ผู้จัดทำ

นาย ฐิติพงศ์  สิทธิมูล ม.4/6 เลขที่ 1
นาย ทินภัทร  ใจมั่น    ม.4/6 เลขที่ 2
นาย ธนกฤต  ละใจมา ม.4/6 เลขที่ 3

ประวัติความเป็นมา

ประวัติความเป็นมา

Computer Graphic หมายถึง การสร้างและการจัดการกับภาพกราฟิกโดยใช้คอมพิวเตอร์ (ซึ่งโดยมากจะเป็นการแสดงออกทางจอภาพ และเครื่องพิมพ์ชนิดต่างๆ)

ประวัติความเป็นมาของ Computer Graphic 
ค.ศ. 1940 คอมพิวเตอร์จะแสดงภาพกราฟิกโดยใช้เครื่องพิมพ์ โดยรูปภาพที่ได้จะเป็นภาพที่เกิดจากการใช้ตัวอักษรมาประกอบกัน
ค.ศ. 1950 สถาบันเทคโนโลยีแห่งแมสซาซูเซสต์ (MIT) ได้พัฒนาคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีหลอดภาพ CRT(Cathode Ray Tube) เป็นส่วนแสดงผลแทนเครื่องพิมพ์ เพื่อให้การติดต่อระหว่างผู้ใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์มีความเร็วยิ่งขึ้น
ค.ศ. 1950 ระบบ SAGE (Semi - Automatic Ground Environment) ของกองทัพอากาศ สหรัฐอเมริกาสามารถแปลงสัญญาณจากเรดาร์ให้เป็นภาพบนจอคอมพิวเตอร์ได้ ระบบนี้เป็นระบบกราฟิก เครื่องแรกที่ใช้ปากกาแสง (Light Pen) สำหรับการเลือกสัญลักษณ์ บนจอภาพได้
ค.ศ. 1963 วิทยานิพนธ์ปริญญาเอกของ อีวาน ซูเธอร์แลนด์ (Ivan Sutherland) เป็นการพัฒนาระบบการวาดเส้น ซึ่งผู้ใช้สามารถกำหนดจุดบนจอภาพได้โดยตรงโดยการใช้ปากกาแสง ระบบนี้ได้กลายเป็นหลักการพื้นฐานของโปรแกรมช่วยในการออกแบบระบบงานต่างๆ เช่น การออกแบบระบบไฟฟ้า และการออกแบบเครื่องจักร เป็นต้น
ค.ศ. 1965 บริษัท ไอบีเอ็ม (IBM) ได้เริ่มผลิตเครื่องคอมพิวเตอร์ออกมาขาย  ทำให้สาขาคอมพิวเตอร์กราฟิกเริ่มเป็นที่สนใจของคนทั่วไป
ค.ศ. 1968 บริษัท เทคโทรนิกส์ (Tektronix) ได้ผลิตจอภาพแบบเก็บภาพไว้ได้จนกว่าต้องการจะลบ (Storage - Tube CRT) ซึ่งระบบนี้ไม่ต้องการหน่วยความจำและระบบการวาดซ้ำ ทำให้ราคาถูกลง
ค.ศ. 1970 เป็นช่วงเวลาที่อุปกรณ์ทางคอมพิวเตอร์เริ่มมีราคาลดลงมาก ทำให้ฮาร์ดแวร์ของระบบคอมพิวเตอร์กราฟิกมีราคาถูกลงตามไปด้วย ผู้ใช้ทั่วไปจึงสามารถนำมาใช้ในงานของตนได้ ทำให้การใช้คอมพิวเตอร์กราฟิกเริ่มแพร่หลายไปในงานด้านต่างๆ มากขึ้น สำหรับซอฟต์แวร์ทางด้านกราฟิกก็ได้มีการพัฒนาควบคู่มากับฮาร์ดแวร์         ซึ่งมีการเริ่มต้นจาก อีวาน  ซูเธอร์แลนด์ ผู้ซึ่งได้ออกแบบวิธีการหลักๆ รวมทั้งโครงสร้างข้อมูลของระบบคอมพิวเตอร์กราฟิก ต่อมาก็มี สตีเฟน คูน (Steven Coons, 1966) และ ปิแอร์ เบเซอร์ (Pierre Bazier , 1972) ซึ่งศึกษาเกี่ยวกับการสร้างเส้นโค้งและภาพพื้นผิว

บทบาทและความสำคัญของกราฟิก

บทบาท

งานกราฟิกต่าง ๆ  ถูกสร้างขึ้นเพื่อเป็นสัญลักษณ์แทนแก่นสารของประสบการณ์สำหรับมนุษย์  เพื่อให้มนุษย์ใช้เป็นสื่อเป็นสื่อกลางในการสื่อความหมายในการคิดและสื่อสารความหมายถึงกัน   ซึ่งทำให้เกิดการเรียนรู้ การศึกษา ความเข้าใจ น่าสนใจ และน่าเชื่อถือ ด้วยคุณสมบัติที่ดีของงานกราฟิกทำให้งานกราฟิกมีบทบาทสำคัญในการลดข้อจำกัดต่าง ๆ  ที่เกี่ยวข้องกับเงื่อนเวลา  ประสิทธิภาพของการคิด  การบันทึกและการจำ   ทำให้การสื่อความหมายต่อกันของมนุษย์เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ  และด้วยความเจริญก้าวหน้าทางวิชาการและเทคโนโลยี   จำนวนประชากรโลกที่เพิ่มขึ้น ความเป็นโลกไร้พรมแดน  ความแตกต่างระหว่างบุคคล  สิ่งเหล่านี้เป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้มนุษย์จำเป็นต้องให้ความสำคัญกับงานกราฟิกมากขึ้น

ความสำคัญ
1.ใช้เป็นสื่อประกอบการสอน

2. ช่วยให้ผู้คนเข้าใจสิ่งนั้น ๆ ได้รวดเร็วกว่าใช้คำพูด ทำให้ประหยัดเวลา

3. ทำให้ผู้คนเกิดความสนใจ

4. ใช้ในการโน้มน้าวจิตใจในเรื่องต่าง ๆ เช่น ภาพโฆษณา การโฆษณาสินค้า

5. ใช้ในการจัดแสดงผลงาน หรือจัดนิทรรศการ

6.ใช้ในด้านเผยแพร่กิจกรรม การประชาสัมพันธ์ของทุกหน่วยงาน

7.ใช้ในการสร้างสรรค์ เปลี่ยนแปลงเจตคติ และสร้าง ความเข้าใจอันดีภายในและภายนอกองค์กร

ความหมายเกี่ยวกับกราฟิก

กราฟิก หมายถึง ศิลปะแขนงหนึ่งที่สื่อความหมายด้วยเส้น สัญลักษณ์ รูปวาด ภาพถ่าย กราฟ แผนภูมิ การ์ตูน ฯลฯ เพื่อให้สามารถสื่อความหมายของข้อมูลได้ถูกต้องตรงตามที่ผู้รับสารต้องการ

คอมพิวเตอร์กราฟิก หมายถึง การสร้าง การตกแต่ง แก้ไข หรือการจัดการเกี่ยวกับรูปภาพ โดยใช้คอมพิวเตอร์ในการจัดการ เช่น การทำตกแต่งภาพที่เรียกว่า Image Retouching ภาพคนแก่ให้มีวัยที่เด็กขึ้น การใช้ภาพกราฟิกในการนำเสนอข้อมูลต่าง ๆ 

ประเภทกราฟฟิก

ประเภทกราฟฟิก

การสร้างภาพกราฟิกด้วยคอมพิวเตอร์ มีวิธีการสร้าง 2 แบบ คือ แบบบิตแมพ (Bit Mapped) และแบบเวกเตอร์ (Vector) หรือสโตรก (Stroked)

1.               Bitmap  มีลักษณะเป็นช่องๆ เหมือนตาราง แต่ละบิตก็คือส่วนหนึ่งของข้อมูลคอมพิวเตอร์ สวิตซ์ปิดเปิดยังหมายถึงสีดำและสีขาว ลักษณะเหมือนกัน

1.2  Pixel  ป็นองค์ประกอบพื้นฐานของภาพบิตแมป ซึ่งองค์ประกอบย่อยๆ เหล่านี้ถูกรวมกันเข้าทำให้เกิดภาพ  จุดแสดงความละเอียดของเครื่องพิมพ์แบบเลเซอร์ หรืออุปกรณ์แสดงผลประเภทกราฟิกอื่นๆ ของระบบคอมพิวเตอร์ บางครั้งทำให้เกิดความสับสนได้

1.2 Image Aspect Ratio อัตราส่วนระหว่างจำนวนพิกเซลทางแนวขวาง และจำนวนพิกเซลทางแนวดิ่งที่ใช้ในการสร้างภาพ

1.3 Resolution คือ รายละเอียดที่อุปกรณ์แสดงกราฟิกชนิดหนึ่งมีอยู่ ค่ารีโซลูชันมักระบุเป็นจำนวนพิกเซลในแนวนอนคือแนวแกน X และจำนวนพิกเซลในแนวตั้งคือแนวแกน Y

2.              2.Vector คือ กราฟิกแบบเวกเตอร์ต่างจากบิตแมปตรงที่บิตแมปนั้นประกอบไปด้วย จุดต่างๆ มากมาย แต่กราฟิกแบบเวกเตอร์ใช้สมการ ทางคณิตศาสตร์เป็นตัวสร้างภาพ

2.1 Object คือ สามารถใช้ในการสร้างออบเจ็กต์ที่ซับซ้อนขึ้น กราฟิกแบบเวกเตอร์สามารถสร้างรูปภาพโดยการรวมเอาออบเจ็กต์หลายๆ ชนิดมาผสมกันเราสามารถผสมออบเจ็กต์ต่างชนิดกัน

หลักการทำงานและการแสดงผลของภาพกราฟฟิ

หลักการทำงาน

          หลักการทำงานของภาพกราฟฟิก คือ ภาพที่เกิดบนจอคอมพิวเตอร์ เกิดจากการทำงานของโหมดสี RGB ซึ่งประกอบด้วย สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน โดยใช้หลักยิงประจุไฟฟ้าให้เกิดการเปล่งแสงของสีทั้ง 3 สีมาผสมกัน ทำให้เกิดเป็นจุดสีสี่เหลี่ยมเล็กๆ ที่เรียกว่า พิกเซล (Pixel) ซึ่งมาจากคำว่า Picture กับ Element โดยพิกเซลจะมีหลากหลายสี เมื่อนำมาวางต่อกันจะเกิดเป็นรูปภาพ ซึ่งภาพที่ใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์มี 2 ประเภท คือ แบบ Raster กับ Vector

          หลักการของภาพกราฟิกแบบ Raster เป็นภาพกราฟิกที่เกิดจากการเรียงตัวกันของจุดสี่เหลี่ยมเล็กๆ หลากหลายสี ซึ่งเรียกจุดสี่เหลี่ยมเล็กๆ นี้ว่าพิกเซล (Pixel) ในการสร้างภาพกราฟิกแบบ Raster จะต้องกำหนดจำนวนของพิกเซลให้กับภาพที่ต้องการสร้าง ถ้ากำหนดจำนวนพิกเซลน้อย เมื่อขยายภาพให้มีขนาดใหญ่ขึ้นจะทำให้มองเห็นภาพเป็นจุดสี่เหลี่ยมเล็กๆ หรือถ้ากำหนดจำนวนพิกเซลมากก็จะทำให้แฟ้มภาพมีขนาดใหญ่ ดังนั้นการกำหนดพิกเซลจึงควรกำหนดจำนวนพิกเซลให้เหมาะกับงานที่สร้าง

          หลักการของกราฟิกแบบ Vector เป็นภาพกราฟิกที่เกิดจากการอ้างอิงความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ หรือการคำนวณซึ่งภาพจะมีความเป็นอิสระต่อกัน โดยแยกชิ้นส่วนของภาพทั้งหมดออกเป็นเส้นตรง เส้นโค้ง รูปทรง เมื่อมีการขยายภาพความละเอียดของภาพจะไม่ลดลง แฟ้มจะมีขนาดเล็กกว่าแบบ Raster ภาพกราฟิกแบบ Vector นิยมใช้เพื่องานสถาปัตย์ตกแต่งภายใน และการออกแบบต่างๆ เช่น การออกแบบอาคาร การออกแบบรถยนต์ การสร้างโลโก้ การสร้างการ์ตูน เป็นต้น

การแสดงผลของภาพกราฟฟิก 2.1 การสร้างภาพแบบเวกเตอร์

     การสร้างภาพภาพแบบเวกเตอร์หรือสโตรก (Stroked display) เป็นการสร้างภาพบนจอภาพแบบเวกเตอร์ โดยการสร้างคำสั่งเพื่อลากเส้นเชื่อมต่อระหว่างจุดต่าง ๆ ตามที่กำหนดไว้ให้เป็นรูปภาพที่ต้องการ ซึ่งข้อมูลที่เก็บอยู่ในไฟล์ภาพเวกเตอร์มีลักษณะเป็นชุดคำสั่ง คล้ายภาษาโปรแกรมหรือสมการทางคณิตศาสตร์ โดยมีคุณสมบัติเพิ่มเติมเพื่อบอกสี ขนาด หรือตำแหน่ง เช่นการสร้างรูปสามเหลี่ยม ก็จะมีองค์ประกอบที่เป็นเส้นลากผ่านจุดต่าง ๆ ทำให้เกิดรูปโครงร่างโดยรอบขึ้นมา พร้อมทั้งสามารถกำหนดสีของพื้นในโครงร่างนั้นได้

2.2 การสร้างภาพแบบบิตแมป

     เป็นการสร้างภาพภายในประกอบด้วยจุดภาพเล็ก ๆ เรียกว่าพิกเซล (pixel) การกำหนดตำแหน่งพิกเซลต่าง ๆ บนจอภาพบอกขนาดความกว้างยาวของรูปภาพ เพื่อให้เกิดภาพที่ต้องการ ซึ่งจะทำให้พิกเซลที่กำหนดเกิดการเรืองแสงเป็นรูปภาพ

                 โดยระบบการแสดงผลของภาพ เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้จอภาพเป็นอุปกรณ์แสดงผล จะมีระบบการแสดงผลอยู่ 2 โหมดคือเท็กซ์โหมดกับกราฟฟิกส์โหมด

1. เท็กซ์โหมด

เป็นระบบการแสดงผลพื้นฐานของจอภาพ ซึ่งแสดงผลในรูปของตัวอักษรหรือข้อความเท่านั้น ตัวอักษรที่ใช้แสดงจะมีการกำหนดรูปแบบหรือขนาดที่แน่นอนไว้แล้วในส่วนของ Character Generation ของการ์ดแสดงผล ดังนั้นจึงไม่สามารถแสดงผลที่เป็นรูปภาพต่าง ๆ ได้ ขนาดของการแสดงผลในเท็กซ์โหมด คือ แสดงผลของตัวอักษรมีจำนวน 25 แถว แต่ละแถวสามารถแสดงตัวอักษรได้ 80 ตัว

2. กราฟฟิกส์โหมด

 เป็นระบบการแสดงผลแบบรูปภาพ โดยใช้การ์ดแสดงผลในการควบคุมการแสดงรูปภาพให้อยู่ในลักษณะของพิกเซล ซึ่งรูปภาพที่ใช้ในการแสดงผลนี้ จะอยู่ในรูปของตัวอักษร ข้อความหรือรูปภาพโดยการควบคุมตำแหน่งของพิกเซลให้แสดงผลได้ตามที่ต้องการDisplay buffer เป็นตำแหน่งของหน่วยความจำ RAM (Read Access Memory) ขนาด 16 K-byte มีตำแหน่งเริ่มต้นที่ &HB800 สามารถติดต่อกับหน่วยความจำได้ 2 วิธี โดยผ่าน CPU และ Graphics control unit ข้อมูลที่เก็บในดิสเพลย์บัฟเฟอร์จะถูกอ่านออกมา และผ่านการตีความหมายพร้อมแสดงผล ข้อแตกต่างเบื้องต้นของเท็กซ์โหมดกับกราฟฟิกส์โหมด คือข้อมูลที่เก็บในดิสเพลย์จะถูกแปลความหมายของข้อมูลแล้ว

             เมื่อต้องการสร้างภาพกราฟฟิกส์ จะต้องให้ภาพกราฟฟิกส์นั้นปรากฏบนจอภาพทันที ภาพที่ปรากฏบนจอภาพนั้นจะมีลักษณะเป็นภาพนิ่งหรือภาพเคลื่อนไหวก็ได้ การควบคุมการแสดงกราฟฟิกส์แบบทั่ว ๆ พิจารณาได้ดังนี้การแสดงผลด้วยจอภาพแบบราสเตอร์ จะใช้หน่วยความจำทำการควบคุมตำแหน่งพิกเซลบนจอภาพ หน่วยความจำที่ใช้ในการแสดงผลเรียกว่าบิตแพลน (Bit plane) โดยหน่วยความจำขนาด 1 บิตสามารถควบคุมการแสดงผลของพิกเซลได้ 1 จุด ดังนั้นถ้าจอภาพมีจำนวนพิกเซล n จุด จะต้องใช้หน่วยความจำควบคุมการทำงานจำนวน n บิต

               และ การแสดงผลบนจอภาพสี จะต้องใช้หน่วยความจำทั้งหมดคือ 640 x480 x 3 = 921600 บิต หรือเท่ากับ 921600/8 = 115200ไบต์ ซึ่งประกอบด้วยเฟรมบัฟเฟอร์ที่ใช้ในการแสดงสี 3 สี คือสีแดง สีเขียวและสีน้ำเงิน และจอภาพต้องมีปืนยิงลำแสงอิเล็กตรอน 3 สี เพื่อทำการผสมสีให้เกิดเป็นสีต่าง ๆ 

สีและแสงที่ใช้ในงานกราฟฟิก

สีที่ใช้ในงานด้านกราฟิกทั่วไปมี 4 ระบบ คือ
1. RGB
2. CMYK
3. HSB
4. LAB

RGB      

เป็นระบบสีที่ประกอบด้วยแม่สี 3 สีคือ แดง (Red), เขียว (Green) และสีน้ำเงิน (Blue) เมื่อนำมาผสมกันทำให้เกิดสีต่างๆ บนจอคอมพิวเตอร์มากถึง 16.7 ล้านสี ซึ่งใกล้เคียงกับสีที่ตาเรามองเห็นปกติ สีที่ได้จากการผสมสีขึ้นอยู่กับความเข้มของสี โดยถ้าสีมีความเข้มข้นมาก เมื่อนำมาผสมกันจะทำให้เกิดเป็นสีขาว จึงเรียกระบบสีนี้ว่า แบบ Additive หรือการผสมสีแบบบวก

CMYK

เป็นระบบสีที่ใช้กับเครื่องพิมพ์ที่พิมพ์ออกทางกระดาษหรือวัสดุผิว เรียกอื่นๆ ซึ่งประกอบด้วยสีหลัก 4 สีคือ สีฟ้า (Cyan), สีม่วงแดง(Magenta), สีเหลือง (Yellow), และสีดำ (Black) เมื่อนำมาผสมกันจะเกิดสีเป็นสีดำแต่จะไม่ดำสนิทเนื่องจากหมึกพิมพ์มีความไม่ บริสุทธิ์ จึงเป็นการผสมสีแบบลบ (Subtractive) หลักการเกิดสีของระบบนี้คือ หมึกสีหนึ่งจะดูดกลืนแสงจากสีหนึ่งแล้วสะท้อนกลับออกมาเป็นสีต่างๆ เช่น สีฟ้าดูดกลืนแสงของสีม่วงแล้วสะท้อนออกมาเป็นสีน้ำเงิน ซึ่งจะสังเกตได้ว่าสีที่สะท้อนออกมาจะเป็นสีหลักของระบบ RGBการเกิดสีนี้ในระบบนี้จึงตรงข้ามกับการเกิดสีในระบบ RGB

 HSB

เป็นระบบสีแบบการมองเห็นของสายตามนุษย์ ซึ่งแบ่งออกเป็น 3 ส่วน คือ
Hue คือสีต่างๆ ที่สะท้อนออกมาจากวัตถุแล้วเข้าสู่สายตาของเรา ซึ่งมักเรียกสีตามชื่อสี เช่น สีเขียว สีแดง สีเหลือง เป็นต้น
Saturation คือความสดของสี โดยค่าความสดของสีจะเริ่มที่ 0 ถึง 100 ถ้ากำหนด Saturation ที่ 0 สีจะมีความสดน้อย แต่ถ้ากำหนดที่ 100 สีจะมีความสดมาก
Brightness คือระดับความสว่างของสี โดยค่าความสว่างของสีจะเริ่มที่ 0 ถึง 100 ถ้ากำหนดที่ 0 ความสว่างจะน้อยซึ่งจะเป็นสีดำ แต่ถ้ากำหนดที่ 100 สีจะมีความสว่างมากที่สุด

LAB

เป็นระบบสีที่ไม่ขึ้นกับอุปกรณ์ใด ๆ (Device Independent) โดยแบ่งออกเป็น 3 ส่วนคือ

“L” หรือ Luminance เป็นการกำหนดความสว่างซึ่งมีค่าตั้งแต่ 0 ถึง 100 ถ้ากำหนดที่ 0 จะกลายเป็นสีดำ แต่ถ้ากำหนดที่ 100 จะกลายเป็นสีขาว

“A” เป็นค่าของสีที่ไล่จากสีเขียวไปสีแดง

“B” เป็นค่าของสีที่ไล่จากสีน้ำเงินไปสีเหลือง

                           คอมพิวเตอร์สามารถควบคุมปริมาณของแสงที่เปล่งออกมาในแต่ละจุดสี โดยการรวมค่าที่แตกต่างกันของ RGB เพื่อใช้ในการสร้างสี เนื่องจากว่าจุดนั้นเล็กเกินที่จะเห็นแต่ละจุดแยกกันตาของเราจึงมองเห็นการ รวมกันของสีทั้ง 3 เป็นค่าเดียว เช่น ถ้าคอมพิวเตอร์เปิดอยู่และมีทั้ง 3 สี ตาของเรา จะเห็นรวมกันเป็นสีขาว ถ้ามีเพียงบางจุดที่เปิดอยู่ ไม่ได้เปิดสีพร้อมกันทั้งหมด  ตาของเราจะเห็นเป็นสีผสมต่างๆ กันมากมาย

                          ปัจจุบันมีซอฟแวร์ที่ทำงานเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์กราฟิกที่ทำงานโดยตรงกับสี CMYK ซึ่งเป็นข้อดีของกราฟิกแบบบิตแมป ในขณะที่โปรแกรมกราฟิกแบบเวกเตอร์มีความสามารถด้านหนึ่งแต่กราฟิกแบบบิตแมป ก็มีความสามารถอีกด้านหนึ่ง คือมีการให้ผู้ใช้สามารถทำงานกับสี และควบคุมลักษณะภาพที่จะปรากฏในขณะพิมพ์