sposób na wykorzystywanie szybkich kopii fragmentów.

Co to jest skaner ?

Skaner – urządzenie służące do przebiegowego odczytywania: obrazu, kodu paskowego lub magnetycznego, fal radiowych itp. do formy elektronicznej (najczęściej cyfrowej). Skaner przeszukuje kolejne pasma informacji odczytując je lub rejestrując. Nie jest to więc zwykły czytnik, a czytnik krokowy (np. skaner obrazu nie rejestruje całego obrazu w jednej chwili jak aparat fotograficzny, a zamiast tego rejestruje kolejne linie obrazu - dlatego głowica czytająca skanera przesuwa się lub skanowane medium pod nią). Nazwa skanera jako czytnika przebiegowego, często przenoszona jest na czytniki nieprzebiegowe (np. elektroniczne).