مادة: بيانيات

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 المحتوى العلمي

تتكون المادة بشكل أساسي من المواضيع التي تتعلق بطرق تمثيل وعرض البيانيات الحاسوبية في الحاسب، وتقسم المادة إلى قسمين أساسيين:

 قسم الإظهار على شاشات الحواسب (Display)

حيث يتم عرض هذا القسم من المادة على هيئة شرائح (Slides) يقوم الدكتور بشرح معظمها خلال المحاضرات، ويشكو هذا القسم من المادة من الكثافة الكبيرة وخصوصاً لضخامة المواضيع التي يحويها وكثرة التفاصيل التي تحويها شرائح المادة، المواضيع الأساسية التي يحويها هذا القسم هي:

• مقدمة عن البيانيات الحاسوبية: وتتكلم بشكل عام عن البيانيات الحاسوبية وأنواعها وتطبيقاتها الحالية، ويتم التعريف فيها على أهم المشاريع التي يتم العمل عليها في هذا المجال.

• تقنيات الدخل والخرج: حيث يتم التعريف بشكل أساسي بأهم طرق الدخل والخرج التي تتحاور بشكل أساسي مع البيانيات الحاسوبية، أي الطرق التي يمكن أن ندخل فيها بيانات صورة أو نموذج ما، والأدوات المستخدمة لذلك، وكذلك الطرق المستخدمة لعرض صورة أو نموذج ما على الحاسب.

• العرض المتقطع (Raster Display): ويتحدث هذا الدرس بشكل أساسي عن الخوارزميات والطرق المستخدمة من أجل عرض الأشكال ورسمها على شاشة الحاسب التي تعتمد هذا النوع من العرض المتقطع (كما في الشاشات المنتشرة في جميع أنحاء العالم حالياً والتي تعتمد البكسلات عناصراً لصورها).

• التحويلات الأولية: ويعرض هذا الموضوع أهم التحويلات الأولية التي يمكن أن يتم القيام بها على الأشكال البيانية، مثل الإزاحة والدوران والتقييس..

• الإسقاط: وهذا الموضوع من المواضيع الهامة والتي يتم فيها التحدث عن كيفية إسقاط الأشكال المرسومة والنماذج الثلاثية الأبعاد على شاشة الحاسب المسطحة وذات الحجم المحدود، ويتم عرض أنواع هذا الإسقاط.

• الإظهار (Viewing): يتحدث هذا الدرس بشكل أساسي عن المراحل التي تمر فيها البيانيات الحاسوبية في الحاسب قبل عرضها على الشاشة (إسقاطها عليها).

• الاقتصاص (Clipping): هذا الموضوع يناقش ماهية الأشكال التي سيتم عرضها من المشهد الواحد، أي بمعنى آخر فكما هو معلوم أن المشهد قد يحوي تفاصيل كثيرة وأجسام متفرقة ومتباعدة، ولكن شاشة الحاسب محدودة الحجم وقد لا نستطيع عرض جميع ما يحويه المشهد من أجسام وأشكال لذلك يتم قص أجزاء الصورة التي تخرج عن حدود الشاشة، وهذه العملية تسمى الـClipping، ويتم دراسة أهم الخوارزميات المستخدمة في هذه التقنية.

• النمذجة (Modeling): ويتحدث هذا الفصل عن طرق تمثيل النماذج والأجسام سواءً ثنائية أو ثلاثية الأبعاد في الحاسب، مع إن هذا الفصل من الدروس التي يعطيها الدكتور زهير صندوق في قسمه ولكن هنا يتم مناقشة مواضيع ترتبط بشكل أكبر مع ما يعطيه الدكتور غسان (الـDisplay).

 قسم التشكيل الهندسي وتمثيل الأشكال البيانية في الحاسب

ويتميز هذا القسم من المادة أنه ممتع ويخلو من الكثافة التي يتم ملاحظتها في قسم المادة الأول، يحوي هذا القسم بشكل أساسي المواضيع التالية:

• التشكيل الهندسي (Geometric Modeling): ويشغل هذا الموضوع من قسم الدكتور زهير أكثر من نصفه تقريباً، حيث يتم التحدث بشكل مفصل عن أنواع النمذجة المستخدمة في الحاسب.

• لون الجسم (Color): ويتم التعريف بأهم أنظمة تمثيل الألوان في الحاسب، وكيفية تخزين لون البكسل في الحاسب.

• الخصائص البصرية (Optic): ويتم دراسة الخصائص البصرية للأجسام وكيفية عرضها في الحاسب مثل الشفافية.

• الإضاءة: تحديد توزع المنابع الضوئية ومواصفات المنبع مثل شدة الضوء ولونه.

في الحقيقة يوجد بعض المواضيع الأخرى التي يقوم الدكتور زهير صندوق بعرض عناوينها والتي تدرج تحت عناصر البيانيات الحاسوبية ومواضيعها الأساسية ولكن الوقت يداهمنا قبل أن ندرسها بشكل أكثر تفصيلاً، من هذه المواضيع:

1. عين الناظر (Camera): وذلك لأن المشهد يختلف بحسب الزاوية التي ننظر منها.
2. طبيعة الجسم الفيزيائية: وذلك أن شكل الجسم يتأثر بخصائصه الفيزيائية بشكل أساسي من مرونة وصلابة وغيرها.
3. السلوك Behavior: فسلوك الجسم وردة أفعاله تؤثر على كيفية إظهاره وتمثيله في الحاسب في مشهدٍ ما.
4. التجانس الفضائي: وتعني دراسة الجسم وعلاقته بالأجسام الأخرى المحيطة، فعند وجود جسم آخر أمام هذا الجسم فإن الجسم الخلفي لا يجب أن يظهر وهكذا.
5. الزمن: حيث أن شكل الجسم وتصرفه يتأثر بالزمن.
6. الأصوات: وذلك ضروري حتى يتم إعطاء حيوية للمشاهد (Animation).

 كتب

1) Computer Graphics With Open GL OCR.

2) Addison.Wesley.OpenGL.SuperBible.4th.Edition.Jun.2007.

3) OpenGL Programming Guide - The Redbook