Rozdelenie počítačovej grafiky
Počítačovú grafiku podľa priestorovosti (dimenzií) môžeme rozdeliť na 2D a 3D grafiku.
2D grafika
2D grafika sa odvíja od dvoch dimenzií, ktorými sú šírka a výška. Spolu vytvárajú plochu - rovinu. Podľa spôsobu vzniku a záznamu grafickej informácie (fotografie, obrázka a pod.) rozdeľujeme 2D grafiku na: Rastrovú grafiku a Vektorovú grafiku.
Rastrová grafika
Základom rastrovej grafiky je pravidelná sieť pixelov, organizovaná ako dvojrozmerná matica bodov. Týchto bodov je veľmi veľa a sú malé, v najlepšom prípade pre nás neviditeľné. Môžu mať rôznu farbu a tak vytvárať pekný obrázok (grafickú informáciu). Každý pixel nesie špecifické informácie o jase, farbe, transparentnosti bodu, alebo kombinácií týchto hodnôt.
Obrázok v rastrovej grafike má obmedzené rozlíšenie, ktoré sa udáva počtom riadkov a stĺpcov. Rozmer každého obrázka je pre počítač počet pixelov na šírku krát počet pixelov na výšku, čomu hovoríme rozlíšenie tzv. DPI (DPI = Dot Per Inch, počet bodov na palec je počet bodov na jednotku vzdialenosti, pre predstavu 1 palec je približne 2,54 cm). Kvalita obrazu je daná počtom prvkov obrazu čiže jeho rozlíšením a počtom základných farieb. Čím viac bodov, tým lepší obrázok, ale aj väčší súbor pre uloženie na disk.
V pamäti býva čiernobiely rastrový obrázok najčastejšie uložený ako postupnosť 1 a 0. Zapamätanie farebného obrázka je o niečo zložitejšie. Každá farba v obrázku má svoje číslo, ktoré môže zaberať aj niekoľko bajtov.
V súčasnosti je to najpoužívanejší druh grafiky a pre bežného užívateľa aj najdostupnejší spôsob zachytenia obrazu v počítači. Niekedy je pomenovaná ako bitmapová grafika. Typickým príkladom tejto grafiky je napríklad fotografia.
Výhody rastrovej grafiky:
- Sú špeciálne určené pre ukladanie predlôh z reálneho sveta (skenované obrázky, digitálne fotografie).
- Rastrové hodnoty môžu byť modifikované individuálne alebo po väčších množstvách, napríklad: nie je problém v obrázku naraz vymeniť jednu farbu za inú.
- Môžu byť ľahko prenášané na rastrové výstupné zariadenia. Monitory i väčšina tlačiarní pracuje na rastrovom princípe.
Nevýhody rastrovej grafiky:
- Sú väčšinou veľmi rozsiahle a to predovšetkým vtedy, keď je v predlohe veľa farieb.
Transformáciami dochádza k vážnym zmenám v kvalite,
napr. zmenšením miznú tenké čiary, pri výraznom zväčšení môžeme dostať buďto
rozmazané obrázky, alebo "zubaté" okraje a čiary.
Vektorová grafika
Vektorová grafika sa skladá z jednotlivých geometrických objektov. Nástroje pre vytváranie vektorovej grafiky je obdĺžnik, elipsa, úsečka, text, krivka a pod. Objekty majú dve základné vlastnosti - výplň a obrys. Tieto základné objekty môžeme rôzne tvarovať. Ich vzájomným usporiadaním, zarovnaním a tvarovaním vzniká výsledný obrázok. To znamená, že obrázky vo vektorovej grafike sú tvorené pomocou základných objektov a ich vlastností (polohou na obrázku, veľkosťou, farbou, priehľadnosťou povrchu, lesklosťou povrchu a pod). Kvalita obrazu je daná počtom adresovateľných bodov a maximálnou dĺžkou čiar.
Výhody vektorovej grafiky:
- Je možné ľubovoľne zmenšovať alebo zväčšovať obrázok bez straty kvality.
- Je možné pracovať s každým objektom v obrázku oddelene.
- Výsledná pamäťová náročnosť obrázka je obvykle omnoho menšia ako pri rastrovej grafike.
Nevýhody vektorovej grafiky:
- Oproti rastrovej grafike spravidla zložitejšie vytvorenie obrázka; v rastrovej grafike možno obrázok ľahko získať pomocou fotografie.
- Ak prekročí zložitosť grafického objektu určitú hranicu, začne byť vektorová grafika náročnejšia na pamäť, procesor, veľkosť disku ako grafika bitmapová.
Kombinácia vektorovej a rastrovej grafiky sa nazýva metagrafika.
3D grafika
Trojrozmerná počítačová grafika zobrazuje výšku, šírku a aj hĺbku. 3D grafika ma široké využitie, či už v počítačových hrách, vo výskume, v oblasti marketingu, pri konštrukciách. Vytvára sa modelovaním, pričom výsledkom je trojrozmerný útvar - model. Viacero modelov môže tvoriť scénu. Model je sústava bodov s presne danou polohou v priestore- polygónov pospájaných úsečkami. Spolu vzniká tzv. drôtený model (wireframe) na ktorý sa aplikuje rastrový obraz - textúra, alebo shader - efekt simulujúci určitý povrch, alebo materiál. Takto vytvorený model sa umiestni do scény (sústavy modelov - prostredie) a musí sa vyrenderovať (proces prepočítavania svetla a správania sa objektov) výsledný obraz.
3D grafika vyžaduje oproti rastrovej a vektorovej väčšie znalosti, ovládanie potrebných programov. Výsledkom práce v 3D programe môže byť umelý (virtuálny) predmet - lopta, stôl, krajina. Výsledkom práce profesionálov sú reálne priestorové zobrazenia predmetov, ktoré zatiaľ neexistujú (súčiastky, stavebné konštrukcie). Vrcholom trojrozmerného modelovania je rozhýbanie vytvorených objektov. Výsledky práce profesionálov v tejto oblasti vidíte v televízií a v počítačových hrách.
Práca v 3D veľmi zjednodušene spočíva v týchto krokoch:
- Vytvorenie konštrukcie modelu objektu
- Pokrytie modelu povrchom (textúrou)
- Rendovanie (výpočet) scény s prepočtom viditeľnosti/neviditeľnosti hrán a plôch, s výpočtom tieňov, svetiel a ich odrazov