Đồ họa máy tính

.

Định nghĩa

Đồ họa máy tính là một lĩnh vực của khoa học máy tính nghiên cứu về cơ sở toán học, các thuật toán cũng như các kỹ thuật để cho phép tạo, hiển thị và điều khiển hình ảnh trên màn hình máy tính. Đồ họa máy tính có liên quan ít nhiều đến một số lĩnh vực như đại số, hình học giải tích, hình học họa hình, quang học,... và kỹ thuật máy tính, đặc biệt là chế tạo phần cứng (các loại màn hình, các thiết bị xuất, nhập, các vỉ mạch đồ họa...).

Khái niệm đồ họa máy tính bao gồm tất cả mọi thứ trên được trình diễn trên máy tính mà không phải là dạng chữ hay âm thanh. Ngày nay, hầu hết các máy tính đều có thể thực hiện một vài thao tác đồ họa, và người dùng thường điều khiển máy tính của họ thông qua các biểu tượng và hình ảnh hơn là gõ các lệnh. Thuật ngữ đồ họa máy tính cũng gồm các ý nghĩa khác:

Sự biểu diễn và thao tác trên các dữ liệu hình ảnh bởi một máy tính.

Các kỹ thuật được sử dụng để tạo ra và thao tác các dữ liệu dạng hình ảnh.

Phương pháp tạo ra hình ảnh.

Là một lĩnh vực nằm trong khoa học máy tính nghiên cứu các phương pháp cho việc tạo hình số và thao tác với các nội dung trình diễn.

Ứng dụng

Màu sắc

Là sự cảm thụ của mắt người với sóng điện từ được phát ra hoặc phản xạ lại từ vật thể khác.

Vật tự phát sáng là vật tự thân phát ra sóng điện từ: mặt trời, bóng điện,...

Vật phản xạ là vật phát ra ánh sáng dựa vào tác động của ánh sáng từ nguồn sáng khác.

Sự ra đời của lý thuyết màu sắc

Lý thuyết về màu sắc ra đời khi Newton phân lập các màu quang phổ từ ánh sáng trắng bằng lăng kính.

Vòng tròn màu Goethe

Mô hình màu RGB

Mô hình màu RGB là mô hình màu cộng với các màu đỏ, lục và lam được phối hợp cùng nhau để tạo ra một dải màu. Tên của hệ màu này được lấy từ tên của ba màu cộng cơ bản là Đỏ (Red), Xanh lục (Green), Xanh lam (Blue).

Hệ màu RGB được coi là hệ màu chuẩn trong đồ họa máy tính. Thông thường các loại ứng dụng đồ họa phải được thực hiện trên hệ mày 24 bit với 256 săc độ cho mỗi màu cơ bản.

Không gian màu RGB

Không gian màu RGB là một không gian màu bất kỳ được dựa trên mô hình màu RGB. Một không gian màu RGB được xác định bởi 3 trục màu là đỏ, lục và lam, và có thể tạo ra bất kỳ màu sắc nào bằng cách kết hợp các màu cơ bản.

Mô hình màu CYMK

Là hệ màu được tổ hợp từ các màu trừ chính: gồm Xanh lơ (Cyan), Vàng (Yellow), Hồng (Magenta) và màu bù Đen (blacK). Hệ màu này chính là hệ thống màu được sử dụng trong cac thiết bị in ấn.

HSV

Hệ màu HSV : Sắc thái (Hue), Độ bão hòa (Satuation), Giá trị màu (Value) là hệ màu gần gũi nhất với cảm nhận màu sắc của con người.

Hệ thống phần cứng

Phần mềm đồ họa

Phần mềm xử lý ảnh: Photoshop, Paint...

Phần mềm CAD: Auto CAD, Micro Station, Freehand, Corel Draw...

Phần mềm GIS: ArcGIS, Mapinfo...

Đồ họa 2 chiều (2D)

Đồ họa 2 chiều là dạng đồ họa được tạo ra bởi máy tính với mô hình 2 chiều không gian (Ảnh, mô hình 2 chiều, chữ số) và bởi các kỹ thuật đặc trưng của. Đồ họa 2 chiều có thể hiểu là một dạng kỹ thuật máy tính hoặc dùng cho các mô hình 2 chiều tương ứng

Ứng dụng của đồ họa 2 chiều

Đồ họa máy tính 2 chiều được sủ dụng chủ yếu trong các ứng dụng được phát triển từ hội họa truyền thống và các kỹ thuật vẽ như là trình bày in ấn, bản đồ học, vẽ kỹ thuật, quảng cáo...

Computer Aid Design(CAD)

Thiết kế với sự trợ giúp của máy tính (CAD) là việc sử dụng kỹ thuật máy tính nhằm trợ giúp trong thiết kế đặc biệt trong hình họa (Vẽ kỹ thuật và vẽ xây dựng) một phần hoặc một sản phẩm, bao gồm cả các tòa nhà.

Bản vẽ kỹ thuật trên CAD

Thiết kế máy trên CAD

Hình ảnh luồng khí được mô phỏng trên CAD

Bản vẽ một chiếc máy ủi

Đồ họa 3 chiều (3D)

Đồ họa 3 chiều là các đồ họa được biểu diễn dưới không gian 3 chiều và được lưu trữ trong máy tính và hiển thị thông qua quá trình tính toán và tạo ảnh 2 chiều.

Mô hình 3 chiều (3D model)

Mô hình 3 chiều biểu diễn các vật thể 3 chiều bằng cách dùng tập hợp các điểm trong không gian 3 chiều, được kết nối bằng nhiều yếu tố đồ họa như hình tam giác, đường, mặt cong v.v. Mô hình 3 chiều có thể được tạo ra nhờ các thuật toán, bằng tay hay bằng máy quét.

Biểu diễn mô hình 3 chiều

Các mô hình 3 chiều có thể được chia thành 2 loại

Khối đặc: thể hiện toàn bộ chất liệu bên trong của đối tượng.

Khung ngoài, vỏ: thể hiện hình ảnh bề ngoài của đối tượng. Ứng dụng nhiều trong film, game