Introduciamo innanzitutto la diverse modalità
utilizzate dai PC.
Il primo adattatore grafico che è stato utilizzato è quello monocromatico MDA (Monochrome Display Adapter) ad 1 bit bianco e nero, seguito dall’adattatore colore grafica CGA (Color Graphics Adapter).
L’area di lavoro, cioè la parte visiva, è costituita da punti di diversa grandezza che possono essere illuminati e vengono detti pixel.
I monitor hanno diversi gradi di risoluzione delle immagini espressi in prodotti di pixel in orizzontale e in verticale della zona di lavoro dello schermo.
Per le modalità di grafiche standard,
il grado di risoluzione dei vari monitor dipende dal numero di pixel sia
in orizzontale che in verticale:
abbiamo infatti ad esempio vari tipi di risoluzione;
bassa 320 per 240 pixel, media 640 per 480 pixel e alta 800 per 600 pixel,
anche se oggi si arriva anche a risoluzioni pari a 1024 per 768 o
superiori, naturalmente dipende soprattutto dal tipo di scheda video installata
sul personal computer.
Attualmente, per quanto riguarda la modalità grafica,
abbiamo raggiunto uno standard di qualità quale il VGA o SVGA (Super
Video Graphics Adapter), progettato proprio per specifiche esigenze oltre
che testuali, anche grafiche e quindi multimediali.
La qualità di un immagine si delimita anche dalla
quantità di colori che viene supportata.
Si parte infatti, da 16
colori, 256 colori, 65536 colori sino ad arrivare a 16 milioni di colori.
La differenza dei colori implica una differenza anche per quanto riguarda
i bit di una immagine.
Abbiamo quindi, immagini con risoluzioni di 1 bit (2
colori), 4 bit (16 colori), 8 bit (256 colori), 16 bit (65536 colori) e
24 bit (16000000 colori).
Il calcolo è semplice, basta ricordare che un bit
può avere solo due informazioni (0-1).
Quindi, quando parliamo di una immagine ad 1 bit si intuisce
subito che può avere soltanto due colori (bianco e nero).
Naturalmente una immagine a 16 bit ne può avere
solo 65536, perché basta elevare l’informazione di un bit (2) per
i bit totali dell’immagine (16) e sapere i colori :
colori = 2^16 = 65536
Naturalmente più colori esistono e più l’immagine
risulta essere reale e profonda; saranno prodotte infatti, tra non molto,
delle schede video con delle capacità di qualche "miliardo" di colori.
Nelle recenti schede per PC esiste un nuovo sistema per accelerare la grafica attraverso un nuovo bus (veicolo che consente la trasmissione dei dati da un componente ad un altro) più veloce chiamato AGP (Accelerated Graphics Port).
Questo è stato concepito per velocizzare il dialogo tra la scheda madre e le schede che si occupano della grafica 3D in generale.
La porta grafica accelerata è stata un’invenzione della Intel, che si è accorta del peso sempre maggiore della grafica nei videogiochi e in tutte le applicazioni multimediali.
In pratica il microprocessore e la
scheda grafica si arrangiano da soli, mentre il bus essendo alleggerito
può concentrarsi su altri aspetti dell’elaborazione.
Infine c’è da aggiungere tra le tante caratteristiche associate su di un monitor, la frequenza di refreshing video, cioè la frequenza con la quale viene riprodotta una stessa immagine in ogni secondo.
Ad esempio un monitor con 80 Hz di frequenza video, significa che ogni secondo una immagine viene "rinfrescata", cioè riprodotta 80 volte.
Ci sono infatti monitor con frequenze dell’ordine di 70 - 90 Hz circa, rispetto ad un’immagine televisiva che viene riprodotta ogni 50 volte, anche se negli ultimi televisori si raggiunge una frequenza pari a 100 Hz.
Detto questo si nota subito che se un’immagine viene ripetuta
più volte al secondo si riduce il classico sfarfallio che abbiamo
ad esempio in un televisore e si ottiene una risoluzione più definita
e un aspetto più riposante.
Esistono inoltre, altri tipi di monitor come quelli a cristalli liquidi che però hanno ancora una bassa definizione e sono molto lenti nella riproduzione di un’immagine in movimento oltre alla poca luminosità residente sul video stesso.
Al momento abbiamo dei video a cristalli liquidi molto luminosi ed anche con ottimi colori ma questa tecnologia sarà sicuramente sostituita dagli ultimi monitor al plasma che, comunque, sono ancora molto costosi e poco precisi nell’immagine.
Saranno questi infatti, i video ad alta definizione che
prenderanno il posto dei vecchi televisori a tubo catodico, (sono infatti
molto leggeri ed hanno uno spessore di 5 cm. circa) passando da uno standard
video da 4/3, utilizzato dalla nostra semplice TV con forma quasi quadrata,
ai 16/9 con una forma rettangolare quasi cinemascope, che sono in via di
sperimentazione con il nome di PAL plus.
Un’immagine grafica, quindi, è l’unione di più pixel e di più colori e ammesso che ogni pixel può essere associato ad un bit digitale, noi saremmo in grado di modificare qualsiasi parte dell’immagine ed elaborarla graficamente al computer in modo molto preciso.
Ci sono infatti programmi di fotoritocco, in grado di
stravolgere completamente un’intera immagine o disegno, utilizzando tutti
gli effetti disponibili dal programma in uso.
Programmi di elaborazione grafica come ad esempio il 3DStudio, riescono a creare da una successione di immagini, un filmato.
Un esempio di animazione computerizzata può essere
il film, della Walt Disney, "Toy Story", oppure gli utlimi film
Bug's
Life o Z la formica; i quali sono stati completamente realizzati
con computer e programmi grafici sofisticatissimi.
Animazione 2D : animazione che avviene su un piano immaginario avente
solo due dimensioni, larghezza e altezza, chiamati in termini più
tecnici asse x e asse y.
Animazione 3D : modelli e animazioni creati in un programma che supporta
uno spazio virtuale tridimensionale comprendente la larghezza, l’altezza
e la profondità (asse z).
La realizzazione di un oggetto 3D, parte dall’idea di progettarlo con una rete fisica composta da più piani.
Se noi vediamo ad esempio soltanto i lati di un cubo, diciamo che questi possono rappresentare la rete del cubo mentre i piani composti dall’unione dei lati rappresentano i piani fisici dell’oggetto.
Ogni piano può anche essere separato e lavorato
a parte in modo indipendente.
La realizzazione di un oggetto quindi non è nient’altro
che la materializzazione e la colorazione dei piani fisici distribuiti
insieme in un ambiente sintetico 3D.
Il metodo di applicazione del colore, delle ombre, dei materiali e delle riflessioni create da un eventuale luce incidente viene chiamato Rendering.
Per tracciare un modello 3D basta infatti, applicare la leggi della prospettiva; per il rendering bisogna applicare algoritmi che implicano conoscenze di teoria del colore, delle ombre, dei materiali e delle loro caratteristiche fisiche per le animazioni.
Il rendering è l’applicazione delle leggi proposte
dal modello scelto al fine di ottenere su di un supporto 2D una descrizione
il più possibile simile al soggetto reale 3D.
I metodi di rendering più diffusi e utilizzati sono:
1) il metodo di Phong, molto semplice in quanto si basa sull’equazione generale quale, ogni luce incidente su di una superficie è uguale alla somma della luce riflessa, diffusa, assorbita e trasmessa. Questo metodo è molto utilizzato per la velocità che deriva dalla sua semplicità ed è però soggetto ad ipotesi molto restrittive, quali ad esempio il fatto che le sorgenti di luce sono in genere considerate puntiformi.
2) il metodo di Gouraud, utilizzato soprattutto per realizzare un preview dell’immagine da costruire, in quanto lavora sulla luce riflessa sulle superfici. Questo metodo ha però il difetto di creare un oggetto con parecchi spigoli perché poco definito e preciso, dando un risultato poco buono ed una visualizzazione non tanto perfetta.
3) il metodo di Ray-Tracing,
il migliore tra quelli utilizzati nei pacchetti commerciali, si utilizza
quando si hanno esigenze di produrre effetti di tipo cinematografico.
La sua caratteristica principale è quella di non
porre l’accento sulla "fisica" di ciascun oggetto, ma di rappresentarlo
così come lo percepirebbe l’occhio umano nel contesto in cui si
trova.
Si tratta dunque, di un metodo in cui ogni oggetto interagisce
con gli altri presenti nel campo visivo.
In teoria è come se parta un raggio visivo dal
punto di vista dell’osservatore e vada a colpire uno ad uno i pixel, qui
vi saranno allora diversi contributi al colore del singolo pixel colpito
dal raggio, un colore dovuto proprio dall’illuminazione della superficie
da parte della luce d’ambiente e diretta causato dalla riflessione di raggi
provenienti da diverse direzioni.
Per queste sue caratteristiche è richiesta una
gran mole di calcoli e quindi di un processore molto potente preferibilmente
i nuovi Pentium II-III o addirittura piattaforme RISC a 64 bit.
Il rendering, in termini di qualità
del prodotto, è già oggi a livelli molto elevati, soprattutto
nella creazione di animazioni e di prodotti multimediali con la produzione
di animazioni completamente digitali nel suono e nelle immagini,
il tutto trasportabile infine su supporti quali il CD-ROM o la HDTV (TV
ad alta definizione).
Con tutti questi nuovi programmi 3D e grazie alla potenza di calcolo raggiunta oggi, possiamo creare, quindi, migliaia di immagini, animarle e modificarle dando loro, se necessario, anche una certa dinamicità e realismo.
Tutti i lavori realizzati possono inoltre
essere registrati su una videocassetta VHS, tramite delle schede video
che convertono l’immagine VGA del PC in qualità video televisiva,
riversati su un CD o possono anche essere stampate su carta
per mezzo di stampanti laser, (a colori o bianco e nero) con una perfetta
definizione, oppure stampare con stampanti molto utilizzate, cioè
quelle a getto d’inchiostro.
La stampa a getto d’inchiostro viene infatti composta
sulla carta per mezzo di piccolissimi ugelli che spruzzano minuscole gocce
di inchiostro e grazie alla composizione dei tre colori fondamentali
(di solito usati sono il ciano, magenta e giallo) contenute in apposite
cartucce, che vengono anche sommate al nero, riescono a creare una immagine
simile a quella rappresentata su un monitor.
Ultimamente, grazie al grande sviluppo tecnologico
che ha portato alla realizzazione di nuovi e sempre più potenti
processori, vengono venduti molti PC in grado di soddisfare qualsiasi esigenza,
in campo grafico, audio e multimediale.
By Morris