گرافيك رايانه اي
گرافيك رايانه اي زيرمجموعه اي از علوم كامپيوتر است كه روش هاي سنتز ديجيتالي و دستكاري محتواي بصري را مطالعه مي كند. اگرچه اين اصطلاح اغلب به مطالعه گرافيك هاي كامپيوتري سه بعدي اشاره دارد ، اما گرافيك دو بعدي و پردازش تصوير را نيز در بر مي گيرد.
طبقه بندي گسترده اي از زيرشاخه هاي اصلي در گرافيك رايانه اي ممكن است باشد: هندسه: روشهاي نشان دادن و پردازش سطوح انيميشن: راه هايي براي نمايش و دستكاري حركت رندر: الگوريتم هاي توليد مثل انتقال نور تصويربرداري: دستيابي به تصوير يا ويرايش تصوير هندسه
زيرشاخه هندسه نمايش اشيا سه بعدي را در يك تنظيم ديجيتال گسسته مطالعه مي كند. از آنجا كه شكل ظاهري يك شي largely تا حد زيادي به نماي خارجي آن بستگي دارد ، معمولاً از نمايش هاي مرزي استفاده مي شود. سطح دو بعدي نماي خوبي براي بيشتر اشيا objects است ، هرچند ممكن است غير چند شاخه باشد. از آنجا كه سطوح محدود نيستند ، از تقريب هاي ديجيتالي گسسته استفاده مي شود. مش هاي چند ضلعي (و به ميزان كمتر سطوح تقسيم) تا حد زيادي رايج ترين نمايش هستند ، اگرچه نمايش هاي مبتني بر نقطه اخيراً محبوبيت بيشتري پيدا كرده اند (به عنوان مثال سمپوزيوم گرافيك هاي مبتني بر نقطه را ببينيد). [8] اين نمايش ها لاگرانژي هستند ، به اين معني كه مكان هاي مكاني نمونه ها مستقل هستند. اخيراً ، توصيفات سطح اولريان (به عنوان مثال ، جايي كه نمونه هاي مكاني ثابت هستند) مانند مجموعه سطح ، نمايشي مفيد براي تغيير شكل سطوح ساخته شده است كه تغييرات توپولوژيكي زيادي را متحمل مي شوند (مهمترين نمونه مايعات). [9] زيرشاخه هاي هندسه مدل سازي سطح ضمني - يك زيرشاخه قديمي كه استفاده از سطوح جبري ، هندسه جامد سازنده و غيره را براي نمايش سطح بررسي مي كند. پردازش هندسه ديجيتال - بازسازي سطح ، ساده سازي ، تغيير رنگ ، ترميم مش ، پارامتر سازي ، بازسازي ، توليد مش ، فشرده سازي سطح و ويرايش سطح همه تحت اين عنوان قرار مي گيرند. [10] [11] [12] هندسه افتراقي گسسته - يك زمينه نوپاي است كه مقادير هندسي را براي سطوح گسسته مورد استفاده در گرافيك رايانه تعريف مي كند. [13] گرافيك مبتني بر نقطه - يك زمينه اخير كه بر روي نقاط به عنوان نمايش اساسي سطوح تمركز دارد. سطوح تقسيم پردازش شبكه خارج از هسته - يكي ديگر از زمينه هاي اخير كه روي مجموعه داده هاي مش كه در حافظه اصلي قرار ندارند ، تمركز دارد. انيميشن
زيرمجموعه انيميشن به توصيف سطوح (و ساير پديده ها) مي پردازد كه با گذشت زمان حركت مي كنند يا تغيير شكل مي دهند. از لحاظ تاريخي ، بيشتر كارها در اين زمينه بر روي مدلهاي پارامتريك و داده محور بوده است ، اما اخيراً با قدرتمندتر شدن رايانه ها از نظر رايانه ، شبيه سازي فيزيكي محبوبيت بيشتري پيدا كرده است. زيرشاخه ها ضبط عملكرد انيميشن شخصيت شبيه سازي فيزيكي (به عنوان مثال مدل سازي پارچه ، انيميشن پويايي سيالات و غيره) تفسير
رندر تصاوير را از يك مدل توليد مي كند. رندر ممكن است انتقال نور را براي ايجاد تصاوير واقع گرايانه شبيه سازي كند يا ممكن است تصاويري ايجاد كند كه سبك هنري خاصي در ارائه غير فوتورئاليستي دارند. دو عمل اساسي در ارائه واقع گرايانه حمل و نقل (ميزان عبور نور از يك مكان به مكان ديگر) و پراكندگي (تعامل سطوح با نور) است. براي اطلاعات بيشتر به رندر (گرافيك رايانه) مراجعه كنيد. حمل و نقل حمل و نقل توصيف مي كند كه چگونه نورپردازي در صحنه از يك مكان به مكان ديگر مي رسد. ديد يكي از اجزاي اصلي حمل و نقل نور است. پراكندگي از مدلهاي پراكندگي و سايه زني براي توصيف ظاهر يك سطح استفاده مي شود. در گرافيك اين مشكلات غالباً در چارچوب ارائه مورد مطالعه قرار مي گيرند زيرا مي توانند بر طراحي الگوريتم هاي رندر تأثير اساسي بگذارند. سايه زني را مي توان به دو مسئله متعامد تقسيم كرد كه اغلب به طور مستقل مورد مطالعه قرار مي گيرند: پراكندگي - نحوه تعامل نور با سطح در يك نقطه مشخص سايه زدن - چگونه خصوصيات مواد در سطح مختلف متفاوت است مسئله قبلي به پراكندگي ، يعني رابطه بين روشنايي ورودي و خروجي در يك نقطه مشخص اشاره دارد. توصيفات پراكندگي معمولاً بر اساس عملكرد توزيع پراكندگي دو طرفه يا BSDF ارائه مي شود. مسئله اخير به نحوه توزيع انواع مختلف پراكندگي در سطح (به عنوان مثال ، كدام عملكرد پراكندگي در هر كجا اعمال مي شود) مي پردازد. توصيفات اين نوع معمولاً با برنامه اي به نام shader بيان مي شود. (توجه داشته باشيد كه برخي از سردرگمي ها وجود دارد زيرا از كلمه "shader" گاهي اوقات براي برنامه هايي استفاده مي شود كه تغييرات هندسي محلي را توصيف مي كنند). زيرشاخه هاي ديگر ارائه غير واقعي ارائه بصورت فيزيكي - مربوط به توليد تصاوير با توجه به قوانين اپتيك هندسي است رندر در زمان واقعي - روي ارائه براي برنامه هاي تعاملي متمركز است ، معمولاً با استفاده از سخت افزارهاي تخصصي مانند GPU Relighting - منطقه اخير مربوط به رندر سريع صحنه ها است