Podręcznik Grafika komputerowa i wizualizacja

Rozdział 1. WPROWADZENIE

1.2. Grafika komputerowa i dziedziny pokrewne

Grafika komputerowa jest dziedziną zajmującą się generowaniem obrazów metodami cyfrowymi. Jest jednym z trzech działów informatyki zajmujących się obrazem. Dwa pozostałe to przetwarzanie obrazów i rozpoznawanie obrazów.

Ponieważ wszystkie trzy dziedziny zajmują się obrazami, wiele zagadnień i problemów jest rozwiązywanych podobnymi lub tymi samymi metodami. Jednak generalny podział jest widoczny, gdy wyróżni się dane wejściowe i wyjściowe.

Rys.1.1. Trzy pokrewne dziedziny informatyki zajmujące się obrazem.

Grafika komputerowa. Dane wejściowe : opis ( w postaci programu lub zbioru danych – w szczególnych przypadkach mogą to być inne obrazy np. tekstury, które będą podlegały przetwarzaniu). Dane wyjściowe : obraz. Typowym przykładem jest generacja efektów specjalnych dla współczesnej kinematografii.

Przetwarzanie obrazów. Dane wejściowe : obraz. Dane wyjściowe : obraz. Jako dane wejściowe należałoby także potraktować opis sposobu obróbki. Typowym przykładem jest obróbka zdjęć cyfrowych w celu uzyskania określonego efektu, np. wydobycie standardowo niewidocznych szczegółów w cieniach.

Rozpoznawanie obrazów. Dane wejściowe : obraz. Dane wyjściowe : opis. Postać uzyskanego wyjściowego opisu jest bardzo silnie zależna od celu, w jakim dane zadanie było wykonane. Typowym przykładem jest analiza obrazu tęczówki oka w celu przeprowadzenia identyfikacji osoby.

Można zadać pytanie dlaczego grafika komputerowa jest tak ważna i wykorzystywana w wielu różnych dziedzinach.

Większość informacji dociera do człowieka za pośrednictwem wzroku.
Łatwiej przekazać duże ilości informacji w postaci prezentacji graficznej.
Możliwość kreowania dowolnych scen, nawet zupełnie nierzeczywistych.
Twórcy reklam i filmów dostają narzędzia dające, praktycznie, nieograniczone możliwości.
W wielu dziedzinach można obejrzeć wreszcie to, co dotychczas było niemożliwe do zobaczenia.

Warto zwrócić uwagę na jeszcze jeden aspekt. Relację uzyskanych efektów do poniesionych kosztów. Łatwiej i taniej jest zrealizować wirtualną dekorację dla dowolnej sceny filmowej niż zbudować ją z rzeczywistych materiałów (lub nawet ich „filmowych” imitacji). Dzisiejsze możliwości grafiki komputerowej pozwalają dopracować szczegóły z, praktycznie, dowolną; zadaną dokładnością.

Nie zawsze jednak jakość efektu końcowego przewyższa efekty uzyskane metodami tradycyjnymi. Znane są np. znakomite dekoracje antyczne do produkcji filmowych z lat 60 i 70 jak również niechlubne wyjątki stosowania współczesnej grafiki komputerowej do realizacji antycznych dekoracji z mizernym skutkiem.

Stare porzekadło mówi, że na medycynie znają się wszyscy. Każdy wie, co mu dolega, na własną rękę kupuje tony lekarstw i krytycznie ocenia pracę służb medycznych. Jednocześnie, żeby zostać lekarzem trzeba ukończyć bardzo trudne, sześcioletnie studia, a żeby być naprawdę dobrym i cenionym specjalistą np. chirurgiem czy kardiologiem, są potrzebne specjalizacje, praktyki i wieloletnie doświadczenie. Czy z grafiką komputerową nie jest podobnie? Chyba wszyscy znamy Shreka, jesteśmy zalewani reklamami, jesteśmy wręcz nafaszerowanymi lepszą lub gorszą grafiką komputerową. Na powszechne, filmowe efekty specjalne prawie nikt już nie zwraca uwagi – stało się oczywiste, że jeśli jakiegoś ujęcia nie można sfilmować, to na pewno zostało zrealizowane dzięki grafice komputerowej. Jednocześnie powszechność komputerów i dostępność różnego typu oprogramowania graficznego powoduje, że prawie każdy może „stworzyć” swój własny, graficzny świat. Z drugiej strony, opracowanie takiego oprogramowania, czy przygotowanie efektów specjalnych wymaga studiów informatycznych, a specjaliści z tej dziedziny muszą dysponować wiedzą nie tylko z zakresu informatyki, ale także fizyki, a często również z mechaniki czy biologii. Oczywiście można jeszcze dodać, że sztuczna inteligencja, rozwijająca się nieprawdopodobnie szybko w ostatnich latach ułatwia „tworzenie” obrazów i filmów. I to nie tylko filmów animowanych. Ale nadal; a może na razie (w 2024 roku) nie może konkurować z efektami prawdziwych artystów grafików czy reżyserów filmowych. Z drugiej strony należy sobie zdawać sprawę, że grafika komputerowa jest pasjonującą dziedziną, ale wymaga wiedzy z zakresu różnych, z pozoru niezwiązanych z tematem dziedzin