گرافیک کامپیوتری چیست؟ بازار کار رشته گرافیک کامپیوتری

گرافیک کامپیوتری چیست؟ انسان ها موجودات جالبی هستند؛ اونا با خیلی از چیزهایی که می بینند و تجربه می کنند، هم ذات پنداری می کنند. در کودکی فکر می‌کردیم که اسباب بازی‌های ما جون دارند و همیشه با اونا مثل آدم های واقعی زندگیمون رفتار می کردیم؛ باهاشون حرف می زدیم، جاشون تصمیم می گرفتیم و حتی بهشون غذا می دادیم. دیدن کارتون‌ها (که ما آدم ها خیلی دوستشون داریم) شاید حس درونی شما رو  تحریک کرده باشه و به جای اینکه به تقلید از حرکات اون کارتون بپردازید ( خدا میدونه چند نفر بخاطر تقلید حرکت برادران تاچی وانا دست و پا شون شکسته)، خواستید خودتون یه انیمیشن بسازید. در اینجا می‌خواهیم به توضیح گرافیک کامپیوتری یا گرافیک رایانه ای در حد توان خودمون بپردازیم، همچنین توضیحی در مورد بازار کار رشته گرافیک کامپیوتری خواهیم داد.

گرافیک کامپیوتری یعنی چی؟

هنر طراحی تصاویر، خطوط، نمودارها با استفاده از کامپیوتر و به وسیله برنامه نویسی را گرافیک کامپیوتری می گویند. پیکسل کوچکترین تصویر گرافیکی یا واحد نمایش تصویر در یک صفحه نمایش است. می توان پیکسل را بنیادی ترین ذره در طراحی دانست. به طور کلی گرافیک کامپیوتری به دو دسته گرافیک کامپیوتری تعاملی و گرافیک کامپیوتری غیر تعاملی تقسیم می‌شود.

گرافیک کامپیوتری تعاملی چیست؟

منظور از گرافیک رایانه ای تعاملی، ارتباط دو طرفه بین کاربر و کامپیوتر است. این بدان معناست که کاربر با استفاده از ورودی می تواند  تصویر گرافیکی شما را تغییر دهد. بگذارید یک مثال ساده بزنم تا کامل متوجه شوید. همه افراد حداقل یه دفعه بازی فوتبال در کامپیوتر یا دستگاه های بازی را انجام دادید. شما با استفاده از دسته بازی (ورودی) می توانید بازیکن ها (عناصر گرافیکی) را حرکت بدهید. بدین صورت کامپیوتر یا دستگاه بازی سیگنال هایی را از ورودی دریافت می کند و عنصر گرافیکی را طبق خواسته کاربر بلادرنگ تغییر می دهد. کاربر شما می تواند به وسیله ی مجموعه دستور هایی را که برای اجرا در اختیار داشته و هر کدام یک واکنش نسبت به عناصر گرافیکی نشان می دهد، با کامپیوتر ارتباط بر قرار کند.

این نوع گرافیک تعاملی حتی می تواند روی زندگی ما هم به روش های غیر مستقیم تاثیر بگذارد، می پرسید چگونه؟ بگذارید برای این موضوع هم یک مثال بزنم؛ با گرافیک کامپیوتری تعاملی شما می توانید به یک خلبان نحوه کنترل هواپیمایی که صد ها نفر سوار آن هستند را آموزش بدهید.

اگر بخواهیم دقیق تر بگوییم باید یک شبیه ساز پرواز بسازید که به خلبان کمک کند که پرواز را نه در دنیای واقعی بلکه در محیطی مجازی یاد بگیرد. او باید در واقع تمام امکانات واقعی یک هواپیما را به صورت مجازی بشناسد و در حین آموزش آسیب نبیند و برای مثال وقتی سقوط کرد اتفاق بدی نیفتد. در سراسر دنیا شبیه ساز پرواز از اهمیت زیادی یرخوردار است. این شبیه ساز هم امنیت کافی دارد و هم باعث نمی شود که  شما هزینه اضافی بابت سوخت یا تعمیرات بدهید. حالا متوجه شدید که چقدر گرافیک کامپیوتری تعاملی مهم است.

گرافیک کامپیوتری غیر تعاملی چیست؟

در این نوع گرافیک رایانه ای کاربر هیچ گونه دخالتی در کارکرد عناصر گرافیکی ندارد. محصول شما به صورت خطی از دستورهایی که سازنده به آن می دهد تبعیت می کند. به این نوع گرافیک رایانه ای غیر تعاملی یا گرافیک رایانه ای غیر فعال نیز گفته می‌شود. مانند: محافظ‌های انیمیشنی صفحه نمایش یا کلیپ‌های کارتونی و…

تاریخچه گرافیک کامپیوتری

پیشرفت‌های که در علوم مهندسی برق، الکترونیک و همچنین توسعه‌هایی که در تلویزیون ها به وجود آمده بود باعث پیشرفت گرافیک کامپیوتری شده است. اغلب این پیشرفت‌ها و توسعه‌ها به اوایل قرن بیست میلادی برمی‌گردد. هنر توسط برادران لومیر وارد تصویر شد. آنها در سال ۱۸۹۵ از نمایشگرها برای ساخت جلوه‌های ویژه در فیلم ها استفاده کردند. مشکل این نمایشگرها این بود که محدویت‌های فراوانی داشتند و کار با آنها برای هر کسی امکان پذیر نبود. بعد از اختراع اولین لامپ اشعه کاتدی که به عنوان لامپ براون شناخته می شد. نمایشگرهای اسیلوسکوپ و پنل‌های کنترل نظامی در سال ۱۸۹۷ میلادی  ساخته شدند.

این نمایشگرها اولین نمایشگرهای دو بعدی الکتریکی بودند. آنها قابلیت برنامه‌ریزی و پاسخ دهی به ورودی که کاربر وارد می کرد را داشتند. با این وجود تا دهه ۱۹۵۰ گرافیک ‌رایانه‌ای، یک رشته شناخته شده نبود. پس از جنگ جهانی دوم، با انجام تحقیقات دانشگاهی و آزمایشگاهی بر روی کامپیوترهای پیشرفته و با توسعه فن‌آوری‌ هایی همچون رادار، هواپیماهای پیشرفته، و پرتاب موشک در زمان جنگ توسط ارتش ایالات متحده، به شکل یک رشته تحصیلی ظاهر شد. برای پردازش اطلاعات چنین پروژه‌هایی نیاز به نمایشگرهای جدید بود. این امر باعث شد که گرافیک رایانه ای گسترش پیدا کند

در ادامه این مطلب توضیحات بیشتری در مورد تاریخچه گرافیک رایانه ای خواهیم داد.

دهه ۱۹۷۰، تبدیل گرافیک به واقعیت

پیشرفت‌های زیادی در این دهه در حوزه گرافیک رایانه ای انجام شد، مخصوصا در مورد تبدیل گرافیک به واقعیت. این امر به دلیل استخدام «ایوان ساترلند» در دانشگاه یوتا در دهه ۱۹۷۰ بود. کلاس گرافیک ‌رایانه ای پیشرفته که توسط «ساترلند» و «دیوید کانون ایوانز» تشکیل می شد کمک های شایانی به این رشته کرد. بسیاری از دانشجویان این دو نفر بعد ها مهمترین شرکت‌های صنعتی از جمله Pixar ، Silicon Graphics و Adobe Systems را بنیان گذاری کردند.

«دوین کاتمول» یکی از این افراد بود که از شرکت بوئینگ آمده بود. وی در رشته فیزیک فعالیت می کرد. زمانی که او در شرکت دیزنی مشغول بود به انیمیشن علاقه پیدا کرد، اما اندکی بعد متوجه شد که استعدادی در نقاشی ندارد. او کامپیوتر را ابزاری برای پیشرفت انیمیشن می دانست. او میخواست بخشی از این تحول عظیم باشد. اولین انیمیشنی که دوین کاتمون ساخت در مورد باز بسته شدن دست خودش بود. همچنین این انیمیشن اولین انیمیشنی بود که او مشاهده می کرد.

آزمایشگاه گرافیک ‌کامپیوتری دانشگاه یوتا دانشجویان زیادی را از سراسر دنیا پیرامون این رشته جذب می کرد. «جان وارنوک» یکی دیگر از پیشگامان در این عرصه بود. او بعدها شرکت Adobe Systems را تأسیس کرد. شرکت او انقلابی در دنیای نشریات بود. او زبان PostScript را ایجاد نمود. بعد ها او Adobe نرم افزار استاندارد ویرایش عکس با عنوان Adobe Photoshop و برنامه معروف  جلوه های ویژه فیلم ها را با عنوان Adobe After Effects  ارائه کرد. «تام استکهام» مدیر گروه پردازش تصویر در دانشگاه یوتا بود. او با آزمایشگاه گرافیک ‌کامپیوتری همکاری می‌کرد. «جیم کلارک» نیز که بعدها شرکت Silicon Graphics را تأسیس کرد در آن زمان در آنجا فعال بود.

دهه ۱۹۹۰، مدلسازی ۳ بعدی

مدلسازی سه بعدی در دهه ۱۹۹۰ در ابعاد گسترده ای پیشرفت کرد. در این زمان همچنین کیفیت CGI نیز قابل توجه بود. از اینجا به بعد کامپیوتر های خانگی قادر به انجام عملیات رندرینگ شدند. پیش از این عملیات رندرینگ فقط محدود به کامپیوتر های اختصاصی با ارزش هزاران دلار بود.

با در اختیار قرار گرفتن شبیه سازهای سه بعدی در سیستم های خانگی، محبوبیت کامپیوترهای Silicon Graphics کاهش پیدا کرد و دستگاه های قدرتمند با سیستم عامل  ویندوز (Microsoft) و  مکینتاش (Apple) که محصولات Autodesk همچون ۳D Studio یا سایر نرم افزارهای رندر خانگی را اجرا می‌کردند مورد توجه قرار گرفتند. پیشرفت GPU تا اوخر این دهه، موجب برتری آن تاکنون شده است.

در حوزه فیلمسازی، شرکت پیکسار فعالیت‌های تجاری خود را به صورت جدی آغاز کرد. این فعالیت ها در آن زمان زیر نظر «ادوین کتمول» بود که با انتشار اولین فیلم بلندش در ۱۹۹۵ یعنی داستان اسباب‌بازی‌ها شروع شد. این انیمیشن موفقیت تجاری بسیار زیادی را برای این شرکت به ارمغان آورد. این استودیو که قبلاً سایه ساز قابل برنامه‌ریزی را ابداع کرده بود، با تولید آثار انیمیشنی بسیار و فعالیت بر روی انیمیشن‌های ویدئویی، در حال حاضر در زمینه صنعتی و تحقیقاتی پیشتاز است.

در حوزه ی بازی‌های رایانه‌ای Sony Playstation ،Sega Saturn و Nintendo 64 بیشترین محبوبیت را داشتند. آنها با فروش میلیون‌ها نسخه به سود زیادی دست پیدا کردند. این کنسول ها گرافیک سه‌بعدی را برای گیمر‌های خانگی به محبوبیت رساندند. اولین نسل از بازی‌های سه بعدی در اواخر دهه ۹۰ تأثیر به سزایی در محبوبیت گرافیک سه بعدی در میان کاربران کنسول داشتند، از جمله بازیهای Super Mario 64 و The Legend of Zelda: Ocarina Of Time و اولین بازی‌های سه بعدی مبارزه‌ای همچون Virtua Fighter، Battle Arena Toshinden و Tekken.

دهه ۲۰۱۰، سایه‌ ساز حرفه‌ای

در اوایل دهه ۲۰۱۰، تقریباً در تمام ویدیوها جایی مخصوص برای CGI وجود داشت، گرافیک‌های رندر نشده از دید علمی تقریباً واقعی بودند. گرافیک بلادرنگ بر روی سیستم قدرتمند می‌توانست تصاویر واقعی را از نگاه بیننده غیر متخصص، شبیه‌سازی کند.

«نگاشت بافتی» به صورت یک فرایند چند مرحله‌ای و با چندین لایه، توسعه پیدا کرد. این فرایند به طور کلی، اجرای «نگاشت بافتی»، «نگاشت برجستگی»، «نگاشت نرمال» و نور پردازی که شامل روش های «درخشان کردن» و «انعکاس» و همچنین «حجم سایه» در یک موتور رندر با استفاده از سایه سازها غیر معمول نیست. این موتور ها روز به روز در حال پیشرفت هستند.

در حال حاضر، استفاده از سایه سازها برای کارهای پیشرفته در این زمینه، امری حتمی است، زیرا با دستکاری پیکسل‌ها، گوشه‌ ها و بافت‌ ها تأثیر زیاد و پیچیدگی ملموسی را در هر عنصر ایجاد می‌کنند. زبان‌های سایه‌ساز آنها یعنی HLSL و GLSL جزء زمینه های فعال در زمینه تحقیق و توسعه هستند.

رندرینگ فیزیکی یا PBR  نگاشت های بیشتری را برای شبیه سازی واقعی جریان نور به کار می‌گیرد. رندرینگ فیزیکی در کنار مبانی نور شناسی پیشرفته ای مثل «پراکنش زیرسطحی» و «نگاشت فوتون» یک زمینه تحقیقاتی فعال محسوب می شود. آزمایش‌هایی در زمینه قدرت پردازش مورد نیاز برای ایجاد گرافیک بلادرنگ با وضوح بسیار بالا مانند Urtla HD آغاز شده است. Urtla HD بیشتر روی سخت افزارهای پرقدرت بوده و در دسترس همگان نیست.

انواع تصاویر در گرافیک کامپیوتری

۱. تصویر دو بعدی

منظور از گرافیک کامپیوتری دو بعدی، به وجود آوردن تصاویر دیجیتالی توسط کامپیوتر با استفاده از مسیرهای ویژه است. گرافیک رایانه ای دو بعدی معمولا در برنامه‌هایی که بر پایه فن آوری‌های معمول چاپ و ترسیم، از جمله تایپوگرافی استفاده می‌شود. تصویر دو بعدی در این برنامه ها فقط یک شیء در دنیای حقیقی نیست، در حقیقت یک محصول مصنوعی مستقل دارای بار معنایی است؛ مدل‌های دو بعدی نسبت به گرافیک رایانه‌ای روی تصویر فراهم می‌سازند.

۲. تصویر پیکسلی

گستره وسیعی از علم دیجیتال به نام طرح پیکسلی است. این مورد با استفاده از برنامه های گرافیکی رستر که قابلیت ویرایش تصویر در سطح پیکسلی را دارند، ساخته می‌شود. گرافیک اکثر رایانه های قدیمی (یا محدود در در زمینه گرافیکی)، بازی‌های رایانه ای، بازی‌ هایی که در ماشین حساب های نموداری وجود دارند و بسیاری از بازی‌های موبایل ها، اغلب دارای طرح پیکسلی هستند.

۳. عنصر گرافیکی

یک تصویر یا انیمیشن دو بعدی را عنصر گرافیکی می گویند. این تصویر در یک صحنه بزرگتر گنجانده شده است. عناصر گرافیکی نخست تنها شامل اشیای گرافیکی بودند که به طور جداگانه از نگاشت بیتی (bitmap) حافظه ویدویی به کار گرفته می‌شدند، اما درحال حاضر شامل روش‌های مختلف هم‌پوشانی گرافیکی می‌شوند.

در حقیقت عنصر گرافیکی، راهی برای یکپارچه کردن نگاشت‌های بیتی غیر مرتبط و به تصویر کشیدن آنها به صورت بخشی از یک نگاشت بیتی عادی بر روی صفحه بود، مانند ساخت یک کاراکتر انیمیشنی که می‌تواند روی صفحه، بدون تغییر اطلاعات کلی صفحه، حرکت کند.

این عنصرها می‌توانند توسط مدارهای الکترونیکی یا نرم افزارها درست شوند. سخت‌افزار گرافیکی که در این مدارهای الکترونیکی استفاده می‌شود، به نوعی از سخت افزار اتلاق می‌شود که برای قرار دادن اجزای گرفیکی در صفحه اولیه از کانال‌هایی که دسترسی مستقیم به حافظه (DMA) دارند استفاده می‌کنند. این کانال‌ها دو منبع ویدئویی مختلف را روی هم می‌گذارند. نرم افزار از طریق رندرینگ تخصصی، این اعمال را شبیه‌سازی می‌کند.

رشته گرافیک ‌کامپیوتری

گرافیک رایانه ای یکی از زیر رشته های علوم کامپیوتری محسوب می شود. در این رشته ما به بررسی روش ها و شیوه های ساخت و دستکاری محتوای دیداری در کامپیوتر و به صورت مجازی می پردازیم. این اصطلاح معمولا در مورد گرافیک رایانه ای سه بعدی به کار برده می شود، ولی گرافیک دو بعدی و پردازش تصویر را نیز در بر می گیرد.

گرافیک رایانه ای در حال حاضر یک رشته دانشگاهی است. این رشته به پردازش اطلاعات خام دیداری و هندسی به وسیله توابع محاسباتی می پردازد. در این رشته به جای مطالعه صرف مباحث زیبایی شناختی که مربوط به رشته های هنری است، به مطالعه ی توابع ریاضی و محاسباتی در تولید و پردازش تصویر تمرکز دارد. گرافیک ‌رایانه ای معمولا چیزی به جز گرافیک در حوزه تصویرسازی است، اگر چه این دو زمینه، شباهت‌های زیادی دارند.

با یادگیری گرافیک رایانه ای چه کاره می‌شویم؟

شما اگر در این زمینه خبره شوید می توانید در زمینه هایی مثل ساخت موشن گرافیک و انیمیشن کار کنید. می توانید از شرکت های کوچک و بزرگ سفارش بگیرید و با انجام دادن پروژه ی مورد نظر در موعد مقرر به درآمد برسید. از کارهای دیگری که می توانید انجام دهید طراحی پوستر است. به عنوان مثال پوستر یک جشن در یک فرهنگ سرا یا پوستر یک فیلم سینمایی یا حتی تراکت تبلیغاتی. حتی می توانید منوی یک رستوران را طراحی کنید.

می توانید در فضای دیگری با یک تیم ساخت انیمیشن یا بازی همکاری کنید. می توانید در بخش هایی از کارهای گرافیکی پروژه را انجام دهید یا برای فیلم ها جلوه ویژه درست کنید. حیطه فعالیت و کار در این زمینه خیلی وسیع است فقط با دقت بسنجید که به کدام یک علاقه دارید و دوست دارید که در کدام حیطه فعالیت داشته باشید. در ادامه در مورد بازار کار گرافیک کامپیوتری توضیحاتی خواهیم داد.

بازار کار رشته گرافیک کامپیوتری

می توانید به عنوان طراح یا گرافیست در سازمان هایی مثل صدا و سیما، وزارت ارشاد، انواع شرکت های تبلیغاتی، چاپخانه ها، مراکز آموزشی و بسیاری از شرکت های مهم و بزرگ که بخشی به نام بازاریابی یا فروش دارند، مشغول به کار شوید. از آنجا که کسب تجربه برای موفق شدن در این شغل مانند دیگر شغل ها بسیار مهم است، گاهی نیاز است افراد برای کسب تجربه کاری بیشتر، محل کار خود را عوض کنند.

شما می توانید به صورت مستقل و به صورت پروژه ای کار کنید. تعداد زیادی از گرافیست ها ابتدا کار را از مشتری تحویل می گیرند و در موعد مقرر کار انجام شده را به مشتری تحویل می دهند.

از وضعیت بازار کار گرافیک کامپیوتری در کشور ما اطلاعات درستی در دسترس نیست. اما با توجه به این موضوع که هر روز بازاریابی و تبلیغات و توجه ویژه همه سازمان ها و شرکت ها به آن افزایش پیدا می کند و از سمت دیگر گسترش یافتن حوزه تصویرسازی و طراحی روی جلد کتاب، صفحه آرایی مجلات و روزنامه‌ها و … قابل پیش‌بینی است که بازار کار مناسبی در سال‌های آینده پیش روی طراحان قدرتمند در این حوزه باشد. در کل بازار کار گرافیک کامپیوتری بازار کار خوبی است.

بازار کار گرافیک کامپیوتری در برخی کشورهای جهان

آمریکا: طبق پیش‌بینی‌ها استخدام بین سال های ۲۰۱۰ تا ۲۰۲۰ در آمریکا، ۱۳ درصد رشد خواهد داشت. در حالی که متوسط این رشد در کل مشاغل ۱۴ درصد می باشد.

استرالیا: میزان استخدام در بازه ی زمانی ۵ سال گذشته در مقایسه با متوسط همه مشاغل (۱۰.۲ درصد)، ۱۱.۶ درصد رشد کرده است و برای سال‌های آتی نیز رشد بسیار زیادی پیش بینی شده است.

درآمد و حقوق رشته گرافیک

افرادی که در یک شرکت خصوصی با اداره ای دولت کار می کنند، درآمدهای متفاوتی دریافت می کنند. در جدید ترین پژوهشی که در اواخر سال ۱۳۹۲ توسط تعدادی از متخصصان شغلی کشور، گروه های مختلف شغلی از نظر درآمدی مورد بررسی قرار گرفته اند. بر این اساس متوسط حقوق و درآمد گرافیست ها نیز به دست آمده است.

برای این افراد حداقل، حداکثر و متوسط درآمد ماهیانه بیان شده است. یک گرافیست در اواخر سال ۱۳۹۲، حداقل درآمد ۶۴۰.۰۰۰ تومان، حداکثر درآمد ۱.۹۴۰.۰۰۰ تومان و متوسط درآمد ماهیانه ۱.۰۰۰.۰۰۰ تومان را داشته است.

همچنین از آنجایی که تجربه و سابقه کار، یکی از عوامل مهم در تعیین حقوق و درآمد هر فرد در بازار کار گرافیک کامپیوتری است، در بخش دیگری از این تحقیق، درآمد گرافیست از نظر سابقه کار او مورد بررسی قرار گرفته است. همان طور که قابل پیش‌بینی نیز بود، با افزایش سابقه‌ کار، درآمد و حقوق گرافیست نیز زیاد می‌‌شود.

لازم به ذکر است که پژوهش بالا روی کارکنانی که استخدام شرکت یا سازمانی دولتی یا خصوصی می باشند، صورت پذیرفته است. در مواردی که افراد کارآفرین هستند و خودشان حکم کار فرما را دارند، شرایط متفاوت هست و این افراد با توجه به میزان فعالیت، تخصص، تلاش و پشتکارشان، درآمدهای متفاوتی دارند.

میزان درآمد رشته گرافیک در کشورهای جهان

درآمد گرافیست در آمریکا: طبق شرکت‌های آمریکایی میانگین درآمد سالیانه ۴۴ هزار دلار در سال ۲۰۲۰ برای گرافیست‌ پرداخت کرده‌اند، حداقل دستمزد سالیانه یک گرافیست در آمریکا ۳۱ هزار دلار و حداکثر به ۶۳ هزار دلار نیز می‌رسد.

درآمد گرافیست در استرالیا: میانگین درآمد سالیانه گرافیست در کشور استرالیا ۵۳ هزار دلار استرالیا است، حداقل دستمزد سالیانه یک گرافیست در استرالیا ۴۱ هزار دلار استرالیا و حداکثر به ۷۰ هزار دلار استرالیا نیز می‌رسد.

درآمد گرافیست در انگلستان :میانگین درآمد سالیانه برای گرافیست های تازه وارد در سال ۲۰۲۰ حدود ۱۷ هزار پوند، برای افراد باتجربه حدود ۲۳ هزار پوند و برای گرافیست های ارشد بیش از ۳۱ هزار پوند است.