Računarska grafika

PREDGOVOR

Skripta su nastale kao rezultat potrebe da se studentima
Internacionalnog univerziteta

Brčko, fakulteta za informatiku

ponudi kao zamena za udžbenik koji je u izradi.

Uz ostalu literaturu smatramo da će studenti uspešno
pripremiti teorijski deo ispita iz računarske grafike.

U

Brčkom,

aprila 2012.

Autori

UVOD

Računarska grafika

se naglo razvija i širi od pojave personalnih računara. Visoko razvijena sposobnost prepoznavanja oblika

kod

čoveka čini računarsku grafiku jednim od najprirodnijih načina komunikacije s računarom. Grafička interakcija pomoću

rasterskog prikaza postala je standardni sastavni deo

računarskih korisničkih interfejsa.

Interaktivna grafika

kao sredstvo efikasne

komunikacije između korisnika i računara poboljšava sposobnost razumevanja

podataka, uočavanja trendova i vizuelizacije stvarnih i imaginarnih objekata. Na taj način doprinosi povećanju kvaliteta rezultata
rada i proizvoda, smanjenju troškova analize i projektovanja i doprinosi povećanju produktivnosti.

Sadržaj računarske grafike

Računarska grafika (

computer graphics

) obuhvata stvaranje,

skladištenje i upotrebu modela i slika objekata. Modeli i objekti

računarske grafike potiču iz različitih područja: prirode, nauke, inženjerstva, apstraktnih koncepata...

Dok je predmet

računarske grafike

sinteza slika na osnovu

računarskih modela stvarnih ili imaginarnih objekata, obrnuti procesi

analize scene i rekonstrukcije modela objekata predmet su discipline koja se naziva

obrada slike

(

image processing

). Obrada

slike obuhvata

područja: poboljšanje slike (

image enhancement

) - razvoj i primena tehnika

poboljšanja kvaliteta slike i povećanja

kontrasta, detekcije i prepoznavanja uzoraka (

pattern detection and recognition

) - otkrivanje standardnih uzoraka na slici

uključujući npr. optičko prepoznavanje alfanumeričkih znakova (

optical character recognition

), analizu scene i

računarski vid

(

scene analysis and computer vision

) - prepoznavanje i rekonstrukcija 3D modela scene na osnovu

više 2D slika.

Iako se računarska grafika i obrada slike bave računarskom obradom slika na početku svog razvoja bile su razdvojene discipline.
Razvojem

rasterske grafičke tehnologije dolazi do trenda konvergencije ovih dveju disciplina.

Primeri prim

ena računarske grafike

Računarska grafika se danas koristi u različitim područjima ekonome, administracije, edukacije, zabave i svakodnevnog života.
Područje primene se ubrzo širi s rasprostranjenošću računara. Neki primeri primene računarske grafike uključuju:

korisnički interfejs

(većina aplikacija na personalnimnim računarima i na radnim stanicama imaju grafički sistem

prozora pomoću koga komuniciraju s korisnicima. Primeri takvih aplikacija uključuju obradu teksta, stono izdavaštvo,
tabele

s unakrsnimim izračunavanjima...);

interaktivno crtanje

(u poslovnim,

naučnim i tehnološkim primenama računarska grafika koristi se za prikazivanje

funkcija, dijagrama, histograma i sl

ičnih grafičkih prikaza sa ciljem jasnijeg sagledavanja složenih pojava i olakšavanja

procesa odlučivanja);

kancelarijska automatizacija i elektronsko

izdavaštvo

(računarska grafika se koristi za izradu elektronskih i

štampanih dokumenata);

projektov

anje pomoću računara

(

Computer Eded Design - CAD

danas se standardno koristi za projektovanje sistema

i komponenata u

mašinstvu, elektrotehnici, elektronici, telekomunikacijama, računarstvu...);

simulacija i animacija

(računarska grafika koristi se za naučnu i inženjersku vizuelizaciju i zabavu; područja primene

obuhvata

ju prikaze apstraktnih matematičkih modela vremenski promenljivih pojava, TV i filmsku tehnologiju...);

umetnost

(računarska grafika se koristi za kreiranje umetničkih slika);

trgovina

(računarska grafika se koristi za vizuelnu animaciju i elektronsku trgovinu);

upravljanje procesima

(podaci iz senzora dinamički se prikazuju u adekvatnom grafičkom obliku);

geografski informacioni sistemi

(računarska grafika koristi se za tačan prikaz geografski raspodeljenih i

rasprostranjenih sistema i mernih podataka npr. u telekomunikacijama i telemetriji);

grafičko programiranje

ačunarska grafika se koristi za automatizaciju procesa programiranja virtuelnih sistema npr.

u instrumentaciji).

Primer primene grafike u CAD

sistemu je projektovanje VLSI integrisanog kola

. U prvoj fazi procesa inženjer kreira prvu verziju

integrisanog kola koriste

ći CAD paket. Nakon toga simulira se rad integrisanog kola i utvrđuju njegova osobine, npr. maksimalna

frekvencija takta. Ako neki parametar ne zadovoljava postavljene zahteve koriguje

se i dorađuje prvobitna verzija projekta i

ponavlja postupak simulacije. Postupak se ponavlja dok svi zahtevi ne budu zadovoljeni.

Prikazna lista ili prikazni program

sadrži niz grafičkih naredbi (npr. za crtanje tačaka, linija, znakova). Na kraju je naredba JMP

(skok) koja upućuje procesor na početak liste. Procesor ciklično ponavlja naredbe iz prikazne liste frekvencijom od najmanje 30
puta u sek

undi i na taj način stvara utisak mirne slike ravnomernog intenziteta na fosfornom ekranu koji zadržava osvetljenost u

desetinama ili stotinama mikrosekundi.

Glavni procesor izvodi aplikativni program i grafički paket koji su uskladišteni u memoriji sistema.

Grafički paket

kreira prikaznu

listu i ukazuje na početnu naredbu. Memoriji sistema pristupaju glavni procesor i grafički prikazni procesor (prikazna procesorska
jedinica, grafički kontroler).

Grafički prikazni procesor

prihvata, dekodira i izvodi naredbe iz prikazne liste. Procesor po pravilu

ima

registre i brojač naredbi. Naredbe su definisane kao 16-bitne reči.

Slika 1.2

Arhitektura vektorskog grafičkog sistema.

Tipična je naredba

s skraćenicama

M, P, L

(load and move; load and poin

t; load and line) za translaciju, crtanje tačke i crtanje

prave linije. Parametar