Что такое графический компьютер
Компьютерная графика
Компью́терная гра́фика (также маши́нная графика) — область деятельности, в которой компьютеры используются как инструмент для синтеза (создания) изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира. Также компьютерной графикой называют результат такой деятельности.
Содержание
История
Первые вычислительные машины не имели отдельных средств для работы с графикой, однако уже использовались для получения и обработки изображений. Программируя память первых электронных машин, построенную на основе матрицы ламп, можно было получать узоры. [источник не указан 321 день]
В 1961 году программист С. Рассел возглавил проект по созданию первой компьютерной игры с графикой. Создание игры («Spacewar!») заняло около 200 человеко-часов. Игра была создана на машине PDP-1.
В 1963 году американский учёный Айвен Сазерленд создал программно-аппаратный комплекс Sketchpad, который позволял рисовать точки, линии и окружности на трубке цифровым пером. Поддерживались базовые действия с примитивами: перемещение, копирование и др. По сути, это был первый векторный редактор, реализованный на компьютере. Также программу можно назвать первым графическим интерфейсом, причём она являлась таковой ещё до появления самого термина.
В середине 1960-х гг. появились разработки в промышленных приложениях компьютерной графики. Так, под руководством Т. Мофетта и Н. Тейлора фирма Itek разработала цифровую электронную чертёжную машину. В 1964 году General Motors представила систему автоматизированного проектирования DAC-1, разработанную совместно с IBM.
Существенный прогресс компьютерная графика испытала с появлением возможности запоминать изображения и выводить их на компьютерном дисплее, электронно-лучевой трубке.
Текущее состояние
Основные области применения
Разработки в области компьютерной графики сначала двигались лишь академическим интересом и шли в научных учреждениях. Постепенно компьютерная графика прочно вошла в повседневную жизнь, стало возможным вести коммерчески успешные проекты в этой области. К основным сферам применения технологий компьютерной графики относятся:
Научная работа
Компьютерная графика является также одной из областей научной деятельности. В области компьютерной графики защищаются диссертации, а также проводятся различные конференции:
Техническая сторона
По способам задания изображений графику можно разделить на категории:
Двухмерная графика
Двухмерная (2D — от англ. two dimensions — «два измерения») компьютерная графика классифицируется по типу представления графической информации, и следующими из него алгоритмами обработки изображений. Обычно компьютерную графику разделяют на векторную и растровую, хотя обособляют ещё и фрактальный тип представления изображений.
Векторная графика
Векторная графика представляет изображение как набор геометрических примитивов. Обычно в качестве них выбираются точки, прямые, окружности, прямоугольники, а также как общий случай, кривые некоторого порядка. Объектам присваиваются некоторые атрибуты, например, толщина линий, цвет заполнения. Рисунок хранится как набор координат, векторов и других чисел, характеризующих набор примитивов. При воспроизведении перекрывающихся объектов имеет значение их порядок.
Изображение в векторном формате даёт простор для редактирования. Изображение может без потерь масштабироваться, поворачиваться, деформироваться, также имитация трёхмерности в векторной графике проще, чем в растровой. Дело в том, что каждое такое преобразование фактически выполняется так: старое изображение (или фрагмент) стирается, и вместо него строится новое. Математическое описание векторного рисунка остаётся прежним, изменяются только значения некоторых переменных, например, коэффициентов. При преобразовании растровой картинки исходными данными является только описание набора пикселей, поэтому возникает проблема замены меньшего числа пикселей на большее (при увеличении), или большего на меньшее (при уменьшении). Простейшим способом является замена одного пикселя несколькими того же цвета (метод копирования ближайшего пикселя: Nearest Neighbour). Более совершенные методы используют алгоритмы интерполяции, при которых новые пиксели получают некоторый цвет, код которого вычисляется на основе кодов цветов соседних пикселей. Подобным образом выполняется масштабирование в программе Adobe Photoshop (билинейная и бикубическая интерполяция).
Вместе с тем, не всякое изображение можно представить как набор из примитивов. Такой способ представления хорош для схем, используется для масштабируемых шрифтов, деловой графики, очень широко используется для создания мультфильмов и просто роликов разного содержания.
Растровая графика
Растровая графика всегда оперирует двумерным массивом (матрицей) пикселей. Каждому пикселю сопоставляется значение — яркости, цвета, прозрачности — или комбинация этих значений. Растровый образ имеет некоторое число строк и столбцов.
Без особых потерь растровые изображения можно только лишь уменьшать, хотя некоторые детали изображения тогда исчезнут навсегда, что иначе в векторном представлении. Увеличение же растровых изображений оборачивается «красивым» видом на увеличенные квадраты того или иного цвета, которые раньше были пикселями.
В растровом виде представимо любое изображение, однако этот способ хранения имеет свои недостатки: больший объём памяти, необходимый для работы с изображениями, потери при редактировании.
Фрактальная графика
Фрактал — объект, отдельные элементы которого наследуют свойства родительских структур. Поскольку более детальное описание элементов меньшего масштаба происходит по простому алгоритму, описать такой объект можно всего лишь несколькими математическими уравнениями.
Фракталы позволяют описывать целые классы изображений, для детального описания которых требуется относительно мало памяти. С другой стороны, фракталы слабо применимы к изображениям вне этих классов.
Трёхмерная графика
Трёхмерная графика (3D — от англ. three dimensions — «три измерения») оперирует с объектами в трёхмерном пространстве. Обычно результаты представляют собой плоскую картинку, проекцию. Трёхмерная компьютерная графика широко используется в кино, компьютерных играх.
В трёхмерной компьютерной графике все объекты обычно представляются как набор поверхностей или частиц. Минимальную поверхность называют полигоном. В качестве полигона обычно выбирают треугольники.
Всеми визуальными преобразованиями в 3D-графике управляют матрицы (см. также: аффинное преобразование в линейной алгебре). В компьютерной графике используется три вида матриц:
Любой полигон можно представить в виде набора из координат его вершин. Так, у треугольника будет 3 вершины. Координаты каждой вершины представляют собой вектор (x, y, z). Умножив вектор на соответствующую матрицу, мы получим новый вектор. Сделав такое преобразование со всеми вершинами полигона, получим новый полигон, а преобразовав все полигоны, получим новый объект, повёрнутый/сдвинутый/масштабированный относительно исходного.
Ежегодно проходят конкурсы трехмерной графики, такие как Magick next-gen или Dominance War.
CGI графика
Представление цветов в компьютере
Для передачи и хранения цвета в компьютерной графике используются различные формы его представления. В общем случае цвет представляет собой набор чисел, координат в некоторой цветовой системе.
Стандартные способы хранения и обработки цвета в компьютере обусловлены свойствами человеческого зрения. Наиболее распространены системы RGB для дисплеев и CMYK для работы в типографском деле.
Иногда используется система с большим, чем три, числом компонент. Кодируется спектр отражения или испускания источника, что позволяет более точно описать физические свойства цвета. Такие схемы используются в фотореалистичном трёхмерном рендеринге.
Реальная сторона графики
Любое изображение на мониторе, в силу его плоскости, становится растровым, так как монитор это матрица, он состоит из столбцов и строк. Трёхмерная графика существует лишь в нашем воображении, так как то, что мы видим на мониторе — это проекция трёхмерной фигуры, а уже создаём пространство мы сами. Таким образом, визуализация графики бывает только растровая и векторная, а способ визуализации это только растр (набор пикселей), а от количества этих пикселей зависит способ задания изображения.
Лучшие ПК для графических дизайнеров
Узнайте о ключевых возможностях, которые необходимы дизайнерам
Основные выводы
Высокопроизводительные ноутбуки обеспечивают гибкость и мощность.
Настольные ПК остаются рабочими лошадками при необходимости интенсивной работы с графикой, например для обработки фото и видео, а также 3D-рендеринга.
Intel предлагает широкий выбор вычислительных решений для удовлетворения ваших творческих потребностей.
При выборе ПК для графического дизайна главное — подобрать аппаратное обеспечение, соответствующее используемым вами программам для творчества. Понимание ключевых технологических элементов поможет вам сократить количество внутренних компонентов и периферийных устройств и наделить компьютер необходимой мощностью и гибкостью, соответствующим вашим потребностям.
При выборе ПК для графического дизайна главное — подобрать аппаратное обеспечение, соответствующее используемым вами программам для творчества. Понимание ключевых технологических элементов поможет вам сократить количество внутренних компонентов и периферийных устройств и наделить компьютер необходимой мощностью и гибкостью, соответствующим вашим потребностям.
Специалисты творческих профессий и студенты, независимо от того, что они делают — работают над семестровым проектом, создают рассылки для малого бизнеса или разрабатывают корпоративные маркетинговые кампании с целым рядом ресурсоемких материалов, — нуждаются в правильном компьютере для работы с графикой.
Когда речь идет о выборе ноутбука или настольного ПК для графического дизайна, перед вами множество вариантов. Подумайте, как будете использовать компьютер и какие функции вам понадобятся. Главное — подобрать оборудование, соответствующее программному обеспечению, которое вы планируете использовать. Высокопроизводительные инструменты графического дизайна лучше всего работают на компьютерах с достаточной мощностью и возможностями для реализации полного потенциала этих программ. В то же время, если ваши в ваши задачи не входит обработка огромного количества фото или передача больших файлов, возможно, вам не нужно устройство с большими мощностью, памятью и хранилищем для качественного выполнения творческой работы.
К счастью, варианты аппаратного обеспечения значительно расширились и обеспечивают поддержку целого ряда цифровых инструментов, позволяющих графическим дизайнерам раздвигать границы и воплощать идеи в жизнь гораздо быстрее. Сегодня у вас также есть большой выбор операционных систем. Несколько современных технологий на базе Windows обеспечивают графические возможности, необходимые профессиональным дизайнерам и людям,занимающимся творчеством, предлагая больше вариантов по меньшей цене.
Ноутбуки для графического дизайна
Ноутбуки для дизайна становятся более мощными. Сегодня многие из них могут похвастаться скоростью и емкостью хранилища, сравнимыми с показателями высокопроизводительных настольных компьютеров. Где бы вы ни находились, вы можете взять работу с собой, показать макет дизайна на экране во время встречи с клиентом, а также удаленно подключиться к ресурсам или передать файлы. Встроенные экраны с разрешением до 4K Ultra HD обеспечивают потрясающую детализацию и четкость.
Сегодня большинство ноутбуков используют твердотельные накопители PCIe*, которые обеспечивают суперскорость при открытии и передаче файлов.
Несмотря на важность портативности, небольшой размер ноутбука может стать помехой. Вам нужен достаточно большой экран для просмотра всей области работы и быстрого доступа к необходимым инструментам. Большинство ноутбуков сегодня поставляются с экранами размером 15 дюймов и больше, что позволяет вам видеть всю рабочую область без ущерба для эстетики. Также вы можете выбрать устройство 2 в 1 и переключаться между режимами ноутбука и планшета в зависимости от вида работы для достижения максимальной производительности при использовании основных творческих инструментов. В режиме планшета можно использовать стилус для рисования, чтобы создавать наброски дизайна или на ходу фиксировать идеи для макета во время мозгового штурма. Также режим планшета может быть полезен для презентации работы. Можно сесть рядом с клиентом и показывать все варианты дизайна, увеличивая отдельные важные элементы и акцентируя на них внимание.
Высокопроизводительные ноутбуки позволяют вам не прекращать работу в путешествиях, во время визитов к клиентам и когда просто нужно сменить обстановку.
Настольные компьютеры для графического дизайна
Настольные компьютеры для графического дизайна предлагают большую вычислительную мощность и поддержку больших экранов. Так как настольные компьютеры обычно имеют большую память и емкость хранилища, они лучше подходят для работы с массивами файлов больших размеров при редактировании фото и видео. Возможность подключения более одного монитора к настольному компьютеру позволяет дизайнерам одновременно видеть несколько макетов, что удобно при работе над сложными проектами.
Настольные компьютеры обеспечивают большую мощность, функциональность и гибкость по сравнению с ПК других типов. Использование твердотельного накопителя PCIe* для работы с графикой может увеличивать производительность. Компьютеры, оснащенные SSD-накопителями Intel® Optane™, оптимизированы для быстрой загрузки приложений, быстрого запуска системы и низкого энергопотребления. Кроме того, память Intel® Optane™ обеспечивает большую емкость хранилища на настольных компьютерах.
Настольные компьютеры можно легко модернизировать, добавив объем памяти или индивидуальные настройки, в отличие от ноутбуков, компоненты которых сложно обновить или заменить. Также к настольным компьютерам можно подключить больше периферийных устройств, например камер или микрофонов, благодаря большему числу портов по сравнению с ноутбуками.
Кроме того, настольные компьютеры меньше изнашиваются просто потому, что вы не перемещаете их, не складываете в сумку, не роняете и не ударяете их о дверные проемы. Их также сложнее украсть.
Дизайн настольных компьютеров тоже может быть разным. Существуют традиционные настольные ПК с системным блоком и отдельным монитором. Также есть устройства 2 в 1, в которых объединены монитор и компьютер. Они занимают меньше места, чем традиционные настольные ПК, но при этом обеспечивают производительность для работы с графикой.
Какие возможности ПК необходимы для работы с графическим дизайном?
Intel сотрудничает с ведущими производителями программного и аппаратного обеспечения, чтобы понять потребности специалистов творческих профессий. Вместе мы обеспечиваем отличную работу творческих приложений для ПК, предназначенных для графического дизайна.
Здесь представлен обзор основных элементов, на которые стоит обратить внимание при подборе нового компьютера для графического дизайна.
Вычислительная мощность (ЦП) — это то, что позволяет вам работать с программами Photoshop, Illustrator и InDesign, создавая прекрасные многоуровневые проекты без замедления рабочих процессов. Однако большее количество ядер не всегда обеспечивает ускорение рабочих процессов, так как некоторые графические программы созданы для того, чтобы работать на одном ядре, и не масштабируются для большего количества ядер. Процессоры на четырех и восьми ядрах подходят для работы большинства графических дизайнеров. (Однако многопоточные задачи, такие как рендеринг 3D-графики и кодировка видео, используют несколько ядер одновременно.)
Еще одним важным фактором для центрального процессора для графического дизайна является тактовая частота, измеряемая в гигагерцах. Это число определяет, насколько быстро ваш процессор может справиться с работой. Чем выше тактовая скорость процессора для графического дизайна, тем лучше. Это особенно важно при передаче больших файлов с внешнего жесткого диска на компьютер и во время работы с высокопроизводительными программами, такими как Photoshop или Lightroom.
Графические процессоры, или графические карты, переводят вашу работу в графику, которую вы видите на экране. Они могут быть интегрированными или дискретными. Интегрированные графические системы встроены в материнскую плату компьютера на той же микросхеме, что и центральный процессор,а также имеют общую с процессором память. Они менее мощные, чем дискретные системы, но при этом потребляют меньше энергии. Дискретные графические карты находятся на отдельной микросхеме графического процессора на материнской плате. Дискретные графические системы обеспечивают большую вычислительную мощность и более высокое качество изображения по сравнению с интегрированными графическими системами и идеально подходят для высокопроизводительных приложений, например для редактирования видео и для игр.
Графический процессор отличается от центрального процессора типом задач, с которыми он работает. ЦП отдает работу графическому процессору, и это увеличивает производительность графических систем. Для некоторых программ и задач графический процессор позволяет быстро перемещать объекты по рабочей области редактирования, что важно на этапе мозгового штурма, при обмене идеями на встрече с клиентом, а также при внесении изменений в проект в последний момент перед сдачей.
Память, или ОЗУ, позволяет эффективно управлять мощными программами, такими как Photoshop и Painter. В ней временно хранятся рабочие файлы, позволяя процессору обрабатывать больше данных. Чем больше оперативной памяти, тем быстрее рабочий процесс. Файлы предварительного просмотра будут отображаться быстро, и вы сможете выполнять несколько команд в файлах одновременно без запаздывания системы.
Емкость хранилища для графических дизайнеров должна подбираться с учетом того, что вы создаете очень большие файлы на постоянной основе, а для их хранения требуется много места — как для быстрого доступа во время работы, так и для архивирования после ее завершения. В отличие от оперативной памяти, где информация хранится временно, в накопителях она находится постоянно.
Существует два варианта накопителей: жесткий диск (HDD) и твердотельный накопитель (SSD). Компьютерный жесткий диск — это традиционный вращающийся диск. Жесткий диск емкостью 1 ТБ может поддерживать любую операционную систему и оставлять около 700 ГБ для других программ и данных. Твердотельный накопитель — это еще один тип компьютерного хранилища на основе микросхем. Поскольку у твердотельных накопителей отсутствуют движущиеся части, приложения загружаются и работают гораздо быстрее.
Недостаточный объем хранилища может стать тем узким местом, которое замедляет выполнение обработки, редактирования и других высокопроизводительных задач. Вам, как дизайнеру, не обязательно хранить все большие файлы проектов на жестком диске компьютера. Многие дизайнеры используют внешние жесткие диски для хранения больших массивов работы. Часто для каждого клиента используется отдельный диск. Это помогает содержать компьютер в порядке и обеспечивает разделение и организацию работы по каждому клиенту. Как говорилось ранее, высокая скорость обработки данных и графические карты позволяют дизайнерам работать с внешнего жесткого диска.
Ноутбуки обычно комплектуются твердотельными накопителями, более долговечными по сравнению с жесткими дисками, а настольные компьютеры могут быть оснащены любым типом накопителей.
Дисплей имеет важнейшее значение для графических дизайнеров, а именно его размер, точность цветопередачи и разрешение. Когда речь идет о ноутбуках для дизайна, размер экрана имеет решающее значение. Как дизайнеру, вам нужен экран не менее 15 дюймов, чтобы видеть все детали работы. Также важно иметь достаточно места на экране, чтобы панели инструментов и управления были всегда под рукой. Если вам нужно работать сразу в нескольких программах и видеть, что происходит в каждой, имеет смысл подключить второй экран к ноутбуку или использовать настольный ПК с большим экраном. Расширенная область отображения необходима при работе с большими макетами или близком просмотре файлов с высоким разрешением.
У большинства из ваших клиентов есть цвета бренда, которые должны идеально совпадать. Экран должен передавать точность цвета как для цифровой, так и для печатной версии, независимо от выбранного цветового пространства.
Вы должны быть уверены,что цвет,который вы видите на экране, будет таким же и в напечатанном документе.
24-дюймовый монитор с количеством пикселей 1920 x 1080 обеспечивает разрешение Full HD. Обычно этого достаточно для выполнения основных задач. Профессиональным дизайнерам, особенно тем, кто занимается редактированием фотографий, может понадобиться экран с более высоким разрешением, например 1440р или 4К.
Независимо от размера и разрешения, матовые и антибликовые покрытия могут уменьшить нагрузку на глаза и убрать визуальные отвлекающие факторы. Но они также снижают контрастность и яркость, необходимые для точности цветопередачи в графическом дизайне, фотографии и видеомонтаже.
Компьютер для работы с графикой. Советы по сборке
Ноутбук или стационарный ПК
Сейчас ноутбуки особо не уступают по производительности стационарным ПК. Есть даже модели, созданные на базе полноразмерных RTX видеокарт. Но высокая производительность накладывает свои ограничения. Так, из-за маленького корпуса у ноутбука могут быть проблемы с охлаждением. Это ведет к относительно быстрому износу комплектующих и меньшей стабильности.
Бесспорным преимуществом ноутбуков, по-прежнему, является мобильность. Плюс к этому, сейчас появилось достаточно много моделей с приемлемым весом. По крайней мере, от 2 килограмм. Да, это все еще достаточно тяжелая машина, а еще придется тягать килограммовый блок питания. Однако, это уже не так страшно, как было раньше.
Но нужно понимать, что работа на серьезном софте разрядит аккумулятор буквально за час. Так что автономность получается весьма сомнительная. В добавок ко всему, ноутбук может стоить в 2-3 раза дороже аналогичного по сборке стационарного ПК.
Дисплей
Диагональ нужна больше для удобства. Очевидно, что на мониторе с диагональю 32 дюйма работать будет удобнее, чем на 17 дюймовом. Но большее значение имеет разрешение экрана. 4К, 2К, FullHD. Если заряжаться по максимуму, то для графики нужен 4К монитор. Однако и FullHD хватает, а 2К можно считать нормальным разрешением.
Кроме этого, нужно обращать внимание на битность — это глубина цвета либо же количество передаваемых цветов. Восьмибитный монитор поддерживает 16,7 миллионов цветов, а на 10 битном мониторе мы сможем увидеть 1,07 млрд цветов. Именно поэтому для серьезной работы с графикой стоит выбирать 10 битные модели. Они обеспечивают более плавный градиент цветов.
Также, для работы с профессиональными графическими пакетами, рекомендуется использовать мониторы на IPS матрицах. У них высокое качество цветопередачи, контрастность и точность оттенков.
GPU/CPU
Если обобщать, то большинство 3D софта больше работает на GPU, а 2D на CPU. Но во многих 3D программах на видеокарте происходит риалтайм рендер, то есть то, что мы видим во вьюпорте. А финальный рендер все равно просчитывается процессором. Поэтому можно поставить чуть более слабый процессор в угоду видеокарте, но совсем сбрасывать его со счетов не стоит.
При выборе GPU нужно обращать внимание на архитектуру карты. Чем она новее, тем ниже энергопотребление, меньше тепловыделения, затрат на охлаждение и рисков смертельного перегрева. Объем памяти должен быть не меньше 2 ГБ, желательно 4 ГБ и выше. Из Nvidia — это линейки Quadro и GeForce GTX. Из AMD — Radeon R9 и Radeon Pro.
К оперативной памяти особых требований нет. Оптимальное решение DDR4 от 8 ГБ, но чтобы не было проблем в рендере, лучше брать 16 ГБ и выше. Этот тип памяти поддерживают все процессоры Intel, начиная с 6 поколения или AMD Ryzen/threadripper.
HDD/SSD
Программное обеспечение лучше устанавливать на SSD-диск, объемом от 240 ГБ, чтобы влез весь софт и важные для проектов файлы. Если уже и брать HDD, то со скоростью вращения 7200 об/мин. Это обеспечивает наилучшую стабильность.
У SSD-дисков существуют разные типы памяти. Самые распространенные для домашних решений — TLC и MLC. TLC дешевле, но у него малый срок жизни — от 3000 до 5000 циклов перезаписи. К тому же он плохо работает с большим объемом мелких файлов. MLC ощутимо дороже, но живет в 2-3 раза дольше — около 10000 циклов и не имеет проблем с большими объемами мелких данных.
Системные требования наиболее распространенного CG софта
ZBrush 2019
Maya 2018
Photoshop CC (2015)
За помощью в сборке компьютера под ваши задачи обращайтесь к специалистам службы поддержки.