.
CG001
ประวัติความเป็นมาของ
Computer Graphics
CG002
ประเภทของภาพกราฟฟิกส์
CG003
ประเภทของระบบกราฟฟิกส์
CG004
ซอฟต์แวร์ที่ใช้ในระบบ
กราฟฟิกส์
CG005
องค์ประกอบระบบกราฟฟิกส์
CG006
ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์
กราฟฟิกส์
CG007
การประยุกต์ใช้งาน
CG008
ภาพยนต์กับคอมพิวเตอร์
กราฟฟิกส์
CG009
เทคนิคพิเศษในภาพยนต์
Test
Home
|
ประวัติความเป็นมาของ
Computer Graphics
ในปี ค.ศ. 1940 คอมพิวเตอร์จะแสดงภาพกราฟฟิกส์โดยใช้เครื่องพิมพ์
โดยรูปภาพที่ได้จะเป็นภาพที่เกิด
จากการใช้ตัวอักษรประกอบกันในปี
ค.ศ.1950 สถาบันเทคโนโลยีแห่ง แมสซาซูเซสต์
(Massachusetts Institue
Technology : MIT)
ได้พัฒนาคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีหลอดภาพ CRT
(Cathode Ray Tube)
เป็นส่วนแสดงผลแทนเครื่องพิมพ์
เนื่องจากมีความต้องการที่จะให้การติดต่อระหว่างผู้ใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์มีความเร็วยิ่งขึ้นในปี ค.ศ. 1950 ระบบ SAGE (Semi
Automatic Ground
Environment)
ของกองทัพอากาศสหรัฐอเมริกาสามารถแปลงสัญญาณจากเรดาร์ให้เป็นภาพบนจอคอมพิวเตอร์ได้
ระบบนี้เป็นระบบกราฟฟิกส์เครื่องแรกที่ใช้ปากกาแสง
(Light Pen :
เป็นอุปกรณ์สำหรับรับข้อมูล ชนิดหนึ่ง)
สำหรับการเลือกสัญญาณบนจอภาพได้ในปี ค.ศ.1950มีการทำวิจัยเรื่องเกี่ยวกับระบบคอมพิวเตอร์เป็นจำนวนมากซึ่งต่อมาได้กลายเป็นต้นแบบของระบบคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์สมัยใหม่
ตัวอย่างเช่น ในปี ค.ศ.1963
วิทยานิพนธ์ ปริญญาเอกของ อีวาน ซูเธอร์แลนด์(Ivan
Sutherland)
เป็นการพัฒนาระบบการวาดเส้น
ซึ่งผู้ใช้สามารถกำหนดจุดบนจอภาพได้โดยตรง
โดยการใช้ปากกาแสงจากนั้นระบบ กราฟฟิกส์จะสามารถลากเส้นเชื่อมจุดต่าง ๆ
เหล่านี้เข้าด้วยกันกลายเป็นภาพโครงสร้างรูปหลายเหลี่ยม
ระบบนี้ได้กลายเป็นหลักการพื้นฐานของโปรแกรมช่วยในการออกแบบระบบงานต่าง
ๆ เช่น การออกแบบระบบไฟฟ้า และการออกแบบเครื่องจักร เป็นต้น
ในระบบหลอดภาพ
CRT
สมัยแรกนั้น เราสามารถวาดเส้นตรงระหว่างจุดสองจุดบนจอภาพได้
แต่ภาพเส้นที่วาดจะจางหายไปจากจอภาพอย่างรวดเร็ว
จึงต้องมีการวาดซ้ำลงที่เดิมหลาย ๆ ครั้ง ในหนึ่งวินาที
เพื่อให้เราสามารถมองเห็นว่าเส้นไม่จางหายไป
ซึ่งระบบแบบนี้มีราคาแพงมากในช่วงต้นปี ค.ศ. 1960
แต่ต่อมาในปี ค.ศ. 1965 จึงมีราคาถูกลงเนื่องจากบริษัท ไอบีเอ็ม
(IBM) ได้ผลิตออกมาขายเป็นจำนวนมากในราคาเครื่องละ
100,000 ดอลลาร์
จากการที่ราคาของจอภาพถูกลงมากนี่เองทำให้สาขาคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์เริ่มเป็นที่สนใจของคนทั่วไปในปี
ค.ศ.1968บริษัทแทคโทรนิกส์ (Tektronix)
ได้ผลิตจอภาพแบบเก็บภาพไว้ได้จนกว่าต้องการจะลบ
(
StorageTube CRT
)
ซึ่งระบบนี้ไม่ต้องการหน่วยความจำและระบบการวาดซ้ำ
จึงทำให้ราคาถูกลงมาก บริษัทตั้งราคาขายไว้เพียง 15,000 ดอลลาร์
เท่านั้น จอภาพแบบนี้จึงเป็นที่นิยมกันมากในช่วงเวลา 5 ปี ต่อมากลางปี
ค.ศ. 1970 เป็นช่วงเวลาที่อุปกรณ์ทางคอมพิวเตอร์เริ่มมีราคาลดลงมาก
ทำให้ฮาร์ดแวร์ของระบบคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์มีราคาถูกลงตามไปด้วยผู้ใช้ทั่วไปจึงสามารถนำมาใช้ในงานของตนได้ทำให้การใช้คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์เริ่มแพร่หลายไปในงานด้านต่างๆ
มากขึ้นสำหรับซอฟต์แวร์ทางด้านกราฟฟิกส์ก็ได้มีการพัฒนาควบคู่กับฮาร์ดแวร์เช่นกัน
ซึ่งมีการเริ่มต้นจาก อีวาน ซูเธอร์แลนด์ ผู้ซึ่งได้ออกแบบวิธีการหลัก
ๆ รวมทั้งโครงสร้างข้อมูลของระบบคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์ ต่อมาก็มี สตีเฟน
คูน (Steven Coons,
1966)
และ ปิแอร์ เบเซอร์
(Pierre Bazier, 1972)
ซึ่งศึกษาเกี่ยวกับการสร้างเส้นโค้งและภาพพื้นผิว
ทำให้ปัจจุบันเราสามารถสร้างภาพ 3 มิติได้
สมจริงสมจังมากขึ้น ในช่วง 10 ปีต่อมาได้มีการพัฒนาวิธีการสร้างภาพมากมาย สำหรับใช้ในระบบคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์
และปัจจุบันเราก็ได้เห็นผลงานที่สวยงามและแปลกตา
ซึ่งเป็นผลมาจากการศึกษาวิจัยต่าง ๆ ในอดีตนั่นเอง
ประเภทของภาพกราฟฟิกส์
การสร้างภาพกราฟฟิกส์ด้วยคอมพิวเตอร์
มีวิธีการสร้าง 2 แบบ คือ แบบบิตแมป (Bit
Mapped) และแบบเวกเตอร์ (Vector)
หรือ สโตก (Stroked)
แต่ละแบบวิธีการสร้างภาพดังต่อไปนี้
กราฟฟิกส์แบบบิตแมป
กราฟฟิกส์แบบบิตแมปความหมายที่ค่อนข้างจะตรงไปตรงมา
คือมีลักษณะเป็นช่อง ๆ
เหมือนตารางแต่ละบิตก็คือส่วนหนึ่งของข้อมูลคอมพิวเตอร์(ซึ่งก็คือสวิตซ์ปิดเปิดในหน่วยความจำ
I
หมายถึง เปิด และ
O
หมายถึงปิด)
และสวิตซ์ปิดเปิดนี้ก็ยังหมายถึงสีดำและขาวเหล่านี้ได้
กราฟฟิกส์แบบบิตแมปทุกชนิดมีลักษณะที่เหมือนกันอยู่บางประการ
ถ้าทำความเข้าใจส่วนต่าง ๆ
เหล่านี้เราสามารถที่จะหลีกเลี่ยงหรือป้องกันปัญหาที่อาจเกิดขึ้นได้
พิกเซล
(Pixel)
พิกเซล (เป็นคำที่ใช้แทนองค์ประกอบของภาษา
เป็นองค์ประกอบพื้นฐานของภาพบิตแมป ซึ่งองค์ประกอบย่อย เหล่านี้ถูกรวมกันเข้าทำให้เกิดภาพ
เราคงคุ้นเคยกับการที่ส่วนประกอบย่อย ๆ
มารวมกันเพื่อประกอบเป็นรายการสิ่งของต่าง ๆ เป็นต้น
ว่าเอาแต่ละชิ้นของบล็อกกระจกมาประกอบกันเป็นหน้าต่าง
แต่ละเข็มของการเย็บปักถักร้อยประกอบกันเป็นผลงานทางด้านเย็บปักถักร้อย1
ชิ้นหรือแต่ละจุดของโลหะเงินประกอบกันเป็นรูปภาพ 1 รูป
นั้นคือองค์ประกอบอาจจะเป็นแก้วชิ้นใหญ่บนหน้าต่าง หรือจุดโลหะเงินเล็ก
ๆ บนแผ่นฟิล์มก็ได้
โดยแต่ละชิ้นเป็นองค์ประกอบที่แยกจากกันเปรียบเทียบได้กับพิกเซลซึ่งถือเป็นหน่วยย่อยที่เล็กที่สุดของรูปภาพ
พิกเซลมีความสำคัญต่อการสร้างกราฟฟิกส์ของคอมพิวเตอร์มาก เพราะทุก ๆ
ส่วนของกราฟฟิกส์ เช่น จุดเส้นแบบลายและสีของภาพ ล้วนเริ่มจากพิกเซลทั้งสิ้นพิกเซลหนึ่ง
ๆ
อาจจะมีขนาดความเข้มและสีแตกต่างกันได้
ในโลกแห่งดิจิตอลของรูปภาพคอมพิวเตอร์
พิกเซลได้ถูกใช้สำหรับสิ่งต่าง ๆ
เป็นต้นว่าจุดแต่ละจุดบนหน้าจอคอมพิวเตอร์
จุดแสดงความละเอียดของเครื่องพิมพ์แบบเลเซอร์
หรืออุปกรณ์แสดงผลประเภทกราฟฟิกส์อื่น ๆ ของระบบคอมพิวเตอร์
ซึ่งบางครั้งอาจทำให้เราสับสนได้เพื่อให้เกิดความชัดเจน
ขอให้คำจำกัดความดังต่อไปนี้ พิกเซลหมายถึง
องค์ประกอบย่อยในไฟล์กราฟฟิกส์แบบบิตแมป
วิดีโอพิกเซล
หมายถึง องค์ประกอบย่อยของภาพในหน้าจอคอมพิวเตอร์ จุดหรือดอต หมายถึง
ความละเอียดของภาพที่พิมพ์โดยเครื่องพิมพ์แบบเลเซอร์
เอสเป็กเรโซของภาพ
(Image Aspect Ratio)
แอสเป็กเรโซของภาพ คือ
อัตราส่วนระหว่างจำนวนพิกเซลทางแนวขวาง และจำนวนพิกเซลทางแนวดิ่งที่ใช้ในการสร้างภาพ
หากจะยกตัวอย่างเปรียบเทียบกับกระดาษกราฟ จะเห็นได้ว่าภาพบิตแมปใด ๆ
ก็ตามจะมีจำนวนพิกเซลคงที่ในมิติแนวขวางและแนวดิ่ง
ซึ่งอัตราส่วนมีไว้อ้างถึงขนาดของภาพและมักจะเขียนในรูปของ 800x600
(ซึ่งหมายถึงรูปภาพที่มี 800 พิกเซล
ในแนวขวาง และ 600 บรรทัดของพิกเซลในแนวดิ่ง) เราสามารถคำนวณหาจำนวนพิกเซลทั้งหมดในรูปภาพได้โดยการคูณตัวเลขทั้งสองนี้เข้าด้วยกัน
นั่นคือรูปภาพที่มีแอสเป็กเรโซ 800x600
จะมีทั้งหมด 480,000 พิกเซล
ซึ่งจำนวนดังกล่าวไม่ได้หมายถึงขนาดของไฟล์ของภาพนั้น ๆ
รีโซลูชัน
(Resolution)
รีโซลูชัน
(Resolution)
หมายถึง รายละเอียดที่อุปกรณ์แสดงกราฟฟิกส์ชนิดหนึ่งมีอยู่ ค่ารีโซลูชันมักระบุเป็นจำนวนพิกเซลแนวนอนคือแนวแกน x
และจำนวนพิกเซลในแนวตั้งคือแกน
Y
ดังนั้น รีโซลูชั่น 720 x
348 จึงหมายความว่อุปกรณ์แสดงกราฟฟิกส์ชนิดนี้สามารถแสดงพิกเซลในแนวนอนได้ไม่เกิน
720 พิกเซล และแสดงพิกเซลในแนวตั้งได้ไม่เกิน 348 พิกเซล
ผู้ผลิตอุปกรณ์แสดงกราฟฟิกส์บางรายจะระบุค่ารีโซลูชันเป็นระดับสูง
(High Resolution) ปานกลาง
(Medium Resolution) และระดับต่ำ(Low
Resolution)
โดยพิจารณาจากจำนวนพิกเซลในแนวนอนเพียงอย่างเดียว
ซึ่งมีหลักว่า ถ้าค่าน้อยกว่า 128 เป็นระดับต่ำ ค่าระหว่าง
128 ถึง 512 เป็นระดับกลาง ค่าสูงกว่า 512 เป็นระดับสูง
สำหรับจอภาพขนาดปกติ ถ้ามีค่ารีโซลูชันมากกว่า 1500
ตาจะมองไม่เห็นแต่ละพิกเซลคือ
จะมองเห็นเป็นภาพที่มีความ
ละเอียดคมชัดสูงมาก
คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์ที่ใช้กับฟิล์มถ่ายรูปในระดับมืออาชีพจะต้องใช้ค่ารีโซลูชันสูงถึง
3000
กราฟฟิกส์แบบเวกเตอร์
กราฟฟิกส์แบบเวกเตอร์ต่างจากบิตแมปตรงที่บิตแมปนั้นประกอบไปด้วย
จุดต่าง ๆ มากมาย
แต่กราฟฟิกส์แบบเวกเตอร์ใช้สมการทางคณิตศาสตร์เป็นตัวสร้างภาพ เช่น
วงกลม หรือเส้นตรง เป็นต้น
ถึงแม้ว่าอาจจะฟังดูซับซ้อนสักเล็กน้อยแต่ภาพบางชนิดก็ถูกสร้างได้ง่าย
หลักที่จะนำไปสู่กราฟฟิกส์แบบเวกเตอร์ก็คือ
การรวมเอาคำสั่งทางคอมพิวเตอร์และสูตรทางคณิตศาสตร์เพื่ออธิบายเกี่ยวกับออบเจ็กต์
ซึ่งจะปล่อยให้อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ เช่น จอภาพ
หรือเครื่องพิมพ์เป็นตัวกำหนดเองว่าจะวางจุดจริง ๆ
ไว้ที่ตำแหน่งใดในการสร้างภาพ
คุณลักษณะเด่นเหล่านี้ทำให้กราฟฟิกส์แบบเวกเตอร์มีข้อได้เปรียบและข้อเสียเปรียบมากมายกับกราฟฟิกส์แบบบิตแมป
ออบเจ็กต์ (Object)
ออบเจ็กต์ง่าย ๆ (เช่น วงกลม ทรงกลม และอื่น ๆ เรียกว่า รูปทรงพื้นฐาน)
สามารถใช้ในการสร้างออบเจ็กต์ที่ซับซ้อนขึ้น
กราฟฟิกส์แบบเวกเตอร์สามารถสร้างรูปภาพโดยการรวมเอาออบเจ็กต์หลาย ๆ
ชนิดมาผสมกันเราสามารถผสมออบเจ็กต์ต่างชนิดกัน(เช่น วงกลมและเส้นตรง)
เพื่อสร้างภาพที่แตกต่างกัน กราฟิกแบบเวกเตอร์ใช้คำสั่งง่าย ๆ
เพื่อสร้างออบเจ็กต์พื้นฐาน ถ้าเขียนเป็นภาษาคำพูดแบบธรรมดา
คำสั่งอาจจะอ่านได้ว่า ลากเส้นตรงจากจุด
A ไปยังจุด
B หรือ ลากวงกลมรัศมี
R โดยมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่จุด
Pเปรียบเทียบคุณสมบัติของกราฟฟิกส์แบบบิตแมปและภาพแบบเวกเตอร์
ในด้านความเร็วของการแสดงภาพที่จอภาพและความสามารถในการเปลี่ยนขนาดภาพจะได้ผลดังนี้
-
กราฟฟิกส์แบบบิตแมปสามารถแสดงให้เห็นที่จอภาพได้เร็วกว่าภาพ
แบบเวกเตอร์ เช่น การแสดงภาพแบบบิตแมป
ขนาด 1000 ไบต์ จะทำโดยการใช้คำสั่งย้ายข้อมูลขนาด
1000 ไบต์ จากหน่วยความจำที่เก็บภาพไปยังหน่วยความจำของจอภาพ (
คือ
Video Display Buffer)
ภาพนั้นก็จะปรากฏบนจอภาพทันที
การแสดงภาพแบบเวกเตอร์คอมพิวเตอร์จะใช้เวลามากกว่าเนื่องจากคอมพิวเตอร์ต้องทำตามคำสั่งที่มีจำนวนมากกว่า
-
การเปลี่ยนแปลงขนาดภาพให้โตขึ้นหรือเล็กลงกว่าภาพเดิม
กรณีภาพแบบบิตแมปจะทำได้ไม่มาก
นอกจากนี้ยังอาจจะทำให้ลักษณะของภาพผิดเพี้ยนไปจากเดิมด้วย
เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงขนาดภาพทำโดยวิธีการเพิ่มหรือลดพิกเซลจากที่มีอยู่เดิม
ภาพที่ขยายโตขึ้นจะมองเห็นเป็นตารางสี่เหลี่ยมเรียงต่อกัน
ทำให้ขาดความสวยงาม แต่ภาพแบบเวกเตอร์จะสามารถย่อและขยายขนาดได้มากกว่า
โดยสัดส่วนและลักษณะของภาพยังคล้ายเดิม
ยิ่งกว่านั้นเราสามารถขยายเฉพาะความกว้างหรือความสูง
เพื่อให้มองเห็นเป็นภาพผอมหรืออ้วนกว่าภาพเดิมได้ด้วย
ประเภทของระบบกราฟฟิกส์
คอมพิวเตอร์ในกลุ่ม
IBM PC XT AT
หรือเครื่องที่ทำงานเหมือนกันจะแบ่งการแสดงผลที่จอภาพเป็น 2 แบบหรือ 2
โหมด (Mode) คือ
เท็กซ์โหมด (Text Mode)
และกราฟฟิกส์โหมด(Graphic
Mode) แต่ละโหมดมีรายละเอียดดังนี้
เท็กซ์โหมด
(Text Mode)
คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องจะแสดงผลในโหมดนี้ได้
โดยการนำตัวอักษร ตัวเลข และเครื่องหมายต่าง ๆ
ที่มีอยู่ในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์มาแสดงที่จอภาพตามคำสั่ง
แต่เนื่องจากตัวอักษร ตัวเลข และเครื่องหมายที่มีอยู่
ถูกกำหนดรูปร่างไว้แน่นอนแล้ว และมีจำนวนจำกัด
จึงไม่สามารถนำมาประกอบกันให้เกิดเป็นภาพต่าง ๆ
ที่ถูกต้องสวยงามได้เท่าที่ควร โดยผลลัพธ์ที่แสดงออกมาทางจอภาพนั้น
จะมีลักษณะเป็นแถวของตัวอักษร จำนวน 25 แถว แต่ละแถวมีข้อความไม่เกิน
80 ตัวอักษร
กราฟฟิกส์โหมด
(Graphic Mode)
เพื่อให้คอมพิวเตอร์สามารถแสดงผลเป็นพิกเซลได้จำนวนมาก
จึงได้มีการสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์
เพื่อใช้สำหรับควบคุมการแสดงผลที่จอภาพ ซึ่งนิยมเรียกกันว่า
ระบบกราฟิกระบบกราฟฟิกส์มีหลายชนิด เช่น ซีจีเอ
(CGA) อีจีเอ
(EGA) วีจีเอ
(VGA) เฮอร์คิวลิส
(Hercules)ซึ่งแต่ละชนิดจะมีคุณสมบัติในการแสดงพิกเซลได้แตกต่างกันคือตั้งแต่ขนาด
320x200 พิกเซลถึง 1024x786
พิกเซล ระบบกราฟิกสามารถแสดงสีได้ตั้งแต่ 2 สี จนถึง 256 สี
สำหรับจอภาพที่แสดงได้ 2 สี จะประกอบด้วยสีพื้นซึ่งเป็นสีมืดและสีสว่าง
ซึ่งเป็นสีเขียว สีขาว
หรือสีเหลืองอำพันดังนั้นสีที่เรามองเห็นจากจอภาพชนิดนี้จึงมีเพียงสีเดียวเท่านั้น
จึงนิยมเรียกชื่อจอภาพและระบบกราฟิกชนิดนี้ว่า จอภาพโมโนโครม
(Monochrome)
ส่วนจอภาพที่สามารถแสดงได้หลายสีเราเรียกว่า จอภาพสี
(Color)
ไม่ว่าคอมพิวเตอร์จะมีระบบกราฟิกเป็นชนิดใดก็ตาม ถ้าเปิดเครื่องด้วย
DOS
คอมพิวเตอร์จะเริ่มแสดงผลด้วยเท็กซ์โหมดเสมอ
การเปลี่ยนโหมดให้เป็นกราฟฟิกส์จะทำได้ก็โดยการใช้คำสั่งเฉพาะสำหรับระบบกราฟฟิกส์ชนิดนั้น
ซอฟต์แวร์ที่ใช้ในระบบกราฟฟิกส์
ซอฟต์แวร์กราฟฟิกส์เป็นส่วนสำคัญพื้นฐาน
ที่ระบบการแสดงภาพกราฟฟิกส์ทุก ๆ ระบบจะต้องมี
ในสมัยแรกเริ่มซอฟต์แวร์ทางกราฟฟิกส์จะมีราคาแพง
ปัจจุบันราคาของซอฟต์แวร์กราฟฟิกส์ถูกลงมากจนใครๆ ก็หามาใช้ได้ในปี
ค.ศ.
1979
คณะกรรมการวางแผนมาตรฐานซอฟต์แวร์ทางกราฟฟิกส์
( Graphic Standard Planing Committee : GSPC
)
ได้พยายามจัดการให้เกิดมาตรฐานของซอฟต์แวร์ทางกราฟฟิกส์ขึ้นในอเมริกา
ซึ่งระบบCORE (Core Graphic System)ซึ่งเป็นมาตรฐานสำหรับระบบการแสดงภาพ
3 มิติ และในเวลาใกล้เคียงกัน สถาบันกำหนดมาตรฐานของประเทศเยอรมนี
(West
German National Standard : DIN)
ก็ได้พัฒนามาตรฐานกราฟฟิกส์ของตัวเองขึ้นเรียกว่า
GKS (Graphic Kernel System)
ซึ่งเป็นมาตรฐานสำหรับระบบการแสดงภาพ 2
มิติเท่านั้นขาดส่วนที่เป็น 3 มิติ ในปี ค.ศ. 1982 ระบบ
GKS
ถูกใช้เป็นมาตรฐานนานาชาติของระบบกราฟฟิกส์ สมาคมกราฟฟิกส์นานาชาติ
(International Graphics Community)
ก็เลยพยายามรวมมาตรฐาน
CORE
กับ
GKS
เข้าเป็นมาตรฐานเดียวกัน
แต่ไม่สำเร็จเนื่องจากระบบมาตรฐานเดิมตัวอย่างเช่น
GKS3D, PHIGS (Programmers
Hierarchical Interface Graphics System) PHIGS+ เป็นต้น
สำหรับปัจจุบันนี้ซอฟต์แวร์หรือโปรแกรมที่ใช้ในการสั่งในคอมพิวเตอร์ดำเนินการเกี่ยวกับภาพ
แบ่งได้เป็น 2 ชนิด คือ
โปรแกรมสำเร็จรูป
(Package)
เป็นโปรแกรมที่สร้างขึ้นโดยผู้เชี่ยวชาญทางด้านคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์
เพื่อให้ผู้ใช้โปรแกรมสามารถใช้คอมพิวเตอร์ดำเนินการเกี่ยวกับภาพได้อย่างสะดวกรวดเร็ว
ปัจจุบันมีผู้ผลิตโปรแกรมสำเร็จรูปทางด้านกราฟฟิกส์ออกจำหน่ายเป็นจำนวนมาก
โปรแกรมที่เราเขียนขึ้นเอง
เป็นโปรแกรมที่เขียนขึ้นด้วยภาษาคอมพิวเตอร์ เช่นเบสิก ฟอร์แทรน ปาสคาล
และอื่น ๆ โดยเขียนด้วยคำและหลักการของภาษานั้น
เพื่อให้คอมพิวเตอร์ดำเนินการเกี่ยวกับกราฟฟิกส์ตามที่เราต้องการเนื่องจากคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์เป็นงานที่สิ้นเปลืองเวลา
ทั้งยังต้องใช้กำลังสมองและกำลังกายเป็นอย่างมาก
เพราะฉะนั้นเราจึงต้องพิจารณาว่าโปรแกรม กราฟฟิกส์ที่จะนำมาใช้งานควรจะเป็นโปรแกรมสำเร็จรูป
หรือ โปรแกรมที่เขียนขึ้นเอง
หรือใช้โปรแกรมทั้งสองชนิดร่วมกันแนวทางการตัดสินใจเลือกใช้โปรแกรมกราฟฟิกส์
อาจจะพิจารณาได้จากข้อมูลต่าง ๆ ดังต่อไปนี้
-
โปรแกรมสำเร็จรูปสามารถใช้งานได้ทันที
โดยเสียเวลาศึกษาวิธีการใช้โปรแกรมเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
โปรแกรมสำเร็จรูปจึงเหมาะกับงานเร่งด่วน
และใช้ในการศึกษาของผู้เริ่มต้น
- โปรแกรมสำเร็จรูปแต่ละโปรแกรม มีจุดมุ่งหมายของการใช้งานแตกต่างกัน
เช่น บางโปรแกรมเน้นทางด้านการพิมพ์ภาพ
บางโปรแกรมเน้นทางด้านการพิมพ์ตัวอักษร ดังนั้น
ก่อนที่จะตัดสินใจเลือกโปรแกรมมาใช้งานจึงต้องทำการศึกษาและอาจจะต้องทดลองใช้โปรแกรมนั้นดูก่อน
ซึ่งเป็นขั้นตอนที่สิ้นเปลืองเวลา
และถ้าเลือกโปรแกรมไม่เหมาะสมก็จะยิ่งทำให้เสียทั้งเวลาและทรัพย์สินไปโดยเปล่าประโยชน์
- มีความเป็นไปได้สูงมาก ที่โปรแกรมสำเร็จรูปเพียงโปรแกรมเดียว
จะสามารถทำงานให้ตรงกับความต้องการของเราได้ครบถ้วน เช่น
โปรแกรมจากต่างประเทศใช้สร้างอักษรไทยไม่ได้
สร้างเสียงที่เราต้องการไม่ได้
จึงอาจจำเป็นจะต้องใช้โปรแกรมร่วมกันครั้งละหลายโปรแกรม
กรณีมีปัญหาดังกล่าวนี้
การเขียนโปรแกรมขึ้นเองจึงเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ดีที่สุดเพราะเราสามารถเขียนโปรแกรมให้ทำทุกอย่างได้ตามที่เราต้องการ
- ในระยะยาว การใช้โปรแกรมสำเร็จรูปทำให้สิ้นเปลืองมากกว่า
เนื่องจากจะต้องหาซื้อโปรแกรมรุ่นใหม่มาใช้แทนโปรแกรมรุ่นเก่าอยู่เสมอ
โปรแกรมที่เปลี่ยนรุ่นเร็วจะมีผลให้ต้องมีค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นเร็วกว่าด้วย
ต่างกับโปรแกรมที่เขียนขึ้นเองซึ่งเราสามารถปรับปรุงเพิ่มเติมให้เหมาะสมกับความต้องการ
และสมัยนิยมด้วยค่าใช้จ่ายต่ำกว่า
- ผู้ผลิตโปรแกรมสำเร็จรูปมีฐานะเป็นผู้ขายหรือผู้รับเงิน
ส่วนผู้ใช้โปรแกรมสำเร็จรูปมีฐานะเป็นผู้ซื้อหรือผู้จ่ายเงิน
ถ้าผู้ใช้โปรแกรมสำเร็จรูปไม่พยายามพัฒนาความรู้ความสามารถก็คงต้องเป็นผู้ซื้อตลอดไป
วิธีการที่เหมาะสมสำหรับระยะยาวก็คือผู้ใช้โปรแกรมสำเร็จรูปวันนี้
ควรจะพยายามศึกษาและสร้างโปรแกรมขึ้นใช้เองให้ได้
เพื่อให้สามารถพึ่งตนเองได้ในวันข้างหน้า
และอาจจะเปลี่ยนเป็นผู้ขายโปรแกรมสำเร็จรูปในอนาคต
- การเขียนโปรแกรมขึ้นใช้เอง ทำให้เราเกิดความเข้าใจเกี่ยวกับฮาร์ดแวร์
และซอฟต์แวร์ของคอมพิวเตอร์ ที่ใช้งานด้านกราฟิกได้ดีขึ้น
ซึ่งเป็นผลให้เรามีความมั่นใจและภูมิใจในความรู้ความสามารถของตนเอง
องค์ประกอบระบบกราฟฟิกส์มีอะไรบ้าง
เมื่อเราพิมพ์ภาพกราฟฟิกส์ที่สร้างขึ้น
มันไม่จำเป็นนักที่จะต้องให้ภาพนั้นปรากฏทันทีบนกระดาษ
กราฟฟิกส์แบบนี้ เรียกว่า กราฟฟิกส์แบบสถิต
(Static
Graphics) แต่ถ้าเป็นการเล่นวิดีโอเกม
ถ้าเวลาในการตอบสนองมากกว่า 1/10 วินาที หลังจาก
การเคลื่อนที่ของจอยสติ๊กก็อาจจะไม่เป็นที่ยอมรับได้
เนื่องจากในการเล่นนี้เราต้องการการตอบสนองแบบทันทีทันใด
ภาพกราฟฟิกส์ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาแบบนี้จะต้องเปลี่ยนแปลงได้เร็วพอที่ผู้ใช้จะสามารถควบคุมภาพระบบแบบนี้เรียกว่า ระบบกราฟฟิกส์แบบอินเตอร์แอกทีฟ
(Interactive Graphics System)
สำหรับระบบแบบนี้ต้องการฮาร์ดแวร์ที่พิเศษซึ่งจะจัดการเฉพาะในเรื่องที่เกี่ยวกับการแสดงภาพและการตอบสนองผู้ใช้
ยิ่งภาพที่มีความซับซ้อนเหมือนจริงมากขึ้นเท่าใด
การที่จะทำให้ภาพมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วก็ทำได้ยากยิ่งขึ้นเท่านั้น
ระบบกราฟฟิกส์แบบอินเตอร์แอกทีฟโดยทั่วไปจะประกอบด้วยส่วนสำคัญ 4 ส่วน
คือ
คอมพิวเตอร์
จอภาพสำหรับการแสดงภาพ
อุปกรณ์รับคำสั่งและข้อมูลจากผู้ใช้
และ
อุปกรณ์สำหรับการพิมพ์ภาพ
ซึ่งต่อไปจะได้กล่าวถึงรายละเอียดของส่วนประกอบ
แต่ละส่วน
จอภาพสำหรับการแสดงภาพ
จอภาพส่วนมากที่ใช้กันจะเป็นจอภาพชนิดเดียวกันกับจอภาพของโทรทัศน์ซึ่งเรียกกันว่า
CRT (Cathrod Ray
Tube)
แสดงส่วนประกอบสำคัญของ
CRT
ซึ่งได้แก่ ปืนอิเล็กตรอน
(Electron Gun)
ซึ่งเมื่อร้อนจะปล่อยประจุลบออกมา ประจุลบเหล่านี้จะวิ่งไปหาประจุบวก
ซึ่งอยู่ที่จอภาพที่ฉาบด้วยสารฟอสเฟอร์
ระหว่างที่ประจุลบวิ่งไปนั้นจะต้องผ่านระบบปรับโฟกัส
และระบบเบี่ยงเบนประจุซึ่งเป็นตัวบังคับให้ประจุลบวิ่งไปกระทบจอในตำแหน่งที่ต้องการได้
ระบบปรับโฟกัสจะใช้สำหรับลำประจุลบเพื่อเวลาที่ประจุลบกระทบกับจอภาพแล้วจะทำให้เกิด
จุดสว่างเล็ก ๆ บนจอภาพ ส่วนระบบเบี่ยงเบนประจุจะประกอบด้วยแผ่นโลหะ 2
ชุด (สำหรับการเบี่ยงเบนในแนวนอนและการเบี่ยงเบนในแนวดิ่ง)
ใช้สำหรับปรับทิศทางการวิ่งของประจุลบเพื่อให้กระทบที่ตำแหน่งต่าง ๆ
ทุกตำแหน่งของจอภาพได้ เมื่อประจุลบนี้วิ่งกระทบจอภาพ สารฟอสเฟอร์ที่ฉาบอยู่บนจอภาพก็จะเปล่งแสงที่ตาคนมองเห็นได้ออกมา
ความเข้มของแสงจะขึ้นอยู่กับจำนวนประจุลบที่วิ่งมาชน
ส่วนที่เป็นสีดำบนจอภาพนั้นก็คือส่วนที่ไม่มีประจุลบหรือมีน้อยมากวิ่งไปชน
แสงที่เกิดขึ้นบนจอภาพจะคงอยู่ได้ชั่วระยะเวลาเพียงเศษเสี้ยวของวินาทีเท่านั้นดังนั้นเพื่อให้เราสามารถเห็นภาพได้ต่อเนื่องโดยไม่เกิดการกระพริบจะต้องมีการยิงประจุลบซ้ำที่เดิมนี้หลายครั้งใน
1 วินาที เราจะเรียกจอภาพประเภทนี้ว่า รีเฟรชซีอาร์ที
(Refresh CRT)
จอภาพประเภท รีเฟรชซีอาร์ที
(Refresh CRT)
แบ่งออกเป็น 2 แบบ
แบบแรสเตอร์สแกน (Raster Scan)
แบบแรนดอมเวกเตอร์
(Random Vector)
ถึงแม้จะมีการใช้งานจอภาพทั้งสองแบบแต่โดยทั่วไปแล้วมักจะใช้จอภาพแบบแรสเตอร์สแกนมากกว่า
เนื่องจากเป็นจอภาพที่เราสามารถจัดการเกี่ยวกับการให้สีและแสงเงาได้ง่ายกว่าจอภาพแบบแรนดอมเวกเตอร์สำหรับจอภาพสีก็ใช้หลอดภาพ
CRT เช่นกัน แต่มีส่วนประกอบเพิ่มเติม กล่าวคือ
จะมีปืนอิเล็กตรอน 3 ชุด สำหรับแม่สีแสงคือ สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน
บนจอภาพจะฉาบด้วยสารฟอสเฟอร์สามสีต่อหนึ่งจุด
ซึ่งจัดวางเป็นรูปสามเหลี่ยม และจะมีระบบควบคุมอื่น ๆ
เพื่อจัดการให้จอภาพสามารถแสดงสีต่าง ๆ
ได้ตามต้องการจอภาพแบบแรสเตอร์สแกน
จอภาพที่ใช้กับไมโครคอมพิวเตอร์โดยทั่วไปจะเป็น
จอภาพแบบแรสเตอร์สแกน ซึ่งแบ่งจอภาพออกเป็นจุดเล็ก ๆจำนวนมาก
จุดเหล่านี้จะเป็นส่วนประกอบของภาพที่เล็กเรียกว่า
พิกเซล
(Pixels
หรือ
Picture Element)
จุดเหล่านี้จะจัดเรียงกันเป็นแบบตะแกรง
โดยที่จุดตัดของเส้นตามแนวนอนกับเส้นตามแนวดิ่งก็คือหนึ่งจุดนั้นเอง
เส้นตามแนวนอนจะเรียกว่าว่า เส้นแรสเตอร์สแกน
(Raster Scan Lines)
ดังนั้นจอภาพแบบนี้จึงเรียกว่าจอภาพแบบแรสเตอร์สแกนด้วยคุณภาพของจอภาพแบบแรสเตอร์สแกนอธิบายได้โดยความละเอียดของจอภาพ
(Resolution) ซึ่งก็คือจำนวนพิกเซลในหนึ่งเส้นสแกน
(Scan Lines)
กับจำนวนเส้นสแกนที่มีบนจอภาพทั้งหมด
ยิ่งความละเอียดของจอภาพมีมากเท่าใดก็ยิ่งแสดงภาพได้ละเอียดมากขึ้นเท่านั้นสำหรับจอภาพที่มีความละเอียดต่ำ
(LowResolution)
จะมีเส้นสแกนประมาณ 300 เส้น แต่ละเส้นสแกนจะมีพิกเซลประมาณ 400 พิกเซล
ส่วนจอภาพที่มีความละเอียดสูง
(HighResolution) จะมีเส้นสแกนอย่างต่ำ 1,000
เส้น และแต่ละเส้นจะมีพิกเซลมากกว่า 1,000 พิกเซล
การยิงประจุลบไปยังจอภาพเพื่อให้เกิดเป็นจุดสว่างนั้นจะมีรูปแบบการทำงานที่แน่นอน
คือจุดสว่างจะเริ่มเกิดที่มุมบนซ้ายของจอภาพก่อนเพราะจะมีการยิงประจุลบที่ตำแหน่งนี้เป็นตำแหน่งเริ่มต้นเสมอ
จากนั้นก็จะยิงประจุลบไปตามแนวของเส้นสแกนจากซ้ายไปขวาจนกระทั่งถึงจุดขวาสุด
และจำทำเช่นนี้ไปจนกว่าจะถึงจุดที่อยู่ที่ตำแหน่งมุมล่างขวาของจอภาพ
ซึ่งอยู่บนเส้นสแกนเส้นสุดท้ายแล้วก็จะกลับไปเริ่ม
กระบวนการยิงประจุลบใหม่ตามรูปเดิม ซึ่งจะกระทำเช่นนี้หลายครั้งใน 1
วินาทีจำนวนครั้งที่มีการยิงประจุลบได้ครบรอบดังกล่าวมาแล้วในช่วงเวลา
1 วินาที จะเรียกว่า อัตรา รีเฟรช (Refresh
Rate) สำหรับส่วนกลับของอัตรารีเฟรช
ซึ่งก็คือเวลาที่ใช้ในการแสดงภาพหนึ่งจอภาพจะเรียกว่า เวลาเฟรม
(Frame Time)
ถึงแม้ว่าพิกเซลที่เกิดขึ้นจะมีการจางหายไปตลอดเวลา
แต่คนเราไม่สามารถมองเห็นการเปลี่ยนแปลงนี้ได้ เนื่องจาก
อัตรารีเฟรชมีค่ามากเพียงพอจึงทำให้คนเราเห็นภาพได้อย่างต่อเนื่องระบบจอภาพที่มีราคาไม่แพงนั้นมักจะมีอัตรารีเฟรชเท่ากับ
30 ครั้งต่อวินาที
สำหรับรูปแบบการทำงานเพื่อสร้างเส้นสแกนนั้นจะไม่ทำตามลำดับเส้นที่ 1,
เส้นที่ 2
ดังคำอธิบายข้างต้น
เพราะว่าถ้าทำเช่นนั้นจะทำให้จอภาพเกิดการกระพริบเนื่องจากอัตรารีเฟรชต่ำ
เส้นสแกนช่วงบนของจอภาพกำลังจะจางหายไป
การมาสร้างเส้นสแกนทับเส้นเดิมก็ช้าไปเล็กน้อย
ทำให้เรารู้สึกว่าภาพหายและจะทำให้เราเห็นว่าจอภาพกะพริบ
การแก้ปัญหาทำได้โดย การเปลี่ยนรูปแบบการสร้างเส้นสแกนไปเล็กน้อย
กล่าวคือ แทนที่จะสร้างทีละเส้นตามลำดับก็ให้แบ่งเป็น 2 ขั้นตอน
ขั้นตอนแรกให้สร้างเส้นสแกนที่เป็นเลขคี่คือเส้นที่ 1, เส้นที่ 3,
เส้นที่ 5... ก่อนแล้วค่อยมาสร้างเส้นสแกนที่เป็นเลขคู่ก็ยังคงอยู่
ทำให้เรารู้สึกว่าภาพยังไม่ได้จากหายไปนั่นคือไม่เกิดการกระพริบ
สำหรับบนจอภาพที่มีราคาแพงขึ้น คุณภาพดีขึ้นจะไม่ใช้วิธีนี้
แต่จะมีอัตรารีเฟรชสูงขึ้น เช่น 60 ครั้ง ต่อวินาที
เป็นต้นในการแสดงภาพหนึ่งภาพจะต้องมีพิกเซลบางจุดที่ต้องสว่างและบางจุดต้องมืด
การที่จะจัดการให้เกิดภาพตามที่ต้องการได้นั้นมี
ส่วนประกอบ 3 ส่วน
ที่ใช้ในการจัดการนี้ คือ เฟรมบัฟเฟอร์ (Frame
Buffer) ตัวควบคุมการแสดงภาพ
(Display
Controller)
และวิธีการแปลงภาพให้เป็นตำแหน่งของพิกเซลที่เหมาะสมในเฟรมบัฟเฟอร์
(Scan Conversion
Algorithms)
เฟรมบัฟเฟอร์
พิกเซลหรือจุดแต่ละจุดที่ปรากฏอยู่บนจอภาพจะสอดคล้องกับค่าบิต
(Bit)
ที่อยู่ในหน่วยความจำส่วนหนึ่ง ซึ่งเราเรียกหน่วยความจำส่วนนี้ว่า
เฟรมบัฟเฟอร์ หรือบิตแมป (Bit Map)
บิตเหล่านี้จะถูกเก็บไว้ในลักษณะตารางหน่วยความจำที่ใช้เป็นเฟรมบัฟเฟอร์ในระบบกราฟิกปัจจุบันมักจะแยกออกจากหน่วยความจำหลักของเครื่องคอมพิวเตอร์
เพื่อที่จะทำให้สามารถแสดงภาพออกทางจอภาพได้อย่างรวดเร็วมากขึ้น
จำนวนแถวของบัฟเฟอร์จะเท่ากับจำนวนเส้นแรสเตอร์ที่จอภาพแสดงได้
และจำนวนหลักของเฟรมบัฟเฟอร์จะเท่ากับจำนวนพิกเซลที่มีได้ในเส้นแรสเตอร์แต่ละเส้น
การบอกขนาดของหน่วยความจำที่ใช้เป็นเฟรมบัฟเฟอร์ อาจจะบอกในรูปของจำนวนพิกเซลที่สามารถแสดงบนจอภาพ
หรืออาจจะบอกใน รูปจำนวนพิกเซลในหลักคูณจำนวนพิกเซลในแถวก็ได้
เมื่อมีการใส่บิต 1
ลงในเฟรมบัฟเฟอร์ตรงตำแหน่งใดก็ตาม
จะเกิดเป็นจุดสว่างบนจอภาพตรงตำแหน่งที่สอดคล้องกับเฟรมบัฟเฟอร์
แต่ละตำแหน่งพิกเซลบนจอภาพและตำแหน่งในหน่วยความจำที่สอดคล้องกันในเฟรมบัฟเฟอร์จะถูกอ้างถึงได้โดยใช้คู่ลำดับ
( X , Y )
โดยที่ X
จะแทนค่าตำแหน่งของหลัก ส่วน Y
จะแทนตำแหน่งของแถว จุด (0,0)
ของระบบพิกัดนี้จะอยู่ที่มุมบนซ้ายของจอภาพ
ข้อมูลในเฟรมบัฟเฟอร์ซึ่งใช้แทนพิกเซลแต่ละจุดนั้นจะประกอบด้วยบิตจำนวนหนึ่ง
สำหรับจอภาพขาวดำซึ่งมีความเข้มเพียง 2 ระดับ
ข้อมูลในเฟรมบัฟเฟอร์จะมีเพียง 1 บิต
(1 BitPlaneFrame
Buffer)
ก็พอ ซึ่งต่างกับจอภาพแบบสีหรือภาพแบบขาวดำ
ที่มีความเข้มหลายระดับข้อมูล สำหรับ 1
พิกเซล จะต้องมีมากกว่า 1 บิต
เช่น
ถ้าเฟรมบัฟเฟอร์ที่ใช้ 3 บิต นั้นคือ ใน 1 พิกเซลจะมีค่าใช้แทนพิกเซลนี้ได้
8 ค่า (23) ซึ่งแต่ละค่าจะแทนความเข้ม 1 ระดับ รวมทั้งหมดก็แทนได้ 8
ระดับ
จากระดับ 0 ถึงระดับ 2317
สำหรับโทรทัศน์ขาวดำ ถ้าใช้ข้อมูล 8 บิต สำหรับ 1 พิกเซลก็จะสามารถแสดงระดับความเข้มได้ถึง
28 หรือ 256 ระดับและสำหรับระบบจอภาพสีต้องการข้อมูล 24 บิต (24BitPlane
Frame Buffer)
โดยที่จะใช้ 8 บิตสำหรับแต่ละแม่สีคือ แดง เขียว และน้ำเงิน
ซึ่งตามทฤษฎีสร้างสีได้ถึง 224 ซึ่งเท่ากับ 16,777,216 สี
สำหรับจอภาพที่มีความละเอียด 512x512
พร้อมทั้งมีสีได้ครบเต็มที่ จะต้องใช้หน่วยความจำถึง
512x512x24
= 6,291,456 บิต
ซึ่งหน่วยความจำของไมโครคอมพิวเตอร์ราคาต่ำๆ
ไม่สามารถมีหน่วยความจำขนาดนี้ได้ ดังนั้นข้อมูลต่อ 1 พิกเซลซึ่งมีแค่เพียง
1 ถึง 4 บิตเท่านั้น
ตัวควบคุมการแสดงภาพ
ส่วนที่ 2
ของหน่วยการแสดงภาพคือ
ตัวควบคุมการแสดงภาพฮาร์ดแวร์ส่วนนี้จะอ่านค่าที่อยู่ในเฟรมบัฟเฟอร์ไปไว้ในวิดีโอบัฟเฟอร์
(Video Buffer)
ซึ่งจะเปลี่ยนค่าบิตเหล่านี้ให้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้า
ซึ่งใช้สำหรับควบคุมการแสดงภาพบนจอภาพตัวอย่างเช่น
ถ้าตัวควบคุมการแสดงภาพพบค่าบิต 1
ในเฟรมบัฟเฟอร์ที่มีข้อมูล 1 บิตต่อพิกเซล
ก็จะเกิดการส่งสัญญาณแรงดันสูงไปให้ CRT
ซึ่งจะจัดการให้เกิดจุดสว่างบนจอภาพในตำแหน่งที่สอดคล้องกับข้อมูลที่อยู่ในบัฟเฟอร์นั่นเอง
วิธีการแปลงภาพให้เป็นตำแหน่งของพิกเซล
ที่เหมาะสมในเฟรมบัฟเฟอร์
ส่วนนี้เป็นวิธีการหรือกระบวนการที่ใช้ในการเปลี่ยนคำสั่ง
หรือสมการทางกราฟฟิกส์ให้เป็นค่าที่เหมาะสมซึ่งสามารถใช้แทนภาพที่ได้จากสมการหรือคำสั่งนั้นได้แล้วเก็บลงเฟรมบัฟเฟอร์
สำหรับระบบกราฟฟิกส์แบบแรสเตอร์สแกนที่มีคุณภาพสูงจะมีการโปรเซสเซอร์จัดการการแสดงภาพโดยเฉพาะส่วนระบบกราฟฟิกส์ที่เป็นไมโครคอมพิวเตอร์ราคาไม่แพงนัก
จะใช้
CPU
ของเครื่องกับโปรแกรมสำหรับจัดการงานต่าง ๆ
ซึ่งทำให้การทำงานทำได้ช้ากว่ามาก
ยากที่จะทำให้ระบบกราฟฟิกส์เป็นแบบอินเตอร์แอกทีฟได้
เนื่องจากในการเปลี่ยนแปลงภาพไปเพียงเล็กน้อยจะต้องมีการคำนวณมากมายตามมาเสมอ
อุปกรณ์รับคำสั่งและข้อมูลจากผู้ใช้
ผู้ใช้ระบบอินเตอร์แอกทีฟกราฟิกสามารถติดต่อกับโปรแกรมกราฟฟิกส์ได้โดย
อาศัยอุปกรณ์รับข้อมูล
ในตอนนี้เราจะกล่าวถึงอุปกรณ์รับข้อมูลชนิดที่มีการใช้งานทั่วไปในระบบกราฟฟิกส์อุปกรณ์รับข้อมูลที่เรารู้จักกันดีและมีใช้ในระบบกราฟฟิกส์เสมอก็คือ
แป้นพิมพ์
(Keyboard)
เป็นอุปกรณ์ที่ใช้รับทั้งโปรแกรมและข้อมูลเข้าไปในคอมพิวเตอร์
และรหัสแต่ละตัวสามารถใช้แทนการทำงานอย่างหนึ่งในโปรแกรมกราฟฟิกส์ได้
อุปกรณ์รับข้อมูลอีกชนิดหนึ่งซึ่งปัจจุบันมีการใช้กันมากพอ ๆ
กับการใช้แป้นพิมพ์ก็คือ เมาส์(Mouse)
เมาส์เป็นอุปกรณ์สำหรับการกำหนดตำแหน่งภาพและเลือกภาพที่ต้องการ
ซึ่งปรากฏอยู่บนจอภาพของคอมพิวเตอร์ได้อย่างสะดวกและแม่นยำ
การทำงานของเมาส์จะเป็นดังบนจอภาพจะมีสัญลักษณ์อย่างใดอย่างหนึ่งสำหรับเป็นตัวชี้
เช่น รูปลูกศร หรือรูปเครื่องหมายบวก
ตัวชี้นี้จะเคลื่อนที่ไปบนจอภาพได้ตามการเคลื่อนที่ของเมาส์ก็คือการส่งข้อมูลเข้าเครื่องคอมพิวเตอร์นั่นเองยังมีอุปกรณ์รับข้อมูลชนิดอื่น
ๆ
ซึ่งเราไม่ค่อยจะได้เห็นมากนักแต่ก็ยังมีการใช้งานกันในระบบกราฟฟิกส์รุ่นเก่า
ๆ หรือไม่ก็ใช้ในงานเฉพาะอย่าง เช่น
แพดเดิล (Paddle)
จอยสติ๊ก (Joystick)
ซึ่งใช้เป็นอุปกรณ์ในการเล่นเกมคอมพิวเตอร์
ปากกาแสง (Light Pen)
เป็นอุปกรณ์รับข้อมูลสมัยแรก ๆ ของระบบกราฟฟิกส์ ดิจิไตเซอร์ (Digitizer)
เป็นอุปกรณ์ที่มีราคาค่อนข้างแพงจึงไม่นิยมนำมาใช้ในงานทั่วไป ดิจิไตเซอร์จะประกอบด้วยแผ่นรองสำหรับการวาด
และอุปกรณ์ประเภทเมาส์ ซึ่งอาจมีรูปร่างเหมือนเมาส์หรือปากกาก็ได้
แผ่นรองจะมีพิกัดคล้ายกับพิกัดบนจอภาพดังนั้น
เมื่อเราใช้ปากกาของดิจิไตเซอร์
(Stylus)
วาดลงบนแผ่นรองก็จะเกิดเป็นภาพปรากฏบนจอภาพได้เหมือนกับภาพที่เราร่างบนแผ่นรองงานที่เหมาะกับการใช้ดิจิไตเซอร์
ได้แก่ งานทำแผนที่คอมพิวเตอร์ (GIS)
และงานทางด้าน
CAD
เป็นต้น
อุปกรณ์สำหรับการพิมพ์ภาพ
ในระบบกราฟิกจะมีการใช้อุปกรณ์การแสดงผล 2 แบบ คือ
เครื่องพิมพ์ ( Printer)
กับเครื่องวาด (Plotter)
ซึ่งมีลักษณะการทำงานแตกต่างกันเครื่องพิมพ์ที่ใช้กันในปัจจุบันมีหลายชนิดได้แก่
เครื่องพิมพ์แบบจุด (DotMatrix Printer)
เป็นเครื่องพิมพ์ที่มีราคาถูกมาก
ภาพที่ได้จากการพิมพ์จึงมีคุณภาพต่ำจนถึงปานกลาง
ความละเอียดในการพิมพ์อยู่ในช่วง 10120
จุดต่อนิ้ว
ปัจจุบันคุณภาพในการพิมพ์ของเครื่องพิมพ์ชนิดนี้ได้สูงขึ้นมากกว่าเดิมแต่ราคาก็เพิ่มสูงมากขึ้น
เช่นกันเครื่องพิมพ์อีกชนิดหนึ่งซึ่งคุณภาพของภาพที่พิมพ์ได้มีคุณภาพดีคือ
เครื่องพิมพ์แบบฉีดหมึก (Ink-Jet Printer)
เครื่องพิมพ์แบบนี้มีความสามารถในการพิมพ์ภาพสีและภาพที่มีแสงเงาได้เป็นอย่างดี
ความละเอียดจะเป็น 200 จุดต่อนิ้ว
ขึ้นไปนอกจากนี้ยังมีเครื่องพิมพ์แบบเลเซอร์
(Laser Printer)
ซึ่งใช้หลักการเดียวกันกับเครื่องถ่ายเอกสาร จะให้ภาพที่มีคุณภาพดีมาก
ราคาของอุปกรณ์ชนิดนี้จึงจะสูงตามไปด้วย
หลักการทำงานของเครื่องพิมพ์จะเหมาะกับการพิมพ์ภาพที่เป็นแบบแรสเตอร์สแกนมากกว่าแบบแรนดอมเวกเตอร์
เนื่องจากการพิมพ์จะพิมพ์ในลักษณะลอกภาพบนจอภาพลงบนกระดาษทีละเส้นสแกนส่วนภาพที่เป็นแบบแรนดอมเวกเตอร์
อุปกรณ์การแสดงผลที่เหมาะสมก็คือเครื่องวาด
เครื่องวาดที่มีใช้ในระบบกราฟฟิกส์มีหลายชนิด
การแบ่งชนิดจะแบ่งตามลักษณะการทำงาน เช่น เครื่องวาดแบบระนาบ (Flatbed
Plotter) การบังคับปากกาของเครื่องวาดจะต้องใช้
2 แนว คือ แกนกว้างและแกนยาว กระดาษจะวางบนแท่นแล้วลากปากกาไปบนกระดาษ
อีกชนิดเรียกว่า เครื่องวาดแบบทรงกระบอก (Drum
Plotter)
กระดาษจะถูกม้วนอยู่ในแกนหมุนแล้วเคลื่อนที่
เพื่อให้ปากกาลากเส้นได้ถูกตำแหน่ง
ส่วนปากกาก็จะเคลื่อนที่ในแกนเดียวกันเท่านั้น
เครื่องวาดสามารถให้ผลภาพเส้นที่มีสีได้เป็นอย่างดีและมีคุณภาพของเส้นสูงแต่ภาพที่มีการระบายสีและแสงเงาจะทำได้ไม่ดีนัก
เนื่องจากจะช้าและเปลืองหมึกพิมพ์มาก ดังนั้น
อุปกรณ์แบบนี้จึงเหมาะกับการแสดงผลภาพที่เป็นแบบแรนดอมเวกเตอร์
ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์มีอะไรบ้าง
ได้มีการนำคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์มาใช้ในงานต่าง ๆ
อย่างกว้างขวาง เช่น
- ใช้แสดงผลงานด้วยภาพแทนการแสดงด้วยข้อความ
ซึ่งช่วยให้เข้าใจได้ง่ายและน่าสนใจมากกว่าหลายหน่วยงานเลือกใช้วิธีนี้สำหรับแนะนำหน่วยงาน
เสนอโครงการและแสดงผลงาน
- ใช้แสดงแผนที่ แผนผัง และภาพของสิ่งต่าง ๆ
ซึ่งภาพเหล่านี้ไม่สามารถแสดงในลักษณะอื่นได้
นอกจากการแสดงด้วยภาพเท่านั้น
- ใช้ในการออกแบบทางด้านต่าง ๆ เช่น ออกแบบบ้าน รถยนต์ เครื่องจักร
เครื่องแต่งกาย การแต่งหน้า และเครื่องมือเครื่องใช้อื่นๆ
ซึ่งสามารถทำได้รวดเร็วสวยงามและประหยัดค่าใช้จ่าย
โดยเฉพาะงานออกแบบที่มีการเปลี่ยนแปลงรายละเอียดเพื่อเปรียบเทียบหาแบบที่เหมาะสมที่สุด
การใช้คอมพิวเตอร์กราฟิกจะช่วยให้เกิดความสะดวกและทำได้รวดเร็วมาก
- ได้มีการนำคอมพิวเตอร์กราฟิกมาช่วยทางด้านการเรียนการสอน
โดยเฉพาะในวิชาที่ต้องใช้ภาพ แผนผัง หรือแผนที่ประกอบ
บทเรียนคอมพิวเตอร์สามารถแสดงภาพส่วนประกอบและการทำงานของเครื่องยนต์
หรือเครื่องมือที่มีความสลับซับซ้อนให้เห็นได้ง่ายขึ้น
- คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์ถูกนำมาใช้ในการจำลองสถานการณ์เพื่อหาคำตอบว่า
ถ้าสถานการณ์เป็นอย่างนี้แล้วจะเกิดอะไรขึ้น เช่น
ผู้ผลิตรถยนต์ใช้ทดสอบว่าถ้ารถยนต์รุ่นนี้พุ่งเข้าชนกำแพงด้วยความเร็ว
40 กิโลเมตรต่อชั่วโมง จะเกิดความเสียหายที่บริเวณไหน
ผู้โดยสารจะเป็นอย่างไร
การจำลองสถานการณ์ด้วยคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์ช่วยให้ทราบผลได้รวดเร็ว
ประหยัดค่าใช้จ่ายและไม่ทำให้เกิดอันตราย
- คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์สามารถนำมาสร้างภาพนิ่ง ภาพสไลด์ ภาพยนตร์
และรายการวิดีโอ
ได้มีภาพยนตร์แนววิทยาศาสตร์หลายเรื่องใช้คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์สร้างฉากและตัวละคร
ซึ่งทำให้ดูสมจริงได้ดีกว่าการสร้างด้วยวิธีอื่น
- คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์ที่มีผู้รู้จักและนิยมใช้กันมากคงจะได้แก่ เกมส์คอมพิวเตอร์
ในปัจจุบันนี้คงมีคนจำนวนน้อยเท่านั้นที่ไม่เคยเห็นหรือรู้จักเกมส์คอมพิวเตอร์
ส่วนประกอบหนึ่งที่ทำให้เกมส์สนุกและน่าสนใจก็คือ
ภาพของฉากและตัวละครในเกมส์ซึ่งสร้างโดยคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์
คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์กับการประยุกต์ใช้ในงาน
คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์กับการออกแบบ
คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์ได้ถูกนำมาใช้ในการออกแบบมาเป็นเวลานาน
เราคงจะเคยได้ยินคำว่า C AD
(ComputerAided Design)
ซึ่งเป็นโปรแกรมสำหรับช่วยในการออกแบบทางวิศวกรรม
โปรแกรมเหล่านี้จะช่วยให้ผู้ออกแบบหรือวิศวกรออกแบบงานต่าง ๆ
ได้สะดวกขึ้น กล่าวคือ ผู้ออกแบบสามารถเขียนเป็นแบบลายเส้นลงสี แสงเงา
เพื่อให้ดูคล้ายกับของจริงได้นอกจากนี้แล้วเมื่อผู้ออกแบบกำหนดขนาดของวัตถุลงในระบบ
CAD
แล้ว
ผู้ออกแบบยังสามารถย่อหรือขยายภาพนั้น หรือ ต้องการหมุนภาพไปในมุมต่างๆได้ด้วย การแก้ไขแบบก็ทำได้ง่ายและสะดวกกว่าการออกแบบบนกระดาษทางด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์
คอมพิวเตอร์กราฟิกถูกนำมาใช้ในการออกแบบวงจรต่าง ๆ
ผู้ออกแบบสามารถแก้ไข ตัดต่อ เพิ่มเติมวงจรได้โดยสะดวก
นอกจากนี้ยังมีโปรแกรมสำหรับออกแบบ
PCB
(Printed Circuit Board)
ซึ่งมีความสามารถจัดการให้แผ่นปริ้นต์มีขนาดที่จะวางอุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ได้เหมาะสมที่สุดการออกแบบพาหนะต่าง
ๆ เช่น รถยนต์ เครื่องบิน หรือเครื่องจักรต่าง ๆ ในปัจจุบันก็ใช้ระบบ
CAD
นักออกแบบสามารถจะออกแบบส่วนย่อย ๆ แต่ละส่วนก่อน
แล้วนำมาประกอบกันเป็นส่วนใหญ่ขึ้นจนเป็นเครื่องจักรเครื่องยนต์ที่ต้องการได้
นอกจากนี้ในบางระบบยังสามารถที่จะทดสอบแบบจำลองที่ออกแบบไว้ได้ด้วย
เช่น
อาจจะออกแบบรถยนต์แล้วนำโครงสร้างของรถที่ออกแบบนั้นมาจำลองการวิ่ง
โดยให้วิ่งที่ความเร็วต่าง ๆ กันแล้วตรวจดูผลที่ได้
ซึ่งการทดลองแบบนี้สามารถทำได้ในระบบคอมพิวเตอร์และจะประหยัดกว่าการสร้างรถจริงๆ
แล้วนำออกมาศึกษาทดสอบการวิ่ง
การออกแบบโครงสร้าง เช่น ตึก บ้าน สะพาน หรือ
โครงสร้างใด ๆ ทางวิศวกรรมโยธาและสถาปัตยกรรม ก็สามารถทำได้โดยใช้
CAD ช่วยในการออกแบบ
หลังจากสถาปนิกออกแบบโครงสร้างในแบบ 2 มิติ เสร็จแล้ว ระบบ
CAD สามารถจัดการให้เป็นภาพ 3
มิติ และยังสามารถแสดงภาพที่มุมมอง ต่างๆกัน
ได้ตามที่ผู้ออกแบบต้องการ
นอกจากนี้ในบางระบบสามารถแสดงภาพให้ปรากฏต่อผู้ออกแบบราวกับว่าผู้ออกแบบสามารถเดินเข้าไปภายในอาคารที่ออกแบบได้ด้วย
กราฟและแผนภาพ
คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์ถูกนำมาใช้ในการแสดงภาพกราฟและแผนภาพของข้อมูลได้เป็นอย่างดี
โปรแกรมทางกราฟฟิกส์ทั่วไปในท้องตลาดจะเป็นโปรแกรมที่ใช้ในการสร้างภาพกราฟและแผนภาพโปรแกรมเหล่านี้ยังสามารถสร้างกราฟได้หลายแบบ
เช่น กราฟเส้น กราฟแท่ง และกราฟวงกลม
นอกจากนี้ยังสามารถแสดงภาพกราฟได้ทั้งในรูปแบบ 2 มิติ และ 3
มิติทำให้ภาพกราฟที่ได้ดูดีและน่าสนใจกราฟและแผนภาพทางธุรกิจ เช่น
กราฟหรือแผนภาพแสดงการเงินสถิติและข้อมูลทางเศรษฐกิจ
จะเป็นประโยชน์ต่อผู้บริหารหรือผู้จัดการกิจการมาก
เนื่องจากสามารถทำความเข้าใจกับข้อมูลได้ง่ายและรวดเร็วกว่าเดิม
ในงานวิจัยต่าง ๆ เช่น การศึกษาทางฟิสิกส์
กราฟและแผนภาพมีส่วนช่วยให้นักวิจัยทำความเข้าใจกับข้อมูลได้ง่ายขึ้นเมื่อข้อมูลที่ต้องวิเคราะห์มีจำนวนมาก
ระบบข้อมูลทางภูมิศาสตร์ หรือ
GIS (Geographical Information System)
ก็เป็นรูปแบบหนึ่งของการแสดงข้อมูลในทำนองเดียวกับกราฟและแผนภาพ
ข้อมูลทางภูมิศาสตร์จะถูกเก็บลงในระบบคอมพิวเตอร์
แล้วให้ระบบคอมพิวเตอร์กราฟิกจัดการแสดงข้อมูลเหล่านั้นออกมาทางจอภาพในรูปของแผนที่ทางภูมิศาสตร์
ภาพศิลป์โดยคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์
การวาดภาพในปัจจุบันนี้ใครๆก็สามารถวาดได้แล้ว
โดยไม่ต้องใช้พู่กันกับจานสี แต่จะใช้คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์แทน
ภาพที่วาดในระบบคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์นี้เราสามารถกำหนดสี แสงเงา รูป
แบบลายเส้นที่ต้องการได้โดยง่าย
ภาพโฆษณาทางโทรทัศน์หลายชิ้นก็เป็นงานจากการใช้คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์
ข้อดีของการใช้คอมพิวเตอร์วาดภาพก็คือ
เราสามารถแก้ไขเพิ่มเติมส่วนที่ต้องการได้ง่าย
นอกจากนี้เรายังสามารถนำภาพต่าง ๆ
เก็บในระบบคอมพิวเตอร์ได้โดยใช้เครื่องสแกนเนอร์
(SCANNER)
แล้วนำภาพเหล่านั้นมาแก้ไข
ภาพเคลื่อนไหวโดยใช้คอมพิวเตอร์
ภาพยนตร์การ์ตูนและภาพยนตร์ประเภทนิยายวิทยาศาสตร์หรือภาพยนตร์ที่ใช้เทคนิคพิเศษต่าง
ๆ
ในปัจจุบันมีการนำคอมพิวเตอร์กราฟิกเข้ามาช่วยในการออกแบบและสร้างภาพเคลื่อนไหว
(Computer Animation)
มากขึ้น เนื่องจากเป็นวิธีที่สะดวก รวดเร็ว และง่ายกว่าวิธีอื่น ๆ
นอกจากนี้ภาพที่ได้ยังดูสมจริงมากขึ้น เช่น
ภาพยานอวกาศที่ปรากฏในภาพยนตร์ประเภทนิยายวิทยาศาสตร์ เป็นต้น
การใช้คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์ช่วยให้ภาพที่อยู่ในจินตนาการของมนุษย์สามารถนำออกมาทำให้ปรากฏเป็นจริงได้
ภาพเคลื่อนไหวมีประโยชน์มากทั้งในระบบการศึกษา การอบรม
การวิจัยและการจำลองการทำงาน เช่น จำลองการขับรถ การขับเครื่องบิน
เป็นต้น เกมคอมพิวเตอร์หรือวิดีโอเกมก็ใช้หลักการทำภาพเคลื่อนไหวในคอมพิวเตอร์
กราฟฟิกส์เช่นกัน
อิมเมจโปรเซสซิงก์
คำว่าอิมเมจโปรเซสซิงก์
(Image Processing) หมายถึง
การแสดงภาพที่เกิดจากการถ่ายรูปหรือจากการสแกนภาพให้ปรากฏบนจอภาพคอมพิวเตอร์
วิธีการทางอิมเมจโปรเซสซิงก์จะต่างกับวิธีการของคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์
กล่าวคือ
ในระบบคอมพิวเตอร์สำหรับการจัดรูปแบบของสีและแสงเงาที่มีอยู่แล้วในภาพให้เป็นข้อมูลทางดิจิตอล
แล้วอาจจะมีวิธีการทำให้ภาพที่รับเข้ามานั้นมีความชัดเจนมากขึ้นก่อน จากนั้นก็จัดการกับข้อมูลดิจิตอลนี้ให้เป็นภาพส่งออกไปที่จอภาพของคอมพิวเตอร์อีกที
วิธีการนี้มีประโยชน์ในการแสดงภาพของวัตถุที่เราไม่สามารถจะเห็นได้โดยตรง
เช่น ภาพถ่ายดาวเทียม
ภาพจากทีวีสแกนของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเป็นต้นเมื่อภาพถ่ายถูกทำให้เป็นข้อมูลดิจิตอลแล้ว
เราก็สามารถจะจัดการแก้ไขเปลี่ยนแปลงภาพนั้นโดยจัดการกับข้อมูลดิจิตอลของภาพนั่นเอง
ซึ่งเราก็จะใช้หลักการของคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์มาใช้กับข้อมูลเหล่านี้ได้
เช่น ในภาพสำหรับการโฆษณา
เราสามารถทำให้ภาพที่เห็นเหมือนภาพถ่ายนั้นแปลกออกไปจากเดิม
ได้โดยมีภาพบางอย่างเพิ่มเข้าไปหรือบางส่วนของภาพนั้นหายไป
ทำให้เกิดภาพที่ไม่น่าจะเป็นจริงแต่ดูเหมือนกับเกิดขึ้นจริงได้ เป็นต้น
เทคนิคของอิมเมจโปรเซสซิงก์สามารถประยุกต์ใช้การแพทย์ได้ เช่น
เครื่องเอกซเรย์ โทโมกราฟฟี (X-Ray
Tomography)
ซึ่งใช้สำหรับแสดงภาพตัดขวางของระบบร่างกายมนุษย์ เป็นต้น
จากที่กล่าวมาแล้วเราจะเห็นได้ว่าคอมพิวเตอร์กราฟิกนั้นนับวันยิ่งมีความสำคัญในสาขาวิชาต่าง
ๆ มากขึ้น
ดังนั้นจึงเป็นการดีที่เราควรจะมีความรู้ความเข้าใจในหลักการและเทคนิคเบื้องต้นต่าง
ๆ ที่ใช้ในคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์
ภาพยนตร์กับคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์
ความสำเร็จในการพัฒนาการแสดงผลเป็นภาพสี ในช่วงปลายทศวรรษที่ 70
ทำให้คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์กลายมาเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการพัฒนาสื่อประเภทอื่น
โดยเฉพาะการสร้างเป็นภาพยนตร์รวมทั้งนำมาใช้สร้างเทคนิคพิเศษ
(Special Effect) ในระยะแรก ๆ
ภาพเคลื่อนไหวคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์ถูกนำมาใช้กับโครงการอวกาศ ก่อน เช่น
โครงการ วอยเอจเจอร์ (Voyager)
ขององค์การบริหารการบินและอวกาศหรือนาซ่า สหรัฐอเมริกา
ในปลายทศวรรษที่ 70
ภาพเคลื่อนไหวของโครงการนี้ได้จุดประกายความคิดในการนำคอมพิวเตอร์
กราฟฟิกส์มาใช้เป็นเครื่องมือ เพื่อแสดงให้เห็นการเดินทางของยานวอยเอจเจอร์ที่โคจรผ่านดาวเสาร์และดาวพฤหัสในระยะใกล้ด้วยความเร็วสูงโดยใช้เวลาจริง
20 ชั่วโมง แต่ภาพที่ปรากฏออกมาในเบื้องต้นไม่เหมาะสมแก่การเผยแพร่นัก
เนื่องจากตำแหน่งที่วอยเอจเจอร์บันทึกภาพอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มาก
และเมื่อวอยเอจเจอร์โคจรผ่านดาวเสาร์ไปทำให้ตำแหน่งของดวงอาทิตย์ไปปรากฏอยู่ด้านหลังดาวเคราะห์
ภาพดาวเสาร์จึงแสดงให้เห็นเงามืดเสียเป็นส่วนใหญ่
แต่เนื่องจากสัญญาณที่วอยเอจเจอร์ส่งกลับมายังโลกเป็นข้อมูลดิจิตอล
ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถนำข้อมูลเหล่านั้นมาปรับแต่งสีให้เหมาะกับการนำเสนอทางโทรทัศน์
จึงทำให้ได้ภาพที่สวยงามและชัดเจนยิ่งขึ้น
ต่อมาความสำเร็จจากภาพยนตร์เรื่องสตาร์วอร์
(Star War) ในปี ค.ศ.
1979 ซึ่งมีการนำคอมพิวเตอร์ไปใช้สร้างเทคนิคพิเศษหลายด้าน
โดยเฉพาะเทคนิคควบคุมการเคลื่อนกล้องด้วยคอมพิวเตอร์
ทำให้ผู้สร้างภาพยนตร์เล็งเห็นความสำคัญของการนำคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์มาใช้
ในปี ค.ศ. 1984 บริษัท พิคซาร์ สหรัฐอเมริกา โดย
John Lasseter
ผู้เป็นทั้งศิลปิน นักโปรแกรมและนักวิจัยคอมพิวเตอร์
ได้ผสมผสานศาสตร์ทางศิลปะและวิทยาศาสตร์เข้าด้วยกัน
โดยสร้างภาพยนตร์เรื่องสั้นคอมพิวเตอรกราฟฟิกส์ที่นำออกฉายเรื่องแรกชื่อ
Luxo Jr.
โดยตัวละครเป็นโคมไฟตั้งโต๊ะในบทของแม่และลูก ต่อมาบริษัทพิคซาร์
ได้เสนอภาพยนตร์คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์อีกสองเรื่องคือ
Reds Dream และ
Tim Toy
ตัวเอกในเรื่องเป็นของเล่นไขลานนักดนตรี
ทำจากสังกะสี ชื่อ
Tinny
ภาพยนตร์เรื่องนี้ได้รับรางวัลออสการ์ในสาขาเทคนิคพิเศษการสร้างภาพเคลื่อนไหวด้วยคอมพิวเตอร์
ในปี ค.ศ. 1986
อย่างไรก็ดีภาพยนตร์คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์ที่ผ่านมายังคงถูกสร้างภาพยนตร์คอมพิวเตอร์สั้น
ๆ จนกระทั่งในปี ค.ศ. 1991 บริษัทพิคซาร์และวอลดิสนีย์ได้ร่วมกันสร้างภาพยนตร์คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์เรื่องยาวเป็นเรื่องแรก
คือ ทอยสตอรี่ (Toy Story)
ซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์มาเป็นเครื่องมือสำคัญในการใช้สร้างภาพยนตร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมาก
ซึ่งภายหลังได้มีการผลิตภาพยนตร์คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์ออกมาอีกหลายเรื่อง
คอมพิวเตอร์กราฟิกกับเทคนิคพิเศษในภาพยนตร์
ถึงแม้ว่าภาพยนตร์คอมพิวเตอร์กราฟิก จากโครงการวอยเอเจอร์จะปรากฏแก่สายตาของฝูงชนในปลายทศวรรษที่
70
ไปแล้วแต่คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์ยังไม่นิยมนำมาสร้างเทคนิคพิเศษในภาพยนตร์นัก
นอกจากการใช้เป็นเครื่องมือในการตกแต่ง
ตัดต่อภาพยนตร์และควบคุมการเคลื่อนกล้อง
(Motion Control)
ด้วยวิธีนำคอมพิวเตอร์ไปใช้ควบคู่อุปกรณ์วัดตำแหน่งเพลาและการหมุนของมอเตอร์ที่ติดตั้งบนแท่นกล้อง
ทำให้สามารถควบคุมการเคลื่อนไหวกล้องภาพยนตร์ให้เป็นไปอย่างต่อเนื่องและแลดูเป็นธรรมชาติภาพที่บันทึกการเคลื่อนไหวที่เกิดจากหุ่นจำลองในทิศทางต่าง
ๆ
จึงแลดูสมจริงกว่าภาพยนตร์ที่ผ่านมามากคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์ถูกนำมาใช้สร้างภาพเทคนิคในภาพยนตร์ครั้งแรกเมื่อปี
พ.ศ. 1979 เมื่อบริษัทวอลท์ดิสนีย์ ได้เสนอภาพยนตร์เรื่อง ตรอน
(Tron)
ซึ่งเป็นเรื่องเป็นราวการผจญภัยของเด็กหนุ่มสาว 2 คน
ที่ถูกส่งเข้าไปภายในระบบคอมพิวเตอร์
ถึงแม้ว่าภาพยนตร์เรื่องนี้จะไม่ได้ประสบความสำเร็จเท่ากับสตาร์วอร์แต่เทคนิคพิเศษ
ในภาพยนตร์เรื่องตรอน
ก็เป็นจุดเปลี่ยนแปลงที่สำคัญของการนำคอมพิวเตอร์กราฟิกมาใช้สร้างเทคนิคพิเศษ
ที่ทดแทนวิธีการแบบเก่าในอุตสาหกรรมภาพยนตร์ในปี ค.ศ. 1982
บริษัทพาราเมาส์พิกเจอร์ร่วมกับบริษัทลูกัสฟิล์มได้นำเสนอภาพยนตร์เรื่องสตาแทรค
2 (
Star Trek II
)
ในภาพยนตร์เรื่องนี้มีฉากหนึ่งที่นำคอมพิวเตอร์กราฟิกมาสร้างภาพเคลื่อนไหวยาว
20 วินาที คือภาพแสดงโครงการเจเนซิส
ที่มีวัตถุประสงค์สร้างโลกใหม่ของมนุษย์
จุดเด่นของภาพคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์คือ
เทคนิคที่แสดงภาพการระเบิดเป็นอนุภาคฝุ่นและกำแพงไฟที่ผิวดาวเคราะห์และขยายตัวไปอย่างรวดเร็ว
จนทั่วทั้งดวงดาว ทำให้เรียกเทคนิคพิเศษที่เป็นอนุภาค
(
Particle
) ในเรื่องนี้ว่า
Genesis Demo
พัฒนาการของเทคนิคพิเศษได้ก้าวไปอีกขึ้นหนึ่งเมื่อ บริษัทไอแอลเอ็ม
(Industrial Light & Magic : ILM)
ได้สร้างความฉงนให้กับผู้ชมภาพยนตร์ในเวลานั้นด้วยภาพยนตร์เรื่อง
Abyss ในปี ค.ศ. 1989
ซึ่งแสดงให้เห็นถึงเทคนิคพิเศษคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์ที่ก้าวหน้ามากที่สุด
ต่อมาในปี ค.ศ. 1991 บริษัทไอแอลเอ็ม
ได้สร้างเทคนิคพิเศษสำหรับภาพยนตร์เรื่อง
The
Terminator 2 : Judgement Day
ความสำเร็จของการใช้เทคนิคพิเศษในภาพยนตร์ทำให้คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์กลายเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการสร้างสรรค์ภาพจากจินตนาการของผู้ประพันธ์บนให้ปรากฏออกมาในภาพยนตร์ที่ให้ความสมจริงได้
อาจกล่าวได้ว่าในกลางทศวรรษที่ 90 เป็นต้นมา
การพัฒนาระบบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่ใช้สร้างเทคนิคพิเศษส่งผลให้เกิดทางเลือกใหม่แก่ผู้ผลิตภาพยนตร์
คือ เนื้อหาของบทภาพยนตร์ไม่ถูกจำกัด
การนำคอมพิวเตอร์กราฟิกมาใช้ทำให้เนื้อหาบทภาพยนตร์ไม่ถูกจำกัดด้วยเทคนิคและกระบวนการสร้างภาพยนตร์อีกต่อไป
ศิลปินมีความอิสระในการสร้างภาพยนตร์
โดยไม่จำกัดตัวเองให้อยู่ภายใต้กฎเกณฑ์ในธรรมชาติ เช่น ตำแหน่ง
ความเร็ว น้ำหนัก ของวัตถุและกล้องในภาพยนตร์
เครื่องมือชิ้นใหม่สำหรับเทคนิคพิเศษ
คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์กลายเป็นเครื่องมือชิ้นหนึ่งสำหรับการสร้างเทคนิคพิเศษ
เช่น ภาพการระเบิดเปลวไฟ การลบบางส่วนของภาพออก
รวมทั้งการนำไปใช้สร้างตัวละครประกอบในฉากจำนวนมาก ๆการให้ความสมจริง
คุณภาพของภาพที่ปรากฏในฉากภาพยนตร์
ผู้ชมจะไม่สามารถแยกได้ว่าภาพที่ปรากฏเป็นเหตุการณ์จริง
หรือเกิดจาเทคนิคพิเศษที่สร้างขึ้นด้วยคอมพิวเตอร์ กราฟฟิกส์
รวมทั้งการพัฒนาระบบที่เสมือนจริงซึ่งสามารถสร้างสิ่งแวดล้อมสามมิติขึ้นมารอบตัวผู้ชมได้อย่างน่าตื่นตาการลดต้นทุนการผลิต
ผู้ผลิตภาพยนตร์สามารถลดขั้นตอนการถ่ายทำลงให้อยู่ภายในฉากเดียวกันได้
โดยเฉพาะในเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นพร้อมกันหลาย ๆ เหตุการณ์ เช่น
ฉากการต่อสู้ของยานรบในอวกาศที่สับสนวุ่นวายหรือภาพฝูงไดโนเสาร์
จำนวนหลายสิบตัวที่กำลังวิ่งไล่ล่ากัน การปรับปรุงคุณภาพการผลิต
การผลิตภาพยนตร์ในระยะหลังได้พัฒนาทั้งระบบการบันทึกภาพและเสียงที่แต่เดิมกระทำในระบบอนาล็อกได้ถูกเปลี่ยนมาใช้ระบบดิจิตอล
ที่ให้ภาพและเสียงคมชัด การใช้คอมพิวเตอร์กราฟิกส์ควบคุมการเคลื่อนไหวกล้องบันทึกรวมทั้งกระบวนการหลังถ่ายทำ
เช่น การตัดต่อและการบันทึกเสียง เป็นต้น
คอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์เป็นรูปแบบของการสร้างสรรค์งานศิลปะที่ปราศจากข้อจำกัด
ซึ่งสามารถขยายพรมแดนการแสดงออกของจินตนาการ
ทำให้ศิลปินสามารถสร้างสรรค์ภาพที่ไม่เคยมีผู้ใดเคยเห็นมาก่อน เช่น
ภาพวัสดุที่มีขนาดเล็กหรืออยู่ห่างไกลจากความเป็นจริง
ด้วยระยะทางและกาลเวลาให้ปรากฏออกมาได้อย่างสมจริง
เราจะพบว่าภาพเคลื่อนไหวคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์นอกจากกำลังเป็นสิ่งที่ลบเส้นกั้นระหว่างจินตนาการกับความเป็นจริงที่ผู้ชมไม่อาจแยกออกจากกันได้อีกต่อไปแล้วยังสามารถสนองความรู้สึกและให้ความตื่นตาตื่นใจแก่ผู้ชม
ในขณะที่ต้นทุนการนำคอมพิวเตอร์กราฟฟิกส์มาใช้กับอุตสาหกรรมภาพยนตร์จะมีแนวโน้มที่ต่ำลง
Test
All Right Reserved 2003 Support IE5.0 or Higher Best Preview
800x600 Pixels
แนะนำติชม:
ดร.ปรัชญนันท์ นิลสุข
:
prachyanun@hotmail.com
|
|