Noções básicas de computação gráfica
A computação gráfica é uma arte de desenhar imagens na tela do computador com a ajuda da programação. Envolve cálculos, criação e manipulação de dados. Em outras palavras, podemos dizer que a computação gráfica é uma ferramenta de renderização para a geração e manipulação de imagens.
Tubo de raios catódicos
O dispositivo de saída principal em um sistema gráfico é o monitor de vídeo. O principal elemento de um monitor de vídeo é oCathode Ray Tube (CRT), mostrado na ilustração a seguir.
A operação do CRT é muito simples -
O canhão de elétrons emite um feixe de elétrons (raios catódicos).
O feixe de elétrons passa por sistemas de foco e deflexão que o direcionam para posições especificadas na tela revestida de fósforo.
Quando o feixe atinge a tela, o fósforo emite um pequeno ponto de luz em cada posição contatada pelo feixe de elétrons.
Ele redesenha a imagem direcionando o feixe de elétrons de volta sobre os mesmos pontos da tela rapidamente.
Existem duas maneiras (varredura aleatória e varredura raster) pelas quais podemos exibir um objeto na tela.
Raster Scan
Em um sistema de varredura por varredura, o feixe de elétrons é varrido pela tela, uma linha de cada vez, de cima para baixo. Conforme o feixe de elétrons se move ao longo de cada linha, a intensidade do feixe é ligada e desligada para criar um padrão de pontos iluminados.
A definição da imagem é armazenada na área da memória chamada de Refresh Buffer ou Frame Buffer. Esta área de memória contém o conjunto de valores de intensidade para todos os pontos da tela. Os valores de intensidade armazenados são então recuperados do buffer de atualização e "pintados" na tela uma linha (linha de varredura) por vez, conforme mostrado na ilustração a seguir.
Cada ponto da tela é conhecido como um pixel (picture element) ou pel. No final de cada linha de varredura, o feixe de elétrons retorna para o lado esquerdo da tela para começar a exibir a próxima linha de varredura.
Varredura aleatória (varredura vetorial)
Nessa técnica, o feixe de elétrons é direcionado apenas para a parte da tela onde a imagem deve ser desenhada, em vez de varrer da esquerda para a direita e de cima para baixo como na varredura raster. Também é chamadovector display, stroke-writing display, ou calligraphic display.
A definição da imagem é armazenada como um conjunto de comandos de desenho de linha em uma área da memória conhecida como refresh display file. Para exibir uma imagem especificada, o sistema percorre o conjunto de comandos no arquivo de exibição, desenhando cada linha de componente por vez. Depois que todos os comandos de desenho de linha são processados, o sistema retorna ao primeiro comando de linha da lista.
Os visores de varredura aleatória são projetados para desenhar todas as linhas componentes de uma imagem 30 a 60 vezes por segundo.
Aplicação de Computação Gráfica
A Computação Gráfica tem inúmeras aplicações, algumas das quais estão listadas abaixo -
Computer graphics user interfaces (GUIs) - Um paradigma gráfico orientado para o mouse que permite ao usuário interagir com um computador.
Business presentation graphics - "Uma imagem vale mais que mil palavras".
Cartography - Desenho de mapas.
Weather Maps - Mapeamento em tempo real, representações simbólicas.
Satellite Imaging - Imagens geodésicas.
Photo Enhancement - Aumentar a nitidez de fotos desfocadas.
Medical imaging - Ressonâncias magnéticas, tomografias etc. - Exame interno não invasivo.
Engineering drawings - mecânica, elétrica, civil, etc. - Substituindo as plantas do passado.
Typography - O uso de imagens de personagens na publicação - substituindo o tipo difícil do passado.
Architecture - Planos de construção, esboços exteriores - substituindo as plantas e desenhos manuais do passado.
Art - Os computadores fornecem um novo meio para os artistas.
Training - Simuladores de vôo, instrução auxiliada por computador, etc.
Entertainment - Filmes e jogos.
Simulation and modeling - Substituição de modelagem física e encenações