Nozioni di base sulla computer grafica
La computer grafica è un'arte di disegnare immagini sugli schermi dei computer con l'aiuto della programmazione. Comporta calcoli, creazione e manipolazione di dati. In altre parole, possiamo dire che la computer grafica è uno strumento di rendering per la generazione e la manipolazione di immagini.
Tubo a raggi catodici
Il dispositivo di output principale in un sistema grafico è il monitor video. L'elemento principale di un monitor video è ilCathode Ray Tube (CRT), mostrato nell'illustrazione seguente.
Il funzionamento di CRT è molto semplice:
Il cannone elettronico emette un fascio di elettroni (raggi catodici).
Il fascio di elettroni passa attraverso sistemi di focalizzazione e deflessione che lo dirigono verso posizioni specificate sullo schermo rivestito di fosforo.
Quando il raggio colpisce lo schermo, il fosforo emette un piccolo punto di luce in ogni posizione a cui entra in contatto il fascio di elettroni.
Ridisegna l'immagine dirigendo rapidamente il fascio di elettroni sugli stessi punti dello schermo.
Ci sono due modi (scansione casuale e scansione raster) con cui possiamo visualizzare un oggetto sullo schermo.
Scansione raster
In un sistema di scansione raster, il fascio di elettroni viene spostato sullo schermo, una riga alla volta dall'alto verso il basso. Quando il fascio di elettroni si sposta su ciascuna riga, l'intensità del fascio viene attivata e disattivata per creare uno schema di punti illuminati.
La definizione dell'immagine è archiviata nell'area di memoria denominata Refresh Buffer o Frame Buffer. Questa area di memoria contiene l'insieme dei valori di intensità per tutti i punti dello schermo. I valori di intensità memorizzati vengono quindi recuperati dal buffer di aggiornamento e "disegnati" sullo schermo una riga (linea di scansione) alla volta come mostrato nell'illustrazione seguente.
Ogni punto dello schermo è indicato come un file pixel (picture element) o pel. Alla fine di ogni linea di scansione, il fascio di elettroni ritorna sul lato sinistro dello schermo per iniziare a visualizzare la linea di scansione successiva.
Scansione casuale (scansione vettoriale)
In questa tecnica, il fascio di elettroni è diretto solo verso la parte dello schermo in cui l'immagine deve essere disegnata piuttosto che la scansione da sinistra a destra e dall'alto verso il basso come nella scansione raster. È anche chiamatovector display, stroke-writing display, o calligraphic display.
La definizione dell'immagine viene memorizzata come un insieme di comandi di disegno di linee in un'area di memoria denominata refresh display file. Per visualizzare un'immagine specifica, il sistema passa in rassegna la serie di comandi nel file di visualizzazione, disegnando a turno ciascuna linea del componente. Dopo che tutti i comandi di disegno di linea sono stati elaborati, il sistema torna al primo comando di linea nell'elenco.
I display a scansione casuale sono progettati per disegnare tutte le linee componenti di un'immagine da 30 a 60 volte al secondo.
Applicazione della computer grafica
Computer Graphics ha numerose applicazioni, alcune delle quali sono elencate di seguito:
Computer graphics user interfaces (GUIs) - Un paradigma grafico, orientato al mouse che consente all'utente di interagire con un computer.
Business presentation graphics - "Un'immagine vale più di mille parole".
Cartography - Disegnare mappe.
Weather Maps - Mappatura in tempo reale, rappresentazioni simboliche.
Satellite Imaging - Immagini geodetiche.
Photo Enhancement - Affilatura foto sfocate.
Medical imaging - MRI, TAC, ecc. - Esame interno non invasivo.
Engineering drawings - meccanico, elettrico, civile, ecc. - Sostituzione dei progetti del passato.
Typography - L'uso di immagini dei personaggi nell'editoria - che sostituisce il tipo duro del passato.
Architecture - Piani di costruzione, schizzi esterni - in sostituzione delle cianografie e dei disegni a mano del passato.
Art - I computer forniscono un nuovo mezzo per gli artisti.
Training - Simulatori di volo, istruzioni assistite da computer, ecc.
Entertainment - Film e giochi.
Simulation and modeling - Sostituzione della modellazione fisica e degli enactment