Computer grafica: differenze tra le versioni

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Per '''computer grafica''' (anche '''grafica digitale''' o '''grafica computerizzata'''; {{Inglese|computer graphics}}) si intende quella disciplina [[informatica]] che ha per oggetto la creazione e quindi la manipolazione di [[Immagine#Immagine grafica|immagini grafiche]] fisse o animate, per mezzo del [[computer]].

Argomenti importanti nella computer grafica includono il design delle [[Interfaccia utente|interfacce utente]], la grafica delle [[Sprite (informatica)|sprite]], la [[grafica vettoriale]], la [[modellazione 3D]], il [[ray tracing]], la [[realtà virtuale]].

Le tecniche e i [[software]] che permettono tale attività, si appoggiano sulle scienze della [[geometria]], dell'[[ottica]] e della [[fisica]].<ref name=":32" />

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'''Come viene visualizzata un'immagine su schermo?'''

La maggior parte delle immagini digitali vengono mostrate all'utente su un [[display]] raster, il quale le mostra come degli [[array]] rettangolari di pixel.<ref name=":12">{{Cita libro|nome=Steve|cognome=Marschner|nome2=Peter|cognome2=Shirley|titolo=Fundamentals of Computer Graphics, Fourth Edition|url=https://www.amazon.it/Fundamentals-Computer-Graphics-Fourth-Marschner/dp/1482229390/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1519721684&sr=8-1&keywords=fundamentals+of+computer+graphics|accesso=2018-02-27|edizione=4|data=15 dicembre 2015|editore=A K Peters/CRC Press|lingua=Ingleseen|p=|ISBN=9781482229394}}</ref> Da un punto di vista fisico, in ogni punto dello schermo, inizialmente nero, ci sono tre celle fosforescenti che emettono [[luce]] se colpite da un fascio di [[Elettrone|elettroni]], ovvero se si aggiunge [[energia]].<ref name=":22">{{Cita libro|nome=Massimo|cognome=Bergamini|nome2=Graziella|cognome2=Barozzi|nome3=Anna|cognome3=Trifone|titolo=Matematica.blu. Per le Scuole superiori. Con e-book. Con espansione online: 1|url=https://www.amazon.it/Matematica-blu-Scuole-superiori-book-espansione/dp/8808220850/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1519722063&sr=1-1&keywords=MATEMATICA+BLU|accesso=2018-02-27|edizione=2|data=25 gennaio 2016|editore=Zanichelli|lingua=Italiano|p=|ISBN=9788808220851}}</ref> Ognuna delle celle corrisponde a uno dei tre colori primari della ''[[Mescolanza additiva|sintesi additiva]]'': rosso, verde e blu.<ref name=":22" /> Al valore massimo di [[intensità luminosa]], prodotta da tutte e tre le celle contemporaneamente, corrisponde il bianco; alla minima, ossia a celle spente, il nero. Tutti gli altri colori si ottengono da combinazioni di intensità diverse di questi tre colori (vedi ''[[RGB]]'').

Tuttavia, è bene considerare che perfino nelle [[Televisione|televisioni]] (display raster esemplari), raramente si hanno lo stesso numero di pixel dell'immagine che si vuole visualizzare. Considerazioni come questa spezzano il legame diretto tra i pixel dell'immagine e quelli del display. È preferibile pensare un'immagine raster come una descrizione ''device-independent'' (indipendente dal dispositivo) dell'immagine che sarà visualizzata, e il dispositivo come un mezzo per approssimare quell'immagine ideale.<ref name=":12" />

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{{Vedi anche|Computer grafica 3D}}La '''[[Modellazione 3D|modellazione digitale]]''' è l'insieme dei processi atti a creare rappresentazioni matematiche di oggetti tridimensionali.<ref>{{Cita libro|nome=William|cognome=Vaughan|titolo=Digital Modeling|url=https://www.amazon.com/Digital-Modeling-William-Vaughan/dp/0321700899/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1519723220&sr=8-1&keywords=digital+modeling|accesso=2018-02-27|edizione=1|data=2012-01-02|editore=New Riders|lingua=En|p=|ISBN=9780321700896}}</ref> È impiegata principalmente nell'[[animazione digitale]], nel [[CAD/CAM]], nello sviluppo di [[Videogioco|videogiochi]], nelle simulazioni, per la [[stampa 3D]]. Vi sono fondamentalmente due tipologie di oggetti tridimensionali:

* '''Solidi''' – Un modello solido è un vero e proprio corpo tridimensionale chiuso, con proprietà reali, quali massa, volume, centro di gravità e momenti di inerzia.<ref name=":42">{{Cita libro|nome=Werner Stefano|cognome=Villa|titolo=Autodesk AutoCad 2017. Guida completa per architettura, meccanica e design|url=https://www.amazon.it/Autodesk-AutoCad-completa-architettura-meccanica/dp/8848131360/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1519726491&sr=8-1&keywords=autocad+2017|accesso=2018-02-27|data=23 giugno 2016|editore=Tecniche Nuove|lingua=Italiano|ISBN=9788848131360}}</ref>

* '''Superfici''' – Una superficie è una sorta di velo sottile, privo di spessore e, quindi, di massa o volume.<ref name=":42" /> Rientrano in questa categoria le [[Mesh poligonale|mesh poligonali]].<ref>{{Cita libro|nome=Fabio|cognome=Ganovelli|nome2=Massimiliano|cognome2=Corsini|nome3=Sumanta|cognome3=Pattanaik|titolo=Introduction to Computer Graphics: A Practical Learning Approach|url=https://www.amazon.it/Introduction-Computer-Graphics-Practical-Learning/dp/1439852790/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1519740319&sr=8-1&keywords=introduction+computer+graphics+ganovelli|accesso=2018-02-27|edizione=1|data=22 ottobre 2014|editore=Chapman and Hall/CRC|lingua=Ingleseen|p=|ISBN=9781439852798}}</ref>

Il '''[[rendering]]''' è il processo che, a partire dai '''[[Modello 3D|modelli tridimensionali]]''' (vettoriali) presenti nella ''scena 3D''<ref>La "scena 3D" è lo spazio nel quale si trovano gli oggetti, le fonti di illuminazione, gli osservatori (le camere).</ref>, permette di generare [[Grafica raster|immagini raster]] o [[Video|filmati]], dotati di una precisa risoluzione e raffiguranti le superfici degli oggetti, i materiali<ref>{{Cita libro|nome=Werner Stefano|cognome=Villa|titolo=Autodesk AutoCad 2017. Guida completa per architettura, meccanica e design|url=https://www.amazon.it/Autodesk-AutoCad-completa-architettura-meccanica/dp/8848131360/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1519726491&sr=8-1&keywords=autocad+2017|accesso=2018-02-27|data=23 giugno 2016|editore=Tecniche Nuove|lingua=Italiano|p=|citazione=In AutoCAD si ha la possibilità di utilizzare differenti tipi di materiali adatti alla simulazione di qualsiasi elemento tridimensionale. [...] L'applicazione dei materiali rende il rendering "reale", riproducendo sulla superficie di un oggetto virtuale l'aspetto che questo dovrebbe avere nella realtà.|ISBN=9788848131360}}</ref><ref>{{Cita libro|nome=Francesco|cognome=Siddi|titolo=Grafica 3D con Blender|url=https://www.amazon.it/Grafica-3D-Blender-Francesco-Siddi/dp/8850333145/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1519731945&sr=1-1&keywords=grafica+3d+con+blender|accesso=2018-02-27|data=25 giugno 2014|editore=Apogeo|lingua=Italiano|p=|citazione=Nella computer grafica, il processo di definizione di una forma o di un oggetto è completamente separato dall'attribuzione di un materiale allo stesso.|ISBN=9788850333141}}</ref> e le [[Texture (grafica)|texture]] in relazione all'illuminazione della scena stessa.<ref name=":32">{{Cita libro|nome=Francesco|cognome=Siddi|titolo=Grafica 3D con Blender|url=https://www.amazon.it/Grafica-3D-Blender-Francesco-Siddi/dp/8850333145/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1519731945&sr=1-1&keywords=grafica+3d+con+blender|accesso=2018-02-27|data=25 giugno 2014|editore=Apogeo|lingua=Italiano|ISBN=9788850333141}}</ref><ref>{{Cita libro|nome=Primo|cognome=Zingaretti|titolo=Fondamenti di computer graphics|url=https://www.amazon.it/Fondamenti-computer-graphics-Primo-Zingaretti/dp/8837114869/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1519731915&sr=8-1&keywords=fondamenti+di+computer+graphics|accesso=2018-02-27|data=1º luglio 2004|editore=Pitagora|lingua=Italiano|ISBN=9788837114862}}</ref> La parte di software dedicata a svolgere questo compito è chiamata '''[[motore di rendering]]''' (''rendering engine'')<ref name=":32" />, il quale non solo calcola l'aspetto dei materiali associati agli oggetti, ma elabora anche il modo in cui le ombre devono essere create sia in base alle luci posizionate nella scena, sia alle impostazioni di esposizione e ambientali eventualmente definite.<ref name=":42" />

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* [http://graphics.cs.brown.edu/ Computer Graphics Group at Brown]

* [http://www.rwth-graphics.de/ Computer Graphics Group at] RWTH Aachen University

* [http://gvi.seas.harvard.edu/ Computer Graphics at Harvard] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20161231104343/http://gvi.seas.harvard.edu/ |datedata=31 dicembre 2016 }}

* [https://web.archive.org/web/20170923050320/http://graphics.usc.edu/cgit/index.php Computer Graphics and Immersive Technologies Laboratory] at USC

* [http://gl.ict.usc.edu/ Graphics Lab] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190718190020/http://gl.ict.usc.edu/ |datedata=18 luglio 2019 }} of Institute for Creative Technologies at USC

* [https://web.archive.org/web/20070708173122/http://cg.kaist.ac.kr/ Computer Graphics Laboratory] at Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)

* [http://www.tecgraf.puc-rio.br/ Computer Graphics Group] at PUC-Rio

* [http://cg.cs.uni-bonn.de/ Computer Graphics Group] at University of Bonn

* [https://web.archive.org/web/20170502164438/http://www.cs.virginia.edu/~gfx/ Computer Graphics Group] at University of Virginia

* [http://nis-lab.is.s.u-tokyo.ac.jp/index-e.html Computer Graphics Laboratory] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110719224946/http://nis-lab.is.s.u-tokyo.ac.jp/index-e.html |datedata=19 luglio 2011 }} at University of Tokyo

* [https://www.cs.utexas.edu/users/graphics/ Computer Graphics Laboratory] at UT Austin

* [http://graphics.ethz.ch/ Computer Graphics Laboratory] at ETH Zurich

* [http://www.cs.rice.edu/~jwarren/graphics.html Computer Graphics / Geometric Design Group] at Rice

* [http://www.cs.columbia.edu/graphics/top.html Computer Graphics and User Interfaces Lab] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070818082745/http://www1.cs.columbia.edu/graphics/top.html |datedata=18 agosto 2007 }} at Columbia University

* [http://hpcg.purdue.edu/ High Performance Computer Graphics Lab] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20201112023527/http://hpcg.purdue.edu/ |datedata=12 novembre 2020 }} at Purdue University

* [https://www.cs.purdue.edu/cgvlab/ Computer Graphics and Visualization Lab] at Purdue University

* [http://www.cs.utah.edu/graphics/ Computer Graphics and Visualization Lab] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20141205055958/http://www.cs.utah.edu/graphics/ |datedata=5 dicembre 2014 }} at University of Utah

* [http://www.cs.wisc.edu/graphics/GraphicsWeb/index.html Computer Graphics and Visualization Lab] at University of Wisconsin

* [http://www.graphics.cornell.edu/ Cornell University Program of Computer Graphics]

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* [http://www.cs.umd.edu/gvil GVIL] at University of Maryland, College Park

* [http://www.gvu.gatech.edu/ GVU Center] at Georgia Tech

* [http://graphics.cs.ucdavis.edu/ IDAV Visualization and Graphics Research Group] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110204192549/http://graphics.cs.ucdavis.edu/ |datedata=4 febbraio 2011 }} at UC Davis

* [http://imagine.uniandes.edu.co/ IMAGINE Research Group] at Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia

* [http://www.cs.ubc.ca/labs/imager/ Imager Laboratory] at University of British Columbia