Podręcznik Grafika komputerowa i wizualizacja

Bardzo dużą rolę odgrywa sprzęt, jaki jest wykorzystywany w grafice komputerowej. Często decyduje on o jakości obrazu i jego odbiorze. W latach 50. i 60. XX wieku na wykorzystanie grafiki mogło sobie pozwolić tylko wojsko i organizacje rządowe w bogatych krajach. Dzisiaj wprawdzie każdy właściciel PC-ta jest jednocześnie posiadaczem podstawowego zestawu graficznego, ale nadal jakość sprzętu odbija się na jakości obrazu – wiedzą o tym szczególnie fani najnowszych gier komputerowych pracujący na starych kartach graficznych.

 Sprzęt prezentujący obrazy można podzielić na dwie grupy:

• Sprzęt wyświetlający (monitory CRT, wyświetlacze TFT/LCD, urządzenia stereoskopowe).
• Sprzęt pozwalający tworzyć trwałą kopię (drukarki, plotery, a także urządzenia nagrywające VHS, CD, DVD).

 

Osobną grupę urządzeń graficznych stanowią:

• Urządzenia wskazujące (mysz, trackball, tablet, ekran dotykowy, manipulatory),
• Urządzenia służące wprowadzaniu danych obrazowych (skanery 2D i 3D, cyfrowe aparaty fotograficzne i kamery),
• Urządzenia sterujące prezentacją (lub wspomagające ją) (procesory graficzne, karty graficzne),
• Nie można zapomnieć o klawiaturze, która wprawdzie nie jest urządzeniem graficznym, ale służy do wprowadzania informacji – związanych z grafiką również.

 

Warto zwrócić szczególną uwagę na sprzęt wyświetlający, jego jakość decyduje przede wszystkim o odbiorze informacji obrazowej. Jeszcze do niedawna powszechne były monitory (i telewizory) tradycyjne – CRT. Dzisiaj w większości przypadków zostały one zastąpione przez wyświetlacze ciekłokrystaliczne (LCD) lub plazmowe. Warto pamiętać o różnicach między tymi urządzeniami. Są ona nadal widoczne pomimo szalonego rozwoju technologii.

 Typowe cechy monitora LCD.

   Zalety:

• Waga i rozmiary (monitory LCD są stosunkowo lekkie i płaskie).
• Mały pobór energii.
• Brak zniekształceń geometrycznych.
• Brak lub pomijalne migotanie obrazu (zależnie od sposobu podświetlania ekranu).

   Wady:

Mały kontrast.

• Ograniczony kat obserwacji (dla większych związane jest to ze znacznymi zniekształceniami barwy i/lub jasności).
• Mała szybkość odpowiedzi (reakcji).
• Tylko jedna natywna rozdzielczość ekranu, możliwość wyświetlania obrazu o innej rozdzielczości związana z utratą jakości.
• Ograniczony zakres reprezentacji barwy (zdefiniowany określonym i ograniczonym zestawem bitów).
• Możliwość pojawiania się „martwych pikseli” (także w urządzeniach nowych).

 

Oczywiście przytoczone tutaj wady i zalety urządzeń wyświetlających podlegają zmianom związanym z rozwojem technologii. Monitory CRT praktycznie odeszły do historii (poza specjalistycznymi zastosowaniami). Należy przypuszczać że szybki rozwój technologii pozwoli zminimalizować wady współczesnych urządzeń wyświetlających lub o części z nich w ogóle zapomnieć. Jednocześnie ciągle poprawiane parametry będą podkreślały ich zalety.

Bardzo duży wpływ na rozpowszechnienie grafiki komputerowej i jej zastosowań miał rozwój kart graficznych i procesorów graficznych. Jeszcze w latach 90 XX wieku rola karty graficznej w popularnych komputerach typu PC ograniczała się do wyświetlania informacji na ekranie lub ewentualnie realizacji najprostszych operacji. Zaawansowana grafika była realizowana na specjalnych stacjach graficznych, gdzie specjalizowane procesory graficzne wykonywały z dużą szybkością nie tylko większość zadań grafiki dwuwymiarowej (rysowanie prymitywów, obcinanie itp.) ale także złożone zadania trójwymiarowe jak np. wspomaganie eliminacji elementów zasłoniętych. Czasami były to całe komputery o specjalnie dobranej architekturze na potrzeby zastosowań w programowaniu animacji lub wspomaganiu projektowania (CAD). Szybki rozwój technologii elektronicznej pozwolił konstruować specjalizowane procesory graficzne (GPU) wspomagające sprzętowo realizację typowych zadań grafiki komputerowej. Współczesne karty graficzne wyposażone są w wielordzeniowe procesory, które nie tylko znacznie przyspieszają realizację zadań graficznych ale mogą być wykorzystywane do innych celów.