Graphic

-ในปี ค.ศ. 1950 สถาบันเทคโนโลยีแห่งแมสซาซูเซสต์ (Massachusetts Institue Technology : MIT] ได้พัฒนาคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีหลอดภาพ CRT(Cathode Ray Tube) เป็นส่วนแสดงผลแทนเครื่องพิมพ์ เนื่องจากมีความต้องการที่จะให้การติดต่อระหว่างผู้ใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์มีความเร็วยิ่งขึ้น

-ในปี ค.ศ. 1950 ระบบ SAGE (Semi - Automatic Ground Environment) ของกองทัพอากาศ สหรัฐอเมริกาสามารถแปลงสัญญาณจากเรดาร์ให้เป็นภาพบนจอคอมพิวเตอร์ได้ ระบบนี้เป็นระบบกราฟิก เครื่องแรกที่ใช้ปากกาแสง (Light Pen : เป็นอุปกรณ์สำหรับรับข้อมูลชนิดหนึ่ง) สำหรับการเลือกสัญลักษณ์ บนจอภาพได้

-ในปี ค.ศ. 1950 - 1960 มีการทำวิจัยเรื่องเกี่ยวกับระบบคอมพิวเตอร์เป็นจำนวนมาก ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นต้นแบบของระบบคอมพิวเตอร์กราฟิกสมัยใหม่ ตัวอย่างเช่น

-ในปี ค.ศ. 1963 วิทยานิพนธ์ปริญญาเอกของ อีวาน ซูเธอร์แลนด์ (Ivan Sutherland) เป็นการพัฒนาระบบการวาดเส้น ซึ่งผู้ใช้สามารถกำหนดจุดบนจอภาพได้โดยตรงโดยการใช้ปากกาแสง จากนั้นระบบกราฟิกจะสามารถลากเส้นเชื่อมจุดต่างๆ เหล่านี้เข้าด้วยกัน กลายเป็นภาพโครงสร้างรูปหลายเหลี่ยม ระบบนี้ได้กลายเป็นหลักการพื้นฐานของโปรแกรมช่วยในการออกแบบระบบงานต่างๆ เช่น การออกแบบระบบไฟฟ้า และการออกแบบเครื่องจักร เป็นต้น ในระบบหลอดภาพ CRT สมัยแรกนั้น เราสามารถวาดเส้นตรงระหว่างจุดสองจุดบนจอภาพได้ แต่ภาพเส้นที่วาดจะจางหายไปจากจอภาพอย่างรวดเร็ว จึงต้องมีการวาดซ้ำลงที่เดิมหลายๆ ครั้งในหนึ่งวินาที เพื่อให้เราสามารถมองเห็นว่าเส้นไม่จางหายไป ซึ่งระบบแบบนี้มีราคาแพงมากในช่วงต้นปี ค.ศ. 1960

แต่ต่อมาในปี ค.ศ. 1965 จึงมีราคาถูกลงเนื่องจากบริษัท ไอบีเอ็ม (IBM) ได้ผลิตออกมาขายเป็นจำนวนมากในราคาเครื่องละ 100,000 ดอลลาร์ จากการที่ราคาของจอภาพถูกลงมากนี่เอง ทำให้สาขาคอมพิวเตอร์กราฟิกเริ่มเป็นที่สนใจของคนทั่วไป

-ในปี ค.ศ. 1968 บริษัท เทคโทรนิกส์ (Tektronix) ได้ผลิตจอภาพแบบเก็บภาพไว้ได้จนกว่าต้องการจะลบ (Storage - Tube CRT) ซึ่งระบบนี้ไม่ต้องการหน่วยความจำและระบบการวาดซ้ำ จึงทำให้ราคาถูกลงมาก บริษัทตั้งราคาขายไว้เพียง 15,000 ดอลลาร์เท่านั้น จอภาพแบบนี้จึงเป็นที่นิยมกันมากในช่วงเวลา 5 ปี ต่อมา กลางปี ค.ศ. 1970 เป็นช่วงเวลาที่อุปกรณ์ทางคอมพิวเตอร์เริ่มมีราคาลดลงมาก ทำให้ฮาร์ดแวร์ของระบบคอมพิวเตอร์กราฟิกมีราคาถูกลงตามไปด้วย ผู้ใช้ทั่วไปจึงสามารถนำมาใช้ในงานของตนได้ ทำให้การใช้คอมพิวเตอร์กราฟิกเริ่มแพร่หลายไปในงานด้านต่างๆ มากขึ้น สำหรับซอฟต์แวร์ทางด้านกราฟิกก็ได้มีการพัฒนาควบคู่มากับฮาร์ดแวร์เช่นกัน ซึ่งมีการเริ่มต้นจาก อีวาน ซูเธอร์แลนด์ ผู้ซึ่งได้ออกแบบวิธีการหลักๆ รวมทั้งโครงสร้างข้อมูลของระบบคอมพิวเตอร์กราฟิก ต่อมาก็มี สตีเฟน คูน (Steven Coons, 1966) และ ปิแอร์ เบเซอร์ (Pierre Bazier , 1972) ซึ่งศึกษาเกี่ยวกับการสร้างเส้นโค้งและภาพพื้นผิว ทำให้ปัจจุบันเราสามารถสร้างภาพ 3 มิติ ได้สมจริงสมจังมากขึ้น ในช่วง 10 ปีต่อมาได้มีการพัฒนาวิธีการสร้างภาพมากมายสำหรับใช้ในระบบคอมพิวเตอร์กราฟิก และปัจจุบันเราก็ได้เห็นผลงานที่สวยงามและแปลกตา ซึ่งเป็นผลจากการศึกษาวิจัยต่างๆ ในอดีตนั่นเอง

บทบาทและความสำคัญของกราฟฟิก

งานกราฟิกต่าง ๆ ถูกสร้างขึ้นเพื่อเป็นสัญลักษณ์แทนแก่นสารของประสบการณ์สำหรับมนุษย์ เพื่อให้มนุษย์ใช้เป็นสื่อในการคิดและสื่อสารความหมายถึงกัน ด้วยคุณสมบัติที่ดีของงานกราฟิกทำให้งานกราฟิกมีบทบาทสำคัญในการลดข้อจำกัดต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับเงื่อนเวลา ประสิทธิภาพของการคิด การบันทึกและการจำ ทำให้การสื่อความหมายต่อกันของมนุษย์เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพและประสิทธิผล และด้วยความเจริญก้าวหน้าทางวิชาการ ความเจริญก้าวหน้าทางเทคโนโลยี จำนวนประชากรโลกที่เพิ่มขึ้นและความเป็นโลกไร้พรมแดน ความแตกต่างระหว่างบุคคล เป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้มนุษย์จำเป็นต้องให้ความสำคัญกับงานกราฟิกมากขึ้น

รูปที่ 1.7 การใช้งานกราฟิกบนเครือข่ายคอมพิวเตอร์

1) ความเจริญก้าวหน้าทางวิชาการ มนุษย์ประสบความสำเร็จในการค้นพบความจริง และกระบวนการทางธรรมชาติมากมาย ความรู้ที่ค้นพบใหม่นี้ ต้องการวิธีการและกระบวนการในการเก็บบันทึก การจำ และเผยแพร่ การใช้งานกราฟิกช่วยจะทำให้ได้ข้อมูลที่สามารถสื่อสารความหมายให้เข้าใจได้ง่ายและรวดเร็ว สื่อความคิดถึงกันและกันได้ชัดเจนถูกต้อง เพิ่มประสิทธิภาพให้กับการใช้ภาษาพูดและภาษาเขียน

2) ความเจริญก้าวหน้าทางเทคโนโลยี เทคโนโลยีเจริญก้าวหน้าเป็นอย่างมากในปัจจุบัน ทำให้เกิดเครื่องมือสำหรับสร้างงานกราฟิกที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น สามารถผลิตงานได้ รวดเร็ว มีปริมาณมาก ง่ายต่อการใช้งาน ราคาถูกลง และเผยแพร่ได้สะดวกกว้างไกล โดยเฉพาะการใช้คอมพิวเตอร์ในงานกราฟิก และระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ความนิยมใช้งานกราฟิกช่วยในการสื่อความหมายจึงเกิดขึ้นแพร่หลายในสื่อเกือบทุกประเภท

3) จำนวนประชากรโลกที่เพิ่มขึ้น และความเป็นโลกไร้พรมแดน ประชากรโลกที่เพิ่มขึ้น อย่างรวดเร็ว การคมนาคมที่สามารถเดินทางไปทั่วทุกมุมโลกด้วยเวลาไม่มากนัก และ การสื่อสารที่มีเครือข่ายครอบคลุมทั่วโลก ทำให้เกิดความจำเป็นต่อการสื่อความหมายทางไกลระหว่างบุคคล และการสื่อความหมายกับประชากรกลุ่มใหญ่ในมุมต่าง ๆ ของโลก เพื่อดำเนินการถ่ายทอดความรู้ แลกเปลี่ยนวัฒนธรรม ความร่วมมือทางวิชาการ ธุรกิจ และอื่น ๆ ทุกสิ่งทุกอย่างต้องดำเนินการด้วยข้อจำกัดของเงื่อนเวลาและประสิทธิภาพของการสื่อความหมาย งานกราฟิกจึงเป็นเครื่องผ่อนแรงให้การสื่อความหมาย สามารถสื่อสารได้เข้าใจง่ายและถูกต้องในเวลาสั้น

4) ความแตกต่างระว่างบุคคล บุคคลแต่ละคนมีความแตกต่างกันในด้านต่าง ๆ เช่น ความคิด ความเข้าใจ ความสามารถ อัตราการเรียนรู้ วิธีการเรียนรู้ และอื่น ๆ ความแตกต่างเหล่านี้ทำให้การสื่อความหมายด้วยภาษาพูดและภาษาเขียนในบางครั้งไม่สามารถสร้างความเข้าใจได้ง่ายนัก การใช้งานกราฟิกเข้าช่วยจะทำให้ง่ายต่อการสื่อความหมาย เพิ่มประสิทธิภาพของการคิดในบุคคลที่มีความแตกต่างได้เป็นอย่างดี

ความหมายของกราฟิก

กราฟฟิก (Graphic) มาจากภาษากรีก 2 คำคือ

1. Graphikos หมายถึง การวาดเขียน

2. Graphein หมายถึง การเขียน

ต่อมามีผู้ให้ความหมายของคำว่า “กราฟิก” ไว้หลายประการซึ่งสรุปได้ดังนี้

กราฟิก หมายถึง ศิลปะแขนงหนึ่งซึ่งใช้สื่อความหมายด้วยเส้น สัญลักษณ์ รูปวาด ภาพถ่าย กราฟ แผนภูมิ การ์ตูน ฯลฯ เพื่อให้สามารถสื่อความหมายข้อมูลได้ถูกต้องตรงตามที่ผู้สื่อสารต้องการ

กราฟิกประกอบด้วย

ประเภทของภาพกราฟิก

ภาพราสเตอร์ (Raster )

หรือเรียกว่าภาพแบบ Bitmap ก็ได้ เป็นภาพที่เกิดจากการเรียงตัวกันของจุดสี่เหลี่ยมเล็ก ๆ หลากหลายสี ซึ่งเรียกจุดสี่เหลี่ยมเล็ก ๆ นี้ว่าพิกเซล (pixels)ถ้ากำหนดจำนวนพิกเซลให้กับภาพน้อย เวลาขยายภาพให้ใหญ่ขึ้น จะมองเห็นภาพเป็นจุดสี่เหลี่ยมเล็กๆ หรือถ้ากำหนดจำนวนพิกเซลให้กับภาพมาก ก็จะทำให้แฟ้มภาพมีขนาดใหญ่

ดังนั้นการกำหนดจำนวนพิกเซลต้องให้เหมาะกับงานที่จะสร้าง

ตัวอย่าง

- ภาพใช้งานทั่ว ๆไป ให้กำหนดพิกเซล ประมาณ 100-150 Pixel

- ภาพที่ใช้บนเว็บไซต์ ให้กำหนดพิกเซล ประมาณ 72 Pixel

- ถ้าเป็นภาพแบบงานพิมพ์ เช่น นิตยสาร โปสเตอร์ขนาดใหญ่

จะกำหนดพิกเซลประมาณ 300-350 Pixel

ข้อดีของภาพชนิด Raster

- สามารถแก้ไขปรับแต่งได้

- ตกแต่งภาพได้ง่ายและสวยงาม

ภาพแบบ Vector

เป็นภาพที่เกิดจากการอ้างอิงความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ หรือการคำนวณ ซึ่งภาพจะมีความเป็นอิสระต่อกัน โดยแยกชิ้นส่วนของภาพทั้งหมดออกเป็นเส้นตรง เส้นโค้ง รูปทรง เมื่อมีการขยายภาพความละเอียดของภาพไม่ลดลง แฟ้มภาพมีขนาดเล็กกว่าภาพแบบ Raster

ข้อดีของภาพแบบ Vector

- นิยมนำไปใช้ในด้านสถาปัตย์ตกแต่งภายในและการออกแบบต่าง ๆ

เช่น การออกแบบอาคาร การออกแบบรถยนต์ การสร้างโลโก้ การสร้างการ์ตูน

โปรแกรมที่นิยมนำมาสร้างภาพแบบ Vector

- โปรแกรม Illustrator

- CorelDraw

- AutoCAD

- 3Ds max ฯลฯ

หลักการทำงานและการแสดงผลของภาพกราฟฟิก

ภาพที่เกิดบนจอคอมพิวเตอร์ เกิดจากการทำงานของโหมดสี RGB ซึ่งประกอบด้วย สีแดง (Red) สีเขียว (Green) และสีน้ำเงิน (Blue) โดยใช้หลักยิงประจุไฟฟ้าให้เกิดการเปล่งแสงของสีทั้ง 3 สีมาผสมกัน ทำให้เกิดเป็นจุดสีสี่เหลี่ยมเล็กๆ ที่เรียกว่า พิกเซล (Pixel) ซึ่งมาจากคำว่า Picture กับ Element โดยพิกเซลจะมีหลากหลายสี เมื่อนำมาวางต่อกันจะเกิดเป็นรูปภาพ ซึ่งภาพที่ใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์มี 2 ประเภท คือ แบบ Raster กับ Vector

หลักการของกราฟิกแบบ Raster

หลักการของภาพกราฟิกแบบ Raster หรือแบบ Bitmap เป็นภาพกราฟิกที่เกิดจากการเรียงตัวกันของจุดสี่เหลี่ยมเล็กๆ หลากหลายสี ซึ่งเรียกจุดสี่เหลี่ยมเล็กๆ นี้ว่าพิกเซล (Pixel) ในการสร้างภาพกราฟิกแบบ Raster จะต้องกำหนดจำนวนของพิกเซลให้กับภาพที่ต้องการสร้าง ถ้ากำหนดจำนวนพิกเซลน้อย เมื่อขยายภาพให้มีขนาดใหญ่ขึ้นจะทำให้มองเห็นภาพเป็นจุดสี่เหลี่ยมเล็กๆ หรือถ้ากำหนดจำนวนพิกเซลมากก็จะทำให้แฟ้มภาพมีขนาดใหญ่ ดังนั้นการกำหนดพิกเซลจึงควรกำหนดจำนวนพิกเซลให้เหมาะกับงานที่สร้าง คือ ถ้าต้องการใช้งานทั่วไป จะกำหนดจำนวนพิกเซลประมาณ 100-150 ppi (Pixel/inch) “จำนวนพิกเซลต่อ 1 ตารางนิ้ว” ถ้าเป็นงานที่ต้องการความละเอียดน้อยและแฟ้มภาพมีขนาดเล็ก เช่น ภาพสำหรับใช้กับเว็บไซต์จะกำหนดจำนวนพิกเซลประมาณ 72 ppi และถ้าเป็นงานพิมพ์ เช่น นิตยสาร โปสเตอร์ขนาดใหญ่ จะกำหนดจำนวนพิกเซลประมาณ 300-350 ppi เป็นต้น

หลักการของกราฟิกแบบ Vector

หลักการของกราฟิกแบบ Vector เป็นภาพกราฟิกที่เกิดจากการอ้างอิงความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ หรือการคำนวณซึ่งภาพจะมีความเป็นอิสระต่อกัน โดยแยกชิ้นส่วนของภาพทั้งหมดออกเป็นเส้นตรง เส้นโค้ง รูปทรง เมื่อมีการขยายภาพความละเอียดของภาพจะไม่ลดลง แฟ้มจะมีขนาดเล็กกว่าแบบ Raster ภาพกราฟิกแบบ Vector นิยมใช้เพื่องานสถาปัตย์ตกแต่งภายใน และการออกแบบต่างๆ เช่น การออกแบบอาคาร การออกแบบรถยนต์ การสร้างโลโก้ การสร้างการ์ตูน เป็นต้น

สีและแสงที่ใช้ในงานกราฟฟิก

        องค์ประกอบอีกส่วนหนึ่งที่จะช่วยให้งานออกแบบนั้นมีความสวยงาม และมีคุณค่าเป็นที่น่าสนใจคืองานกราฟิกที่มีสีเป็นส่วนประกอบในงานนั้นๆ สีในงานคอมพิวเตอร์กราฟิกจะไม่เหมือนกับสีที่เราเห็นโดยทั่วไปความแตกต่างกันตรงนี้เป็นหัวใจสำคัญ ที่ทำให้งานของเราที่ออกแบบไว้ที่เห็นบนจอภาพของคอมพิวเตอร์กับภาพที่เห็นจากการพิมพ์แตกต่างกัน

      สำหรับสีในงานคอมพิวเตอร์กราฟิก มีรูปแบบการให้แสงและการสะท้อนแสงซึ่งมี2 วิธีดังที่ได้เรียนในเรื่องระบบของสีนั้น เราพอจะอธิบายถึงระบบสีที่เกิดขึ้นในคอมพิวเตอร์ได้คือ ระบบสี Additiveและ ระบบสี Subtractive สีจากจอภาพของคอมพิวเตอร์ คอมพิวเตอร์สร้างสีโดยการ เปล่งแสงออกมาจากหลอดภาพโดยตรงและใช้ระบบสี RGB ดังนั้น ถ้าเรามองไปที่จอคอมพิวเตอร์ ใกล้มากๆในขณะที่เปิดอยู่จะเห็นจอคอมพิวเตอร์ประกอบไปด้วยจุดเล็กๆของสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน

      คอมพิวเตอร์สามารถควบคุมปริมาณของแสงที่เปล่งออกมาในแต่ละจุดสี โดยการรวมค่าที่แตกต่างกันของ RGB เพื่อใช้ในการสร้างสี เนื่องจากว่าจุดนั้นเล็กเกินที่จะเห็นแต่ละจุดแยกกันตาของเราจึงมองเห็นการรวมกันของสีทั้ง 3 เป็นค่าเดียว เช่น ถ้าคอมพิวเตอร์เปิดอยู่และมีทั้ง 3 สี ตาของเรา จะเห็นรวมกันเป็นสีขาว ถ้ามีเพียงบางจุดที่เปิดอยู่ ไม่ได้เปิดสีพร้อมกันทั้งหมด ตาของเราจะเห็นเป็นสีผสมต่างๆ กันมากมาย

      ระบบสี RGB เป็นระบบที่ใช้กันทั่วไปในจอคอมพิวเตอร์ระบบนี้เป็นระบบที่ทำงานได้ดีและมองดูเป็นธรรมชาติ และเนื่องจากว่าฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์มีผลต่อการทำงานเกี่ยวกับสี บางครั้งระบบ RGB ก็มีข้อเสียเหมือนกัน เพราะสีที่ปรากฏในจอคอมพิวเตอร์เมื่อทำการสั่งพิมพ์ออกมาจะทำให้สีมีการผิดเพี้ยนเกิดขึ้น เนื่องจากระบบการพิมพ์ใช้ระบบ CMYK

      การแปลงจากระบบ RGB ไปเป็นระบบ CMYK มีปัญหาที่ควรระวัง คือ การที่สีเปลี่ยนจากสีหนึ่งไปเป็นอีกสีหนึ่ง ให้ระลึกเสมอว่าระบบ RGB ต้นกำเนิดมาจากการเปล่งแสง แต่ระบบ CMYK ต้นกำเนิดมาจากการสะท้อนแสงซึ่งธรรมชาติการกำเนิดแสงต่างกัน แต่โดยส่วนใหญ่ระบบคอมพิวเตอร์ก่อนพิมพ์จะทำหน้าที่เปลี่ยนไฟล์RGB เป็นไฟล์ CMYK สำหรับการพิมพ์ ตามที่เราต้องการ

      ปัจจุบันมีซอฟแวร์ที่ทำงานเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์กราฟิกที่ทำงานโดยตรงกับสี CMYK ซึ่งเป็นข้อดีของกราฟิกแบบบิตแมป ในขณะที่โปรแกรมกราฟิกแบบเวกเตอร์มีความสามารถด้านหนึ่งแต่กราฟิกแบบบิตแมปก็มีความสามารถอีกด้านหนึ่ง คือมีการให้ผู้ใช้สามารถทำงานกับสี และควบคุมลักษณะภาพที่จะปรากฏในขณะพิมพ์