Համակարգչային գրաֆիկա (համակարգչային գիտություն)

Համակարգչային գրաֆիկա- համակարգչային գիտության ոլորտ է, որն ուսումնասիրում է տեսողական տեղեկատվության բովանդակությունը թվայնորեն սինթեզելու և շահարկելու մեթոդները։ Չնայած տերմինը հաճախ վերաբերում է 3D` եռաչափ համակարգչային գրաֆիկայի ուսումնասիրությանը, այն նաև ներառում է 2D` երկչափ գրաֆիկա և պատկերների մշակում։

Յուտայի թեյնիկի ժամանակակից մատուցում, պատկերակային մոդել 3D համակարգչային գրաֆիկայով, որը ստեղծվել է Մարտին Նյուել-ի կողմից՝ 1975 թվականին

ԱկնարկԽմբագրել

Համակարգչային գրաֆիկան՝ հաշվողական տեխնիկայի միջոցով, ուսումնասիրում է տեսողական և երկրաչափական տեղեկատվությնների մանիպուլյացիան։ Այն կենտրոնանում է պատկերի ստեղծման և մշակման մաթեմատիկական ու հաշվարկային հիմունքների վրա, այլ ոչ թե զուտ գեղագիտական հարցերին։ Համակարգչային գրաֆիկան հաճախ տարբերվում է տեսողականից, չնայած, որ երկու ոլորտները՝ շատ նմանություններ ունեն։

Ուսումնասիրվող ոլորտներն են.

  • Կիրառական մաթեմատիկա
  • Հաշվողական երկրաչափություն
  • Հաշվողական տեղաբանություն
  • Համակարգչային տեսողություն
  • Պատկերի մշակում
  • Տեղեկատվական պատկերացում
  • Գիտական պատկերացում

Համակարգչային գրաֆիկայի ծրագրերից են․

  • Տպման ձևավորում
  • Թվային արվեստ
  • Հատուկ էֆեկտներ
  • Վիդեո Խաղեր
  • Տեսողական էֆեկտներ

ՊատմությունըԽմբագրել

Կան մի շարք միջազգային գիտաժողովներ՝ որտեղ քննարկվում են, և ամսագրեր՝ որտեղ տպագրվում են, համակարգչային գրաֆիկայի առավել նշանակալի արդյունքների մասին։ Դրանցից են՝ ՍԻԳԳՌԱՖ (անգլ.՝ SIGGRAPH - Special Interest Group on Computer GRAPHics and Interactive Techniques - (ՀԳԻՏՀՀԽ) (Համակարգչային գրաֆիկայի և ինտերակտիվ տեխնիկայի հատուկ հետաքրքրությունների խումբ)) և Եվրոգրաֆիկա (անգլ.՝ Eurographics) գիտաժողովները, Հաշվիչ մեքենաների ասոցիացիան (ՀՄԱ) (անգլ.՝ Computing Machinery (ACM)), «Գործարքներ գրաֆիկայում» (անգլ.՝ Transactions on Graphics) ամսագիրը։ Եվրոգրաֆիկա և ՍԻԳԳՌԱՖ գիտաժողովների շարքը համատեղ են ներկայացնում առավել մասնագիտացված ենթաոլորտների հիմնական տեղերը. Երկրաչափության մշակման սիմպոզիում[1], մատուցման սիմպոզիում, համակարգչային անիմացիաների սիմպոզիում[2], և բարձրորակ գրաֆիկա[3]։

Ընդհանուր առմամբ, «Համակարգչային գրաֆիկա» գիտաժողովի հրապարակումները՝ համակարգչային գիտության բոլոր ոլորտներրի մասին ավելի նշանակալի են, քան ամսագրային հրապարակումները (որոնք հետագայում ավելի ցածր ցուցանիշներ ունեցան)[4]։

ԵնթածրագրերԽմբագրել

Համակարգչային գրաֆիկայի հիմնական ենթակետերն են.

  • Երկրաչափություն. Մակերեսները ներկայացնելու և վերամշակելու եղանակներ
  • Անիմացիա. Շարժումը ներկայացնելու և շահարկելու եղանակներ
  • Քայլաշար. Ալգորիթմներ՝ թեթև տրանսպորտը վերարտադրելու համար
  • Պատկերում. Պատկերների ձեռքբերում կամ պատկերի խմբագրում

ԵրկրաչափությունԽմբագրել

 
Քառակուսու սխալի չափումների միջոցով հաշվարկված մակերևույթի հաջող մոտավորությունները

Երկրաչափության ուսումնասիրության հիմքում եռաչափ օբյեկտների ներկայացումն է դիսկրետ թվային պարամետրերով։ Քանի որ, օբյեկտի տեսքը մեծապես կախված է նրա արտաքինից, սահմանային ձևաչափերն առավել հաճախ են օգտագործվում։ Երկչափ մակերեսները լավ տարածք են օբյեկտների մեծ մասի համար, չնայած դրանք կարող են դիտվել տարբեր կողմերից։ Քանի որ մակերեսները վերջավոր չեն, օգտագործվում են դիսկրետ թվային մոտավորություններ։ Բազմանկյուն ցանցերը (անգլ.՝ Polygonal meshes) և ավելի փոքր չափաբաժնով մակերեսները, հեռու են ամենատարածված ձևաչափ լինելուց, իսկ կետային ձևաչափերը՝ վերջին ժամանակներս, դարձել են ավելի տարածված (տես, օրինակ՝ կետային գծապատկերների սիմպոզիումը)[5]։ Այս ձևաչափերը կոչվում են՝ Լեգենդներ (անգլ.՝ Lagrangian), այսինքն` կետերը նշելու տարածական տեղանքներն անկախ են։ Էյլերի մակերեսային չափագրումը (այսինքն՝ որտեղ տեղակայված են տարածական նմուշները), ըստ որի՝ յուրաքանչյուր մակարդակում հավաքածուները վերածվում են դեֆորմացվող մակերևույթների օգտակար ձևաչափի, վերջերս՝ ենթարկվել են բազմաթիվ տեղաբանական փոփոխությունների (հեղուկները առավել ուշագրավ օրինակ են)[6]։

Երկրաչափական ենթածրագրեր

  • Անհարթ մակերևույթներիի մոդելավորում- բավականի հին ծրագիր է, որն ուսումնասիրում է՝ հանրահաշվական ճշգրիտ բանաձևերի, կառուցողական երկրաչափության և այլնի օգնությամբ, մոդելավորվող մակերևույթի ներկայացման համար։
  • Երկրաչափության թվային վերամշակում- Մակերեսի վերակառուցում, պարզեցում, ցանցի վերանորոգում, պարամետրերի հստակեցում, հեռացում, ցանցերի վերարտադրություն, մակերևույթի սեղմում և մակերևույթի խմբագրում՝ բոլոր նշվածները գտնվում են այս խորագրի ներքո[7]։
  • Դիսկրետ դիֆերենցիալ երկրաչափություն - նորաստեղծ դաշտ է, որը սահմանում է համակարգչային գրաֆիկայի մեջ օգտագործված երկրաչափական դիսկրետ մակերեսների քանակությունները[8]։
  • Կետերի վրա հիմնված գրաֆիկա-Վերջնական ենթածրագիր, որը կենտրոնանում է կետերի վրա` որպես մակերեսների հիմնական բաղադրիչի։
  • Ստորաբաժանման մակերեսը։
  • Արտաքին ցանցի վերամշակում-վերջերս ուսումնասիրված ևս մեկ ոլորտ, որը կենտրոնանում է շտեմարանների ցանցում առկա հիմնական տվյալների վրա, որոնք չեն տեղավորվում հիմնական հիշողության մեջ։

Անիմացիա (շարժում)Խմբագրել

Անիմացիոն ծրագրերը ուսումնասիրում են այն մակերեսների (և այլ երևույթների) նկարագրությունները, որոնք ժամանակ-առ-ժամանակ շարժվում կամ դեֆորմացվում են։ Պատմականորեն, այս ոլորտում աշխատանքների մեծ մասը կենտրոնացել և հիմնվել է պարամետրային տվյալներով մոդելների վրա, որոնց ֆիզիկական սիմուլյացիան ավելի է բարձրացել, քանի որ համակարգիչները՝ հաշվարկային համակարգերի համար, առավել հզոր գործիք են դարձել։

Ենթածրագրեր

  • Շարժման դադար
  • Նիշավորված շարժում
  • Ֆիզիկական սիմուլյացիա (օրինակ՝ կտորի մոդելավորում, հեղուկի դինամիկայի անիմացիա և այլն)

ԾանոթագրություններԽմբագրել

  1. «geometryprocessing.org»։ geometryprocessing.org։ Վերցված է 2014-05-01 
  2. [1] Archived March 14, 2007, at the Wayback Machine.
  3. «High Performance Graphics»։ highperformancegraphics.org 
  4. «Best Practices Memo»։ Cra.org։ Արխիվացված է օրիգինալից 2014-05-02-ին։ Վերցված է 2014-05-01 
  5. «Point Based Graphics 2007 - PBG07»։ Graphics.ethz.ch։ Վերցված է 2014-05-01 
  6. «Ron Fedkiw»։ graphics.stanford.edu։ Վերցված է 2014-05-01 
  7. «Digital Geometry Processing»։ cs.ubc.ca։ Վերցված է 2014-05-01 
  8. «Discrete Differential Geometry»։ ddg.cs.columbia.edu։ Վերցված է 2014-05-01 

Արտաքին հղումներԽմբագրել

ԱրդյունաբերությունԽմբագրել

«Կապույտ երկինք» գրաֆիկայի հետազոտություն կատարող արդյունաբերական լաբորատորիաները ներառում են․

Գրաֆիկայի հետազոտության համար աչքի ընկած խոշոր կինոստուդիաներն են.

Տես՝ computer graphics Վիքիբառարան, բառարան և թեզաուրուս