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コンピュータにグラフィックス言語を使って、私たちの身の回りの物事をデータとして作り、ディスプレイなどに表示する技術をコンピュータグラフィックスといいます。
コンピュータグラフィックスでは、データを書く為の専用のプログラミング言語を使います。
有名なCG言語としてOpenGL、Mesaなどがあります。
CG言語は、３次元の幾科学的なオブジェクトを描写するためのプログラム集合であります。これをグラフィックライブラリーといいます。
CGの作成では、C言語を使ったプログラムから、ライブラリーを呼び出して３次元データを作ります。
３次元データを構成する基本的なオブジェクトは、球体、円柱、多面体、多角形などで、これらを組み合わせて、任意の形状のオブジェクトを作っていきます。
これらはプリミティブと呼ばれています。
データの表現法としては、ワイヤーフレームとソリッドモデルがあります。
前者は、オブジェクトの骨格部を針金線で作成するもので、後者は、中身の詰まった個形体のデータを組み合わせます。
作った、オブジェクトは、視点の切り替え、照光処理などの処理が可能になります。
また、CGの作成では、これらのオブジェクトを単位として作るために、オブジェクト指向の考え方をそのまま使うことができます。
人の髪の毛、細かい模様の微細のものやパターンのデータなどは、３次元データとして作るよりも、テクスチャと呼ばれる模様や柄などの２次元データを３次元
データの中にうまくはめこんで作ることができて、オブジェクトの現実感を高める工夫がされます。
プログラミング言語を使った３次元データの作成以外にも、入力機器を使って３次元データを生成する手法が使われています。
たとえば、２つのCCDカメラをロボットに取り付けて、２つの像から３次元データを復元するVR技術や、ヘッドマウントディスプレイ、データグローブとい
う機器に用いて指の動きをコンピュータと連動させながら、臨場感の出るデータを表示する方法などがあります。
また、スタジオ内で人間の頭や手足の関節などに反射球を付け、人の身振りをいろいろな角度から反射球の動きをカメラで追跡して３次元データを作成するモーションキャプチャリング装置などと幅広いです。
また、コンピュータグラフィックス表示技術も特段の進化をとげていて、最近のワークステーションでは、グラフィックスエンジンと呼ばれるグラフィックス専
用のハードウェアを組み込んだシステムも開発されていて、CG技術により精巧に表現されたデータを高速に表示させることができます。
コンピュータグラフィックス技術は、人とコンピュータのインターフェイス技術であるため、これが適用される分野は幅広いです。
極めて、繊細なデータを作ることができるために、人体のデータを作って仮想手術を行う試みや、カメラで想像した映像をグラッフィクスに取り込んで、現実世界と仮想世界をつなぎ目なくつなぐ試みも同時に行われています。
さまざまな目的に応じた言語があり、数式処理言語は数式そのものを扱うことのできる言語で、数式を変形したり、不定積分、代数演算などの演算を数式のまま行うことができます。
また、任意の関数を簡単に定義してグラフィックス表示されます。
あと、シュミレーション言語は対象となるシステムの動きを書いて、各種統計量の抽出などのデータ解析などができます。
対象が、離散時間システム、連続時間システムのそれぞれで、システムが開発されています。
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