Computergrafik umfasst Methoden und Werkzeuge, mit denen Bilder, Diagramme, Animationen und dreidimensionale Szenen mit digitalen Systemen erzeugt oder verändert werden.
Was ist Computergrafik?
Computergrafik verbindet Informatik, Mathematik und Gestaltung. Sie beschreibt sowohl die technischen Verfahren zur Bildverarbeitung als auch die sichtbaren Ergebnisse, die auf einem Bildschirm, in einer Simulation oder in einer gedruckten Ausgabe erscheinen.
Je nach Aufgabe werden grafische Daten als einzelne Bildpunkte oder als geometrische Formen gespeichert. Diese Unterscheidung beeinflusst, wie Inhalte skaliert, bearbeitet und ausgegeben werden können.
Rastergrafik und Vektorgrafik
Eine Rastergrafik besteht aus einem regelmäßigen Raster von Pixeln. Fotos und detailreiche Bildschirmbilder werden häufig so gespeichert. Die Bildqualität hängt unter anderem von Auflösung, Farbtiefe und Kompression ab.
Vektorgrafiken beschreiben Linien, Kurven und Flächen mit mathematischen Eigenschaften. Dadurch lassen sich viele Logos, Diagramme und technische Zeichnungen ohne typische Pixelbildung vergrößern.
2D- und 3D-Computergrafik
In der 2D-Grafik werden Inhalte auf einer Ebene angeordnet. Die 3D-Grafik ergänzt räumliche Koordinaten, Oberflächen, Lichtquellen und eine virtuelle Kamera. Aus diesen Informationen berechnet ein Renderer ein sichtbares Bild.
Typische Arbeitsschritte sind Modellierung, Texturierung, Beleuchtung und Darstellung. Solche Verfahren kommen beispielsweise in Visualisierungen, Konstruktion, Spielen, Filmen und wissenschaftlichen Simulationen zum Einsatz.
Wichtige Grundbegriffe
- Pixel: kleinste adressierbare Bildinformation einer Rasterdarstellung.
- Auflösung: Anzahl der Bildpunkte oder die räumliche Detaildichte einer Darstellung.
- Rendering: Berechnung eines sichtbaren Bildes aus grafischen Daten und Darstellungsregeln.
- Animation: zeitliche Folge veränderter Einzelbilder oder Szenenzustände.