თუ რემბრანტი ცოცხალი იქნებოდა დახატავდა თუ არა ის ნახატებს ზეთით… თუ მშვიდად სავარძელში დაჯდებოდა და მაუსით დახატავდა კომპიუტერულ ეკრანზე გამაოგნებელი გრაფიკებით? მიუხედავად უნიჭობისა ბევრ ჩვენგანს კომპიუტერის დახმარებით შეუძლია საკმაოდ კარგი ნახატის დახატვა. არქიტექტორი ხართ, თუ ვებ დიზაინერი, მოდელი სტუდენტი თუ მეცნიერი, კომპიუტერული გრაფიკები საქმეს დაგიჩქარებთ და გაგიადვილებთ. როგორ? მოდით ვნახოთ!
რა არის კომპიუტერული გრაფიკები?
კომპიუტერული გრაფიკები ნიშნავს სურათების დახატვას კომპიუტერის ეკრანზე. რა არის კარგი ამაში? ფურცელზე სკეჩის დახატვა – კაცი ან სახლი – და შედეგად მიიღებთ ანალოგ ინფორმაციას: თქვენ რაც დახატეთ ანალოგია რაიმესი რეალური სამყაროდან. ცვილებების შეტანა თქვენს ნაშრომში შეიძლება საკმაოდ რთული აღმოჩნდეს ან ადვილი: შეიძლება ფანქრით დახატული წაშალოთ, მაგრამ მარკერით დახატულის წაშლა უფრო რთული იქნება. ყოველდღიური გრაფიკებსაც სირთულე აქვს თუ საწყისი ნაწილი სურათის ძალზე დიდია სხვა სურათებს ვეღარ ჩატევთ გვერდზე. მოგსვლიათ ისე, რომ ბევრი ფურცელი გადაგიგდიათ ნაგვის ურნაში რათა სწორად დაგეხატათ?
სწორედ ამიტომ მსახიობებს, დიზაინერებს და არა მხოლოდ მათ უყვართ კომპიუტერული გრაფიკები. კომპიუტერის ეკრანზე სურათის დახატვა შედეგად ციფრულ ინფორმაციას გაძლევთ. მსგავსია ფურცლის ნახატის, მაგრამ თქვენს კომპიუტერში სურათი ინახება ციფრების სერიებით. შეცვალე ციფრი და შეიცვლება სურათიც თვალის დახამხამებაში. ადვილია სურათის ეკრანზე მოძრაობა, დაახლოება, გადიდება და შემცირება,შებრუნება,ფერების შეცვლა და სხვა სახის ტრანსფორმაციების განხორციელება. დასრულების შემდეგ შეგიძლიათ შეინახოთ დოკუმენტად ან ამობეჭდოთ, ატვირთოთ ვებ გვერდზე, გააგზავნოთ ელექტრონული ფოსტით და ყველაფერი ეს შესაძლებელია ინფორმაციის ციფრულობის გამო.
რასტერ და ვექტორ გრაფიკები
ყველა კომპიუტერული ხელოვნების ნიმუში არის ციფრული, მაგრამ ციფრული სურათის დახატვის ორი განსხვავებული გზა არსებობს კომპიუტერულ ეკრანზე: რასტერული და ვექტორული გრაფიკები. უბრალო კომპიუტერული გრაფიკის პროგრამები, მაგალითად Paint და PaintShop Pro დაფუძნებულია რასტერ გრაფიკებზე, ხოლო უფრო რთული პროგრამები, როგორიცაა CorelDRAW,AutoCAD და Adobe Illustrator იყენებენ ვექტორულ გრაფიკებს. რა განსხვავებაა მათ შორის?
რასტერ გრაფიკები
უცქირეთ გამჭოლად კომპიუტერის ეკრანს და დაინახავთ, რომ სურათები და ტექსტი მცირე ზომის შეფერადებული უჯრედებისგან ანუ პიქსელებისგან არიან აგებულნი. ჩვეულებრივი გრაფიკული სურათები პიქსელებისგანაა აგებული, როგორც კედლები ბლოკებისგან. პირველი კომპიუტერული ეკრანები ასკანირებდნენ ელექტრონებს (ატომების მცირე დამუხტულ ნაწილებს) ზემოდან ქვებოთ მარცხნიდან მარჯვნივ. ასე სურათის შექმნას რასტერული სკანირება ქვია და სურათის ასეთ შექმნასაც რასტერულ გრაფიკებს ვუწოდებთ.
Bitmaps – ბიტმეფები
ალბათ გსმენიათ ორობითი სისტემის შესახებ, რომლითაც კომპიუტერები 1,2,3,4 და ა.შ ციფრებს გამოხატავენ ორი ციფრის 0-ისა და 1-ის გამოყენებით მაგალითად 5678 ორობითში არის 1011000101110. წარმოიდგინეთ ხართ კომპიუტერი და გსურთ სურათის დამახსოვრება, რომელიც ეკრანზეა გამოსახული. თუ შავთეთრია 0-ით თეთრს და 1-ით კი შავს შეინახავთ ან პირიქიტ. ანუ 800×600 გაფართოების პიქსელბს 0-ებად და 1-ებად შეინახავთ 480,000 სიად. სწორედ ასეა აგებული ბინურალური ციფრებით სურათები კომპიუტერში (Binary Digits)
, რომელთაც შემოკლებით ბიტები ქვიათ სრულად კი bitmap ბიტმეფი, რადგანაც ერთი ერთთან კორესპონდენციაა სურათის პიქსელის და ფაილის ბიტებს შორის. თუ 8 ბიტს გამოვიყენებთ ყოველი პიქსელისთვის შეგვეძლება 8 სხვადასხვა ფერის დამახსოვრება, დაგვჭირდება 8-ჯერ მეტი მეხსიერება იმავე სურათის შესანახად შავ თეთრთან შედარებით. რაც მეტი ფერის ჩვენება გვსურს მით მეტი ბიტები გვჭირდება.
თუ ორჯერ გავადიდებთ ასეთ სურათს კარგად ვერ ხდება ესპროცესი და სურათის პიქსელები შესამჩნევი გახდება, სწორედ ესაა რასტერული გრაფიკების ნაკლი და ბევრი მეხსიერების გამოყენება. დეტალურმა ფოტომ შეიძლება 16 მილიონი ფერი გამოიყენოს, 24 ბიტი პიქსელზე, 24-ჯერ მეტი მეხსიერება.
გაფართოება
მაქსიმალური პიქსელების რაოდენობა სურათში (ან კომპიუტერის ეკრანზე) არის გაფართოება. პირველ Commodore Pet-ს დაბალი გაფართოება ჰქონდა 80 ჰორიზონტალური და 25 ვერტიკალური. ყოველი უჯრა 8×8 პიქსელი იყო, ანუ გაფართოება ჰქონდა 640×200=128,000 პიქსელები (ანუ 0.128 მეგაპიქსელი,მეგაპიქსელი კი 1 მილიონი პიქსელია) ჩემს ლეპტოპს გაფართოება აქვს 1280×800=1.024 მეგაპიქსელი, 7-8ჯერ უფრო დეტალურია. ციფრული კამერა 7 მეგაპიქსელი გაფართოების 7-ჯერ უფრო დეტალური იქნება ვიდრე ჩემი ლეპტოპის ეკრანი და 50-ჯერ უფრო დეტალური ვიდრე Commodore Pet-ის ეკრანი.
Anti-aliasing – ანტი-ელიეისინგი
პიქსელირებულ ეკრანზე კუთხეების და ცუდი კუთხეების მოშორების ერთ-ერთი მეთოდია ამ პიქსელების ბუნდოვნობის მატება (ლაქის ეფექტი), რათა უკეთესი ხაზური ეფექტი მივიღოთ, ამ მეთოდს ანტი-ელიეისინგი ჰქვია (anti-aliasing) ხშირად გამოიყენება პიქსელირებულ ეკრანებზე ფონტების უკეთესად საჩვენებლად.
Vector graphics ვექტორული გრაფიკები
არსებობს კომპიუტერული გრაფიკების კერძოდ რასტერული გრაფიკების პრობლემების გზის ავლის მეთოდი, პიქსელებით სურათის აშენების მაგივრად, თქვენ დახატავთ მას, როგორც ბავშვი სწორი ხაზებით, რომელსაც ვექტორული Vectors ვეძახით და ვიყენებთ ასევე უბრალო ფორმებს (წრე,სამკუთხედი და სხვა), რომელსაც პრიმიტივებს ვუწოდებთ (primitives). რასტერული გრაფიკებით სახლის ნახატს ასობით,ათასობით და მილიონობით ინდივიდუალური პიქსელით აგებთ, პიქსელებს შორის კავშირი არ არის. ვექტორული გრაფიკებით კი ფანჯრებს კარებს და სხვა დეტალებს უკვე არსებული ფორმებით, საბოლოოდ გამოჩნდება თითქოს ფიქსელებითაა აგებული, მაგრამ ამ შემთხვევაში პიქსელები დაკავშირებულია ერთმანეთთან. ასე ინდივიდუალური წერტილების ნაცვლად ფორმების და ხაზების გამოყენებით უფრო სწრაფად მიიღებთ სურათს და ნაკლები ინფორმაციით შეინახავთ, ასევე ვექტორული სურათის გაფართოების ცვლილება პიქსელირებულ ეფექტს არ იწვევს, სწორედ ასე ანხორციელებს კომპიუტერული პროგრამა ფონტების ზომაში მატებას პიქსელირებული ეფექტის გარეშე.
თანამედროვე კომპიუტერის გრაფიკული პაკეტები სურათის დახატვის შესაძლებლობას რასტერული და ვექტორული გრაფიკების სახით გვთავაზობს, ზოგიერთ შემთხვევეაში ერთი მუშაობს მეორეზე უკეთ, ზოგჯერ კი ორივეს მიქსი გჭირდებად ერთ სურათში. GIMP გრაფიკული პაკეტით შესაძლებელია ბეზიერის ტექნიკის გამოყენება ანუ ჯერ ფორმებს აძლევთ ვექტორულად და შემდეგ პიქსელებად აკონვერტებთ, მაგალითად bitmap სურათად.
3D graphics – 3დ გრაფიკები
რეალური ცხოვრება კომპიუტერული თამაში და ვირტუალური რეალობის სიმულატორი არ არის. კომპიუტერის მიერ გენერირებული სურათის CGI (computer-generated imagery) ანიმაციების გარჩევა რეალური ფილმისა და მსახიობისგან ადვილია, სამყარო არ გავს პიქსელებისგან და ვექტორებისგან აგებულს. იმისთვის, რომ კომპიუტერული სურათი რეალურს მიუახლოვონ, ვსაჭიროებთ მილიონობით ფერად პიქსელებს. ამ ყველაფრისთვის ძალზედ რთული კომპიუტერული ტექნიკები გამოიყენება, კერძოდ ვეყრდნობით პერსპექტივის (ობიექტების დისტანციაში გაუჩინარება, გაქრომა) და გამქრალი ზედაპირის ელიმინაცია (ახლო ობიექტები ეფარება მოშორებით მყოფ ობიექტებს).
თუ გსურდ 3დ ნაშრომი CAD-ისთვის ან ვირტუალური რეალობისთვის, უფრო რთული გრაფიკული ტექნიკების გამოყენება დაგჭირდებათ. ობიექტის დახატვის მაგივრად თქვენ 3დ კომპიუტერულ მოდელს ქმნით კომპიუტერში და მანიპულირებას ახდენთ სხვადასხვა გზებით. ჯერ უბრალო სამგანზომილებიან ობიექტს ქმნით ვექტორულად. შემდეგ ხდება ობიექტების სხვადასხვა ბიტების დაკავშირება, როგორც ძვლების ჩონჩხში, რათა ერთად იმოძრაონ და რეალურობის ეფექტი მივიღოთ. ბოლოს კი რენდერი ხდება, რომელიც მოიცავს გარე ნაწილებს და სხვადასხვა ტექსტურებს, ფერებს, გამჭირვალობის დონეს და სხვა.რენდერინგი კომპლექსური პროცესია და მძლავრ კომპიუტერსაც კი შესაძლებელია რამდენიმე საათი, დღეები ან კვირებიც კი დაჭირდეს დასასრულებლად. რთული მათემატიკა გამოიყენება იმის დასათვლელად თუ როგორ ეცემა ზედაპირზე სინათლე, იყენებს რეი თრეისინგს ან რადიოსითის (რთული მეთოდი მოდელირების თუ როგორ აირეკლება ობიექტებიდან სინათლე და როგორ ხდება ანარეკლის დაცემა).
რაში გამოიყენება კომპიუტერული გრაფიკები?
კომპიუტერული გრაფიკების გამოყენება მოიცავს, კომპიუტერულ ხელოვნებას, კომპიუტერის მიერ გენერირებული სურათების ფილმებს,არქიტექტურულ ნახატებს და გრაფიკულ დიზაინს. ასევე მეცნიერული ვიზუალიზაცია, სამედიცინო დასურათება – როდესაც ექიმი თქვენი სხეულის ნაწილის სკანირებულ ობიექტს გაჩვენებთ კომპიუტერული გრაფიკით გამოიხატება სურათის დამუშავების და კომპიუტერული გრაფიკების გამოყენებით. დღეს კი გამოიყენება ყველა კომპიუტერში GUI (graphical user interface), რაც გულისხმობს კომპიუტერის ოპერირებას მასზე დაწკაპუნებით, მაუსით ან თითით. კომპიუტერებმა საგნების ვიზუალიზაციის შესაძლებლობა მოგვცეს კომპიუტერული გრაფიკების დახმარებით, რამაც ჩვენს მიერ სამყაროს აღქმის რევოლუცია მოახდინა.
არხის მხარდაჭერისთვის შეგიძლიათ გააკეთოთ დონაცია საქართველოს ბანკის მოცემულ ანგარიშზე: GE61BG0000000138099000
