Computer Graphics System

컴퓨터 그래픽이란

• 컴퓨터그래픽이란: 그림, 영상을 만들어 내는 것
• William Fetter 라는 보잉에서 근무하는 엔지니어가 만든 용어 Computer Graphic
  -> 비행기 설계할 때 사용함
• CGI: Computer Generated Imagery

컴퓨터 그래픽의 주제

• Sprite Graphics: 2D image or animation
  developer.apple.com/spritekit/

SpriteKit - Apple Developer

• Vector graphics: geometrical primitives(원시적인 요소, 점, 선, 면,)을 수학적으로 표현
• 3D 모델링
• Shaders: 요즘 openGL 은 shader를 포함한 것을 얘기함 (이번학기에는 다루지 않음)
• GPU design: 하드웨어
• Computer Vision: 컴퓨터 그래픽의 한 분야, 이미지 프로세싱의 개념을 조금 더 확대
  *이미지 프로세싱: 단순하게 이미지 특징을 뽑아내는 것
  *컴퓨터 비전은 한걸음 더 나가서 특징을 통해 의미를 뽑아내는 것 (사람, 동물 구분 등)
  *머신비전: 카메라에서 컴퓨터 비전 (기차 앞에 달린 카메라), 자율 주행 자동차 카메라

History of computer vision

• 50-60년대
  • MIT 이반 서더런드 교수
    • 컴퓨터 그래픽의 창시자
    • 스케치패드 프로젝트
    • 직선 원호 등 기본적 그래픽 요소를 사용하여 물체를 표현하는 방법
    • 팝업 메뉴에 의한 사용자 입력
    • 물체를 선택하여 이동하는 방법
• 70년대
  • CAD 시스템 널리 사용됨
  • Raster Display Monitor 개발
  • 그래픽 알고리즘의 시기
    • Shading algorithm
    • texture mapping Z-buffer algorithm
    • Teapot model using Bezier surface
    • Fractal Theory
    • Anti-aliasing algorithm
  • Apple 2 컬러 그래픽 컴퓨터
• 80년대
  • 레스터 그래픽 하드웨어
  • 기하 엔진 출현
  • Publication: WYSWYG (What you see What you get)
  • 국제 표준 PHIGS
    • Ray tracing algorithm
    • AutoCAD
    • VGA Graphic Card
    • SVGA Graphic Card
• 90년대
  • 사실적 그래픽 영상에 주력
  • 3D 그래픽 발전
  • 3D그래픽 가속기
  • Parallel Processor, Pipe-line Architecture
  • 영화, 광고, Game simulation 분야 활용
  • VR 등장, Internet 환경 VRML
    • 미녀와 야수 영화
    • 쥬라기 공원
    • 토이스토리
    • DirectX API
    • GeForce 256 GPU
• 2000년대
  • real time rendering 기술: 고속, 고품질
  • Reality 증대된 그래픽 기술
  • Mobile 환경 및 Wireless 환경 (PDA, 휴대폰)
  • 영화, 게임 응용의 시기
    • Final Fantasy
    • Doom Engine
    • DirectX openGL new version
• 2010년 이후
  • Smart phone 등장
  • 모든 기기에 smart concept 접목
  • Kinect sensor
    • gesture recognition
  • 3D scanning and printing
    • Editing tools for rapid prototyping 3D models

Overview of graphics systems

• 2가지 구성요소 이미지
  • 모델링(what to draw) -> 렌더링(how to draw)
• 모델링:
  • 장면 내부 물체를 정의하는 작업
  • 선분의 끝점, 다각형의 정점을 정의
• 렌더링
  • 정의될 물체를 그려내기
  • 와이어 프레임 렌더링(정점과 정점간에 정의된 선분으로 구성된 렌더링) , 솔리드 렌더링
• 이미지는 two dimensional shapes
• Hardware pipeline
  • Input -> Computation -> Output
  • 사각형을 그리고 싶을때 백터 정보를 input으로 넣는다.
• Partition the Space
  • 2차원 공간에 4개의 정점 정의
  • 점들간의 관계를 define
• Record every position
  • Bitmap: a rectangular array of bits mapped one-to-one
  • Vector display system
• Representing object
  • VERTEX method
  • connectivity
  • Edge

Hardware Graphic

• Graphic system: IO
• Graphics Controller: processor, memory
• Input device
  • locator device
  • keyboard
  • scanner
    • images
    • laser
  • motion capture
  • cameras (research)