Czym jest grafika komputerowa?

Grafika komputerowa – dział informatyki zajmujący się wykorzystaniem komputerów do generowania obrazów oraz wizualizacją rzeczywistych danych. Grafika komputerowa jest obecnie narzędziem powszechnie stosowanym w nauce, technice, kulturze oraz rozrywce. Kilka przykładowych zastosowań:

kartografia,
wizualizacja danych pomiarowych (np. w formie wykresu dwu- i trójwymiarowych),
wizualizacja symulacji komputerowych,
diagnostyka medyczna,
kreślenie i projektowania wspomagane komputerowo,
przygotowanie publikacji,
efekty specjalne w filmach,
gry komputerowe.

Chociaż grafika komputerowa koncentruje się głównie na specjalistycznych algorytmach i strukturach danych, to jednak siłą rzeczy musi czerpać z innych dziedzin wiedzy. Na przykład aby uzyskać obrazy fotorealistyczne, należy wiedzieć jak w rzeczywistym świecie światło oddziałuje z przedmiotami. Podobnie, aby symulacja jazdy samochodem była jak najwierniejsza, należy wiedzieć jak obiekty fizyczne ze sobą oddziaływują.

Grafika komputerowa narodziła się pod koniec lat pięćdziesiątych z działań występujących pod nazwą „sztuka ASCII” ( od przyjętego standardu kodu alfanumerycznego – American Standard Code for Information Interchange). Za pierwszą zarejestrowaną kompozycję uchodzi popularna wówczas sylwetka człowieka zbudowana z litery „o” oraz paru symboli „ /,\,I”. Następne obrazki były już nieco bardziej skomplikowane, ze znaków jakimi dysponowała drukarka udawało się ułożyć wizerunki między innymi Alberta Einsteina i Marilyn Monroe. Chodziło o to żeby np. litera „M” wyglądała z daleka ciemniej, niż kropka czy odstęp. Te prymitywne literowe rysunki okazały się przydatnym ćwiczeniem. Przy próbie przeniesienia z papieru na ekran monitora, wymagania były podobne. Obrazy należało tworzyć z punktów, których położenie na ekranie było ściśle określone. Do każdej figury trzeba było wymyślić jakiś algorytm aby na przykład okrąg nie wyglądał jak kółko zębate. Dobre algorytmy reprezentacji linii prostych, kół i trójkątów za pomocą punktów, opracował na początku lat sześćdziesiątych Ivan Sutherland, wówczas doktorant na Massachusetts Institute of Technology (MIT) w Bostonie, a później założyciel znanej firmy Evans and Sutherland z Salt Lake City.

Zaprojektował on również system, pozwalający na dowolne transformacje tych figur geometrycznych. Za pomocą pióra świetlnego można je było przesuwać, obracać, zwiększać i zmniejszać. Dziś wydaje się to dziecinnie proste, ale w tamtych latach to był materiał na napisanie doktoratu. Sutherland zdawał sobie sprawę z wagi swojej pracy, bo napisał wówczas: ” Ten wynalazek może stać się prawdziwą Kraina Czarów, do której wstąpimy jako Alicja”. I tak się właśnie stało. Sutherlandowi należy się spore uznanie, bo grafika komputerowa wiele Mu zawdzięcza. Dzięki takim postępom grafika komputerowa wykazała że istnieje możliwość jej praktycznego zastosowania.

Parę lat później, na przełomie 1990 i 1991 roku w Europejskim Laboratorium Fizyki Jądrowej CERN w Szwajcarii jako projekt umożliwiający wymianę informacji naukowych rozpoczęła swoje istnienie World Wide Web popularnie nazwana WWW. Jego autorami byli Tim Berners-Lee i Robert Cailliau, którzy zdefiniowali sposób opisu dokumentów hipertekstowych (czyli język HTML), system adresowania URL, standard odwołań do innych dokumentów (protokół HTTP) oraz stworzyli oprogramowanie dla pierwszego serwera WWW.

Lata dziewięćdziesiąte to era graficznych przeglądarek internetowych. W 1993 roku pojawia się Mosaic, zdetronizowana wkrótce przez Netscape Navigator. Na rynek wkracza także Internet Explorer firmy Microsoft. Internet staje się jednym z masowych mediów, zwiększa się ilość i różnorodność dostępnych w nim informacji. Na początku tamtych lat większość polskich stron internetowych wyglądała tak samo: szare tło i niebieskie linki (odnośniki do kolejnych podstron). I to tylko dla tych niewielu internautów którzy posiadali już pierwsze przeglądarki graficzne. Nikt nie myślał wtedy ze Web może być nie tylko ciekawy ale i estetyczny. Internet w tamtych latach stawiał wiele ograniczeń dla twórców stron internetowych, ale ogólny jego rozwój , coraz szybsze łącza i zastosowanie nowych technologii przy tworzeniu grafiki, animacji, użycie grafiki wektorowej przyczyniły się do tego ze strony WWW stały się poważnym medium, stawiającym coraz mniej ograniczeń dla artystów. Współczesne strony WWW, wręcz przyciągają różnorodnością grafiki. Jest ona bardzo ważna podczas tworzenia stron internetowych. To grafika pierwsza rzuca się w oczy po wejściu na daną stronę. Ważną rolę w rozpowszechnieniu grafiki komputerowej odegrały gry, a zwłaszcza „Pong” jedna z pierwszych gier video, która odniosła powodzenie na rynku. Sukces był oszałamiający: w 1973 roku, rok po uruchomieniu produkcji, sprzedaż przekroczyła 3 miliony dolarów. Drugim wydarzeniem, które przyczyniło się do popularności grafiki komputerowej, była produkcja filmu „Tron” z wytwórni Walta Disneya.

Parę minut zawartych w niej animacji komputerowych (sceny „świetlnych motocykli”) oszołomiło fachowców. Lawina ruszyła dopiero na początku lat 80-tych. Zredukowano wtedy układy scalone do rozmiarów umożliwiających konstruowanie komputerów o rozsądnych rozmiarach – już nie trzeba było poświęcać całego pomieszczenia, wystarczyło biurko, najwyżej dwa. Wyspecjalizowane stacje graficzne, uprzednio niewyobrażalnie drogie, stały się bardziej dostępne. Zaczęły powstawać firmy zajmujące się produkcją sprzętu do grafiki: Silicon Graphics, Ardent, Stellar, oraz oprogramowania : Alias, Softimage, Wavefront oraz Autodesk.

Stacje graficzne przyjęły się w pracowniach graficznych, studiach telewizyjnych i filmowych. Wkrótce też pojawiły się komputery osobiste, a wraz z nimi oprogramowanie, które dostępne było nie tylko dla fachowców, ale i dla zwykłych użytkowników komputerów domowych.