گرافیک کامپیوتری

فهرست مطالب

فصل اول: گرافیک کامپیوتری چیست؟

۱-۱-مقدمه…………………………………………………………………………………………………….. ۲
۱-۲- گرافیک رایانه ای چیست؟………………………………………………………………………………… ۲
۱-۳- انواع مختلف گرافیک……………………………………………………………………………………. ۲
۱-۳-۱- Bitmap……………………………………………………………………………………………….. 2
۱-۳-۲ – vector………………………………………………………………………………………………… 3
۱-۴- نمونه‌ای از مقیاس‌های وکتور……………………………………………………………………………….. ۴
۱-۵-انواع فایل های گرافیکی……………………………………………………………………………………… ۴
۱-۶- قابلیتهای فرمت SVG ……………………………………………………………………………………….. 4
۱-۷- قالب های مختلف ذخیره سازی تصویرها………………………………………………………………. ۵
۱-۸-عوامل مؤثر در انتخاب یک قالب…………………………………………………………………………… ۶
۱-۹- کاربرد گرافیک کامپیوتری…………………………………………………………………………………. ۶
۱-۱۰- گرافیک دوبعدی……………………………………………………………………………………….. ۶
۱-۱۱- گرافیک سه‌بعدی……………………………………………………………………………………….. ۶
۱-۱۱-۱- گرافیک سه بعدی و صنعت چاپ………………………………………………………………….. ۷
۱-۱۱-۲- کاربردهای مشترک گرافیک سه بعدی…………………………………………………………… ۷
۱-۱۱-۳- گرافیک سه بعدی بی درنگ…………………………………………………………………………. ۷
۱-۱۱-۴-گرافیک سه بعدی غیر همزمان Non-Real-Time……………………………………………. 7
۱-۱۲- گرافیک نقش بیتی و گرافیک برداری چیست؟……………………………………………………. ۸
۱-۱۲-۱-تصاویر برداری……………………………………………………………………………………. ۸
۱-۱۲-۲- تصاویر پیکسلی…………………………………………………………………………………… ۸
۱-۱۳- پیکسل چیست؟………………………………………………………………………………………. ۸
۱-۱۴- روش ذخیره سازی بیتی و برداری……………………………………………………………………. ۸
۱-۱۵- عوامل مؤثر در حجم یک فایل گرافیکی……………………………………………………………… ۹
۱-۱۶-نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………. ۹

فصل دوم:کارت گرافیک

۲-۱- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………….. ۱۲
۲-۲- کارت گرافیک چیست؟…………………………………………………………………………………….. ۱۲
۲-۳- وظایف اصلی این کارت عبارتند از………………………………………………………………………. ۱۲
۲-۴- مبانی کارت گرافیک…………………………………………………………………………………………. ۱۲
۲-۴-۱-حافظه………………………………………………………………………………………………….. ۱۳
۲-۴-۲-اینترفیس کامپیوتر………………………………………………………………………………………. ۱۳
۲-۴-۳- اینتر فیس ویدئو………………………………………………………………………………………….. ۱۳
۲-۵-مدهای کارت گرافیک………………………………………………………………………………………… ۱۳
۲-۵-۱- مد متنی………………………………………………………………………………………….. ۱۳
۲-۵-۲- مد گرافیکی……………………………………………………………………………………… ۱۴
۲-۶-انواع کارت های گرافیکی……………………………………………………………………………. ۱۴
۲-۷- اجزای کارت گرافیگ (معماری کارت گرافیک SVGA)…………………………………………… 15

فصل سوم : مبانی کارت گرافیک

۳-۱- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………….. ۱۸
۳-۲- مبانی کارت گرافیک…………………………………………………………………………………………. ۱۸
۳-۳- اینترفیس کامپیوتر………………………………………………………………………………………….. ۱۹
۳-۴- اینترفیس ویدئو………………………………………………………………………………………………. ۱۹
۳-۵- پردازنده های کمکی گرافیک……………………………………………………………………………… ۱۹
۳-۶- عناصر دیگر بر روی کارت گرافیک……………………………………………………………………… ۲۰
۳-۷- استاندارد های کارت گرافیک…………………………………………………………………………….. ۲۱
۳-۸- سه وسیله در یک کارت ویدیویی……………………………………………………………………….. ۲۳
۳-۹- رم در کارت گرافیک ………………………………………………………………………………….. ۲۳
۳-۱۰- مقدار RAM…………………………………………………………………………………………. 24
۳-۱۱- VRAM…………………………………………………………………………………………….. 25
۳-۱۲-UMA و DVMT…………………………………………………………………………………… 25
۳-۱۳- RAMDAC………………………………………………………………………………………. 25

فصل چهارم : انواع کارت گرافیک
۴-۱- مقدمه………………………………………………………………………………………………….. ۲۸
۴-۲-تکنولوژی Silent Pipe II چیست؟………………………………………………………………………. ۲۸
۴-۳- سیستم مورد استفاده در آزمایش……………………………………………………………………… ۳۲
۴-۴- نکاتی به آزمایش های انجام شده ……………………………………………………………………….. ۳۳
۴-۵- نتایج آزمایش ها  –  درجه حرارت……………………………………………………………………… ۳۴
۴-۶- کارایی در بازی ها……………………………………………………………………………………… ۳۵
۴-۷- توانایی های اورکلاک…………………………………………………………………………………… ۳۹
۴-۸- سرو صدا……………………………………………………………………………………………… ۴۰
۴-۹-نتیجه گیری.…………………………………………………………………………………………….. ۴۱
منابع ……………………………………………………………………………………………………….. ۴۳

فهرست شکل ها
عنوان                                                                                                                                      صفحه
شکل۱-۱: نمایی از گرافیک تصویری…………………………………………………………………………….. ۳
شکل۱-۲: نمایی از گرافیک وکتور………………………………………………………………………………… ۴
شکل۱-۳: نمایشی از یک تصویر برداری……………………………………………………………………….. ۹
شکل۲-۱: نمونه ای از کارت گرافیک ساده……………………………………………………………………. ۱۲
شکل۲-۲: نمایی از اجزای کارت گرافیک………………………………………………………………………. ۱۵
شکل۳-۱: نمایی از کارت گرافیک………………………………………………………………………………… ۱۸
شکل۳-۲: نمایی از حافظه روی کارت گرافیک……………………………………………………………….. ۲۰
شکل ۳-۳: نمایی از تبدیل کننده به دیجیتال مستقیم…………………………………………………… ۲۱
شکل ۳-۴: نمایی از کارت گرافیک……………………………………………………………………………….. ۲۲
شکل۴-۱: نمایی از خنک کننده………………………………………………………………………………….. ۲۹
شکل۴-۲: نمایی از خنک کننده………………………………………………………………………………….. ۲۹
شکل۴-۳: نمایی از خنک کننده………………………………………………………………………………….. ۳۰
شکل۴-۴: نمایی از کارت گرافیکی گیگابایت…………………………………………………………………. ۳۰
شکل۴-۵: نمایی از کارت گرافیکی سامسونگ……………………………………………………………….. ۳۱
شکل۴-۶: نمایی از کیس بدون فن……………………………………………………………………………….. ۳۳
شکل ۴-۷: نمایی از کیس با فن های کناری……………………………………………………………………. ۳۴
شکل ۴-۸: نمایی از کیس با فن بزرگ…………………………………………………………………………… ۳۴
شکل ۴-۹: درجه حرارت………………………………………………………………………………………. ۳۴
شکل ۴-۱۰: مقایسه دو کارت گرافیک…………………………………………………………………………. ۳۶
شکل۴-۱۱: مقایسه دو کارت گرافیک………………………………………………………………………….. ۳۷
شکل۴-۱۲: نمایی از مقایسه کارت گرافیک………………………………………………………………….. ۳۷
شکل ۴-۱۳: نمایی از تست کارت گرافیک……………………………………………………………………. ۳۷
شکل ۴-۱۴: نمایی از تست کارت گرافیک……………………………………………………………………. ۳۸
شکل ۴-۱۵: نمایی از تست کارت گرافیک……………………………………………………………………. ۳۸
شکل ۴-۱۶: نمایی از تست کارت گرافیک……………………………………………………………………. ۳۹
شکل ۴-۱۷: نمایی از توانایی اورکلاک………………………………………………………………………….. ۴۰

۱-۱-مقدمه
گرافیک کامپیوتری همواره از جمله جذابترین جنبه های کامپیوترها بوده است. بازیها، برنامه های طراحی گرافیکی دو بعدی و سه بعدی و شبیه سازیها همگی به نوعی از قابلیتهای گرافیکی یک کامپیوتر بهره میبرند. مهمترین نکته در این زمینه، برقراری تعادلی منطقی بین کیفیت تصاویر نمایش داده شده بر روی صحنه و سرعت اجرای برنامه می باشد. یکی از راه هایی که در دو دهه اخیر همواره برای افزایش سرعت مورد استفاده قرار گرفته است، حذف موانع غیرضروری بوده است. در این راه، سعی شده است تا ارتباط برنامه نویس به ساده ترین صورت با سخت افزار گرافیکی برقرار شود.
تقریبا همزمان با عرضه اولین نسخه های ویندوز، محصولاتی نظیر Glide و WinG هم به بازار آمدند که کم و بیش از حمایت مایکروسافت هم برخوردار بودند. ولیکن به جرات می توان گفت شرکت Silicon Graphics  اولین محصول استاندارد و همه منظوره را برای پیاده سازی گرافیک در سیستمهای ویندوز ارائه نمود. محصول این شرکت که OpenGL نام دارد، در طی حدود یک دهه، علی رغم ضعفهای فراوان توانسته است به حیات خود ادامه دهد. می توان گفت OpenGL کتابخانه استاندارد صنعتی گرافیک می باشد. امروزه با عرضه نسخه های جدیدDirectX، شاید حداقل در صنعت ساخت بازی کمتر به OpenGL توجه شود ولی این کتابخانه هنوز هم علاقمندان خاص خود را دارا میباشد و اکثر نرم افزارهای کاربردی طراحی همچون برنامه های CAD/CAM، انیمیشن یا ویرایش تصویر بطور پیش فرض از آن بهره می برند.

۱-۲- گرافیک رایانه ای چیست؟

گرافیک رایانه ای، علمی است که دامنه ی وسیعی از شاخه های هنری را در برگرفته و فرایند انجام دستی آنها را با نرم افزار تلفیق کرده و پایه گذار شاخه ی جدیدی تحت عنوان هنرهای دیجیتال شده است.استفاده از رایانه در تولید یک اثر هنری، اگرچه یک اثر ماشینی است اما خلاقیت و ایده ی هنرمند است که از نرم افزار به عنوان یک ابزار در جهت تحقق تفکراتش بهره می برد.نرم افزارهایی که امروزه به عنوان نرم افزارهای گرافیک رایانه ای از آنها استفاده می شود شامل نرم افزارهای ترسیمی، نرم افزارهای طراحی صفحات و ویرایش تصاویر، نرم افزارهای تهیه و تولید انیمیشن و بسیاری نرم افزارهای مشابه دیگر می باشند،می پردازیم.

۱-۳- انواع مختلف گرافیک

۱٫گرافیک تصویری یا پیکسلی Bitmap)):
۲٫ گرافیک برداری(vector)
۱-۳-۱- Bitmap
گرافیک bitmap از نظر تکنیکی، گرافیک راستری (raster) نامیده می‌شود. این نوع گرافیک از پیکسل‌های به رنگهای مختلف برای تشکیل تصویر‌ها استفاده می‌کند. در این نوع گرافیک، هر پیکسل متعلق به محل مخصوص بوده و دارای مقدار رنگ مشخص می‌باشد. در هنگام کار با تصاویر bitmap موضوع یا اشکال ویرایش نمی‌شوند بلکه پیکسل‌ها وبرایش می‌شود. تصاویر bitmap یکی از بهترین روشها برای نشان دادن تصاویر از قبیل عکس‌ها یا نقاشی‌های دیجیتالی می‌باشد. زیرا این نوع تصاویر باید بسیار دقیق از نظر سایه‌ها و رنگ، درجه بندی شوند و این سیستم بسیار مناسب است .

۱-۱۳- پیکسل چیست؟

به تعداد پیکسل هایی که در طول و عرض یک تصـویر نقـش بیتـی وجـود دارد، ابعـاد پیکسلـی تصـویر گفته می شود.به طور مثال، اگر یک تصویر از ۱۰۲۴پیکسل در طول و ۷۶۸ پیکسل در عرض تشکیل شده باشد، ابعاد پیکسلی تصویر ۱۰۲۴×۷۶۸خواهد بود. میزان تفکیک پذیری ۱ یک تصویر توسط تعداد  پیکسل هایی که در هر اینچ وجود دارد، مشخص می شود.
این عدد برحسب واحد( Pixel per inch( ppi برای مانیتور و) Dot per inch( dpi برای چاپ مشخص می شود. هر چه میزان تفکیک پذیری یک تصویر بالاتر باشد، جزئیات بیشتری از تصویر ذخیره می شود.

۱-۱۴- روش ذخیره سازی بیتی و برداری

روش ذخیره سازی نقش بیتی برای تصویرهای پیچیده ای که به طور مثال از طبیعت می گیریم و اجزایی بسیار ریز و به طور معمول غیرهندسی دارند مناسب است و روش برداری، برای فایل های گرافیکی، مثل نقشه هایی که مهندس ها برای طراحی ساختمان یا قطعه ترسیم می کنند، کاربرد دارند.
این دو نوع ذخیره سازی، در نتیجه ی نهایی هم تفاوت هایی دارند؛ مثلاً وقتی یک تصویر نقش بیتی را بزر گ تر یا کوچک تر کنیم، بعضی از جزئیات از بین می روند و کیفیت اولیه از دست می رود؛ یعنی مثلاً اگر تصویری کوچک را بیش از حد معمول بزرگ کنیم، شکل مستطیلی پیکسل ها در تصویر نمایان می شود واثری پدید می آید که به آن، پله پله شدن یا رنجه  می گویند .

۴-۹-نتیجه گیری
کارت های گرافیکی Silent–Pipe II 7600 GT از Gigabyte چیزهای زیادی را در رابطه با کارت های گرافیکی با خنک کننده های غیر فعال به ما نشان می دهند. مهمترین نکته که از بررسی این کارت های می توان فهمید این است که عملکرد بی صدا همیشه به معنی کارایی پایین نیست. کارت های گرافیکی Gigabyte Silent–Pipe II حقیقتا خنک کنندگی بهتری را در تمامی شرایط و در مقایسه با خنک کننده های استاندارد فعال که از فن ها استفاده می کنند، فراهم می کنند. باید برای طراحی چنین سیستم کارآمدی به Gigabyte تبریک گفت.
علاوه براین ما متوجه شدیم که نوع کیس مورد استفاده تاثیر زیادی بر کارایی کارت های گرافیکی با خنک کننده غیر فعال که از تکنولوژی Silent–Pipe II استفاده می کنند خواهد گذاشت. مخصوصا هنگام استفاده از این کارت ها درست بر خلاف آنچه به نظر می رسد، بهتر است از کیس های استفاده کنید که فاقد منافذ هوای اضافی در پشت و کناره های کیس هستند.
Silent-Pipe II هنگامی که هوا از پشت کیس به داخل مکیده شد و به صورت مستقیم و بدون اینکه تحت تاثیر هیچ جریان هوای ثانویه ای قرار بگیرد از روی کارت عبور می کند بهترین کارایی را به نمایش می گذارد.