Grafika komputerowa jest dziedziną, która łączy informatykę z sztuką i projektowaniem wizualnym, umożliwiając tworzenie, manipulowanie i wyświetlanie obrazów za pomocą komputerów. Jej rozwój był ściśle związany z postępem w dziedzinie technologii komputerowej, zarówno w kontekście sprzętu, jak i oprogramowania.

1. Geneza powstania grafiki komputerowej

Geneza grafiki komputerowej sięga lat 50. XX wieku, kiedy to zaczęto eksperymentować z wykorzystaniem komputerów do generowania obrazów. Pierwsze próby były dość prymitywne, jednak z biegiem lat technologia komputerowa zaczęła rozwijać się w szybkim tempie, umożliwiając tworzenie coraz bardziej zaawansowanych obrazów.

Ważne etapy w historii grafiki komputerowej:

• Lata 50. XX wieku: Pierwsze próby grafiki komputerowej pojawiły się w latach 50. XX wieku, głównie w środowisku akademickim i badawczym. W 1950 roku inżynierowie z MIT (Massachusetts Institute of Technology) stworzyli pierwsze obrazy generowane komputerowo. Pierwszym znaczącym osiągnięciem w tej dziedzinie było stworzenie przez Benjamina L. Wabota w 1961 roku obrazu „Wireframe” przy użyciu komputera IBM 701.
• Lata 60. i 70. XX wieku: W tym okresie zaczęły powstawać pierwsze programy komputerowe pozwalające na manipulację obrazami. W 1968 roku, dzięki pracy Alvy’ego Ray Smitha, powstał język graficzny, który pozwalał na interaktywną manipulację obrazami w komputerze. Był to pierwszy krok w kierunku rozwoju grafiki 3D i wizualizacji.
• Lata 80. XX wieku: W latach 80. nastąpił przełom dzięki rozwojowi komputerów osobistych, takich jak Apple Macintosh i IBM PC. Programy takie jak Adobe Photoshop (wydany w 1988 roku) oraz CorelDRAW (1989) umożliwiły szerokiemu kręgowi użytkowników tworzenie i edytowanie grafiki. Rozwój kart graficznych również przyczynił się do dynamicznego wzrostu jakości grafiki komputerowej.

2. Powstanie komputerów

Komputery miały kluczowy wpływ na rozwój grafiki komputerowej. Początkowo komputery były używane głównie do obliczeń matematycznych i przechowywania danych, ale z biegiem lat stały się coraz bardziej wszechstronne, co umożliwiło im wspieranie grafiki.

• Pierwsze komputery – W latach 40. XX wieku pojawiły się pierwsze komputery, takie jak ENIAC (1945) i UNIVAC (1951), które były przeznaczone do obliczeń matematycznych. W tym czasie nie miały one jednak zdolności generowania grafiki.
• Rozwój komputerów osobistych – W latach 80. komputery osobiste, takie jak Apple II (1977) i IBM PC (1981), stały się powszechnie dostępne. Wraz z nimi pojawiły się pierwsze karty graficzne, które umożliwiały wyświetlanie grafiki na monitorach.

3. Programy użytkowe w grafice komputerowej

W miarę rozwoju technologii pojawiły się programy, które zrewolucjonizowały grafikę komputerową i umożliwiły szerokiemu gronu użytkowników tworzenie grafiki w różnych dziedzinach. Oto niektóre z najważniejszych programów:

• Adobe Photoshop – Jeden z najpopularniejszych programów do edycji grafiki rastrowej, wykorzystywany zarówno przez profesjonalistów, jak i amatorów. Pozwala na zaawansowaną manipulację obrazami, tworzenie grafiki 2D oraz fotomontaży.
• CorelDRAW – Program do tworzenia grafiki wektorowej, popularny w projektowaniu graficznym, ilustracjach oraz tworzeniu logo.
• Blender – Oprogramowanie open-source do tworzenia grafiki 3D, animacji i modelowania. Wykorzystywane w produkcji filmów, gier komputerowych, a także w projektowaniu przemysłowym.
• AutoCAD – Program do projektowania inżynierskiego, wykorzystywany głównie w architekturze i inżynierii do tworzenia rysunków technicznych i modeli 3D.
• Maya – Oprogramowanie do modelowania i animacji 3D, wykorzystywane w przemyśle filmowym i graficznym do tworzenia skomplikowanych animacji i efektów wizualnych.

4. Modele grafiki komputerowej

Grafika komputerowa posługuje się różnymi modelami, które definiują sposób reprezentacji obrazów w komputerze:

• Grafika rastrowa (bitowa) – Reprezentuje obrazy za pomocą siatki pikseli. Każdy piksel ma określoną barwę. Przykładem grafiki rastrowej są zdjęcia cyfrowe, obrazy w formacie JPEG, PNG, GIF.
• Grafika wektorowa – Obrazy są tworzone na podstawie matematycznych równań, które definiują kształty i linie. Grafika wektorowa jest skalowalna, co oznacza, że nie traci jakości przy powiększaniu. Przykładami są ilustracje wektorowe, logotypy czy rysunki CAD.
• Grafika 3D – Jest to trójwymiarowa reprezentacja obiektów. Zawiera modele geometryczne, tekstury, oświetlenie i animacje. Wykorzystywana w filmach, grach komputerowych i wirtualnej rzeczywistości.

5. Ciekawostki

• Pierwsza animacja komputerowa powstała w 1961 roku, kiedy to komputer tworzył prostą animację przedstawiającą postać zmieniającą pozycję.
• Jednym z pierwszych komputerowych filmów animowanych był „Sierżant Bilko” (1959), który powstał na komputerze IBM 7090.
• Program Adobe Photoshop początkowo był zaprojektowany wyłącznie dla komputerów Apple Macintosh, a dopiero później rozprzestrzenił się na system Windows.

6. Przykłady zastosowań grafiki komputerowej

• W filmach – Filmy takie jak Avatar (2009) czy Jurassic Park (1993) wykorzystywały zaawansowaną grafikę komputerową do tworzenia realistycznych efektów wizualnych i animacji.
• W grach komputerowych – Główne gry, jak The Witcher 3, Cyberpunk 2077, czy Fortnite, bazują na grafice komputerowej, wykorzystując zaawansowane modele 3D oraz techniki renderowania w czasie rzeczywistym.
• W medycynie – Grafika komputerowa jest używana do tworzenia trójwymiarowych modeli ludzkich organów na podstawie danych z tomografii komputerowej, co wspomaga diagnozowanie i planowanie operacji.

Podsumowanie

Grafika komputerowa jest dynamicznie rozwijającą się dziedziną, która ma swoje korzenie w rozwoju komputerów i technologii informatycznych. Dzięki postępom w sprzęcie komputerowym oraz rozwojowi oprogramowania, grafika komputerowa znalazła szerokie zastosowanie w różnych branżach, od sztuki i rozrywki po medycynę i inżynierię.