Đồ họa máy tính

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Mô hình 3D với DirectX 9.0: Ấm chè Utah
Mô hình 3D với DirectX 9.0: Ấm chè Utah

Mục lục

[sửa] Đồ họa máy tính và lịch sử phát triển

Đồ họa máy tính là một lĩnh vực của khoa học máy tính nghiên cứu về cơ sở toán học, các thuật toán cũng như các kỹ thuật để cho phép tạo, hiển thị, và điều khiển hình ảnh trên màn hình máy tính. Đồ họa máy tính có liên quan ít nhiều đến một số lĩnh vực như đại số, hình học giải tích, hình học họa hình, quang học,... và kỹ thuật máy tính, đặc biệt là chế tạo phần cứng (các loại màn hình, các thiết bị xuất, nhập, các vỉ mạch đồ họa...).

Theo nghĩa rộng hơn, đồ họa máy tính là phương pháp và công nghệ dùng trong việc chuyển đổi qua lại giữa dữ liệu và hình ảnh trên màn hình bằng máy tính. Đồ họa máy tính hay kỹ thuật đồ họa máy tính còn được hiểu dưới dạng phương pháp và kỹ thuật tạo hình ảnh từ các mô hình toán học mô tả các đối tượng hay dữ liệu lấy được từ các đối tượng trong thực tế. Thuật ngữ đồ họa máy tính được đề xuất bởi một chuyên gia người Mỹ tên là William Fetter vào năm 1960. Khi đó ông đang nghiên cứu xây dựng mô hình buồng lái máy bay cho hãng Boeing. William Fetter đã dựa trên các hình ảnh 3 chiều của mô hình người phi công trong buồng lái để xây dựng nên mô hình buồng lái tối ưu cho máy bay Boeing. Đây là phương pháp nghiên cứu rất mới vào thời kỳ đó. Phương pháp này cho phép các nhà thiết kế quan sát một cách trực quan vị trí của người lái trong khoang buồng lái. William Fetter đã đặt tên cho phương pháp của mình là Computer Graphics.

Ivan Sutherland và hệ thống Sketchpad(1962)
Ivan Sutherland và hệ thống Sketchpad(1962)

Lịch sử của đồ họa máy tính vào những năm 1960 còn được đánh dấu bởi dự án SketchPad được phát triển tại Học viện Công nghệ Massachusetts - MIT bởi Ivan Sutherland. Các thành tựu thu được đã được báo cáo tại hội nghị Fall Joint Computer và đây cũng chính là sự kiện lần đầu tiên người ta có thể tạo mới, hiển thị và thay đổi được dữ liệu hình ảnh trực tiếp trên màn hình máy tính trong thời gian thực. Hệ thống Sketchpad này được dùng để thiết kế hệ thống mạch điện và bao gồm những thành phần sau:

  1. CRT màn hình.
  2. Bút sáng và một bàn phím bao gồm các phím chức năng.
  3. Máy tính chứa chương trình xử lý các thông tin

Với hệ thống này, người sử dụng có thể vẽ trực tiếp các sơ đồ mạch điện lên màn hình thông qua bút sáng, chương trình sẽ phân tích và tính toán các thông số cần thiết của mạch điện do người dùng vẽ nên.

Kỹ thuật đồ họa được liên tục hoàn thiện vào những năm 1970 với sự xuất hiện của các chuẩn đồ họa làm tăng cường khả năng giao tiếp và tái sử dụng của phần mềm cũng như các thư viện đồ họa.

Sự phát triển vượt bậc của công nghệ vi điện tử và phần cứng máy tính vào những năm 1980 làm xuất hiện hàng loạt các vỉ mạch hỗ trợ cho việc truy xuất đồ họa đi cùng với sự giảm giá đáng kể của máy tính cá nhân làm đồ họa ngày càng đi sâu vào cuộc sống thực tế.

[sửa] Phần cứng máy tính và đồ họa

[sửa] Các hệ màu cơ bản

[sửa] Các thuật toán vẽ và tô màu các đối tượng 2D

[sửa] Các phép biến đổi Affine cơ sở trên mặt phẳng