ความรู้พื้นฐานของคอมพิวเตอร์กราฟิก by วรางคณา สุทธิประภา

ความหมายของกราฟิกและคอมพิวเตอร์กราฟิก

092422 — 2024-10-29 12:09:40 UTC

กราฟิก(Graphics) เป็นคำที่เกิดขึ้นจากรากศัพท์ภาษากรีก คือคำว่า “Graphikos” หมายถึง การเขียนภาพ ด้วยสีและลักษณะขาวดำ และรวมกับคำว่า “Graphien” หมายถึง การเขียนตัวหนังสือและการสื่อความหมาย โดยการใช้เส้น ดังนั้นจึงสรุปได้ว่า

กราฟิก

092422 — 2024-10-29 12:10:18 UTC

หมายถึง การสื่อความคิดโดยการใช้ภาพ สัญลักษณ์ และข้อความกราฟิกในยุคแรก ๆ จะเริ่มตั้งแต่ การวาดภาพลายเส้น การวาดภาพเหมือนจริง มาจนถึงการใช้ภาพถ่ายเหมือนจริง และเมื่อเทคโนโลยีพัฒนามาสู่ ยุคดิจิตอล จึงมีการใช้คอมพิวเตอร์มาสร้างงานกราฟิกดังนั้นคำนิยามของคำว่า “คอมพิวเตอร์กราฟิก”

คอมพิวเตอร์กราฟิก

092422 — 2024-10-29 12:13:04 UTC

หมายถึง การสื่อความคิดโดยการใช้คอมพิวเตอร์สร้างและจัดการกับภาพ สัญลักษณ์ และข้อความ

งานกราฟิก

092422 — 2024-10-29 12:13:39 UTC

หมายถึง งานการวางแผนทางศิลปะและการท าหัวเรื่อง โดยรู้ขนาดและสัดส่วนหลักในการ ออกแบบ รวมถึงการใช้สีเป็นองค์ประกอบเพื่อเน้นและดึงดูดความสนใจให้มากขึ้น และเป็นการช่วยให้ได้ รายละเอียดชัดเจนของวัสดุที่ใช้ประกอบการสอน และยังมีความหมายรวมไปถึงการผนึกภาพ ภาพถ่าย รูปถ่าย อีก ด้วย

กราฟิก

092422 — 2024-10-29 12:14:57 UTC

หมายถึง ศิลปะแขนงหนึ่งซึ่งใช้สื่อความหมายด้วยเส้น สัญลักษณ์ รูปวาด ภาพถ่าย กราฟ กราฟิก แผนภูมิ การ์ตูน ฯลฯ เพื่อให้สามารถสื่อความหมายข้อมูลได้ถูกต้องต้องตามที่ผู้สื่อสารต้องการ

092422 — 2024-10-29 12:16:45 UTC

ภาพที่ปรากฏบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ที่เราเห็นอยู่ทั่วไปนั้น เกิดจากจุดสี่เหลี่ยมเล็กๆ ของสี ที่เราเรียกว่า พิกเซล มาประกอบกันเป็นภาพขนาดต่างๆ นั่นเอง

พิกเซล (Pixel)

092422 — 2024-10-29 12:18:36 UTC

มาจากคำว่า Picture และคำว่า Elementแปลตรงตัว ก็คือ องค์ประกอบที่รวมกันเกิดเป็น ภาพ ซึ่งสรุปก็หมายถึงจุดสี่เหลี่ยมเล็กๆ ที่เป็นองค์ประกอบรวมกันเป็นภาพความละเอียดของภาพ เป็นจำนวน ของพิกเซลที่อยู่ภายในภาพ โดยใช้หน่วยวัดเป็นพิกเซลต่อนิ้ว (ppi : Pixel per Inch) เช่น 300 ppi หรือ 600 ppi เป็นต้น ภาพที่มีความละเอียดมากก็จะมีความชัดกว่าภาพที่มีความละเอียดน้อยเราจะพบว่าไฟล์ภาพเดียวกันเมื่อ นำไปแสดงผลออกมาผ่านอุปกรณ์ที่ต่างกัน ก็จะส่งผลให้ได้ภาพที่ออกมามีความคมชัดหรือความละเอียดไม่เท่ากัน ได้ เช่น ภาพบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ และภาพที่พิมพ์จากเครื่องพิมพ์เลเซอร์ เพราะขนาดพิกเซลหรือจุดเล็กๆ ที่ทำ ให้เกิดภาพมีขนาดที่ไม่เท่ากันนั่นเอง

ความละเอียดของจอภาพ

092422 — 2024-10-29 12:20:02 UTC

เป็นหน่วยที่ใช้วัดจำนวนพิกเซลสูงสุดที่จอคอมพิวเตอร์สามารถผลิตออกมาได้ ซึ่งความละเอียดของจอภาพนั้น เกิดขึ้นโดยวีดีโอการ์ดหรือการ์ดจอ และควบคุมการทำงานด้วยซอฟท์แวร์บน Windows ดังนั้นเราสามารถตั้งค่าการแสดงความละเอียดของจอภาพบน Windows ได้ เช่น 800x600 หรือ 1024x768ความละเอียด 1027x768 หมายถึง จ านวนวีดีโอพิกเซลในแนวนอน 1024 พิกเซลและจำนวนวีดีโอ พิกเซลในแนวตั้ง 768 พิกเซล

ความละเอียดของเครื่องพิมพ

092422 — 2024-10-29 12:21:04 UTC

เป็นหน่วยที่ใช้วัดจำนวนพิกเซลต่อนิ้ว ซึ่งจุดพิกเซลในเครื่องพิมพ์เรา เรียกว่า ดอท (dot) ดังนั้นหน่วยที่ใช้วัดความละเอียดของเครื่องพิมพ์จะถูกเรียกว่า dpi (Dot per Inch) เครื่องพิมพ์แบบเลเซอร์ซึ่งมีขนาดของพิกเซลที่เที่ยงตรง มีความละเอียดในการพิมพ์ที่ 600 dpi ก็แสดง ว่ามีความสามารถพิมพ์ได้ 600 จุดทุก ๆ 1 นิ้ว

ความละเอียดของอิมเมจเซตเตอร์

092422 — 2024-10-29 12:21:46 UTC

อิมเมจเซตเตอร์ (Imagesetter) คือ เครื่องพิมพ์ที่มีความละเอียดสูง ตั้งแต่ 1,200-4,800 dpi ซึ่งผลิตจุดเลเซอร์ได้เล็กมาก โดยสามารถวัดขนาดได้ด้วยหน่วยวัดเป็นไมครอน (1 ส่วน ล้านเมตร หรือ 1 ส่วน 1000 มิลลิเมตร)

092422 — 2024-10-29 12:23:08 UTC

ภาพที่เก็บในคอมพิวเตอร์นั้น มีวิธีการประมวลผลภาพ 2 แบบแตกต่างกันไปตามแต่ละโปรแกรมดังนี้ คือ การประมวลผลแบบ Raster และ การประมวลผลแบบ Vector

การประมวลผลแบบ Raster

092422 — 2024-10-29 12:24:07 UTC

ป็นการประมวลแบบอาศัยการอ่านค่าสีในแต่ละพิกเซล มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า Bitmap จะเก็บข้อมูล เป็นค่า 0 และ 1 แต่ละพิกเซลจะมีการเก็บค่าสีที่เจาะจงในแต่ละตำแหน่ง ซึ่งเหมาะกับภาพที่มีลักษณะแบบ ภาพถ่าย ซึ่งสามารถใช้เทคนิคในการปรับแต่งสี และการใช้เอฟเฟคต์พิเศษให้กับภาพ แต่มีข้อเสีย คือ ภาพที่ได้จะ มีไฟล์ขนาดใหญ่และเมื่อมีการขยายภาพให้ใหญ่ขึ้น จะส่งผลให้พิกเซลของภาพมีขนาดใหญ่ตามด้วย เราจึงเห็นว่า ภาพจะไม่ละเอียดหรือแตกนั่นเอง การประมวลผลแบบ Raster ได้แก่ ไฟล์ภาพ .TIF, .GIF, .JPG, .BMP และ .PCX เป็นต้น โดยโปรแกรมที่ใช้ท างานกับภาพ Raster คือ Photoshop, PhotoPaint และPaintbrush เป็นต้น

การประมวลผลแบบ Vecto

092422 — 2024-10-29 12:25:26 UTC

เป็นการประมวลผลแบบอาศัยการค านวณทางคณิตศาสตร์ โดยมีสีและตำแหน่งของสีที่แน่นอน ฉะนั้นไม่ว่า เราจะมีการเคลื่อนย้ายที่หรือย่อขยายขนาดของภาพ ภาพก็จะไม่เสียรูปทรงในเชิงเรขาคณิต และความละเอียดของ ภาพจะไม่ลดลงด้วย จึงทำให้ภาพยังคงคมชัดเหมือนเดิม แม้ขนาดของภาพจะเปลี่ยนแปลงใหญ่ขึ้นหรือเล็กลงก็ ตาม แต่มีข้อเสียที่ไม่สามารถใช้เอฟเฟคต์ในการปรับแต่งภาพได้เหมือนกับภาพแบบ Raster การประมวลผลภาพลักษณะนี้ ได้แก่ภาพ .AI, .DRW ใช้ในโปรแกรมการวาดภาพ Illustrator, CorelDraw ภาพ .WMF เป็นภาพคลิปอาร์ตในโปรแกรม Microsoft Word และภาพ .PLT ในโปรแกรมการออกแบบ AutoCAD

092422 — 2024-10-29 12:27:20 UTC

สีที่เรามองเห็นรอบๆ ตัวนั้น เกิดขึ้นได้จากการที่ตาของเรารับแสงที่สะท้อนมาจากวัตถุเหล่านั้น ซึ่งความ ยาวของคลื่นแสงที่แตกต่างกัน จะส่งผลให้เรามองเห็นสีที่แตกต่างกันด้วย และส าหรับงานคอมพิวเตอร์กราฟิกนั้น จะมีการผสมสีที่เกิดจากแสงแสดงบนจอภาพ หรือการผสมหมึกสีพิมพ์ออกมาทางเครื่องพิมพ์

ความลึกของสี ( Bit Depth )

092422 — 2024-10-29 12:29:26 UTC

คอมพิวเตอร์สามารถสร้างและแสดงสีในภาพได้เป็นหลายล้านสี ดังนั้น คอมพิวเตอร์จะมีวิธีการจดจำและอ้างอิงค่าสีโดยอาศัยดัชนีเป็นตารางสีตัวอย่างเช่น การ์ดจอที่สามารถแสดงสี ได้2 บิต ก็จะแสดงสีได้ 4 สี เพราะเนื่องจากคอมพิวเตอร์จะเก็บข้อมูลใน 1 บิต ได้ 2 ค่า คือ 0 และ 1 เราจึง สามารถคำนวณจำนวนสีได้ตามสูตร คือ

จำนวนสีที่แสดงได้ = 2 ยกกำลังด้วยจำนวนบิต

เช่น การ์ดจอที่สามารถแสดงสีได้ 24 บิต ก็จะแสดงสีได้ = 2 24 = 16.7 ล้านสี เป็นต้น ปจัจุบนัเราจะพบว่า การแสดงผลภาพบนหน้าจอคอมพิวเตอร์กราฟิก สามารถแสดงสีได้ตั้งแต่ 16.7 ล้านสีขึ้นไป เนื่องจากการ์ดจอ ส่วนใหญ่สามารถแสดงสีได้ตั้งแต่ 24 บิตไปจนถึง 32 และ 64 บิต

โมเดลของสี ( Color Model )

092422 — 2024-10-29 12:30:06 UTC

โดยทั่วไปแล้วสีต่างๆ ในธรรมชาติและสีที่ถูกสร้างขึ้น จะมีรูปแบบการ มองเห็นสีที่แตกต่างกัน ซึ่งรูปแบบการมองเห็นสีนี้เรียกว่า “โมเดล (Model)” ดังนั้น จึงทำให้มีโมเดลหลายแบบ ดังที่เราจะได้ศึกษาต่อไปนี้ คือ

1. โมเดลแบบ HSB ตามหลักการมองเห็นสีของสายตามนุษย์

2. โมเดลแบบ RGB ตามหลักการแสดงสีของเครื่องคอมพิวเตอร์

3. โมเดลแบบ CMYK ตามหลักการแสดงสีของเครื่องพิมพ์

4. โมเดล Lab ตามมาตรฐานของ CIE

4.1 โมเดลแบบ HSB ตามหลักการมองเห็นสีของสายตามนุษย์

092422 — 2024-10-29 12:35:23 UTC

เป็นลักษณะพื้นฐานการมองเห็นสีด้วยสายตาของมนุษย์ โมเดล HSB จะประกอบด้วยลักษณะของสี 3 ลักษณะคือ

1. Hue เป็นสีของวัตถุที่สะท้อนเข้ามายังตาของเรา ทำให้เราสามารถมองเห็นวัตถุเป็นสีได้ ซึ่งแต่ละสีจะ แตกต่างกันตามความยาวของคลื่นแสงที่มากระทบวัตถุและสะท้อนกลับที่มีตาของเรา Hue ถูกวัดโดยตำแหน่งการ แสดงสีบน Standard Color Wheel ซึ่งถูกแทนด้วยองศา คือ 0 ถึง 360 องศา แต่โดยทั่วๆ ไปแล้วมักจะเรียกการ แสดงสีนั้นๆ เป็นชื่อของสีเลย เช่น สีแดง สีม่วง สีเหลือง

2. Saturation คือสัดส่วนของสีเทาที่มีอยู่ในสีนั้น โดยวัดค่าสีเทาในสีหลักเป็นเปอร์เซ็นต์ดังนี้คือ จาก 0% (สีเทาผสมอยู่มาก) จนถึง 100% (สีเทาไม่มีเลย หรือเรียกว่า “Full Saturation” คือสีที่มีความอิ่มตัวเต็มที่) โดยค่า Saturation นี้จะบ่งบอกถึงความเข้มข้นและความจางของสี ถ้าถูกวัดโดยต าแหน่งบน Standard Color Wheel ค่า Saturation จะเพิ่มขึ้นจากจุดกึ่งกลางจนถึงเส้นขอบ โดยค่าที่เส้นขอบจะมีสีที่ชัดเจนและอิ่มตัวที่สุด

3. Brightness เป็นเรื่องราวของความสว่างและความมืดของสี ซึ่งถูกกำหนดค่าเป็นเปอร์เซ็นต์จาก 0% (สีดำ) ถึง 100% (สีขาว) ยิ่งมีเปอร์เซ็นต์มากจะทำให้สีนั้นสว่างมากขึ้น

4.2 โมเดลแบบ RGB ตามหลักการแสดงสีของเครื่องคอมพิวเตอร์

092422 — 2024-10-29 12:36:50 UTC

โมเดล RGB เกิดจากการรวมกันของสเปกตรัมของแสงสี แดง (Red), เขียว (Green), และน้ำเงิน (Blue) ในสัดส่วนความเข้มข้นที่แตกต่างกัน โดยจุดที่แสงทั้งสามสีรวมกันจะเป็นสีขาว นิยมเรียกการผสมสีแบบนี้ว่า “Additive” แสงสี RGB มักจะถูกใช้สำหรับการส่องแสงทั้งบนจอภาพทีวีและจอคอมพิวเตอร์ ซึ่งสร้างจากการที่ให้ กำเนิดแสงสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน ท าให้สีดูสว่างกว่าความเป็นจริง

4.3 โมเดลแบบ CMYK ตามหลักการแสดงสีของเครื่องพิมพ์

092422 — 2024-10-29 12:39:13 UTC

โมเดล CMYK มีแหล่งกำเนิดสีอยู่ที่การซึมซับ (Absorb) ของหมึกพิมพ์บนกระดาษ โดยมสีพื้นฐานคือสีฟ้า (Cyan), สีบานเย็น (Magenta), และสีเหลือง (Yellow) โดยเรียกการผสมสีทั้ง 3 สีข้างต้นว่า “Subtractive Color” แต่สี CMYK ก็ไม่สามารถผสมรวมกันให้ได้สีบางสี เช่น สีน้ำตาล จึงต้องมีการเพิ่มสีดำ (Black) ลงไป ฉะนั้นเมื่อ รวมกันทั้ง 4 สี คือ CMYK สีที่ได้จากการพิมพ์ จึงจะครอบคลุมทุกสี

4.4 โมเดลแบบ Lab ตามมาตรฐานของ CIE

092422 — 2024-10-29 12:40:51 UTC

โมเดล Lab เป็นค่าสีที่ถูกกำหนดขึ้นโดย CIE (Commission Internationale d’ Eclarirage) ให้เป็นสี มาตรฐานกลางของการวัดสีทุกรูปแบบ ครอบคลุมทุกสีใน RGB และ CMYK และใช้ได้กับสีที่เกิดจากอุปกรณ์ทุก อย่างไม่ว่าจะเป็นจอคอมพิวเตอร์ เครื่องพิมพ์ เครื่องสแกนและอื่นๆ

ส่วนประกอบของโหมดสีนี้ได้แก่

- L หมายถึง ค่าความสว่าง (Luminance)

- A หมายถึง ส่วนประกอบที่แสดงการไล่สีจากสีเขียวไปยังสีแดง

- B หมายถึง ส่วนประกอบที่แสดงการไล่สีจากสีน้ำเงินถึงสีเหลือง

092422 — 2024-10-29 12:42:10 UTC

เป็นระบบสีที่ถูกสร้างขึ้นมาใช้ในงานคอมพิวเตอร์กราฟิก และอยู่นอกเหนือ จากโมเดลของสีทั่วไป ดังนี้

1. Bitmap

092422 — 2024-10-29 12:42:57 UTC

ประกอบด้วยค่าสีเพียง 2 สี คือสีขาวและสีดำ ใช้พื้นที่ในการเก็บข้อมูลเพียง 1 บิต งานที่เหมาะ สำหรับ Bitmap คืองานประเภทลายเส้นต่าง ๆ เช่น เครื่องหมาย และโลโก้

2. Gray Scale

092422 — 2024-10-29 12:43:56 UTC

ประกอบด้วยสีทั้งหมด 256 สี โดยไล่สีจากสีขาว สีเทาไปเรื่อยๆ จนท้ายสุดคือสีดำ ใช้ พื้นที่ในการเก็บข้อมูล 8 บิต

3. Duotone

092422 — 2024-10-29 12:44:29 UTC

เป็นโหมดที่เกิดจากการใช้สีเพียงบางสีมาผสมกันให้เกิดเป็นภาพ เรามักจะเห็นการน าไปใช้ ในงานสิ่งพิมพ์ที่ต้องการใช้ภาพ 2 สี เป็นต้น

4. Indexed color

092422 — 2024-10-29 12:45:13 UTC

ถึงแม้บางภาพจะมีสีได้ถึง 16.7 ล้าน แต่ส่วนใหญ่จะใช้ไม่ถึง ในกรณีที่เราต้องการลด ขนาดไฟล์ภาพก็อาจใช้โหมดนี้ ซึ่งจะทอนสีให้เหลือใกล้เคียงกับที่ต้องใช้ โดยไม่มีผลกับคุณภาพของภาพ

5. Multichannel

092422 — 2024-10-29 12:45:47 UTC

เป็นโหมดสีที่ถูกแสดงด้วย Channel ตั้งแต่ 2 Channel ขึ้นไป ใช้ประโยชน์มากส าหรับ งานพิมพ์ โดยเฉพาะกรณีการพิมพ์ที่สั่งให้พิมพ์สีพิเศษ

6.1 คอมพิวเตอร์กฟิกกับการช่วยสอน

092422 — 2024-10-29 12:48:29 UTC

ปัจจุบันภาพคอมพวิเตอรก์ราฟิกไดช่วยสื่อความหมายในการสอน หรอือธธิบายเนื้อหาในเรื่องที่ซับซ้อนให้ ผู้เรียนเห็นภาพแล้วเข้าใจได้ง่ายยิ่งขึ้น ซึ่งเราเรียกสื่อการสอนเหล่านี้ว่า โปรแกรมช่วยสอน CAI (Computer Aided Instruction) เช่น โปรแกรมช่วยสอนการทำงานของเครื่องยนต์และเครื่องจักรกล โปรแกรมช่วยสอนทางการแพทย์ และโปรแกรมช่วยสอนทางด้านวิทยาศาสตร์ เป็นต้น

6.2 คอมพิวเตอร์กราฟิกกับงานออกแบบ

092422 — 2024-10-29 12:49:56 UTC

คอมพิวเตอร์กราฟิกในงานออกแบบ หรือที่เรียกว่า CAD (Computer Aided Design) เป็นการใช้โปรแกรม ช่วยออกแบบและสร้างชิ้นงานจำลองก่อนที่จะสร้างงานจริง ซึ่งช่วยเราปรับแต่งและแก้ไขได้ก่อนทำงานจริง เพื่อช่วยลดความผิดพลาด เวลา ค่าใช้จ่าย และได้ผลงานตรงกับที่ต้องการมากที่สุด ซึ่งได้แก่ โปรแกรมการออกแบบใน งานสถาปตัยกรรมและวศิวกรรม เป็นต้น

6.3 คอมพิวเตอร์กราฟิกกับการกราฟและแผนภาพ

092422 — 2024-10-29 12:51:21 UTC

เป็นการใช้โปรแกรมสำหรับสร้างกราฟและแผนภาพ เพื่อแสดงข้อมูลทางด้านสถิติและงานวิจัย เช่น กราฟ เส้น กราฟวงกลม และกราฟแท่ง เป็นต้น

6.4 คอมพิวเตอร์กราฟิกกับงานศิลปะ

092422 — 2024-10-29 12:52:36 UTC

เป็นโปรแกรมที่ใช้ในการวาดภาพ ระบายสี และใส่แสงเงา ซึ่งมีข้อดีตรงที่เราสามารถลบและแก้ไขในส่วน การทำงานที่ผิดพลาดได้ตามต้องการ โดยไม่ทำให้เสียเวลาและไม่สิ้นเปลืองวัสดุเหมือนกับการวาดภาพบนกระดาษ หรือผืนผ้าใบแบบสมัยก่อน

6.5 คอมพิวเตอร์กราฟิกกับการทำภาพเคลื่อนไหว

092422 — 2024-10-29 12:53:43 UTC

เป็นคอมพิวเตอร์กราฟิกที่ใช้ในการออกแบบและกำหนดให้เกิดการเคลื่อนไหว หรือเรียกว่า Computer Animation เช่น การ์ตูน และภาพยนตร์นิยายวิทยาศาสตร์ เป็นต้น นอกจากนี้ยังประยุกต์สร้างเป็นเกมที่เน้นความ เสมือนจริงมากยิ่งขึ้นด้วย

6.6 คอมพิวเตอร์กราฟิกกับการประมวลผลภาพ ( Image Processing)

092422 — 2024-10-29 12:54:45 UTC

เป็นการประมวลผลภาพที่ได้จากการสแกนหรือถ่ายภาพ ให้ปรากฏบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ ซึ่งเป็นการรับ สีและแสงเงาที่อยู่บนภาพและวัตถุ มาประมวลผลเป็นข้อมูลในรูปแบบดิจิตอล จากนั้นแสดงเป็นภาพบนหน้า จอคอมพิวเตอร์ เราจะพบได้ในการสแกนภาพ การถ่ายภาพผ่านดาวเทียม และการเอ็กซเรย์ เป็นต้น

092422 — 2024-11-05 02:08:33 UTC

ภาพเปรียบเทียบคุณภาพระหว่างภาพ Vector และ Raster