Trong quá trình phát triển của đa phương tiện như nghệ thuật số, phim hoạt hình và trò chơi điện tử, những tiến bộ trong đồ họa máy tính đã thay đổi sâu sắc thế giới thị giác của chúng ta. Là một lĩnh vực của khoa học máy tính, đồ họa máy tính không chỉ tập trung vào việc tạo ra đồ họa 3D mà còn bao gồm đồ họa 2D và xử lý hình ảnh. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, phạm vi ứng dụng của đồ họa máy tính ngày càng được mở rộng và trở thành một phần không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp.
Nghiên cứu về đồ họa máy tính tập trung vào việc sử dụng các kỹ thuật tính toán để xử lý thông tin hình ảnh và hình học, tạo ra và xử lý hình ảnh dựa trên nền tảng toán học và tính toán thay vì chỉ tập trung vào tính thẩm mỹ. Nó bao gồm nhiều ngành liên quan như hình học tính toán, tô pô tính toán, thị giác máy tính, v.v. Đồ họa máy tính được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày, từ nghệ thuật kỹ thuật số và thiết kế in ấn đến hiệu ứng hình ảnh.
Kể từ khi đồ họa máy tính ra đời, kết quả nghiên cứu thường xuyên được công bố trên các hội nghị và tạp chí quốc tế, chẳng hạn như SIGGRAPH và Eurographics, cũng như Tạp chí ACM về Đồ họa máy tính. Các hội nghị này đã trở thành nền tảng truyền thông chính cho các lĩnh vực phụ khác, chẳng hạn như xử lý hình học, dựng hình, hoạt hình máy tính, v.v. Tại các diễn đàn này, các bài báo hội nghị có sức ảnh hưởng lớn hơn và thường có tỷ lệ chấp nhận thấp hơn, chứng tỏ chất lượng nghiên cứu cao.
Trong lĩnh vực rộng lớn của đồ họa máy tính, có thể phân biệt sơ bộ một số phân ngành chính sau:
Hình học: phương pháp biểu diễn và thao tác các vật thể.
Hoạt hình: Biểu diễn và thao tác chuyển động hoặc biến dạng.
Kết xuất: Thuật toán tạo ra hình ảnh từ mô hình.
Chụp ảnh: Việc thu thập hoặc chỉnh sửa hình ảnh.
Ngành hình học tập trung vào việc biểu diễn các vật thể ba chiều trong môi trường kỹ thuật số. Yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến diện mạo của một vật thể là ranh giới thể hiện của nó, thường được biểu diễn bằng lưới đa giác. Gần đây, biểu diễn đồ họa dựa trên điểm đã nhận được nhiều sự chú ý, cung cấp một chế độ mới để trình bày đồ họa ba chiều. Những công nghệ này kết hợp hiệu quả các đặc điểm hình học của vật thể với công nghệ máy tính để thúc đẩy cải thiện hiệu ứng hình ảnh.
Sự tiến hóa của hoạt hìnhHoạt hình, một phương pháp thể hiện sự thay đổi theo thời gian, luôn thu hút được sự chú ý. Hiện nay, ngoài các mô hình tham số truyền thống, mô phỏng vật lý ngày càng trở nên quan trọng trong việc tạo hoạt hình. Khi sức mạnh tính toán được cải thiện, ngày càng có nhiều hiệu ứng động có thể được mô phỏng chi tiết, chẳng hạn như chuyển động của vải và chất lỏng, giúp hình ảnh động trở nên sống động hơn.
Kết xuất là quá trình tạo ra hình ảnh được thiết kế để mô phỏng sự truyền tải ánh sáng nhằm tạo ra tính chân thực hoặc tạo ra một phong cách nghệ thuật cụ thể. Hai hoạt động cơ bản trong công nghệ kết xuất bao gồm truyền ánh sáng và tán xạ bề mặt, xuất hiện trong cả ứng dụng kết xuất thực tế và không thực tế. Chúng cung cấp khả năng kiểm soát chi tiết để thay đổi màu sắc và kết cấu của hình ảnh.
Đồ họa máy tính có nhiều ứng dụng, bao gồm các lĩnh vực sau:
Khi công nghệ ngày càng phát triển, tiềm năng của đồ họa máy tính vẫn chưa được khai thác hết. Từ thực tế ảo đến thực tế tăng cường, những công nghệ mới này cho phép chúng ta nhìn thế giới theo cách mới và mang lại cho chúng ta nhiều sự tự do sáng tạo hơn. Khi công nghệ và sự sáng tạo kết hợp hoàn hảo, những tác phẩm trong tương lai sẽ là điều không thể tưởng tượng được.
Sự phát triển của đồ họa máy tính không chỉ thay đổi trải nghiệm thị giác của chúng ta mà còn định nghĩa lại cách thể hiện sáng tạo. Trước sự đổi mới công nghệ nhanh chóng như vậy, liệu chúng ta có thể nắm bắt làn sóng sáng tạo này và dẫn đầu một nền văn hóa thị giác mới không?