Punkt początkowy rozwój Grafika komputerowa można uznać za rok 1930, kiedy to w USA nasz rodak Vladimir Zworykin (ryc. 1.), który pracował w firmie Westinghouse, wynalazł kineskop (CRT), który po raz pierwszy umożliwia odbiór obrazów na ekran bez użycia ruchomych części mechanicznych.
Za początek ery właściwej grafiki komputerowej można uznać grudzień 1951 roku, kiedy to w Massachusetts Institute of Technology (MIT) opracowano pierwszy wyświetlacz do komputera Vortex dla systemu obrony powietrznej Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych (rys. 2). Ten wyświetlacz został wynaleziony przez inżyniera MIT Jaya Forrestera.
Jednym z ojców założycieli grafiki komputerowej jest Ivan Sutherland, który w 1962 roku w tym samym MIT stworzył program do grafiki komputerowej o nazwie Sketchpad (ryc. 3). Program ten potrafił rysować dość proste figury (punkty, linie, łuki kół) i obracać figury na ekranie.
Pod kierownictwem T. Mofetta i N. Taylora Itek opracował cyfrową elektroniczną maszynę do rysowania. W 1964 roku General Motors wprowadził system komputerowego wspomagania projektowania DAC-1 (rys. 4.), opracowany wspólnie z IBM.
W 1965 roku IBM wypuścił pierwszy komercyjny terminal graficzny o nazwie IBM-2250 (rysunek 5).
W 1968 roku grupa kierowana przez N. N. Konstantinowa stworzyła komputerowy model matematyczny ruchu kota. Maszyna BESM-4 (ryc. 6), wykonując napisany program do rozwiązywania równań różniczkowych, narysowała kreskówkę „Kitty” (ryc. 7), która na swój czas była przełomem. Do wizualizacji wykorzystano drukarkę alfanumeryczną.
W 1977 roku Commodore wypuściło swój PET (Rysunek 8.) (Personal Electronic Record Keeper), a Apple stworzyło Apple-II (Rysunek 9). Wygląd tych urządzeń wywołał mieszane uczucia: grafika była fatalna, a procesory powolne. Jednak komputery PC stały się bodźcem do rozwoju peryferiów: tanich ploterów i tabletów graficznych.
Pod koniec lat 70. dla promu kosmicznego pojawiły się symulatory lotu oparte na grafice komputerowej.
W 1982 roku na ekranach kin wszedł film „Tron” (ryc. 10), w którym po raz pierwszy wykorzystano klatki zsyntetyzowane na komputerze.
W 1984 roku został wydany pierwszy Macintosh, którego nazwa pochodzi od odmiany Apple Macintosh (ryc. 11) z graficznym interfejsem użytkownika. Początkowo komputer nie był używany do aplikacji graficznych, ale do edytorów tekstu i arkuszy kalkulacyjnych, ale jego możliwości jako urządzenia graficznego skłoniły do rozwoju stosunkowo niedrogich programów zarówno w CAD, jak i bardziej ogólnych obszarach biznesu i sztuki.
Pod koniec lat 80. oprogramowanie było dostępne do wszystkiego, od pakietów do zarządzania po DTP. Pod koniec lat osiemdziesiątych pojawił się nowy kierunek rynkowy rozwoju sprzętu i oprogramowania do skanowania, automatycznej digitalizacji. Pierwotnym impulsem do takich systemów miała być magiczna maszyna Ozalid, która skanuje i automatycznie wektoryzuje rysunek na papierze, konwertując go do standardowych formatów CAD/CAM. Jednak nacisk został przesunięty na przetwarzanie, przechowywanie i przesyłanie zeskanowanych pikseli
W latach 90. zacierają się różnice między CG a przetwarzaniem obrazu. Grafika komputerowa często zajmuje się danymi wektorowymi, podczas gdy przetwarzanie obrazu opiera się na informacjach o pikselach. Kilka lat temu każdy użytkownik wymagał stanowisko pracy dzięki unikalnej architekturze, a teraz procesory stacji roboczych są wystarczająco szybkie, aby zarządzać zarówno informacjami wektorowymi, jak i rastrowymi. Dodatkowo istnieje możliwość pracy z wideo. Dodaj możliwości audio i masz multimedialne środowisko komputerowe.
Wszystkie obszary zastosowania - czy to sztuka, inżynieria i nauka, biznes/rozrywka i - są zakresem GK. Rosnący potencjał komputerów PC i ich ogromna liczba - zapewnia stały rozwój branży w tej branży.
X/f. "Tron", "Shrek" /
Tworzenie Pojęcia ogólne o grafice komputerowej
Ale obecnie są:
Grafika rastrowa.
Grafika wektorowa.
Grafika trójwymiarowa.
Grafika fraktalna.
Grafika symboliczna
Grafika komputerowa (rozważ różne definicje pojęcia „grafika komputerowa”)
kierunek informatyka zajmujący się problematyką pozyskiwania różnych obrazów (rysunków, rysunków, animacji) na komputerze;
nowa gałąź wiedzy, która z jednej strony reprezentuje zespół narzędzi sprzętowych i programowych używanych do tworzenia, przekształcania i wyświetlania informacji w formie wizualnej na narzędziach komputerowych;
zestaw metod i technik konwersji danych na reprezentację graficzną za pomocą komputera;
rodzaj sztuki.
Oczekiwane rezultaty:
Studenci zapoznają się z rodzajami grafiki.
Poznaj obszary zastosowań
Naucz się rozpoznawać rodzaje grafiki
Zdobędą praktyczne umiejętności stosowania nabytej wiedzy za pomocą różnego rodzaju wykresy.
Rodzaje grafiki
Prezentacja danych na komputerze w formie graficznej została po raz pierwszy wdrożona w połowie lat 50-tych. Początkowo grafika wykorzystywana była do celów naukowych i wojskowych.
Pod rodzajami grafiki komputerowej rozumie się sposób przechowywania obrazu na płaszczyźnie monitora.
Grafika komputerowa jest obecnie w pełni ukształtowana jako nauka. Dostępny jest sprzęt i oprogramowanie do tworzenia różnorodnych obrazów - od prostych rysunków po realistyczne obrazy obiektów naturalnych. Grafika komputerowa jest wykorzystywana w prawie wszystkich dyscyplinach naukowych i inżynieryjnych do wizualizacji percepcji i przekazywania informacji. Znajomość jego podstaw w naszych czasach jest niezbędna każdemu naukowcowi czy inżynierowi. Grafika komputerowa opanowuje biznes, medycynę, reklamę i przemysł rozrywkowy. Za normę uznaje się wykorzystanie podczas spotkań biznesowych pokazowych slajdów przygotowanych przez grafików komputerowych i innych narzędzi automatyzacji biura. W medycynie powszechne staje się uzyskiwanie trójwymiarowych obrazów narządów wewnętrznych za pomocą danych tomografii komputerowej. Dziś telewizja i inne przedsiębiorstwa reklamowe często korzystają z usług grafiki komputerowej i animacji komputerowej. Wykorzystanie grafiki komputerowej w przemyśle rozrywkowym obejmuje tak odmienne dziedziny, jak gry wideo i pełnometrażowe filmy fabularne.
W zależności od sposobu tworzenia obrazu grafika komputerowa dzieli się na:
Prezentacja prezentacyjna "Wektor-raster"
Grafika rastrowa.
Grafika wektorowa.
grafika 3D.
Grafika fraktalna.
Grafika symboliczna(przestarzały i praktycznie nie jest dziś używany, więc nie będziemy go rozważać)
Mapa bitowa
Mapa bitowa Składa się z maleńkich kropek (pikseli) - kolorowych kwadratów o tym samym rozmiarze. Obraz bitmapowy jest jak mozaika - kiedy go powiększasz (powiększasz), widzisz pojedyncze piksele, a jeśli go usuniesz (zmniejszysz), piksele scalą się.
Komputer przechowuje parametry każdego punktu obrazu (jego kolor, współrzędne). Co więcej, każdy punkt jest reprezentowany przez określoną liczbę bitów (w zależności od głębi koloru). Podczas otwierania pliku program rysuje taki obraz jako mozaikę - jako ciąg punktów w tablicy. Głębia koloru - ile bitów jest przydzielonych do przechowywania koloru każdego punktu:
- czarno-białe - 1 bit
- w skali szarości - 8 bitów
- w kolorze - 24 (32) bity na kropkę.
Pliki rastrowe są stosunkowo duże, ponieważ są komputer przechowuje parametry wszystkich punktów na obrazie.
Dlatego rozmiar pliku zależy od parametrów punktów i ich liczby:
od wielkości obrazu (większy rozmiar zawiera więcej kropek),
na rozdzielczość obrazu (przy wyższej rozdzielczości jest więcej punktów na jednostkę powierzchni obrazu).
Aby zmniejszyć obraz, konieczne jest przekształcenie kilku sąsiednich punktów w jeden lub wyrzucenie dodatkowych punktów. W efekcie obraz ulega zniekształceniu: drobne szczegóły stają się nieczytelne (lub mogą całkowicie zniknąć), obraz traci wyrazistość.
oryginalny obraz
Fragment powiększonego obrazu
Czy uważasz, że obraz bitmapowy jest skalowany z utratą jakości, czy nie? (Mapa bitowa jest skalowana z utratą jakości)
Nie można rozbić mapy bitowej. Jest to „obsada”, składa się z tablicy punktów. Dlatego programy do obróbki grafiki rastrowej udostępniają szereg narzędzi do „ręcznego” wybierania elementów.
Na przykład w Photoshopie są to narzędzia Magic Wand, Lasso, tryb maski itp.
Oryginalny powiększony fragment pokazujący tablicę punktów 
Bliskie analogi to malarstwo, fotografia
Programy do pracy z grafiką rastrową:
Edytor zdjęć Microsoft
Sklep fotograficzny Adobe
Malarz fraktali
Micrografx Picture Publisher
Aplikacja:
do przetwarzania obrazu wymagającego wysokiej wierności w odtwarzaniu odcieni kolorów i płynnego przejścia półtonów. Na przykład dla:
retusz, przywracanie zdjęć;
tworzenie i obróbka fotomontaży, kolaży;
stosowanie różnych efektów specjalnych do obrazów;
po zeskanowaniu obrazy są uzyskiwane w formie rastrowej
Jeżeli w grafice rastrowej podstawowym elementem obrazu jest punkt, to w grafice wektorowej - linia. Linia jest opisana matematycznie jako pojedynczy obiekt, dlatego ilość danych do wyświetlenia obiektu za pomocą grafiki wektorowej jest znacznie mniejsza niż w grafice rastrowej. Linia - elementarna obiekt Grafika wektorowa. Jak każdy obiekt, linia ma właściwości: kształt (prosta, krzywa), grubość, kolor, styl (pełny, kropkowany). Linie zamknięte nabywają nieruchomość Nadzienie. Przestrzeń, którą zajmują, może być wypełniona innymi przedmiotami (tekstury, mapy) lub wybrany kolor. Najprostsza otwarta linia jest ograniczona dwoma punktami, zwanymi węzły. Węzły, których parametry wpływają na kształt końca linii oraz charakter kojarzenia z innymi obiektami. Wszystkie inne obiekty grafiki wektorowej składają się z linii. Na przykład sześcian może składać się z sześciu połączonych prostokątów, z których każdy z kolei składa się z czterech połączonych linii. Można sobie wyobrazić sześcian jako dwanaście połączonych linii tworzących krawędzie.
Komputer przechowuje elementy obrazu (linie, krzywe, kształty) w postaci formuł matematycznych. Podczas otwierania pliku program rysuje elementy obrazu zgodnie z ich wzorami matematycznymi (równaniami).
Kropka. Ten obiekt na płaszczyźnie jest reprezentowany przez dwie liczby (x, y), wskazując swoją pozycję względem początku.
Linia prosta. Odpowiada równaniu tak= kx+ b. Określanie parametrów k oraz b, zawsze możliwe jest wyświetlenie nieskończonej linii prostej w znanym układzie współrzędnych, co oznacza, że do określenia linii prostej wystarczą dwa parametry. Proste cięcie. Różni się tym, że do opisania wymaga jeszcze dwóch parametrów - na przykład współrzędnych x 1 i X 2 początek i koniec segmentu. Krzywa drugiego rzędu. Ta klasa krzywych obejmuje parabole, hiperbole, elipsy, okręgi, czyli wszystkie linie, których równania zawierają stopnie nie wyższe niż druga. Krzywa drugiego rzędu nie ma punkty przegięcia. Linie proste to tylko szczególny przypadek krzywych drugiego rzędu. Wzór na krzywą drugiego rzędu w postaci ogólnej może wyglądać tak:
x2+a1y2+a2xy+a3x+a4y+a5=0.
Krzywa trzeciego rzędu.
Różnica między tymi krzywymi a krzywymi drugiego rzędu to możliwa obecność punktu przegięcia. Na przykład wykres funkcji w = x 3 ma punkt przegięcia w początku. To właśnie ta cecha umożliwia tworzenie krzywych trzeciego rzędu jako podstawy do wyświetlania naturalnych obiektów w grafice wektorowej. Na przykład krzywe ludzkiego ciała są bardzo zbliżone do krzywych trzeciego rzędu. Wszystkie krzywe drugiego rzędu, podobnie jak linie proste, są szczególnymi przypadkami krzywych trzeciego rzędu. 
Ogólnie rzecz biorąc, równanie krzywej trzeciego rzędu można zapisać w następujący sposób:
x3+a1y3+a2x2y+a3xy2+a4x2+a5y2+a6xy+a7x+a8y+a9=0.
Tak więc krzywa trzeciego rzędu jest opisana przez dziewięć parametrów. Opis jego segmentu będzie wymagał jeszcze dwóch parametrów.
Krzywa trzeciego rzędu (po lewej) i krzywa Beziera (po prawej)
Krzywe Beziera. Jest to specjalna, uproszczona forma metody konstrukcji krzywych trzeciego rzędu krzywych Beziera (beziera) opiera się na wykorzystaniu pary stycznych narysowanych do segmentu linii na jego końcach. Segmenty krzywej Beziera opisane są ośmioma parametrami, więc wygodniej z nimi pracować. Na kształt linii wpływa kąt stycznej i długość jej odcinka. Tak więc styczne pełnią rolę wirtualnych „dźwigni”, za pomocą których można kontrolować krzywą.
Obraz wektorowy jest skalowany bez utraty jakości: obraz jest skalowany za pomocą operacji matematycznych: parametry prymitywów są po prostu mnożone przez współczynnik skalowania.
Obraz można przekonwertować na dowolny rozmiar
(od logo na wizytówce po stoisko na ulicy) i jednocześnie jego jakość się nie zmieni.
Obraz wektorowy można podzielić na osobne elementy (linie lub kształty), a każdy z nich można niezależnie edytować i przekształcać.
Pliki wektorowe są stosunkowo małe, ponieważ komputer zapamiętuje tylko początkowe i końcowe współrzędne elementów obrazu - to wystarczy, aby opisać elementy w postaci wzorów matematycznych. Rozmiar pliku z reguły nie zależy od wielkości przedstawionych obiektów, ale od złożoności obrazu: liczby obiektów na jednym rysunku (przy większej ich liczbie komputer musi przechowywać więcej formuł dla ich konstruowanie), charakter wypełnienia - monofoniczny lub gradientowy) itp. Pojęcie „rozdzielczości » nie dotyczy obrazów wektorowych.
Obrazy wektorowe: bardziej szkicowe, mniej realistyczne niż obrazy rastrowe, „nie fotograficzne”.
Bliskimi odpowiednikami są slajdy rysunkowe, przedstawiające funkcje matematyczne na wykresie.
Programy do pracy z Grafika wektorowa:
fraktalna ekspresja projektowa
Macromedia Odręczne
Aplikacja:
tworzyć znaki, etykiety, logo, emblematy i inne symboliczne obrazy;
budować rysunki, diagramy, wykresy, diagramy;
do ręcznie rysowanych obrazów o wyraźnych konturach, które nie mają szerokiej gamy odcieni kolorów;
do modelowania obiektów obrazowych;
do tworzenia trójwymiarowych obrazów;
Porównanie obrazów rastrowych i wektorowych.
Komputerowa mapa bitowa jest reprezentowana jako prostokątna macierz, której każda komórka jest kolorową kropką. Tych. Podstawowym elementem obrazu rastrowego jest kropka. Jeśli obraz jest na ekranie, ten punkt nazywa się pikselem.
grafika 3D
Do stworzenia realistycznego modelu obiektu wykorzystywane są prymitywy geometryczne (prostokąt, sześcian, kula, stożek itp.) oraz gładkie, tzw. powierzchnie splajnu. Wygląd powierzchni określa siatka punktów odniesienia znajdujących się w przestrzeni. Każdemu punktowi przypisany jest współczynnik, którego wartość określa stopień jego wpływu na część powierzchni przechodzącą w pobliżu punktu. Kształt i „gładkość” powierzchni jako całości zależą od wzajemnego rozmieszczenia punktów i wartości współczynników.
W uproszczeniu modelowanie przestrzenne obiektu wymaga:
zaprojektować i stworzyć wirtualną ramę („szkielet”) przedmiotu, który najlepiej pasuje do jego rzeczywistego kształtu;
Projektować i tworzyć wirtualne materiały, które są podobne pod względem właściwości fizycznych do rzeczywistych; przypisywać materiały do różnych części powierzchni obiektu (w żargonie fachowym - „projektuj tekstury na obiekt”);
Ustaw fizyczne parametry przestrzeni, w której obiekt będzie działał - ustaw oświetlenie, grawitację, właściwości atmosferyczne, właściwości oddziałujących obiektów i powierzchni;
Ustaw trajektorie ruchu obiektu;
zastosować efekty powierzchni do końcowego klipu animacji.
Programy do pracy z grafiką trójwymiarową:
3D Studio MAX 5, AutoCAD, Kompas
Aplikacja:
obliczenia naukowe,
projekt inżynierski,
komputerowe modelowanie obiektów fizycznych
produkty inżynieryjne,
filmy,
architektura,
w produktach inżynieryjnych obrazy są modelowane i przemieszczane w przestrzeni.
Grafika fraktalna to jeden z najszybciej rozwijających się i obiecujących rodzajów grafiki komputerowej. Podstawy matematyczne - geometria fraktalna. Fraktal to struktura składająca się z części podobnych do całości. Jedną z głównych właściwości jest samopodobieństwo. Fractus - składający się z fragmentów)
Obiekty nazywane są samopodobnymi, gdy powiększone części obiektu przypominają sam obiekt. Mała część fraktala zawiera informacje o całym fraktalu.
W centrum znajduje się najprostszy element - trójkąt równoboczny, zwany fraktalem.
Na środkowym odcinku boków zbudowane są trójkąty równoboczne o boku = 1/3a od boku pierwotnego trójkąta fraktalnego
Z kolei na środkowych odcinkach boków będących obiektami pierwszej generacji budowane są trójkąty drugiej generacji 1/9a od boku trójkąta pierwotnego.
W ten sposób małe obiekty powtarzają właściwości całego obiektu. Proces dziedziczenia może trwać bezterminowo.
Powstały obiekt nazywa się - fraktal figury.
Abstrakcyjne kompozycje można porównać do płatka śniegu, z kryształem.
Grafiki fraktalne oparte są na obliczeniach matematycznych. Podstawowym elementem grafiki fraktalnej jest sam wzór matematyczny, to znaczy, że w pamięci komputera nie są przechowywane żadne obiekty, a obraz budowany jest wyłącznie na podstawie równań.
Program do pracy z grafiką fraktalną:
fraktalny wszechświat 4.0 frakplaneta
Stosować:
matematycy,
Malarze
Należy szczegółowo rozważyć formaty plików graficznych.
Charakterystyka porównawcza
| Raster obraz | wektor obraz | 3D obraz | fraktal obraz |
|
| Kodowanie obrazu: | składa się z maleńkich kropek pikseli) - kolorowych kwadratów o tym samym rozmiarze. | składa się z konturów elementów (linie proste, linie krzywe, kształty geometryczne), |
Pierwsze komputery nie miały oddzielnych środków do pracy z grafiką, ale były już wykorzystywane do pozyskiwania i przetwarzania obrazów. Programowanie pamięci pierwszego maszyny elektroniczne, zbudowany na bazie matrycy lamp, można było uzyskać wzory.
W 1961 roku programista S. Russell kierował projektem stworzenia pierwszej gry komputerowej z grafiką. Stworzenie gry („Spacewar!”) zajęło około 200 roboczogodzin. Gra została stworzona na maszynie PDP-1.
W 1963 roku amerykański naukowiec Ivan Sutherland stworzył system oprogramowania i sprzętu Sketchpad, który umożliwiał rysowanie punktów, linii i okręgów na tubie za pomocą pióra cyfrowego. Obsługiwane były podstawowe czynności z prymitywami: przenoszenie, kopiowanie itp. W rzeczywistości było to pierwsze edytor wektorów zaimplementowane na komputerze. Ponadto program można nazwać pierwszym interfejsem graficznym i taki był jeszcze przed pojawieniem się samego terminu.
W połowie lat sześćdziesiątych. nastąpił rozwój w przemysłowych zastosowaniach grafiki komputerowej. Tak więc, pod kierownictwem T. Mofetta i N. Taylora, Itek opracował cyfrową elektroniczną maszynę do rysowania. W 1964 roku General Motors wprowadził system komputerowego wspomagania projektowania DAC-1, opracowany we współpracy z IBM.
W 1964 roku grupa kierowana przez N. N. Konstantinowa stworzyła komputerowy model matematyczny ruchu kota. Maszyna BESM-4, wykonując napisany program do rozwiązywania równań różniczkowych, narysowała kreskówkę "Kitty", która na swój czas była przełomowa. Do wizualizacji wykorzystano drukarkę alfanumeryczną.
W 1968 roku grafika komputerowa odnotowała znaczny postęp wraz z pojawieniem się możliwości przechowywania obrazów i wyświetlania ich na ekranie komputera, kineskopie.
Na przełomie lat 60. i 70. pojawiły się nowe firmy zajmujące się grafiką komputerową. Wcześniej klienci musieli instalować unikalny sprzęt i opracowywać nowe oprogramowanie do wykonywania dowolnej pracy, ale wraz z pojawieniem się różnych pakietów oprogramowania, które ułatwiają proces tworzenia obrazów, rysunków i interfejsów, sytuacja znacznie się zmieniła.
W ciągu dekady systemy stały się tak zaawansowane, że prawie całkowicie odizolowały użytkownika od problemów związanych z oprogramowaniem.
Pod koniec lat 70. nastąpiły znaczące zmiany w grafice komputerowej. Stało się możliwe tworzenie wyświetlaczy rastrowych, które mają wiele zalet: wyjście dużych tablic danych, stabilny, niemigoczący obraz, praca z kolorem. Po raz pierwszy stało się możliwe uzyskanie zabarwienie. Technologia rastrowa pod koniec lat 70. stała się wyraźnie dominująca. Najważniejszym wydarzeniem w dziedzinie grafiki komputerowej było powstanie komputera osobistego końca lat 70-tych. W 1977 roku Apple stworzył Apple II. Wygląd tego urządzenia wywołał mieszane uczucia: grafika była fatalna, a procesory powolne. Jednak komputery osobiste przyczyniły się do rozwoju urządzeń peryferyjnych. Oczywiście komputery osobiste ewoluowały jako ważna część grafiki komputerowej, zwłaszcza wraz z wprowadzeniem w 1984 roku Apple Macintosh z graficznym interfejsem użytkownika.
Początkowo komputer osobisty nie był używany do aplikacji graficznych, ale do edytorów tekstu i arkuszy kalkulacyjnych, ale jego możliwości jako urządzenia graficznego skłoniły do rozwoju stosunkowo niedrogich programów zarówno w dziedzinie CAD/CAM, jak i w bardziej ogólnych obszarach biznesu i sztuka. Pod koniec lat 80. oprogramowanie było dostępne do wszystkiego, od pakietów do zarządzania po DTP. Pod koniec lat 80. pojawił się nowy kierunek rynkowy rozwoju sprzętu i oprogramowania do skanowania i automatycznej digitalizacji. Pierwotnym impulsem dla takich systemów miała być magiczna maszyna Ozalid, która skanuje i automatycznie wektoryzuje rysunek na papierze, konwertując go do standardowych formatów.
Jednak nacisk został przesunięty na przetwarzanie, przechowywanie i przesyłanie zeskanowanych obrazów pikselowych.
W latach 90. różnice między Grafika komputerowa i przetwarzanie obrazu. Grafika komputerowa często zajmuje się danymi wektorowymi, podczas gdy przetwarzanie obrazu opiera się na informacjach o pikselach. Jeszcze kilka lat temu każdy użytkownik potrzebował stacji roboczej o unikalnej architekturze, ale teraz procesory stacji roboczych są wystarczająco szybkie, aby zarządzać zarówno informacjami wektorowymi, jak i rastrowymi.
Dodatkowo istnieje możliwość pracy z wideo. Dodaj możliwości audio i masz multimedialne środowisko komputerowe. Rosnący potencjał komputerów osobistych i ich ogromna liczba – rzędu 100 milionów – zapewnia stały rozwój branży w branży. Grafika coraz bardziej penetruje biznes – dziś praktycznie nie powstają dokumenty bez użycia jakiegokolwiek elementu graficznego.
Do tej pory nie ma ani jednej dziedziny działalności człowieka, w której nie byłaby wykorzystywana grafika komputerowa.
Prawie żaden film nie jest bez niego kompletny, nie mówiąc już o reklamie, wydawnictwach, animacjach i grach wideo. Szybko rośnie liczba wirtualnych galerii i parków rozrywki. A wraz z pojawieniem się automatycznych pojazdów załogowych grafika komputerowa zaczęła być wykorzystywana nawet w przemyśle kosmicznym.
Główne etapy w historii rozwoju
"Klasyczna" grafika wektorowa nadal używany w różne zastosowania biznes, w tym opracowywanie koncepcji, testowanie i tworzenie nowych produktów. Można uznać, że wraz z pierwszymi komputerami cyfrowymi pojawiły się pierwsze systemy grafiki komputerowej.Teraz jest postrzegany jako sposób na zapewnienie silnej relacji między osobą a komputerem, zmuszając komputer do mówienia do osoby językiem obrazów.
Minęło kilka lat, a grafika komputerowa stała się głównym środkiem komunikacji między człowiekiem a komputerem, stale poszerzając swój zakres. Projekt "Wir" Massachusetts Institute of Technology jest obchodzony jako początek ery grafiki komputerowej. "Wir" stał się podstawą do stworzenia prototypowego systemu dowodzenia i kierowania obroną powietrzną, opracowanego jako sposób przekształcania danych otrzymywanych z radaru na formę wizualną.
Późne lata 60. - wczesne 70. nowe firmy zaczęły działać w dziedzinie grafiki komputerowej. Wcześniej klienci musieli instalować unikalny sprzęt i opracowywać nowe oprogramowanie do wykonywania dowolnej pracy, ale wraz z pojawieniem się różnych pakietów oprogramowania, które ułatwiają proces tworzenia obrazów, rysunków i interfejsów, sytuacja znacznie się zmieniła. W ciągu dekady systemy stały się tak zaawansowane, że prawie całkowicie odizolowały użytkownika od problemów związanych z oprogramowaniem.
Późne lata 70. istotne zmiany zaszły w grafice komputerowej. Stało się możliwe tworzenie wyświetlaczy rastrowych, które mają wiele zalet: wyjście dużych tablic danych, stabilny, niemigoczący obraz, praca z kolorem. Po raz pierwszy udało się uzyskać skalę kolorów. Technologia rastrowa pod koniec lat 70. stała się wyraźnie dominująca. Najważniejszym wydarzeniem w dziedzinie grafiki komputerowej było powstanie komputera osobistego końca lat 70-tych.
W 1977 firma Jabłko Utworzony Jabłko II. Wygląd tego urządzenia wywołał mieszane uczucia: grafika była fatalna, a procesory powolne. Jednak komputery osobiste przyczyniły się do rozwoju urządzeń peryferyjnych. Oczywiście komputery osobiste ewoluowały jako ważna część grafiki komputerowej, szczególnie wraz z pojawieniem się modelu z 1984 r. Apple Macintosh z ich graficznym interfejsem użytkownika. Początkowo zakresem komputera osobistego nie były aplikacje graficzne, ale praca z edytorami tekstu i arkuszami kalkulacyjnymi, ale jego możliwości jako urządzenia graficznego skłoniły do rozwoju stosunkowo niedrogich programów zarówno w tej dziedzinie CAD/CAM oraz w bardziej ogólnych obszarach biznesu i sztuki.
Pod koniec lat 80. Oprogramowanie było dostępne dla wszystkich aplikacji, od pakietów kontrolnych po DTP. Pod koniec lat 80. pojawił się nowy kierunek rynkowy rozwoju sprzętu i oprogramowania do skanowania i automatycznej digitalizacji. Pierwotny impet w takich systemach miała zostać stworzona przez magiczną maszynę Ozalid, który skanowałby i automatycznie wektoryzował rysunek na papierze, konwertując go do standardowych formatów.
Jednak nacisk został przesunięty na przetwarzanie, przechowywanie i przesyłanie zeskanowanych obrazów pikselowych.
W latach 90 zacieranie różnic między grafiką komputerową a przetwarzaniem obrazu. Grafika komputerowa często zajmuje się danymi wektorowymi, podczas gdy przetwarzanie obrazu opiera się na informacjach o pikselach. Jeszcze kilka lat temu każdy użytkownik potrzebował stacji roboczej o unikalnej architekturze, ale teraz procesory stacji roboczych są wystarczająco szybkie, aby zarządzać zarówno informacjami wektorowymi, jak i rastrowymi.
Dodatkowo istnieje możliwość pracy z wideo. Dodaj możliwości audio i masz multimedialne środowisko komputerowe. Rosnący potencjał komputerów osobistych i ich ogromna liczba – rzędu 100 milionów – zapewnia stały rozwój branży w branży. Grafika coraz bardziej penetruje biznes – dziś praktycznie nie powstają dokumenty bez użycia jakiegokolwiek elementu graficznego.
Artyści, architekci i projektanci nie wyobrażają sobie już swojej pracy bez użycia grafiki komputerowej. Grafika trójwymiarowa pozwala na modelowanie obiektu architektonicznego i pozwala na bardziej obiektywną ocenę jego walorów niż jest to możliwe na podstawie rysunków czy modeli. Projektant wnętrz może teraz zaoferować klientowi niemal fotograficzny obraz swojego przyszłego domu, podczas gdy wcześniej można było zadowolić się tylko szkicami.
Krótkie obrazy wektorowe
Szczególnie często w życiu codziennym mamy do czynienia obrazy wektorowe . Prawie każdy produkt posiada logo producenta. Logo jest opracowywane w wektorach. Ale nie można przecenić możliwości komputera. W końcu to tylko narzędzie, bez względu na to, jak doskonałe może być. Komputer jedynie ułatwia pracę osobie z obrazami graficznymi, ale ich nie tworzy. Początkowo możliwe było tworzenie tylko prostych obiektów wektorowych - obrazów składających się z tzw. "wektorów" - funkcji pozwalających obliczyć położenie punktu na ekranie lub papierze. Na przykład funkcja, której wykres jest okręgiem, linią prostą lub innymi bardziej złożonymi krzywymi.Wraz z rozwojem technologii i technologii komputerowej pojawiło się wiele sposobów wykonywania obrazów graficznych. Około 1995 roku w Rosji pojawili się twórcy programów multimedialnych, narodziły się wydawnictwa elektroniczne. Poziom jakości produkty oprogramowania wykonane przez rosyjskich artystów i programistów nie były gorsze, a czasem nawet przewyższały jakość programów autorów zagranicznych. Kolejnym kierunkiem współczesnej grafiki komputerowej stało się „Web Design”. Od 1995 roku świat jest świadkiem wdrażania globalnego śieć komputerowa- Internet.
Internet jest największym na świecie repozytorium informacji i łączy dziś prawie 80% wszystkich systemów komputerowych na świecie. A dziś Internet stał się nowym kierunkiem dla artystów-projektantów komputerowych. W swoim gatunku jest bardzo zbliżona do grafiki książkowej i magazynowej. Grafiki artystyczne przeznaczone do internetu powinny być jednak zwięzłe. Wynika to przede wszystkim z ograniczeń w szybkości przesyłania danych w sieciach telefonicznych i kablowych, za pośrednictwem których realizowana jest komunikacja między komputerami. Jednak to wystarczy, aby przeprowadzić transmisję danych wideo.
Grafika komputerowa (CG) Jest to dziedzina działalności, w której komputery są wykorzystywane jako narzędzie do syntezy (tworzenia) obrazów oraz do przetwarzania informacji wizualnych otrzymywanych ze świata rzeczywistego. Grafika komputerowa nazywana jest również rezultatem takiej działalności.
Pierwsze kroki: KG i wojsko „Żyjemy w czasach mechanicznych i elektronicznych cudów. Jeden z nich powstał w Massachusetts Institute of Technology for Navy ”W grudniu 1951 r. amerykańscy telewidzowie zobaczyli prezentację (prezentację) komputera elektronicznego Whirlwind („Whirlwind-1”) w jednym z programów telewizyjnych. Transmisję prowadził felietonista Edward Murrow, który rozmawiał bezpośrednio z laboratorium komputerowym MIT (Massachusetts Institute of Technology). Publiczność zobaczyła na ekranie coś, co wydawało się być słowami złożonymi z iluminacyjnych świateł: „HELLO, MR MURROW”. W rzeczywistości nie było żarówek - były to jasne kropki na ekranie wyświetlacza, na CRT.
komputer elektroniczny„Whirlwind” Wymagano obliczenia zużycia paliwa, toru lotu i prędkości pocisku Viking (dla Pentagonu). Widzowie telewizyjni widzieli wykresy, ścieżki, prędkości i zużycie paliwa rakiety podczas typowego lotu pojawiające się na ekranie Vortex (złożonym ze świecących kropek) Jay W. Forrest
Cel „Vortex” Do sterowania symulatorem lotu (lata 40.) „Vikhr” - pierwszy komputer cyfrowy działający w czasie rzeczywistym - uniwersalna maszyna do różne systemy. Usprawnienie systemu obrony powietrznej (US Air Force): - kierowanie ogniem, - obrona przeciw okrętom podwodnym, - kontrola ruchu lotniczego Zalety wyświetlacza graficznego
"Whirlwind" - podstawa 1 seryjnego modelu komputera z interaktywnymi narzędziami graficznymi Linie telefoniczne Whirlwind Polowa (koło Bostonu) stacja radarowa w Hanscom - Instrukcja programistów do przetwarzania numerów seryjnych: komputer otrzymał współrzędne ekranowe przetworzył je na postać graficzną podobieństwo mapy na ekranie Do pracy operatora stworzono lekki pistolet: do uzyskania dokładna informacja o samolocie, operator dotknął lufą pistoletu znaku na ekranie, impuls z pistoletu był przesyłany do komputera, program wyświetlał dane o samolocie.
KG in Engineering Design Ivan Sutherland jest pionierem grafiki komputerowej, stworzył pierwszy interaktywny pakiet graficzny „Sketchpad”, prototyp przyszłych systemów CAD. Wykazał, że grafika komputerowa może być wykorzystywana zarówno do zastosowań artystycznych, jak i technicznych, a także demonstruje nowy (na ówczesne czasy) sposób interakcji człowiek-komputer. Jako manipulator użyto pióra świetlnego, które zastąpiło pistolet świetlny. Ivan Sutherland dotknął czubkiem pióra świetlnego środka ekranu monitora, gdzie świeciło się słowo „atrament”, zmieniając je w mały krzyżyk. Następnie, naciskając jeden z przycisków, Sutherland zaczął poruszać piórem świetlnym. Na ekranie pojawiła się jasnozielona linia, ciągnąca się od środka krzyża do miejsca, w którym znajdowało się pióro. I gdziekolwiek się poruszał, linia podążała za nim. Naciskając kolejny przycisk, Sutherland zostawił linię na ekranie i wyjął pióro świetlne.
Lekki długopis Zawiera fotokomórkę bezpośrednio w obudowie lub na zewnątrz. Zasada działania: sygnał jest przekazywany przez światłowód wykonany z włókien szklanych lub drutów do korpusu terminala. pióro skierowane na ekran otrzymuje sygnał świetlny w momencie, gdy wiązka elektronów podświetla dowolny szczegół obrazu przed końcówką pióra. podany sygnał obwód elektryczny naprawia i rozpoznaje wskazaną część. W przypadku „rysowania” piórem: Metoda 1: Po naciśnięciu przycisku lub korpusu pióra obwód elektroniczny generuje wiązkę na ekranie, która przebiega wzdłuż ekranu liniami. Ekran miga ten moment. W pewnym momencie w określonej linii pióro otrzymuje sygnał, po jego przetworzeniu obwód określa pozycję pióra. Sposób 2: na ekranie dodatkowo wyświetlany jest znacznik - grupa kropek lub małych kresek. Pisak celuje w marker, po czym układ śledzenia zaczyna działać: marker „przesuwa się” za pisak (obwód śledzi, które punkty markera oświetlają pisak, a które nie). Współrzędne środka znacznika są przenoszone do programu i mogą być używane.
TX-2 i Notatnik (1961-1962) Skład TX-2: - pióro świetlne, - ekran na kineskopie, - "gigantyczna" pamięć (286 000 bajtów), - blok przycisków. Podprogramy Notatnika: przesuwanie krzyżyka za piórem po ekranie, zapamiętywanie współrzędnych krzyżyka w momencie naciśnięcia przycisku, obliczanie współrzędnych nowych punktów leżących na linii prostej między pierwotnie określonym a bieżącym punktem, wpisywanie nowego segmentacja na część pamięci komputera zwana buforem regeneracji obrazu, rysowanie łuku i pełnego okręgu, fragmenty okręgów, sprzężenia, pozwalające na budowanie obiektów o określonych właściwościach. Obiekt w Notatniku - połączone ze sobą punkty, segmenty i łuki. 1963 - nakręcono film o pracy „Notatnika”. KG stał się wykorzystywany jako środek rozwoju inżynierii i projektowania w przemyśle.
KG: od pojedynczych obrazów do rozpoznania General Motors zawarł umowę z IBM Corporation na opracowanie systemu komputerowego DAC-1 (Design Augmented by Computers) do projektowania samochodów (1964). DAC-1: + umożliwił rysowanie gładkich krzywych, których nie da się opisać prostymi wzorami matematycznymi, - nie miał możliwości bezpośredniego rysowania na ekranie (dlatego projektant opisał obrysy maszyny w programie lub wprowadził regularne rysowanie do pamięci komputera, przekładanie za pomocą specjalnego aparatu na postać cyfrową). + operator mógł manipulować poszczególnymi częściami rysunku za pomocą elektronicznego tabletu.
Pojedyncze zdjęcia Zainteresowanie wykorzystaniem nowych, graficznych "umiejętności" komputerów wykazali: "LOCKHEED-GEORGIA" - komputerowe systemy do projektowania samolotów; Firmy naftowe - komputerowe systemy do mapowania z danych sejsmicznych. Ale wszystkie zostały stworzone w jednym egzemplarzu do konkretnych celów!
Terminale graficzne 1965 - IBM wypuścił pierwszy terminal graficzny IBM-2250 do współpracy z komputerami z serii "System-360". - szybkość programu nie jest wystarczająco duża, aby móc działać złożone obrazy, - operacja rotacji zajmuje dużo czasu procesora. 1968 - powstanie „Evansa i Sutherlanda” nowy system LDS-1: możliwość zmiany + skrócony czas regeneracji obrazu, obraz z niespotykaną dotąd + liczba linii wyświetlanych na ekranie bez migotania zwiększona co najmniej 100 razy - bardzo wysoki koszt (250 000 USD, dwukrotnie droższy od IBM-2250) "Tetroniks " - tworzenie pamięci kineskop(SELT) wbudowany w terminal: + tani koszt (4000 USD), - możliwość pracy tylko z płaskimi obrazami, - powolny proces budowania obrazu, - rozmazany, blady obraz, - brak możliwości selektywnego kasowania części obrazu i rotacji. Mimo to obrazy przypominały rysunki, nie było mowy o realistycznym obrazie.
Rozszerzenie możliwości graficznych Monitory rastrowe: + realistyczny obraz - wysokie wymagania pamięci wysokie koszty, bo: do lat 60. Pamięć komputera była budowana głównie na drogich rdzeniach magnetycznych (500 000 USD za milion bitów), od połowy lat 60. XX wieku. zaczęli używać bębna magnetycznego (~ 30 000 USD), który mógł przechowywać dane dla 10 klatek obrazu. Systemy rastrowe były wykorzystywane w dużych elektrowniach, w centrach kontroli metra oraz w laboratoriach naukowych. NASA bada powierzchnię Marsa (1969 -1972).
Układy scalone (początek lat 70.) Na rejestrach przesuwnych pojawiły się bufory ramek, wykonane w postaci układów scalonych: + działają szybciej niż bufory mechaniczne na bębnach magnetycznych, - latencja (opóźnienie między wprowadzeniem informacji a jej pojawieniem się na ekranie). IC to mały monokryształ krzemu zawierający wiele elementów elektronicznych.
Pamięć o dostępie swobodnym (RAM) 1968 — pamięć RAM = 256 bitów, koszt 1 USD za bit, późne lata 70. - RAM = 1024 bity, 1973 - RAM = 4 kB, 1975 - RAM = 16 kB, 1980 - RAM = 64 kB, 1983 - RAM = 256 kB, 1984 - Pamięć RAM = 1024 kb = 1 Mb! „…jeśli koszt samochodów spadłby tak szybko, jak cena układów scalonych pamięci, można dziś kupić Rolls-Royce za 1 USD”. Carl McGover
1974 Praca nad problemem poprawy jakości obrazów otrzymywanych z satelitów monitorujących grunty rolne i leśne, zasoby mineralne itp. W tym celu twórcy zmniejszyli wymagania dotyczące pamięci, używając tylko kilkuset kolorów dla każdego obrazu, czyli stworzyli tabele doboru kolorów szybko przystosowane do wielu zastosowań grafiki komputerowej. Bufor ramki sam w sobie nie przechowuje informacji o kolorze, ale wskazuje adresy pamięci, w których są przechowywane. Tak więc bufor ramki, w którym każdy piksel jest opisany przez 8 bitów, może dać tylko 256 kombinacji czerwonych, zielonych i niebieskich wiązek CRT. Jeśli 8 bitów określa adresy, wówczas kolory mogą być wybierane z niemal nieograniczonego zestawu odcieni, intensywności i nasyceń. Ponadto tabelę wyboru można przeprogramować dla określonych typów obrazów. To. ograniczona paleta pozwala uzyskać gładkie cienie i dobrze zdefiniowane odcienie dla każdego obrazu.
CG: interakcja człowiek-komputer „Artyści malują, nakładając farbę na płótno. Osoby zajmujące się grafiką komputerową tworzą swoje dzieła wymyślając funkcje matematyczne, których wykresy wyglądają jak obiekty. James Blinn W połowie lat 80. zaczęto wyposażać nawet najtańsze komputery domowe układy scalone, które wykonują podstawowe funkcje graficzne. 70-80s – CG coraz głębiej wnika w codzienność.
CG: aplikacja masowa Xerox wyprodukował 2000 komputerów Alto, odbył staż dla inżynierów z zakresu CG. „Apple” (S. Jobs, S. Wozniak) + „Xerox” = stworzył pierwszy komputer do masowej produkcji „Lisa”, który ma szerokie możliwości graficzne i jest wyposażony w manipulator „myszy”. Apple wypuścił Macintosha PC - maszynę "przyjazną" w stosunku do użytkowników. W latach 80. : pojawia się okno GUI, PC wyposażony w "myszkę", rozwija się system WYSIWYG (What You See What You Get) (What You See What You Get - co widzisz to co dostajesz), powstają pierwsze systemy DTP (1986), pojawiają się programy dla profesjonalnych artystów i projektantów (1986). )
Platformy sprzętowe KG 1. Komputery Apple Macintosh jest używany głównie przez artystów i grafików, a także w branży poligraficznej; 2. Komputery Silicon Graphics są narzędziem dla profesjonalnych animatorów oraz projektantów i projektantów ze względu na szereg specyfikacje. 3. Komputery PC wykorzystywane są w projektowaniu graficznym, druku, a nawet animacji.
Historia rozwoju CG 1940 -1970 - czas duże komputery(epoka przed komputerami osobistymi). Zajmowali się grafiką tylko podczas drukowania na drukarce. W tym okresie powstały matematyczne podstawy. Cechy: użytkownik nie miał dostępu do monitora, grafika opracowana na poziomie matematycznym i była wyświetlana w formie tekstu, przypominającego długi dystans obraz. Plotery graficzne pojawiły się pod koniec lat 60. i były praktycznie nieznane. 1971-1985 - pojawiły się komputery osobiste, tj. pojawił się dostęp użytkownika do wyświetlaczy. Drastycznie wzrosła rola grafiki, ale szybkość komputera była bardzo niska. Programy zostały napisane w asemblerze. Pojawił się kolorowy obraz (256). Cechy: ten okres charakteryzował się pojawieniem się prawdziwej grafiki.
Historia rozwoju CG 1986 -1990 - pojawienie się technologii Multimedia (Multimedia). Do grafiki dodano przetwarzanie dźwięku i obrazu, rozszerzyła się komunikacja użytkownika z komputerem. Cechy: - wygląd dialogu użytkownika z komputerem osobistym; - wygląd animacji i możliwość wyświetlania kolorowego obrazu. 1991 -2008 - wygląd grafiki naszych czasów Virtual Reality. Pojawiły się czujniki przemieszczenia, dzięki którym komputer zmienia obrazy za pomocą wysyłanych do niego sygnałów. Pojawienie się okularów stereo (monitor na każde oko), dzięki dużej prędkości, która jest imitacją świata rzeczywistego. Spowolnienie w rozwoju tej technologii jest spowodowane strachem lekarzy, ponieważ dzięki Wirtualnej Rzeczywistości można znacznie zakłócić ludzką psychikę, dzięki potężnemu wpływowi na nią koloru.
Historia grafiki komputerowej w Rosji Historia grafiki komputerowej w ZSRR rozpoczęła się niemal równocześnie z jej narodzinami w USA.
1964 - Pierwsza wizualizacja komputerowa W Instytucie Matematyki Stosowanej (IPM) w Moskwie Yu.M. Bayakovsky i T.A.Sushkevich zademonstrowali pierwszy eksperyment praktyczne zastosowanie grafika komputerowa podczas wyświetlania sekwencji klatek na znaku, tworząca krótki film z wizualizacją przepływu plazmy wokół cylindra.
1968 Pierwszy krajowy wyświetlacz rastrowy W Centrum Obliczeniowym Akademii Nauk ZSRR na maszynie BESM-6 zainstalowano pierwszy krajowy wyświetlacz rastrowy z pamięcią wideo na bębnie magnetycznym o wadze 400 kg. Pierwsza praca dyplomowa z grafiki komputerowej na Uniwersytecie Moskiewskim Folker Heimer. Tłumacz i interpretator języka programowania L^6. Rozważana jest implementacja języka L^6 zaproponowana przez Kennetha Knowltona do rozwiązywania niektórych problemów z animacją. Pierwsza na świecie kreskówka rysowana komputerowo. Wykonane z sekwencji wydruków wykonanych na taśmie perforowanej przy użyciu maszyny BESM-4. Ta kreskówka kiedyś była wielkim przełomem w dziedzinie modelowania komputerowego, ponieważ obraz nie jest tylko rysowany, ale uzyskiwany przez rozwiązywanie równań określających ruch kota.
Kadry z filmu "Kitty" formowano poprzez wydrukowanie znaków BESM-4 na papierze za pomocą ATsPU-128, a następnie przygotowywano je do "filmu" przez profesjonalnego animatora. To on jest właścicielem ujęć (po napisach końcowych), gdy kot robi miny i wygina grzbiet. Ruch kota modelowano za pomocą układu równań różniczkowych drugiego rzędu. Jest to prawdopodobnie pierwsza animacja komputerowa, w której zastosowano tę technikę. Równania zostały wydedukowane przez Wiktora Minachina. Ponieważ trudno było uzyskać pewne ruchy zwierzęcia, jego własne ruchy stanowiły podstawę równań: chodził na czworakach i odnotowywał przy tym sekwencję pracy mięśni. Kolejną ważną innowacją techniczną kreskówki było przedstawienie trójwymiarowego animowanego obiektu w postaci hierarchicznej struktury danych przypominającej oktre. Na Zachodzie takie techniki animacji odkryto na nowo dopiero w latach 80. XX wieku, choć w biomechanice takie obliczenia ruchu prowadzono wcześniej – od początku lat 70. XX wieku. Równania zawarte w kreskówce nie zostały wyprowadzone z fizycznych modeli mięśni i stawów zwierzęcia, ale zostały sporządzone „na oko”, aby odtworzyć typowy chód kota. Mimo to autorom udało się osiągnąć realizm ruchów, co zauważył na przykład profesor Uniwersytetu Ohio Rick Parent, autor fundamentalnej książki Computer Animation: Algorithms and Technology.
Historia powstania „Kitty” Kreskówka rozpoczęła się w laboratorium Aleksandra Kronroda z Instytutu Fizyki Teoretycznej i Doświadczalnej (ITEF), ale po zamknięciu laboratorium Konstantinow wraz z zespołem twórców kreskówek przeniósł pracę najpierw do Instytutu Problemów Kontroli (IPU), a następnie do Instytutu Pedagogicznego. Lenina. Tłumaczenie wydruków papierowych uzyskanych podczas obliczeń na formę kreskówki zostało przeprowadzone na Wydziale Kinematografii Naukowej Uniwersytetu Moskiewskiego, który jest wymieniony w napisach. Obliczając kreskówkę na różnych instancjach BESM-4 w różnych instytutach, twórcy musieli zmierzyć się z problemem niekompatybilności niektórych kodów maszynowych dla nich, przez co program trzeba było poprawiać na bieżąco. Pierwszy pokaz kreskówki odbył się na Moskiewskim Uniwersytecie Państwowym. Następnie autor wielokrotnie demonstrował to na swoich wykładach dla uczniów. Po 6 latach w czasopiśmie „Problems of Cybernetics” ukazał się artykuł opisujący szczegółowo technikę tworzenia kreskówki.
1970 Opublikowano pierwszy przegląd grafiki komputerowej, który następnie przedstawiono jako raport na II Ogólnounijną Konferencję Programistyczną (VKP-2). Shtarkman V. S., Bayakovsky Yu M. Grafika komputerowa. Preprint IPM Akademii Nauk ZSRR, 1970. Pierwsza publikacja w języku rosyjskim, w której pojawiło się wyrażenie „grafika maszynowa”.
Obroniono pierwszą w ZSRR rozprawę o grafice komputerowej, której lista znajduje się poniżej: Karlov Alexander Andreevich Problemy matematycznego wsparcia wyświetlacza ołówkiem i jego wykorzystanie w problemach fizyki eksperymentalnej Dubna, 1972 Grin Viktor Mikhailovich Software do pracy z obiektami trójwymiarowymi na terminalach graficznych Nowosybirsk, 1973 Bayakovsky Juri Matveevich Analiza metod tworzenia oprogramowania grafiki komputerowej Moskwa, 1974 Zlotnik Evgeniy Matveevich Rozwój i badania kompleksu środki techniczne i metodologia projektowania operacyjnego system graficzny Mińsk, 1974 Lysy Semyon Timofeevich G 1 - Geometryczny system oprogramowania komputerowego Kiszyniów, 1976 Piguzov Sergey Yuryevich Opracowanie i badanie sposobów graficznej interakcji geofizyka z komputerem podczas przetwarzania danych sejsmicznych Moskwa, 1976
1976 Książka W. Newmana, R. Sprulla „Podstawy interaktywnej grafiki komputerowej” została opublikowana w języku rosyjskim (pod redakcją V. A. Lvov).
1977 Pierwsze spotkanie harmonogramów było „konferencją regionalną”, ale zebrała się dość reprezentatywna społeczność i wyszła Konferencja Ogólnounijna.
1979 We wrześniu w Nowosybirsku odbyła się pierwsza ogólnounijna konferencja na temat grafiki komputerowej. Lista następujących konferencji: Ogólnounijna konferencja na temat problemów grafiki komputerowej Nowosybirsk 1981 Ogólnounijna konferencja na temat grafiki komputerowej i cyfrowego przetwarzania obrazu Władywostok, 24-26 września 1985 r. IV Ogólnounijna konferencja na temat grafiki komputerowej Protvino, 9-11 września 1987 V Ogólnounijna Konferencja Grafiki Komputerowej „Computer Graphics 89” Nowosybirsk, 31 października – 2 listopada 1989
1979 Pierwszy kolorowy rastrowy wyświetlacz rastrowy Gamma-1 miasto Vladimir Sizykh, Petr Veltmander, Alexey Buchnev, Vladimir Minaev i inni.Rozdzielczość pierwszej stacji wynosiła 256×6 bitów, a następnie stale wzrastała. Stacja wyświetlająca Gamma 7.1 zapewniała rozdzielczość 1024 * 768 dla monitora ze skanowaniem progresywnym 50 Hz i miała pamięć wideo 1 MB. W drugiej połowie lat osiemdziesiątych. „Gamma”, która była masowo produkowana, była dostarczana i z powodzeniem obsługiwana przez państwowe ośrodki telewizyjne w kraju.
1981 Wydanie pakietu graficznego Atom Rozwój pakietu został zainicjowany przez Yu M. Bayakovsky'ego. Za podstawę przyjęto promowany wówczas przez niego Core System (Kaminsky, Klimenko, Kochin).
1983 Pierwszy specjalny kurs grafiki komputerowej Yu M. Bayakowski rozpoczął prowadzenie corocznego specjalnego kursu grafiki komputerowej dla studentów Wydziału Matematyki Obliczeniowej i Cybernetyki Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego. Od 1990 roku kurs jest odczytywany jako obowiązkowy dla studentów II roku studiów.
1985 Pierwszy raport przyjęty na Eurographics 1985 „Włamali okno do graficznej Europy” – pierwszy raport z ZSRR został przyjęty na konferencji Eurographics 1985. Ponieważ jednak pierestrojka jeszcze się nie zaczęła, prelegenci nie mogli opuścić ZSRR, a pierwszy raz delegacja radziecka odwiedziła konferencję dopiero w 1988 roku.
1986 Wydanie pakietu Atom-85 w CERN-ie Wydanie pakietu graficznego Atom-85 w CERN-ie, gdzie był aktywnie wykorzystywany (wraz z Graforem) do ilustracyjnych zadań graficznych (Klimenko, Kochin, Samarin).
Granica lat 80. i 90. Popyt na badania i rozwój na rodzimym rynku rosyjskim spadł niemal do zera, a jednocześnie zniknęły tradycyjne (sowieckie) możliwości finansowania. Ale otworzyły się możliwości współpracy międzynarodowej. Doprowadziło to do fundamentalnej zmiany tematów i warunków pracy, a także wymagań dotyczących prac badawczo-rozwojowych (B+R).
1990 Pierwsze zorganizowane Rosyjska firma grafika komputerowa „Drive” W 1989 r. Alexander Pekar, Sergey Timofeev i Vladimir Sokolov zorganizowali studio grafiki komputerowej w VPTO „Videofilm”, które rok później stało się pierwszą niezależną firmą zajmującą się grafiką komputerową, przechodząc spod skrzydła „Videofilm” do Pawilon Centralny WOGN-u.
1991 W lutym w Moskwie odbyła się pierwsza międzynarodowa konferencja poświęcona grafice komputerowej i wizji Grafi. Kon"91 Zorganizowana przez Akademię Nauk ZSRR reprezentowaną przez Instytut Matematyki Stosowanej im. M.V. Keldysha Akademii Nauk ZSRR, Związek Architektów ZSRR i niektóre inne organizacje przy pomocy i wsparciu międzynarodowego stowarzyszenia ACM Siggraph (USA Goście amerykańscy: Ed Catmull (prezes Pixara", który nakręcił Gwiezdne Wojny z Georgem Lucasem) John Lassiter ("Pixar", autor filmu "Tin Toy") Jim Clark (twórca firmy "Silicon Graphics", trendsetter w dziedzinie profesjonalnych stacji graficznych) Pierwszym rosyjskim laureatem międzynarodowego konkursu PRIX ARS ELECTRONICA w nominacji Computer Animation został zespół z Nowosybirska.
1993 Odbył się pierwszy festiwal grafiki komputerowej i animacji ANIGRAPH "93. W 1992 roku Vladimir Loshkarev, szef Joy Company Rynek rosyjski pakietów programów graficznych i sprzętu, zorganizowano pierwszą konferencję naukowo-praktyczną dotyczącą grafiki komputerowej. Potem przyszedł pomysł na festiwal, który łączy stronę techniczną, komercyjną i czystą kreatywność. Festiwal ANIGRAPH został zorganizowany z udziałem VGIK, współprzewodniczącym komitetu organizacyjnego został Sergey Lazaruk (prorektor ds. pracy naukowej i twórczej VGIK). Na wystawie zaprezentowali się wszyscy liczący się producenci stacji graficznych. W konkursie kreatywnym zaprezentowano ponad 50 prac. Niestety festiwal nie dożył swojej dziesiątej rocznicy i został zamknięty jako komercyjnie nie do utrzymania.
1994 Pierwsza grafika komputerowa w kinie rosyjskim W filmie „Spalone słońcem” odcinek z piorunami przygotowała firma „Render Club”.
1996 Pierwsze próby zebrania i usystematyzowania faktów historycznych Timor Paltashev. Rosja: Grafika komputerowa – między przeszłością a przyszłością. Grafika komputerowa, tom. 30, nie. 2 maja 1996. Wydanie specjalne: Grafika komputerowa na całym świecie. Jurij Bajakowski. Rosja: Edukacja w zakresie grafiki komputerowej nabiera tempa w latach 90. Grafika komputerowa, tom 30, nr 3, sierpień 1996. Wydanie specjalne: Edukacja w zakresie grafiki komputerowej – ogólnoświatowy wysiłek
2000-2001 2000 - Wydanie specjalne Computer&Graphics tom. 24 „Grafika komputerowa w Rosji” . 2001 - Pojawienie się rzeczywistości wirtualnej w Rosji. Pierwsza konferencja z serii VEon odbyła się w Protvino. PC z demonstracją pierwszej w Rosji instalacji wirtualnej rzeczywistości stworzonej przez grupę Stanisława Klimenki we współpracy z Martinem Goebelem (IMK, S. Augustin).
2003 Pierwsza konferencja twórców gier komputerowych KRI-2003 W dniach 21 i 22 marca 2003 r. odbyła się pierwsza Międzynarodowa Konferencja Computer Game Developers (KRI) w Rosji, organizowane przez DEV. DTF. RU jest wiodącym wyspecjalizowanym źródłem informacji w Runecie dla twórców i wydawców gier. Po raz pierwszy w historii rosyjskiego przemysłu gier, KRI 2003 zebrało się, aby wymienić się doświadczeniami i omówić najwięcej różne problemy praktycznie wszyscy profesjonaliści z branży. W KRI 2003 wzięło udział około 40 firm z Rosji, a także z bliskiej i dalekiej zagranicy, zajmujących się zarówno tworzeniem, jak i wydawaniem oprogramowania do gier, oraz Łączna Liczba odwiedzających konferencję, według różnych szacunków, wynosiła od 1000 do 1500 osób.
2006 Pierwsza Praktyczna Konferencja Grafiki Komputerowej i Animacji CG Event-2006 Zainspirowany konferencją SIGGRAPH, Sergey Tsyptsyn, autor Understanding Maya i twórca strony internetowej cgtalk. Common crawl pl Alexander Kostin zorganizował pierwszą praktyczną konferencję poświęconą grafice komputerowej CG Event, która stała się ideowym następcą festiwalu ANIGRAPH. W pierwszym CG Event wzięło udział ponad 500 osób, aw kolejnych liczba uczestników tylko rosła.
1. Grafika komputerowa to dziedzina działalności, w której komputery wykorzystywane są jako narzędzie, zarówno do tworzenia obrazów, jak i przetwarzania informacji wizualnych otrzymywanych ze świata rzeczywistego.
Produktem końcowym grafiki komputerowej jest obraz. Obraz ten może być wykorzystany na różne sposoby, np. rysunek techniczny, ilustracja części w instrukcji obsługi, prosty schemat, rzut architektoniczny proponowanej konstrukcji lub brief projektu, ilustracja promocyjna lub ramka do kreskówek.
W grafice komputerowej brane są pod uwagę następujące zadania:
1. Reprezentacja obrazu w grafice komputerowej;
2. Przygotowanie obrazu do wizualizacji;
3. Tworzenie obrazu;
4. Realizacja działań z wizerunkiem.
2. Historia rozwoju grafiki komputerowej rozpoczęła się już w XX wieku i trwa do dziś. Nie jest tajemnicą, że to grafika przyczyniła się do szybkiego wzrostu szybkości komputerów.
1940-1970 - czas wielkich komputerów (epoka przed komputerami osobistymi). Zajmowali się grafiką tylko podczas drukowania na drukarce. W tym okresie powstały matematyczne podstawy. Cechy: użytkownik nie miał dostępu do monitora, grafika została opracowana na poziomie matematycznym i była wyświetlana w formie tekstu, przypominającego obraz z dużej odległości. Plotery graficzne pojawiły się pod koniec lat 60. i były praktycznie nieznane.
1971-1985 - pojawiły się komputery osobiste, tj. użytkownik ma dostęp do wyświetlaczy. Drastycznie wzrosła rola grafiki, ale szybkość komputera była bardzo niska. Programy zostały napisane w asemblerze. Pojawi się kolorowy obraz. Cechy: ten okres charakteryzował się pojawieniem się prawdziwej grafiki.
1986-1990 - pojawienie się technologii Multimedia (Multimedia). Do grafiki dodano przetwarzanie dźwięku i obrazu, rozszerzyła się komunikacja użytkownika z komputerem. Cechy: wygląd dialogu użytkownika z komputerem osobistym; wygląd animacji i możliwość wyświetlania kolorowego obrazu.
1991-nasz czas - pojawienie się grafiki naszych czasów VirtualReality. Pojawiły się czujniki przemieszczenia, dzięki którym komputer zmienia obrazy za pomocą wysyłanych do niego sygnałów. Pojawienie się okularów stereo (monitor na każde oko), dzięki dużej prędkości, która jest imitacją świata rzeczywistego. Spowolnienie rozwoju tej technologii z powodu strachu lekarzy, tk. dzięki VirtualReality możesz znacznie zakłócić ludzką psychikę, dzięki potężnemu wpływowi na nią koloru.
3. grafika naukowa- pierwsze komputery służyły wyłącznie do rozwiązywania problemów naukowych i przemysłowych. Aby lepiej zrozumieć uzyskane wyniki, byli obróbka graficzna, budowane wykresy, diagramy, rysunki obliczonych konstrukcji. Pierwsze grafiki na maszynie uzyskano w trybie drukowania symbolicznego. Potem przyszedł urządzenia specjalne- plotery wykresowe (plotery) do rysowania rysunków i wykresów pisakiem atramentowym na papierze. Współczesna naukowa grafika komputerowa umożliwia przeprowadzanie eksperymentów obliczeniowych z wizualną reprezentacją ich wyników.
grafika biznesowa- obszar grafiki komputerowej przeznaczony do wizualnego przedstawiania różnych wskaźników pracy instytucji. Planowane wskaźniki, dokumentacja raportowa, raporty statystyczne – to obiekty, dla których tworzone są materiały ilustracyjne z wykorzystaniem grafiki biznesowej. Oprogramowanie grafiki biznesowe są zawarte w arkuszach kalkulacyjnych.
Projektuj grafikę wykorzystywane w pracy projektantów, architektów, wynalazców nowych technologii. Tego typu grafika komputerowa jest nieodzownym elementem CAD (projektowania systemów automatyzacji). Za pomocą grafiki projektowej można uzyskać zarówno obrazy płaskie (rzuty, przekroje), jak i przestrzenne obrazy trójwymiarowe.
Grafika ilustracyjna- to dowolne rysowanie i rysowanie na ekranie komputera. Stosowane są ilustracyjne pakiety graficzne oprogramowanie ogólny cel. Najprostsze narzędzia programowe do grafiki ilustracyjnej nazywane są edytorami graficznymi.
Grafika artystyczna i reklamowa- stał się popularny w dużej mierze dzięki telewizji. Przy pomocy komputera, reklam, kreskówek, gry komputerowe, samouczki wideo, prezentacje wideo. Pakiety graficzne do tych celów wymagają dużych zasobów komputera pod względem szybkości i pamięci. Cechą charakterystyczną tych pakietów graficznych jest możliwość tworzenia realistycznych obrazów i „ruchomych obrazów”. Uzyskanie rysunków obiektów trójwymiarowych, ich obrotów, przybliżeń, usunięć, odkształceń wiąże się z dużą ilością obliczeń. Przeniesienie oświetlenia obiektu, w zależności od położenia źródła światła, położenia cieni, tekstury powierzchni, wymaga obliczeń uwzględniających prawa optyki.
animacja komputerowa to akwizycja ruchomych obrazów na ekranie wyświetlacza. Artysta tworzy na ekranie rysunki położenia początkowego i końcowego poruszających się obiektów, wszystkie stany pośrednie oblicza i obrazuje komputer, wykonując obliczenia na podstawie matematycznego opisu tego typu ruchu. Powstałe rysunki, wyświetlane sekwencyjnie na ekranie z określoną częstotliwością, tworzą iluzję ruchu.
Multimedialne to połączenie wysokiej jakości obrazu na ekranie komputera z dźwiękiem. Systemy multimedialne są najczęściej wykorzystywane w edukacji, reklamie i rozrywce.
Wykład nr 2. Rodzaje grafiki komputerowej. Edytor graficzny.
1) Rodzaje CG.
2) Edytory graficzne.
3) Podstawowe pojęcia CG.
1. Istnieje kilka rodzajów CG:
grafika dwuwymiarowa,
Grafika trójwymiarowa (3D).
Dwuwymiarowa grafika komputerowa jest klasyfikowana według rodzaju reprezentacji informacji graficznej i wynikających z niej algorytmów przetwarzania obrazu. Zazwyczaj grafika komputerowa dzieli się na:
wektor
Raster,
fraktal.
Różnią się one zasadami tworzenia obrazu podczas wyświetlania na ekranie monitora lub drukowania na papierze.
Grafika rastrowa znajduje zastosowanie w opracowywaniu publikacji elektronicznych (multimedialnych) i poligraficznych. Ilustracje wykonane z grafiką rastrową rzadko są tworzone ręcznie przy użyciu programy komputerowe. W tym celu skanowane są ilustracje przygotowane przez artystę na papierze lub fotografie. Ostatnio do wprowadzania obrazów rastrowych do komputera szeroko stosuje się cyfrowe kamery fotograficzne i wideo. W Internecie do tej pory wykorzystywane są wyłącznie ilustracje rastrowe. Linie istnieją również w grafice rastrowej, ale tam są traktowane jako kombinacje punktów. Dla każdego punktu linii przydzielana jest jedna lub więcej komórek pamięci (im więcej kolorów mogą mieć punkty, tym więcej komórek jest im przydzielanych). W związku z tym im dłuższa linia rastrowa, tym więcej pamięci zajmuje.
W grafice wektorowej głównym elementem obrazu jest linia i nie ma znaczenia, czy jest to linia prosta, czy krzywa. Ilość pamięci zajmowanej przez linię nie zależy od rozmiaru linii, ponieważ linia jest reprezentowana jako formuła, a raczej w postaci kilku parametrów. Cokolwiek robi się z tą linią, zmieniają się tylko jej parametry zapisane w komórkach pamięci. Liczba komórek pozostaje taka sama dla każdej linii. Wszystko na ilustracji wektorowej składa się z linii. Najprostsze obiekty są łączone w bardziej złożone, na przykład obiekt czwórkowy może być postrzegany jako cztery połączone linie, a obiekt sześcianowy jest jeszcze bardziej złożony: można go traktować jako dwanaście połączonych linii lub jako sześć połączonych czworokątów. Z powodu tego podejścia grafika wektorowa jest często nazywana grafiką obiektową.
Obiekty grafiki wektorowej są przechowywane w pamięci jako zestaw parametrów, ale musimy pamiętać, że wszystkie obrazy są nadal wyświetlane jako kropki na ekranie. Przed wyświetleniem każdego obiektu na ekranie program oblicza współrzędne punktów ekranu na obrazie obiektu, dlatego grafika wektorowa jest czasami nazywana grafiką obliczeniową. Podobne obliczenia wykonuje się przy wysyłaniu obiektów do drukarki.
Natomiast oprogramowanie do grafiki wektorowej przeznaczone jest do tworzenia ilustracji iw mniejszym stopniu do ich obróbki. Takie narzędzia są szeroko stosowane w agencjach reklamowych, biurach projektowych, redakcjach i wydawnictwach. Prace projektowe oparte na wykorzystaniu czcionek i prostych elementów geometrycznych są łatwiejsze do rozwiązania za pomocą grafiki wektorowej. Istnieją przykłady prac wysoce artystycznych wykonanych za pomocą grafiki wektorowej, ale są one raczej wyjątkiem niż regułą.
Grafika fraktalna, podobnie jak grafika wektorowa, opiera się na obliczeniach matematycznych. Jednak podstawowym elementem grafiki fraktalnej jest sam wzór matematyczny, to znaczy, że w pamięci komputera nie są przechowywane żadne obiekty, a obraz budowany jest wyłącznie na podstawie równań. W ten sposób budowane są zarówno najprostsze regularne struktury, jak i złożone ilustracje imitujące naturalne krajobrazy i trójwymiarowe obiekty.
Narzędzia programowe do pracy z grafiką fraktalną są zaprojektowane do automatycznego generowania obrazów za pomocą obliczeń matematycznych. Tworzenie fraktalnej kompozycji artystycznej nie polega na rysowaniu czy projektowaniu, ale na programowaniu. Grafiki fraktalne są coraz częściej wykorzystywane w programach rozrywkowych.
Trójwymiarowa grafika (3D) i animacja. Grafika trójwymiarowa operuje obiektami w przestrzeni trójwymiarowej. Zwykle rezultatem jest płaski obraz, projekcja. Trójwymiarowa grafika komputerowa znajduje szerokie zastosowanie w filmach i grach komputerowych.
W grafice komputerowej 3D wszystkie obiekty są zwykle przedstawiane jako zbiór powierzchni lub cząstek. Najmniejsza powierzchnia nazywana jest wielokątem. Trójkąty są zwykle wybierane jako wielokąt. Wszystkie przekształcenia wizualne w grafice 3D są kontrolowane przez macierze.
2. Edytor graficzny - program umożliwiający tworzenie i edycję obrazów za pomocą komputera. Istnieją dwa rodzaje edytorów graficznych: rastrowe i wektorowe. Mapy bitowe obejmują Paint, Adobe Photoshop, Photostyler, GIMP itp.
Wiele edytorów rastrowych, takich jak Paint, koncentruje się bezpośrednio na procesie rysowania. Kładą nacisk na wykorzystanie wygodnych narzędzi do rysowania oraz tworzenie nowych narzędzi i materiałów artystycznych.
Pewna klasa rastrowych edytorów graficznych jest przeznaczona nie do tworzenia obrazów od podstaw, ale do obróbki gotowych rysunków w celu poprawy ich jakości i realizacji kreatywnych pomysłów. Do takich programów należą w szczególności Adobe Photoshop, Photostyler, GIMP itp.
Edytory grafiki wektorowej umożliwiają dokonywanie bardzo złożonych przekształceń kształtu obrazu, kompresji i rozciągania, dowolnych zmian wielkości, przekształceń konturu. Łatwo jest łączyć obrazy z różnego rodzaju napisami, dowolnie w nich umieszczonymi. Ale nie nadają się do przetwarzania obrazów fotograficznych. Wykorzystywane są do produkcji wszelkiego rodzaju emblematów, znaków towarowych, w układach książkowych, magazynowych i reklamowych o dowolnej złożoności, do tworzenia rysunków i projektów. Programy rastrowe są wykorzystywane, gdy konieczne jest przetwarzanie zeskanowanych obrazów, rysunków, fotografii. Główny nacisk kładziony jest na retusz obrazu, korekcję kolorów, dopasowanie kolorów, dobór optymalnego kontrastu, jasność, klarowność, różne, tworzenie kolaży. Ale nie radzą sobie dobrze z kształtem przedmiotów.
Najprostsze edytory grafiki wektorowej to Kompas, Auto Cad, Adobe Illustrator, CorelDraw itp.