Компјутерска графика (компјутерска наука)

Компјутерската графика е под-област на компјутерски науки која ги проучува методите за дигитално синтетизирање и манипулирање со визуелните содржини. Иако терминот честопати се однесува на проучување на традименизоналната компјутерска графика, но исто така опфаќа како дводимензионална графика така и обработка на слика.

 Преглед 
Компјутерската графика ја проучува манипулацијата со визуелни и геометриски информации со помош на компјутерски техники. Тој се фокусира на математичките и пресметковните основи на генерирање и обработка на слики наместо на чисто естетски прашања. Компјутерската графика често се разликува од полето на визуелизација, иако двете полиња имаат многу сличности.

Поврзаните студии вклучуваат:

 Применета математика
 Компјутерска геометрија
 Компјутерска топологија
 Компјутерски преглед
 Обработка на слика
 Визуелизација на информации 
 Научна визуелизација
 Дизајн за печатење 
 Дигитална уметност
 Специјални ефекти
 Видео игри
 Визуелни ефекти

 Историја 
Постојат неколку меѓународни конференции и списанија на кои се објавуваат најзначајните резултати во компјутерската графика. Меѓу нив се списанието SIGGRAPH и Еврографски списанија и списанието „ Здружение за компјутерски машини''(ACM) Transactions on Graphics. Заедничката серија на симпозиуми Eurographics и ACM SIGGRAPH ги содржи главните места за поспецијализираните под-полиња: Симпозиум за обработка на геометрија, Симпозиум за рендерирање, Симпозиум за сметачка анимација,  и Графика со високи перформанси.

Како и во остатокот од компјутерската наука, конференциските публикации во компјутерска графика се генерално позначајни од публикациите во списанија (и последователно имаат помали стапки на прифаќање).

 Подполиња 
Широка класификација на главните под-полиња во компјутерската графика може да биде:

 Геометрија : начини на претставување и обработка на површините
 Анимација : начини на претставување и манипулирање со движењето
 Рендерирање: алгоритми за репродукција на транспорт на светлина
 Слики: стекнување на слика или уредување на слика

 Геометрија 
мини|Сукцесивни приближувања на површина пресметана со употреба на метрички квадрични грешки
Под-полето на геометријата ја проучува претставата на тридимензионални објекти во дискретно дигитално опкружување. Бидејќи изгледот на објектот во голема мера зависи од неговата надворешност, најчесто се користат гранични претстави. Дводимензионални површини се добра претстава за повеќето предмети, иако може да не се размножуваат. Бидејќи површините не се конечни, се користат дискретни дигитални приближувања. Многуаголните мрежи (и во помала мерка површини на поделба) се убедливо најчестата претстава, иако претставите засновани на точки станаа попопуларни неодамна (види на пример Симпозиум за графички засновани на точки). Овие претстави се лагрангиски, што значи дека просторните локации на примероците се независни. Неодамна, описите на Олелеровата површина (т.е. каде што се фиксираат просторни примероци), како што се поставувања на нивоа, се развиени во корисна претстава за деформирање на површини кои претрпуваат многу тополошки промени (со најтегнатиот пример течностите ).

 Подполиња за геометрија

 Имплицитно моделирање на површина - постара под-област која ја испитува употребата на алгебарски површини, конструктивна цврста геометрија, итн.
 Дигитална обработка геометрија- реконструкација на површина, поедноставување, параметризација, површинска компресија, и површинско уредување- сите потпаѓаат под овој наслов.
 Дискретна диференцијална геометрија - поле за раѓање кое дефинира геометриски величини за дискретните површини што се користат во компјутерската графика.
 Графика заснована на точка - неодамнешно поле кое се фокусира на точките како основна репрезентација на површините.
 Површини на поделба
 Обработка на мрежата надвор од јадрото - уште едно неодамнешно поле кое се фокусира на мрежни групи што не се вклопуваат во главната меморија.

 Анимација 
Подполето на анимација ги проучува описите за површини (и други појави) кои се движат или деформираат со текот на времето. Историски гледано, повеќето работи во оваа област се фокусираат на параметарски и модели водени од податоци, но неодамна физичката симулација стана попопуларна, бидејќи компјутерите станаа помоќни компјутерски.

 Подполиња

 Фаќање на перформанси
 Анимација на ликови
 Физичка симулација (на пр.анимација на динамика на флуиди, итн. )

 Рендерирање 
мини|Индиректно дифузно расејување, симулирано со користење на пресликување на трасата и зрачење.
Рендерството генерира слики од модел. Рендерирањето може да симулира светлосен транспорт за да создаде реални слики или може да создаде слики што имаат посебен уметнички стил во нефотореалистично прикажување. Двете основни операции во реалното рендерирање се транспорт (колку светлина поминува од едно до друго место) и расејување (како површините комуницираат со светлината).

 Транспорт

Транспортот опишува како осветлувањето во една сцена патува од едно до друго место. Видливоста е главна компонента на лесниот транспорт.

 Расејување

Моделите на расејување и засенчување се користат за да се опише изгледот на површината. Во графиката, овие проблеми честопати се изучуваат во контекст на рендерирање, бидејќи тие можат значително да влијаат на дизајнот на алгоритмите за рендерирање. Засенчување може да се подели на две ортогонални теми, кои честопати се изучуваат независно:

 расејување - како светлината комуницира со површината во дадена точка
 засенчување - како материјалните својства варираат низ целата површина

Поранешниот проблем се однесува на расејување, односно на врската помеѓу влезната и излезната осветлување во дадена точка. Описите на расејувањето обично се дадени во смисла на двонасочна функција на дистрибуција или BSDF. Последното прашање се однесува на тоа како се дистрибуираат различните видови расејување низ површината (т.е. која функција на расејување се применува каде). Описите од овој вид обично се изразуваат со програма наречена засенчувач . (Забележете дека има одредена конфузија бидејќи зборот „засенчувач“ понекогаш се користи за програми што ја опишуваат локалната геометриска варијација. )

 Други подполиња

 Не-фотореалистично рендерирање 
 Физички засновано рендерирање - се однесува на генерирање слики според законите на геометриската оптика
 Рендерирање во реално време - се фокусира на рендерирање за интерактивни апликации, обично користејќи специјализиран хардвер како графички обработувачи. 
 Осветлување -  неодамнешна област што се занимава со брзо рендерирање сцени

 Значајни истражувачи 

 Arthur Appel
 James Arvo
 Brian A. Barsky
 Jim Blinn
 Jack E. Bresenham
 Loren Carpenter
 Edwin Catmull
 James H. Clark
 Robert L. Cook
 Franklin C. Crow
 Paul Debevec
 David C. Evans
 Ron Fedkiw
 Steven K. Feiner
 James D. Foley
 David Forsyth
 Henry Fuchs
 Andrew Glassner
 Henri Gouraud (computer scientist)
 Donald P. Greenberg
 Eric Haines
 R. A. Hall
 Pat Hanrahan
 John Hughes
 Jim Kajiya
 Takeo Kanade
 Kenneth Knowlton
 Marc Levoy
 Martin Newell (computer scientist)
 James O'Brien
 Ken Perlin
 Matt Pharr
 Bui Tuong Phong
 Przemyslaw Prusinkiewicz
 William Reeves
 David F. Rogers
 Holly Rushmeier
 Peter Shirley
 James Sethian
 Ivan Sutherland
 Demetri Terzopoulos
 Kenneth Torrance
 Greg Turk
 Andries van Dam
 Henrik Wann Jensen
 Gregory Ward
 John Warnock
 J. Turner Whitted
 Lance Williams

 Поврзано 

 Computer facial animation
 Computer science
 Computer science and engineering
 Computer graphics
 Digital geometry
 Digital image editing
 Geometry processing
 Painter's algorithm
 Stanford Bunny
 Utah Teapot

 Користена литература 

 Дополнителна литература 

 Фоли и сор . Компјутерска графика: принципи и пракса .
 Ширли. Основи на компјутерската графика .
 Ват 3Д компјутерска графика .

 Надворешни врски 

 Критична историја на компјутерска графика и анимација
 Историја на компјутерска графика серија написи

 Универзитетски групи 

 Група за употребливост и визуелизација на компјутерска графика на Универзитетот Симон Фрејзер
 Група за компјутерска графика на Универзитетот во Хонгконг
 Центар за истражување на технологија за медиуми на Универзитетот во Бат
 Група за компјутерска анимација и моделирање Беркли 
 Компјутерска графика Беркли
 Група за компјутерска графика на универзитетот Бристол
 C²G² на Универзитетот Колумбија
 Центар за визуелна информатичка технологија, IIIT Хајдерабад
 Мултирезим група за моделирање Caltech
 Лабораторија за графика Карнеги Мелон
 Центар за графика и геометриски компјутери при Технион Израел Институт за технологија, Хаифа, Израел 
 Катедра за компјутерска графика на крзно Информатикс Макс-Планк-Институт
 Катедра за компјутерска графика во Висока екола Алберт quакард
 Група за компјутерска графика во Браун
 Група за компјутерска графика на Универзитетот Ахен во RWTH
 Компјутерска графика на Харвард 
 Лабораторија за компјутерска графика и потопна технологија на USC
 Графичка лабораторија  на Институтот за креативни технологии при USC
 Лабораторија за компјутерска графика на Напредниот институт за наука и технологија во Кореја (KAIST)
 Група за компјутерска графика во PUC-Рио
 Група за компјутерска графика на Универзитетот во Бон
 Група за компјутерска графика на Универзитетот во Вирџинија
 Лабораторија за компјутерска графика  на Универзитетот во Токио
 Лабораторија за компјутерска графика на УТ Остин
 Лабораторија за компјутерска графика на ЕТХ Цирих
 Група за компјутерска графика / геометриски дизајн во Рајс
 Лабораторија за компјутерска графика и кориснички интерфејси на Универзитетот Колумбија
 Лабораторија за компјутерска графика со високи перформанси  на Универзитетот Пурдју
 Лабораторија за компјутерска графика и визуелизација на Универзитетот Пурдју
 Лабораторија за компјутерска графика и визуелизација  на Универзитетот во Јута
 Лабораторија за компјутерска графика и визуелизација на Универзитетот во Висконсин
 Програма за компјутерска графика на Универзитетот Корнел
 Проект за динамичка графика на Универзитетот во Торонто
 Група за геометриско моделирање и индустриска геометрија на Technische Universitat Wien
 Институтот за компјутерска графика и алгоритми во Technische Universitat Виена
 Графика и анализа на слика на УНЦ
 Лабораторија за графика и слики на Универсидад де Сарагоса
 Група за графика и геоматика  на Универсидад де Хаен
 Група за графика и геометриски компјутери на универзитетот Цингуа
 Графика @ Илиноис
 ГРАИЛ  на Универзитетот во Вашингтон
 ГРАВИР на iMAGIS
 ГВИЛ на Универзитетот во Мериленд, Колеџ Парк
 Центар ГВУ во Georgiaорџија Техн
 ИДАВ визуелизација и графичка истражувачка група  на УЦ Дејвис
 ИМАГИНИ Истражувачка група  на Универсидад де Лос Андите, Богота, Колумбија
 Лабораторија за имиџ на Универзитетот во Британска Колумбија
 Група за компјутерска графика МИТ
 МРЛ во NYујорк
 Група за графика и геометрија Принстон
 Лабораторија за компјутерска графика во Стенфорд
 Лабораторија за компјутерска графика UCSD
 ViRVIG на Политехничкиот универзитет во Каталонија
 Истражувачки центар за визија во Вандербилт
 Меѓународна мрежа INI-GraphicsNet
 Центар за истражување VRVis

Категорија:Информатика
Категорија:Сметачка графика