Hakkında Künye

Bilgisayar Grafikleri

Bilgisayar Grafikleri Nedir?

Bilgisayar Grafikleri (Computer graphics, CG) Çoklu Ortam’ın pek çok alanında kullanılan, görsel hesaplamalar sayesinde gerçek hayattaki cisimlerin “gerçekçi” bir şekilde bilgisayar veya akıllı sistemler üzerinde yaratılmasına dayanan çalışma alanıdır.

BG, farklı alt alanlara ayrılabilir: gerçek zamanlı 3Boyutlu canlandırma (çoğunlukla bilgisayar oyunlarında kullanılır), bilgisayar animasyonu, görüntü yakalama ve görüntü yaratma, özel efektler (çoğunlukla filmlerde ve sinemada kullanılır), resim işleme, modelleme (çoğunlukla mühendislikte ve sağlık alanlarında kullanılır) vb..

E-Bergimize bu alt alanlar hakkında daha detaylı yazılar eklenecektir.

Gerçek Zamanlı 3 Boyutlu Canlandırma

render

Gerçek zamanlı 3B (3D) canlandırma, dijital bilgisayarlar üzerinde çalışan özel yazılımlar yardımıyla bir objenin geometrik bilgisi ve yüzey dokusu ile sürekli olarak canlandırılmasıdır. Bu canlandırma bilgisayar oyunlarının temelini oluşturur. Ayrıca 3B canlandırma; sağlık, mühendislik, askeri projeler vb. pek çok farklı alanda kullanılmaktadır. 3B canlandırmayı yapan bilgisayar programları çok verimli oluşturulmalıdır, aksi takdirde homojen ve tekrar eden sağlıklı bir görüntü elde edilemez. Bu programlar genellikle, önceden tanımlı olan ve canlandırmayı kolaylaştıracak bazı fonksiyonları içeren kütüphaneleri kullanırlar. Günümüzde en çok kullanılan, içerisinde bilgisayar grafikleri için gerekli temel fonksiyonların bulunduğu grafik kütüphaneleri OpenGL ve DirectX’tir. Örneğin bir oyun içerisindeki her cisim 3 boyutta farklı yönlerde köşeleri, kenarları, yüzeyleri bulunan (bu geometri bilgisayar üzerinde matematiksel olarak tutulmaktadır) ve bir dokusu (bu doku bilgisayar üzerinde genelde 2 boyutlu bir resim olarak tutulmaktadır) olan elemanlardır ve kamera açısında bulundukları zamanlarda, animasyonun (oyunun sürekli görüntüsünü bir animasyon olarak kabul edersek) o fotoğrafına çıkarlar.

Gerçek zamanlı 3B canlandırma, ayrıca bilgisayar animasyonlarında ve gerçek zamanlı olmayan canlandırma da sinema özel efektlerinde yaygınca kullanılmaktadır.

Resim İşleme

Genelde 2Boyutlu resimler veya animasyon çerçeveleri üzerinde çeşitli işlemler olarak tanımlanabilir. Resim işlemenin de kullanım alanları çok çeşitlidir. Örnek vermek gerekirse bir görüntü üzerinde bir objenin yerinin tanımlanması çeşitli resim işleme algoritmaları ile yapılır. Aşağıdaki resim bir bilgisayar tarafından üretilmiştir.

Modeller ve Modelleme

Modeller, cisimlerin bilgisayar içinde çeşitli şekillerde tutulduğu bilgi yapılarıdır. Gerçek objeler uzayda belirli bir hacim kaplarlar ve (içerisinde durdukları başka cisimlerin şekilleri de olsa) şekilleri vardır. Bu objeler bilgisayarda yaratılacak uzayda köşelerinin nokta koordinatları sayısal olarak tutulan yapılar halinde bulunur. Buna nokta modeli denebilir. mesh Bu objenin köşelerinin birleştirilerek dış çerçevesinin çizdirilmiş haline çerçeve canlandırması (wireframe render) denilir. Asıl canlandırma, üç veya daha fazla köşenin oluşturduğu düzlemsel çokgenin bir yüzey dokusu ile doldurulması ile olur. Bütün çokgenler kameraya (izleyiciye) en yakın çokgenin daha arkadaki çokgenin üstüne çıkacağı şekilde doldurulduğunda ekranda modelin çizdirilmesi tamamlanmış olur. Ayrıca farklı algoritmalar ve teknolojiler kullanılarak bu canlandırmanın gerçekçi olması sağlanabilir.

Modelleme ise gerçek objelerin belirli sayıda çokgen kullanılarak köşeli cisimlere çevrilmesine ve bu modelin bilgisayarda dosya olarak kalıcı depolama aygıtı üzerinde veya başka bir şekilde bir donanım aygıtında tutulmasına denir. Bu konuda bir kürenin modellenmesi örnek olarak verilebilir. Küre tanımlanabilmiş kenarı olmayan daha doğrusu sonsuz adet kenarı bulunan bir cisimdir. Biz bu küreyi 6 yüzeyi ve 12 kenarı olacak şekilde dijital ortama aktarır isek bu bir küp olur. Eğer yüzeyleri kare değil de beşgen ve altıgenler olarak tanımlar/çizer isek bu durumda yine köşeli fakat daha “yuvarlak” bir cisim oluşur. Fakat bu durumda kullanılan kenar ve köşe sayısı artacaktır. Bu durumda dijital ortamda örneklendirilen bir gerçek cismin kalitesinin arttıkça daha fazla dijital depolama ve hesaplama gücü isteyeceği görülür. Bunun için farklı algoritmalar ve teknolojiler geliştirilmiştir.

3D canlandırma ve uygulamaları hakkında daha detaylı bilgileri, teknolojileri, algoritmaları pratik çalışmalarıyla beraber E-Bergimizde inceleyeceğiz.

Kaynaklar:



Atasay Gökkaya
- 3 -