การประยุกต์ใช้งานกราฟิก

การประยุกต์ใช้งานกราฟิก

กราฟิกคอมพิวเตอร์กราฟิกกับการประยุกต์ใช้งานด้านการออกแบบ ซึ่งเมื่อเห็นคำว่า “การออกแบบ”แน่นอนสำหรับคนที่ต้องการคอมพิวเตอร์เพื่อใช้งานด้านนี้ย่อมคิดถึงคำว่า CAD(Computer Aided Design)หรือระบบคอมพิวเตอร์ที่ช่วยในการออกแบบ ในงานทางด้านวิศวกรรม ประกอบไปด้วย DWG หรือ ภาพประกอบ 2 มิติ (2D) เป็นพื้นฐานหลัก โดยจะต้องทำความเข้าใจในส่วนประกอบดังนี้

        1. DWG (DRAWING) ภาพ - 2D (ภาพ 2 มิติ)  3D (ภาพ 3 มิติ)

        2. MODELING COMMAND

             Wire Frame Command (ตามมาตรฐานที่ใช้อ้างอิงกับ Software ส่วนใหญ่)

             Surface and Solid Command (ตามมาตรฐานที่ใช้อ้างอิงกับ Software ส่วนใหญ่)

             Other Edit (ตามมาตรฐานที่ใช้อ้างอิงกับ Software ส่วนใหญ่) Cad/Cam

        3. การใช้คำสั่งประกอบการปฏิบัติงานจริง

             ทำความเข้าใจกับลำดับขั้นตอน การจัดการของ 2D และ 3D การตัดสินใจเลือก Surface Command และ Solid Command  การประยุกต์การทำงาน ให้เข้ากับบุคลิกส่วนตัว Concept

        “CAD”(Computer-Aided Design) ซึ่งเป็นโปรแกรมช่วยในการออกแบบทางวิศวกรรม ซึ่งจะช่วยให้ผู้ออกแบบหรือวิศวกรออกแบบงานได้ง่ายและสะดวกยิ่งขึ้น เมื่อต้องการแก้ไขก็สามารถทำได้ง่ายกว่าการทำงานในกระดาษ คือ สามารถออกแบบเป็นลายเส้น แล้วลงสี แสง เงา เพื่อให้ดูคล้ายของจริงได้ นอกจากนี้ ยังสามารถย่อ/ขยาย หรือหมุนให้เห็นในมุมมองต่าง ๆ ที่ต้องการได้

        ทางด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ได้ถูกนำมาใช้ในการออกแบบวงจรต่าง ๆ โดยใช้สัญลักษณ์ต่าง ๆ ที่ระบบมีให้แล้วทำการประกอบเป็นวงจรที่ต้องการ ผู้ออกแบบสามารถแก้ไข ตัดต่อ เพิ่มเติมวงจรได้

การออกแบบพาหนะต่าง ๆ เช่น รถยนต์ เครื่องบิน หรือเครื่องจักรต่าง ๆ นักออกแบบจะใช้ CAD ออกแบบส่วนย่อย ๆ แต่ละส่วนก่อน แล้วจึงประกอบกันเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งบางระบบสามารถทดสอบแบบจำลองที่ออกแบบไว้ เช่น การออกแบบรถยนต์ แล้วนำโครงสร้างของรถที่ออกแบบมาจำลองการวิ่ง โดยให้วิ่งที่ความเร็วต่าง ๆ แล้วเก็บผลมาตรวจสอบค่า ซึ่งทำให้ประหยัดกว่าการสร้างรถจริง ๆ

        การออกแบบโครงสร้าง เช่น ตึก บ้าน สะพาน หรือโครงสร้างใด ๆ ทางวิศวกรรมโยธา และสถาปัตยกรรม ก็สามารถทำได้โดยใช้ CADหลักจากสถาปนิกออกแบบโครงสร้างในแบบ 2 มิติเสร็จแล้ว ระบบ CAD สามารถจัดการให้เป็นภาพ 3 มิติ และแสดงภาพในมุมมองต่าง ๆ ตามที่ผู้ออกแบบต้องการ

ตัวอย่างสิ่งที่ได้จากการประยุกต์งานกราฟิก

กราฟิก คำนี้คงได้ยินกันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากเป็นสิ่งที่เกี่ยวข้องกับตัวเราอย่างมาก หันไปทางไหนก็เจอแต่กราฟิก ไม่ว่าจะเป็นสัญลักษณ์ โลโก้ กระดาษ แผ่นพับ โฆษณา เป็นต้น คำว่ากราฟิกมีที่มาจากคำในภาษากรีก คือ Graphikos ที่แปลว่า "การวาดเขียน และเขียนภาพ" หรือคำว่า "Graphein" ที่แปลว่า "การเขียน" ซึ่งมีผู้ให้นิยามไว้หลายลักษณะ เช่น

•ศิลปะอย่างหนึ่ง ที่แสดงออกด้วยความคิดอ่าน โดยใช้เส้น รูปภาพ ภาพเขียน ไดอะแกรม และอื่นๆ

•การสื่อความหมายด้วยการใช้ภาพวาด ภาพสเกต แผนภาพ ภาพถ่าย และอื่นๆ ที่ต้องอาศัยศิลปะ และศาสตร์ เข้ามาช่วย เพื่อให้ผู้ดูเกิดความคิด และตีความหมายได้ตรงตามที่ผู้สร้างสรรค์ต้องการสื่อ เช่น แผนภูมิ แผนภาพ โฆษณา การ์ตูน เป็นต้น

•โสตทัศนวัตถุที่ผลิตขึ้นเพื่อแสดงสัญลักษณ์ หรือความหมายของสิ่งหนึ่งสิ่งใด ทำให้คนได้มองเห็นความจริง หรือความคิดอันถูกต้องชัดเจนจากวัสดุกราฟิกนั้นๆ

•การพิมพ์ การแกะสลัก การถ่ายภาพ และการจัดทำหนังสือ

จะเห็นว่ากราฟิกมีความหมายกว้างขวาง อย่างไรก็ตาม กราฟิกก็คือรูปแบบการสื่อสารรูปแบบหนึ่งที่ใช้ศิลปะมาเกี่ยวข้อง เพื่อสร้างสัญลักษณ์ ที่เข้าใจได้ง่าย และตรงกันระหว่างผู้สื่อสารกับผู้รับสารในปัจจุบันไม่ว่าเราจะหันมองทางไหน รอบตัวเราเต็มไปด้วยงานออกแบบกราฟิก ไม่ว่าจะเป็นถุงใส่ของ ปกซีดี ปฏิทินตั้งโต๊ะ หน้าจอคอมพิวเตอร์ เว็บไซต์ กระทั่งผนัง ของอาคารร้านค้าบางแห่ง ชีวิตเราถูกผสมผสานเข้ากับงานกราฟิกจนแทบจะไม่รู้สึก

การประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์กราฟิกในการศึกษา

คอมพิวเตอร์กราฟิกที่ใช้ในการศึกษา มีอยู่ด้วยกันดังนี้

1. ใช้เป็นสื่อบทเรียนคอมพิวเตอร์ออนไลน์ (E-Learning) กล่าวคือ สามารถเรียนในลักษณะใดก็ได้ ซึ่งใช้การถ่ายทอดเนื้อหาผ่านทางอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไม่ว่าจะเป็น คอมพิวเตอร์ เครือข่ายอินเทอร์เน็ต ทางสัญญาณโทรทัศน์ หรือสัญญาณดาวเทียม (Satellite) ก็ได้ ซึ่งเนื้อหาสารสนเทศ อาจอยู่ในรูปแบบการเรียนที่เราคุ้นเคยกันมาพอสมควร เช่น คอมพิวเตอร์ช่วยสอน (Computer Assisted Instruction) การสอนบนเว็บ (Web Based Instruction) การเรียนออนไลน์ (On-line Learning) การเรียนทางไกลผ่านดาวเทียม

2. จัดระบบการเรียนการสอนทางไกลโดยใช้ลักษณะรูปแบบ VDO Conference สามารถเรียนรู้จากคนละที่ได้ มีการตอบข้อซักถามอย่างทันท่วงทีได้การประชุมกันโดยมองเห็นกันด้วยวิธีการทางเทคโนโลยีการสื่อสาร โดยไม่ต้องมาพบกันจริงๆ จะเห็นได้ว่าประหยัดและได้ประโยชน์อย่างยิ่งเป็นการใช้ทรัพยากรบุคคลที่มีความรู้ความสามารถได้อย่างกว้างขวาง

3. รูปแบบการเรียนโดยใช้สื่อ CAI หรือ "Computer Aided Instruction" หรือบางแหล่งอาจจะใช้คำว่า "Computer Assisted Insturction"โดยมีการใช้คำในภาษาไทยว่า "สื่อคอมพิวเตอร์ช่วยสอน" เป็นกระบวนการเรียนการสอน โดยนำเอาสื่อคอมพิวเตอร์ มาใช้ในการนำเสนอเนื้อหา เรื่องราวต่างๆ มีลักษณะเป็นการเรียนโดยตรง และเป็นการเรียนแบบมีปฏิสัมพันธ์ (Interactive) ซึ่งก็คือ สามารถโต้ตอบระหว่างผู้เรียนกับคอมพิวเตอร์ได้

4. การสร้างผลงานต่าง ๆ ในแบบวิดีโอ วิดิทัศน์ เพื่อนำมาใช้ประกอบในการเรียนการสอนวิชาต่าง ๆ ได้ดียิ่งขึ้น

5. การฝึกการเรียนรู้ในรูปแบบเกมส์ เกมส์ออนไลน์ เป็นการฝึกสร้างทักษะ ฝึกสมองและสติปัญญาให้กับเยาวชน ได้มีการพัฒนาการเรียนรู้ที่รวดเร็วยิ่งขึ้น

คอมพิวเตอร์กราฟิกกับการประยุกต์ใช้ในงานด้านต่าง ๆ

1. คอมพิวเตอร์กราฟิกกับการออกแบบ คอมพิวเตอร์กราฟิกได้ถูกนำมาใช้ในการออกแบบมาเป็นเวลานาน เราคงจะเคยได้ยินคำว่าCAD (Computer - Aided Design) ซึ่งเป็นโปรแกรมสำหรับช่วยในการออกแบบทางวิศวกรรม โปรแกรมเหล่านี้จะช่วยให้ผู้ออกแบบหรือวิศวกรออกแบบงานต่างๆ ได้สะดวกขึ้น กล่าวคือ ผู้ออกแบบสามารถเขียนเป็นแบบลายเส้นแล้วลงสี แสงเงา เพื่อให้ดูคล้ายกับของจริงได้ นอกจากนี้แล้วเมื่อผู้ออกแบบกำหนดขนาดของวัตถุลงในระบบ CAD แล้ว ผู้ออกแบบยังสามารถย่อหรือขยายภาพนั้น หรือต้องการหมุนภาพไปในมุมต่างๆ ได้ด้วย การแก้ไขแบบก็ทำได้ง่ายและสะดวกกว่าการออกแบบบนกระดาษ

2. ทางด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์กราฟิกถูกนำมาใช้ในการออกแบบวงจรต่างๆ ผู้ออกแบบสามารถวาดวงจรบนจอภาพโดยใช้สัญลักษณ์ต่างๆ ที่ระบบจัดเตรียมไว้ให้แล้วมาประกอบกันเป็นวงจรที่ต้องการ ผู้ออกแบบสามารถแก้ไข ตัดต่อ เพิ่มเติมวงจรได้โดยสะดวก

3. การออกแบบพาหนะต่างๆ เช่น รถยนต์ เครื่องบิน หรือเครื่องจักรต่างๆ ในปัจจุบันก็ใช้ระบบ CAD นักออกแบบสามารถจะออกแบบส่วนย่อยๆ แต่ละส่วนก่อน แล้วนำมาประกอบกันเป็นส่วนใหญ่ขึ้นจนเป็นเครื่องจักรเครื่องยนต์ที่ต้องการได้ แล้วนำออกมาศึกษาทดสอบการวิ่ง

4. การออกแบบโครงสร้างอาคาร เช่น ตึก บ้าน สะพาน หรือโครงสร้างใดๆ ทางวิศวกรรมโยธาและสถาปัตยกรรม ก็สามารถทำได้โดยใช้ CAD ช่วยในการออกแบบ หลังจากสถาปนิกออกแบบโครงสร้างในแบบ 2 มิติเสร็จแล้ว ระบบ CAD สามารถจัดการให้เป็นภาพ 3มิติ และยังสามารถแสดงภาพที่มุมมองต่างๆ กันได้ตามที่ผู้ออกแบบต้องการ นอกจากนี้ในบางระบบสามารถแสดงภาพให้ปรากฏต่อผู้ออกแบบราวกับว่าผู้ออกแบบสามารถเดินเข้าไปภายในอาคารที่ออกแบบได้ด้วย

5.  กราฟและภาพ โปรแกรมทางกราฟิกทั่วไปในท้องตลาดจะเป็นโปรแกรมที่ใช้ในการสร้างภาพกราฟและแผนภาพ โปรแกรมเหล่านี้ยังสามารถสร้างกราฟได้หลายแบบ เช่น กราฟเส้น กราฟแท่ง และกราฟวงกลม นอกจากนี้ยังสามารถแสดงภาพกราฟได้ทั้งในรูปแบบ 2 มิติ และ 3 มิติ ทำให้ภาพกราฟที่ได้ดูดีและน่าสนใจ กราฟและแผนภาพทางธุรกิจ เช่น กราฟหรือแผนภาพแสดงการเงิน สถิติ และข้อมูลทางเศรษฐกิจ จะเป็นประโยชน์ต่อผู้บริหารหรือผู้จัดการกิจการมาก

6. ระบบข้อมูลทางภูมิศาสตร์ หรือ GIS (Geographical Information System) ข้อมูลทางภูมิศาสตร์จะถูกเก็บลงในระบบคอมพิวเตอร์ แล้วให้ระบบคอมพิวเตอร์กราฟิกจัดการแสดงข้อมูลเหล่านั้นออกมาทางจอภาพในรูปของแผนที่ทางภูมิศาสตร์

7.  ภาพศิลป์โดยคอมพิวเตอร์กราฟิก การวาดภาพในปัจจุบันนี้ใครๆ ก็สามารถวาดได้แล้วโดยไม่ต้องใช้พู่กันกับจานสี แต่จะใช้คอมพิวเตอร์กราฟิกแทน ภาพที่วาดในระบบคอมพิวเตอร์กราฟิกนี้เราสามารถกำหนดสี แสงเงา รูปแบบลายเส้นที่ต้องการได้โดยง่าย ข้อดีของการใช้คอมพิวเตอร์วาดภาพก็คือ เราสามารถแก้ไขเพิ่มเติมส่วนที่ต้องการได้ง่าย

8. ภาพเคลื่อนไหวโดยใช้คอมพิวเตอร์ ภาพยนตร์การ์ตูนและภาพยนต์ประเภทนิยายวิทยาศาสตร์หรือภาพยนตร์ที่ใช้เทคนิคพิเศษต่างๆ ในปัจจุบันมีการนำคอมพิวเตอร์กราฟิกเข้ามาช่วยในการออกแบบและสร้างภาพเคลื่อนไหว (Computer Animation) มากขึ้น เนื่องจากเป็นวิธีที่สะดวก รวดเร็ว และง่ายกว่าวิธีอื่นๆ นอกจากนี้ภาพที่ได้ยังดูสมจริงมากขึ้น การใช้คอมพิวเตอร์กราฟิกช่วยให้ภาพที่อยู่ในจินตนาการของมนุษย์ออกมาทำให้ปรากฏเป็นจริงได้ ภาพเคลื่อนไหวมีประโยชน์มากทั้งในระบบการศึกษา การอบรม การวิจัย และการจำลองการทำงาน เช่น จำลองการขับรถ การขับเครื่องบิน เป็นต้น เกมส์คอมพิวเตอร์หรือวิดีโอเกมส์ก็ใช้หลักการทำภาพเคลื่อนไหนในคอมพิวเตอร์กราฟิกเช่นกัน

9.  อิเมจโปรเซสซิงก์ (Image Processing) หมายถึง การแสดงภาพที่เกิดจากการถ่ายรูปหรือจากการสแกนภาพให้ปรากฏบนจอภาพคอมพิวเตอร์ เทคนิคของอิเมจโปเซสซิงก์สามารถประยุกต์ใช้กับการแพทย์ได้

ภาพยนตร์กับคอมพิวเตอร์กราฟิก

ความสำเร็จในการพัฒนาการแสดงผลเป็นภาพสี ในช่วงปลายทศวรรษที่ 70 ทำให้คอมพิวเตอร์กราฟิกกลายมาเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการพัฒนาสื่อประเภทอื่นโดยเฉพาะการสร้างเป็นภาพยนตร์ รวมทั้งนำมาใช้สร้าง Special Effect ในระยะแรกๆ ภาพเคลื่อนไหวคอมพิวเตอร์กราฟิกถูกนำมาใช้กับโครงการอวกาศก่อน เช่น โครงการวอยเอจเจอร์ (Voyager) ของนาซ่าในปลายทศวรรษที่ 70 ภาพเคลื่อนไหวของโครงการนี้ได้จุดประกายความคิดในการนำคอมพิวเตอร์กราฟิกมาใช้เป็นเครื่องมือ เพื่อแสดงให้เห็นการเดินทางของยานวอยเอจเจอร์ที่โคจรผ่านดาวเสาร์และดาวพฤหัสในระยะใกล้ด้วยความเร็วสูงโดยใช้เวลาจริง 20 ชั่วโมง แต่ภาพที่ปรากฏออกมาในเบื้องต้นไม่เหมาะสมแก่การเผยแพร่นัก เนื่องจากตำแหน่งที่วอยเอจเจอร์บันทึกภาพอยู่หางจากดวงอาทิตย์มาก และเมื่อวอยเอจเจอร์โคจรผ่ายดาวเสาร์ไปทำให้ตำแหน่งของดวงอาทิตย์ไปปรากฎอยู่ด้านหลังดาวเคราะห์ ภาพดาวเสาร์จึงแสดงให้เห็นเงามืดเสียเป็นส่วนใหญ่ แต่เนื่องจากสัญญาณที่วอยเอจเจอร์ส่งกลับมายังโลกเป็นข้อมูลดิจิตอล ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถนำข้อมูลเหล่านั้นมาปรับแต่งสีให้เหมาะกับการนำเสนอทางโทรทัศน์ จึงทำให้ได้ภาพที่สวยงามและชัดเจนยิ่งขึ้น

ความสำเร็จจากภาพยนตร์เรื่องสตาร์วอร์ (Star War) ในปี ค.ศ. 1979 ซึ่งมีการนำคอมพิวเตอร์ไปใช้สร้างเทคนิคพิเศษหลายด้าน โดยเฉพาะเทคนิคควบคุมการเคลื่อนกล้องด้วยคอมพิวเตอร์ ทำให้ผู้สร้างภาพยนตร์เล็งเห็นความสำคัญของการนำคอมพิวเตอร์กราฟิกมาใช้ ในปี ค.ศ. 1984 บริษัท พิคซาร์ สหรัฐอเมริกา โดย John Lasseter ผู้เป็นทั้งศิลปิน นักโปรแกรมและนักวิจัยคอมพิวเตอร์ ได้ผสมผสานศาสตร์ทางศิลปะและวิทยาศาสตร์เข้าด้วยกันโดยสร้างภาพยนตร์เรื่องสั้นคอมพิวเตอร์กราฟิกที่นำออกฉาย

จนกระทั่งในปี ค.ศ. 1991 บริษัทพิคซาร์และวอลดิสนีย์ได้ร่วมกันสร้างภาพยนตร์คอมพิวเตอร์กราฟิกเรื่องยาวเป็นเรื่องแรก คือ ทอยสตอรี (Toy Story) ซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของคอมพิวเตอร์กราฟิกมาเป็นเครื่องมือสำคัญในการใช้สร้างภาพยนตร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมาก ซึ่งภายหลังได้มีการผลิตภาพยนตร์คอมพิวเตอร์กราฟิกออกมาอีกหลายเรื่อง