گرافیک رایانه ای
گرافیک رایانه‌ای (Computer Graphics)
تصاویری که با استفاده از رایانه ساخته می‌شوند. گرافیک رایانه‌ای در حوزه‌های گوناگونی کاربرد دارد، ازجمله سرگرمی، علوم، آموزش، پزشکی، تجارت، و صنعت. گرافیک رایانه‌ای همچنین باعث ساده‌تر شدن استفاده از رایانه می‌شود. به کمک رابط‌های گرافیکی کاربر (GUI) کاربران رایانه می‌توانند برای اجرای دستورات به‌جای وارد کردن فرمان‌های رایانه از طریق انتخاب‌کردن تصاویری کوچک که به آن‌ها آیکون[۱] می‌گویند، با رایانه ارتباط برقرار کنند. ساختن تصاویر با استفاده از رایانه به‌طور کلی شامل سه مرحله مدل‌سازی[۲] رندرکردن[۳] و نمایش است. یک تصویر کامل در نتیجه انجام این سه مرحله به‌دست می‌آید. در مرحله مدل‌سازی، یک هنرمند گرافیک رایانه‌ای داده‌های لازم برای نمایش سه‌بعدی تصویر را از منابع مختلف گردآوری می‌کند. در مرحله رندرکردن از این داده‌های ورودی سه‌بعدی یک تصویر دوبعدی ساخته می‌شود. فرآیند رندرکردن درست مثل این است که صفحه‌ای از جنس شیشه جلوی یک منظره بگذارید و به یک نقاش بگویید هرچه را که در آن‌سوی شیشه می‌بیند روی آن بکشد. البته در مورد گرافیک رایانه‌ای آن صفحه شیشه‌ای مانیتور رایانه و نقاش خود رایانه است و حرکت‌های قلم‌مو نیز با فرمول‌های ریاضی هدایت می‌شوند. نتیجه نهایی مرحله رندرکردن تصویری است که از تعداد زیادی اجزاء ریز رنگی تشکیل شده است. این اجزاء تصویر که به آن‌ها پیکسل[۴] می‌گویند به صورت یک آرایه مرتب شده‌اند، درست مثل یک کاغذ شطرنجی. تصویر از کنار هم قرار گرفتن این پیکسل‌ها تشکیل می‌شود. در مرحله نمایش، تصویری که از مرحله رندرکردن به‌دست آمده است برای نمایش روی مانیتور یا چاپ روی چاپگر آماده می‌شود. تصویری که توسط برنامه‌های رایانه‌ای ساخته و پردازش می‌شود، قبل از نمایش روی مانیتور در یک قسمت خاص از حافظه به نام حافظه فریم[۵] نگهداری می‌شود. در این قسمت از حافظه، اطلاعات مربوط به هریک از پیکسل‌های تصویر، مثلاً رنگ یا میزان روشنایی آن پیکسل، نگهداری می‌شود. رنگ‌های در رایانه به‌صورت ترکیبی از سه عدد ذخیره می‌شوند. برای مثال در سیستم رنگی قرمز‌ـ‌سبز‌ـ‌آبی (RGB) رایانه برای نشان دادن مقدار هریک از رنگ‌های قرمز، سبز، و آبی از یک عدد استفاده می‌کند و به این ترتیب می‌توان رنگ‌های مختلف را به‌صورت ترکیبی از این سه رنگ اصلی نشان داد. نمایش تصاویر روی مانیتور به‌صورت مجموعه‌ای از مربع‌های کوچک رنگی (پیکسل‌ها) موجب بروز مشکل Aliasing می‌گردد، یعنی خطوط مایل به‌صورت دندانه‌دار و پلکانی به‌نظر می‌رسند. برای حل این مشکل رایانه محاسبه می‌کند که هریک از پیکسل‌ها چقدر به خط واقعی نزدیک است و برحسب نزدیکی پیکسل با خط واقعی رنگ آن‌را پررنگ‌تر نشان می‌دهد. این فرآیند موجب می‌شود که خطوط مایل، صاف‌تر به نظر بیایند و به آن Anti-Aliasing می‌گویند. تا قبل از دهه ۱۹۸۰ تمام تولیدات با استفاده از ابزارهای دستی مثل خط‌کش و شابلون طراحی می‌شدند. امروزه تقریباً هرچه که در اطراف خود می‌بینید ابتدا با رایانه طراحی و ساخته شده است. گرافیک رایانه‌ای نقش بسیار مهمی در امور مختلف از صنعت گرفته تا دامپزشکی و سرگرمی بازی می‌کند.