Сметачка графика

Сметачка графика или компјутерска графика — подобласт на информатиката која ги проучува методите за дигитално синтетизирање и манипулирање со визуелните содржини. Иако терминот честопати се однесува на проучување на традименизоналната сметачка графика, но исто така опфаќа како дводимензионална графика така и обработка на слика.
1 Преглед
Сметачката графика ја проучува манипулацијата со визуелни и геометриски информации со помош на сметачки техники. Тој се фокусира на ''математичките'' и ''пресметковните'' основи на генерирање и обработка на слики наместо на чисто естетски прашања. Сметачката графика често се разликува од полето на визуелизација, иако двете полиња имаат многу сличности.
Поврзаните студии вклучуваат:
* Применета математика
* Сметачка геометрија
* Сметачка топологија
* Сметачки преглед
* Обработка на слика
* Визуелизација на информации
* Научна визуелизација
* Дизајн за печатење
* Дигитална уметност
* Специјални ефекти
* Видеоигри
* Визуелни ефекти
2 Историја
Постојат неколку меѓународни конференции и списанија на кои се објавуваат најзначајните резултати во сметачката графика. Меѓу нив се списанието SIGGRAPH и Еврографски списанија и списанието „ Здружение за сметачки 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 исцртување, Симпозиум за сметачка анимација, и Графика со високи перформанси.
Како и во остатокот од сметачката наука, конференциските публикации во сметачка графика се генерално позначајни од публикациите во списанија (и последователно имаат помали стапки на прифаќање).
3 Подполиња
Широка класификација на главните под-полиња во сметачката графика може да биде:
# Геометрија : начини на претставување и обработка на површините
# Анимација : начини на претставување и манипулирање со движењето
# Исцртување: алгоритми за репродукција на транспорт на светлина
# Слики: стекнување на слика или уредување на слика
3.1 Геометрија
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 сметачката 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.
3.2 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 сметачите станаа помоќни сметачки.
; Подполиња
* Фаќање на перформанси
* Анимација на ликови
* Физичка симулација (на пр.анимација на динамика на флуиди, итн. )
3.3 Исцртување
Исцртувањето генерира слики од модел. 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 исцртување 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 исцртување, бидејќи тие можат значително да влијаат на дизајнот на алгоритмите за исцртување. 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
* Нефотореалистично исцртување
* Физички засновано исцртување - се однесува на генерирање слики според законите на геометриската оптика
* Исцртување во реално време - се фокусира на исцртување за интерактивни апликации, обично користејќи специјализиран хардвер како графички обработувачи.
* Осветлување - неодамнешна област што се занимава со брзо исцртување на сцени
4 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
5 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
6 Дополнителна литература
* Фоли ''и сор'' . ''Сметачка графика: принципи и пракса'' .
* Ширли. ''Основи на сметачката графика'' .
* Ват ''3Д сметачка графика'' .
6.1 Универзитетски групи
* на Универзитетот Симон Фрејзер
* на Универзитетот во Хонгконг
* на Универзитетот во Бат
***** , IIIT Хајдерабад
**** на крзно Информатикс Макс-Планк-Институт
*** Универзитетот Ахен RWTH
** на USC
* на Институтот за креативни технологии при USC
* на Напредниот институт за наука и технологија во Кореја (KAIST)
* во PUC-Рио
* на Универзитетот во Бон
* на Универзитетот во Вирџинија
* на Универзитетот во Токио
* на УТ Остин
* на ЕТХ Цирих
* во Рајс
* на Универзитетот Колумбија
* на Универзитетот Пурдју
* на Универзитетот Пурдју
* на Универзитетот во Јута
* на Универзитетот во Висконсин
*** на Technische Universitat Wien
* во Technische Universitat Виена
** на Универсидад де Сарагоса
* на Универсидад де Хаен
* на универзитетот Цингуа
** на Универзитетот во Вашингтон
** на Универзитетот во Мериленд, Колеџ Парк
* во Georgiaорџија Техн
* на УЦ Дејвис
* на Универсидад де Лос Андите, Богота, Колумбија
* на Универзитетот во Британска Колумбија
** во NYујорк
**** на Политехничкиот универзитет во Каталонија
* во Вандербилт
**