Коротка історія - раздел Философия, Тема 2. Програмне забезпечення комп’ютерної графіки У Цьому Короткому Історичному Нарисі Ми Будемо Згадувати Алгоритми Й Методи, ...
У цьому короткому історичному нарисі ми будемо згадувати алгоритми й методи, з якими читач зможе познайомитися в даному курсі. Ці попередні згадування не повинні бентежити при першому прочитанні. По завершенні курсу можна повернутися до цього розділу й пройти його заново.
Комп'ютерна графіка в початковий період свого виникнення була далеко не настільки ефектної, який вона стала в справжні дні. У ті роки комп'ютери перебували на ранній стадії розвитку й були здатні відтворювати тільки найпростіші контури (лінії). Ідея комп'ютерної графіки не відразу була підхоплена, але її можливості швидко росли, і поступово вона стала займати одну з найважливіших позицій в інформаційних технологіях.
Першою офіційно визнаною спробою використання дисплея для виводу зображення з ЕОМ з'явилося створення в Масачусетському технологічному університеті машини Whirlwind-I в 1950 м. Таким чином, виникнення комп'ютерної графіки можна віднести до 1950-х років. Сам же термін "комп'ютерна графіка" придумав в 1960 р. співробітник компанії Boeing У. Феттер.
Перше реальне застосування комп'ютерної графіки зв'язують із ім'ям Дж. Уїтні. Він займався кіновиробництвом в 60-х роках і вперше використовував комп'ютер для створення титрів до кінофільму.
Наступним кроком у своєму розвитку комп'ютерна графіка зобов'язана Айвену Сазерленду, що в 1961 р., ще будучи студентом, створив програму малювання, названу їм Sketchpad (альбом для малювання). Програма використовувала світлове перо для малювання найпростіших фігур на екрані. Отримані картинки можна було зберігати й відновлювати. У цій програмі було розширене коло основних графічних примітивів, зокрема, крім ліній і крапок був уведений прямокутник, що задавався своїми розмірами й розташуванням.
Спочатку комп'ютерна графіка була векторної, тобто зображення формувалося з тонких ліній. Ця особливість була пов'язана з технічною реалізацією комп'ютерних дисплеїв. Надалі більше широке застосування одержала растрова графіка, заснована на поданні зображення на екрані у вигляді матриці однорідних елементів (пикселей).
У тім же 1961 р. студент Стів Рассел створив першу комп'ютерну відеогру Spacewar ("Зоряна війна"), а науковий співробітник Bell Labs Едвард Зеджек створив анімацію "Simulation of a two-giro gravity control system".
У зв'язку з успіхами в області комп'ютерної графіки великі корпорації почали проявляти до неї інтерес, що у свою чергу стимулювало прогрес в області її технічної підтримки.
Університет штату Юта стає центром досліджень в області комп'ютерної графіки завдяки Д.Евансу й А.Сазерленду, які в цей час були самими помітними фігурами в цій області. Пізніше їхнє коло стало швидко розширюватися. Учнем Сазерленда став Э.Кетмул, майбутній творець алгоритму видалення невидимих поверхонь із використанням Z-Буфера (1978). Тут же працювали Дж.Варнок, автор алгоритму видалення невидимих граней на основі розбивки області (1969) і засновник Adobe System (1982), Дж.Кларк, майбутній засновник компанії Silicon Graphics (1982). Всі ці дослідники дуже сильно просунули алгоритмічну сторону комп'ютерної графіки.
У тім же 1971 р. Гольдштейн і Нагель уперше реалізували метод трасування променів з використанням логічних операцій для формування тривимірних зображень.
В 1970-і роки відбувся різкий стрибок у розвитку обчислювальної техніки завдяки винаходу мікропроцесора, у результаті чого почалася мініатюризація комп'ютерів і швидкий ріст їхньої продуктивності. І в цей же час починає інтенсивно розвиватися індустрія комп'ютерних ігор. Одночасно комп'ютерна графіка починає широко використовуватися на телебаченні й у кіноиндустрії. Дж.Лукас створює відділення комп'ютерної графіки на Lucasfilm.
В 1977 р. з'являється новий журнал "Computer Graphics World".
У середині 1970-х років графіка продовжує розвиватися убік все більшої реалістичності зображень. Э.Кетмул в 1974 р. створює перші алгоритми текстурування криволінійних поверхонь. В 1975 р. з'являється згаданий раніше метод зафарбовування Фонга. В 1977 р. Дж.Млинець пропонує алгоритми реалістичного зображення шорсткуватих поверхонь (мікрорельєфів); Ф.Кроу розробляє методи усунення східчастого ефекту при зображенні контурів (антиелайзинг). Дж.Брезенхем створює ефективні алгоритми побудови растрових образів відрізків, окружностей і еліпсів. Рівень розвитку обчислювальної техніки до цього часу вже дозволив використовувати "жадібні" алгоритми, що вимагають більших обсягів пам'яті, і в 1978 р. Кетмул пропонує метод Z-Буфера, у якому використовується область пам'яті для зберігання інформації про "глибину" кожного пікселя екранного зображення. У цьому ж році Сайрус і Бек розвивають алгоритми клипірування (відсікання) ліній. А в 1979 р. Кей і Грінберг уперше реалізують зображення напівпрозорої поверхні.
В 1980 р. Т.Уіттед розробляє загальні принципи трасування променів, що включають відбиття, переломлення, затінення й методи антиелайзинга. В 1984 р. групою дослідників (Горел, Торренс, Гринберг і ін.) була запропонована модель випромінювальності, одночасно розвиваються методи прямокутного кліпування областей.
В 1980-і роки з'являється цілий ряд компаній, що займаються прикладними розробками в області комп'ютерної графіки. В 1982 р. Дж.Кларк створює Silicon Graphics, тоді ж виникає Ray Tracing Corporation, Adobe System, в 1986 р. компанія Pixar відокремлюється від Lukasfilm.
У ці роки комп'ютерна графіка вже міцно впроваджується в кіноіндустрію, розвиваються додатки до інженерних дисциплін. В 1990-е роки у зв'язку з виникненням мережі Internet у комп'ютерної графіки з'являється ще одна сфера додатка.
Тут перераховані далеко не всі серйозні кроки на шляху розвитку графіки, але більше докладне знайомство з її історією вимагає досить гарного подання про теорію й алгоритми цієї дисципліни, тому ми обмежуємося лише коротким оглядом. Неважко помітити, що пріоритет у розвитку даного напрямку в інформаційних технологіях досить міцно втримують американські дослідники. Але й у вітчизняній науці теж були свої розробки, серед яких можна назвати ряд технічних реалізацій дисплеїв, виконаних у різні роки:
1968, ОЦ АН СРСР, машина БЕСМ-6, імовірно, перший вітчизняний растровий дисплей з відеопам'яттю на магнітному барабані;
1972, Інститут автоматики і електрометрії (Іаіе), векторний дисплей "Символ";
1973, Іаіе, векторний дисплей "Дельта";
1977, Іаіе, векторний дисплей ЕПГ-400;
1982, Київ, НДІ периферійного встаткування, векторний дисплей СМ-7316, 4096 символів, дозвіл 2048?2048;
1979-1984, Інститут прикладної фізики, серія растрових кольорових напівтонових дисплеїв "Гама". Останні дисплеї даної серії мали таблицю кольоровості, підтримували вікна, плавне масштабування.
Таким чином, у процесі розвитку комп'ютерної графіки можна виділити кілька етапів.
В 1970-і роки вона формувалася як наукова дисципліна. У цей час розроблялися основні методи й алгоритми: відсікання, растрове розгорнення графічних примітивів, зафарбування візерунками, реалістичне зображення просторових сцен (видалення невидимих ліній і граней, трасування променів, що випромінюють поверхні), моделювання освітленості.
В 1980-е графіка розвивається більше як прикладна дисципліна. Розробляються методи її застосування у всіляких областях людської діяльності.
В 1990-е роки методи комп'ютерної графіки стають основним засобом організації діалогу " людина-комп'ютер" і залишаються такими по теперішній час.
Тема Загальне введення в комп ютерну графіку... Тема Програмне забезпечення комп ютерної графіки Тема Апаратне забезпечення комп ютерної графіки...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Коротка історія
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Коротка історія
У цьому короткому історичному нарисі ми будемо згадувати алгоритми й методи, з якими читач зможе познайомитися в даному курсі. Ці попередні згадування не повинні бентежити при першому прочитанні. П
ЛЕКЦИЯ 2. Програмне забезпечення комп’ютерної графіки
Якість цифрового зображення, незалежно від того, чи зберігається воно на диску, проглядається на моніторі чи виводиться на друк – базується на малих складових елементах зображення.
Програмні компоненти обчислювальної машини
Програмне забезпечення ЕОМ складається з операційної системи; сервісного програмного забезпечення та прикладних (спеціалізованих) програм.
Операційна система (ОС) – це набір програм
Основні поняття
У попередньому розділі було розказано про растр як про абстрактний математичний об'єкт. При фізичній реалізації растрів виникають додаткові характеристики. Основний з них є Розв'язна здатні
Сканери
Сканер - пристрій одержання зображень високого дозволу (до 11000 spi). Принцип роботи складається в послідовному висвітленні скануємого матеріалу ксеноновою або флюоресцентною лампою й реєстрації в
Дисплеї на ЕЛТ
Найпоширеніший5)тип дисплеїв середнього розміру. Заснований на використанні ЕЛТ - Електронно-Променевої Трубки (англ. CRT). ЕЛТ улаштована в такий спосіб.
Елект
Інші типи дисплеїв
Також існують менш розповсюджені типи дисплеїв, у тому числі й ті, які тільки з'являються на ринку.
- Плазмені панелі. У плазменихх панелях, подібно Рк-Панелям, екран скла
Проектори
Проектори використовуються для демонстрації зображень більших розмірів. Для цього застосовуються системи лінз, що проектують маленьке зображення на великий екран. За технологією побудови первинного
Лазерні принтери
Лазерні принтери є найефективнішими з погляду вартості печатки сторінки. У цей час переважають у чорно-білій пресі.
Принцип дії наступний:
Спочатку на всю поверхню барабана з фото
Архітектура
За вивід графічної інформації на дисплей у ПК відповідає спеціальний набір мікросхем, поміщається звичайно на окрему плату, що називається відеоплатою або відеокартою
Подання зображень
Тепер варто докладніше зупинитися на форматах подання растрових зображень у пам'яті. Звичайно піксели описуються набором ненегативних цілих чисел. Зображення звичайно зберігаються построчно; у кожн
Програмний інтерфейс
Найперші ПК, що з'явилися на початку 1980-х років, працювали винятково в текстовому режимі. У цьому режимі найменшим примітивом при виводі на дисплей є символ цілком, а не окремі піксели. Хоча можн
Математичні основи векторної графіки
В основі векторної графіки лежать математичні представлення про властивості геометричних фігур. Найпростішим об’єктом векторної графіки є лінія, тому, в основі векторної графіки лежить насамперед м
Геометричні примітиви
Під геометричними примітивами розуміють той базовий набір геометричних фігур, що лежить в основі всіх графічних побудов, причому ці фігури повинні утворювати "базис" у тому розумінні, що
Полігональні моделі
Для цих просторових моделей використовуються як примітиви вершини (крапки в просторі), відрізки прямих (вектори), з яких будуються полілінії, полігони й по
Воксельні моделі
Воксельна модель - це подання об'єктів у вигляді тривимірного масиву об'ємних (кубічних) елементів. Сама назва "воксель" складено із двох слів: volume element. Так само як і піксель, вокс
Воксельні моделі
Воксельна модель - це подання об'єктів у вигляді тривимірного масиву об'ємних (кубічних) елементів. Сама назва "воксель" складено із двох слів: volume element. Так само як і піксель, вокс
Векторна графіка
У векторному способі кодування, геометричні фігури, криві і прямі лінії, що складають малюнок, зберігаються в пам'яті комп'ютера у вигляді математичних формул і геометричних абстракцій, таких як: к
Основні поняття векторної графіки
У растровій графіці основним елементом зображення є точка, а у векторній графіці основним елементом зображення є лінія, яку ще називають вектором, звідки і пішла назва – векторна графіка (пр
Формати векторних зображень
Векторні формати зберігання даних є універсальними, оскільки в них можна зберігати крім векторних зображень, ще й растрові. Розробники векторних графічних програм надають перевагу власним форматам,
Редактори векторної графіки загального призначення
Графічні редактори, призначені для роботи з векторною графікою, умовно діляться на дві групи: програми для загального використання та спеціалізовані, призначені для конкретного прикладного використ
Векторизатори
Інколи виникає потреба переведення растрових зображень у векторні. Особливо це актуально при створенні електронних версій креслень, карт місцевості, планів та схем, тобто
інженерно-технічн
Растрова графіка.
Призначення растрової графіки:
1) для редагування різних типів цифрових зображень, у тому числі фотографій;
2) для виконання колірної корекціїзображення;
3) для ст
Формати та редактори растрових зображень
Формат зображення – це спосіб кодування графічного зображення. Розміри графічних файлів зазвичай є досить великими, тому використовують різні алгоритми стискання даних, а вибір потрібного формату е
Можливості графічного пакета AutoCAD 2006. Завантаження AutoCAD
AutoCAD2006 працює під керуванням операційної системи Windows, яка автоматично завантажується після включення комп’ютера. На екрані з’являється робочий стіл Windows. Подвійне клацання лівою клавіше
Графічний інтерфейс AutoCAD2006
Інтерфейс AutoCAD 2006 створений з урахуванням найсучасніших технологій та засобів спілкування користувача з персональним комп’ютером, що спрощує роботу в середовищі AutoCAD 2006 та гарантує високо
Зберігання креслення
Зберігання файлу креслення AutoCAD 2006 таке саме, як і зберігання будь - якого файлу у Windows. Необхідно взяти за правило зберігати поточне креслення кожні 10 – 15 хвилин. Це позбавить користувач
Створення нової папки
Для зберігання виконаних креслень користувач повинен створити свою власну папку, яка може бути підкаталогом у іншій папці. Назва папки повинна мати ім’я, яке легко запам’ятовується.
Для ст
Завантаження існуючого креслення
Для того щоб завантажити вже існуючий файл креслення при запуску AutoCAD, необхідно вибрати режим запуску Open a Drawing (Відкрити креслення) (рис. 3.1) у діалоговому вікні Start Up. У відповідь си
Системне меню AutoCAD
Команда може бути введена із системного меню, зміст якого наведений на рисунку 38.
Контекстні меню
Команда може бути введена із контекстного меню, яке виводиться на екран натисканням правої клавіші миші. Це меню значно скорочує роботу користувача, позбавляючи його від необхідності шукати потрібн
Панелі інструментів
Панелі інструментів дозволяють запускати виконання команди AutoCAD простим клацанням миші на вибраній піктограмі – найбільш швидкий запуск команди. AutoCAD містить 24 панелі інструментів. При першо
Створення комфортних умов праці
Користувач має можливість вносити різні зміни у стандартне настроювання AutoCAD для створення комфортних для себе умов праці.
Під створенням комфортних умов розуміють таке:
- пере
Настроювання параметрів майбутнього креслення
Настроювання параметрівкреслення – доволі трудомістка операція, тому її рекомендовано виконувати на стадії створення шаблону. Це дозволить надалі виконувати креслення із застосуванням шаблонів, що
Створення креслення по шарах
Робочі креслення у середовищі AutoCAD зручно створювати по шарах. За кожним шаром встановлюються певне ім’я, колір, тип та товщина лінії. Створення шару – один із найважливіших етапів настроювання
Особливості нанесення розмірів засобами AutoCAD
Доступ до команд нанесення розмірів у AutoCAD відбувається із системного меню або панелі інструментів Dimension (Розміри). Щоб вивести на екран панель інструментів Dimension (рис. 61), клацніть пра
Системи координат
AutoCad дозволяє будувати об’єкти у будь-якій площині тривимірного простору. Для спрощення будування об’єктів у площині, не паралельній площині побудови XY, необхідно задати систему координат так,
Рівень і висота
Площина екрану, яка збігається з площиною XY світової системи координат, називається площиною побудов. Будуючи двовимірні об’єкти, можна змінювати їх рівень, тобто керувати переміщенням площини поб
Твердотільні моделі. Будування стандартних тривимірних тіл
Складні твердотільні моделі або тіла будуються як конструкції складені з окремих блоків – тривимірних примітивів, до яких застосовують теоретико множинні операції об’єднання, віднімання, перетину,
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов