Перші обчислювальні машини не мали окремих засобів для роботи з графікою, проте вже використовувалися для отримання і обробки зображень. Програмуючи пам'ять перших електронних машин, побудовану на основі матриці ламп, можна було отримувати візерунки.
У 1961 році програміст С. Рассел очолив проект по створенню першої комп'ютерної гри з графікою. Створення гри «Spacewar» ( «Космічні війни») зайняло близько 200 людино-годин. Гра була створена на машині PDP-1.
В середині 1960-х рр. з'явилися розробки в промислових додатках комп'ютерної графіки. Так, під керівництвом Т. Мофетта і Н. Тейлора фірма Itek розробила цифрову електронну креслярську машину. У 1964 році General Motors представила систему автоматизованого проектування DAC-1, розроблену спільно з IBM.
У 1968 році групою під керівництвом Н. Н. Константинова була створена комп'ютерна математична модель руху кішки. Машина БЕСМ-4. виконуючи написану програму рішення диференціальних рівнянь, малювала мультфільм «Кішечка». який для свого часу був проривом. Для візуалізації використовувався алфавітно-цифровий принтер.
Істотний прогрес комп'ютерна графіка зазнала з появою можливості запам'ятовувати зображення і виводити їх на комп'ютерному дисплеї, електронно-променевої трубки.
поточний стан
Основні області застосування
Розробки в області комп'ютерної графіки спочатку рухалися лише академічним інтересом і йшли в наукових установах. Поступово комп'ютерна графіка міцно увійшла в повсякденне життя, стало можливим вести комерційно успішні проекти в цій галузі. До основних сфер застосування технологій комп'ютерної графіки відносяться:
Наукова робота
Комп'ютерна графіка є також однією з областей наукової діяльності. В області комп'ютерної графіки захищаються дисертації, а також проводяться різні конференції:
Технічна сторона
двовимірна графіка
Двовимірна комп'ютерна графіка класифікується за типом представлення графічної інформації, і наступними з нього алгоритмами обробки зображень. Зазвичай комп'ютерну графіку розділяють на векторну і растрову, хоча обособляют ще й фрактальний тип представлення зображень.
Векторна графіка
Приклад векторного малюнка
Векторна графіка представляє зображення як набір геометричних примітивів. Зазвичай в якості них вибираються точки, прямі, кола, прямокутники, а також як загальний випадок, сплайни деякого порядку. Об'єктам присвоюються деякі атрибути, наприклад, товщина ліній, колір заповнення. Малюнок зберігається як набір координат, векторів і інших чисел, що характеризують набір примітивів. При відтворенні об'єктів, що перекриваються має значення їх порядок.
Зображення у векторному форматі дає простір для редагування. Зображення може без втрат масштабироваться, повертатися, деформуватися, також імітація тривимірності в векторній графіці простіше, ніж в растровій. Справа в тому, що кожне таке перетворення фактично виконується так: старе зображення (або фрагмент) стирається, і замість нього будується нове. Математичний опис векторного малюнка залишається колишнім, змінюються тільки значення деяких змінних, наприклад, коефіцієнтів. При перетворенні растрової картинки вихідними даними є тільки опис набору пікселів, тому виникає проблема заміни меншого числа пікселів на більше (при збільшенні), або більшого на менше (при зменшенні). Найпростішим способом є заміна одного пікселя декількома того ж кольору (метод копіювання найближчого пікселя: Nearest Neighbour). Більш досконалі методи використовують алгоритми інтерполяції, при яких нові пікселі отримують деякий колір, код якого обчислюється на основі кодів квітів сусідніх пікселів. Подібним чином виконується масштабування в програмі Adobe Photoshop (билинейная і бікубічеськая інтерполяція).
Разом з тим, не всяке зображення можна представити як набір з примітивів. Такий спосіб представлення хороший для схем, використовується для масштабованих шрифтів, ділової графіки, дуже широко використовується для створення мультфільмів і просто роликів різного змісту.
Растрова графіка
Приклад реєстрового малюнка
Растрова графіка завжди оперує двовимірним масивом (матрицею) пікселів. Кожному пікселю зіставляється значення - яскравості, кольору, прозорості - або комбінація цих значень. Растровий образ має деяке число рядків і стовпців.
Без особливих втрат растрові зображення можна тільки лише зменшувати, хоча деякі деталі зображення тоді зникнуть назавжди, що інакше в векторному поданні. Збільшення ж растрових зображень обертається красивим видом на збільшені квадрати того чи іншого кольору, які раніше були пікселями.
У растровому вигляді представимо будь-яке зображення, проте цей спосіб зберігання має свої недоліки: більший обсяг пам'яті, необхідний для роботи з зображеннями, втрати при редагуванні.
фрактальна графіка
Фрактал - об'єкт, окремі елементи якого успадковують властивості батьківських структур. Оскільки більш детальний опис елементів меншого масштабу відбувається по простому алгоритму, описати такий об'єкт можна всього лише декількома математичними рівняннями.
Фрактали дозволяють описувати цілі класи зображень, для детального опису яких потрібно відносно мало пам'яті. З іншого боку, до зображень поза цих класів, фрактали застосовні слабо.
Тривимірна графіка (3D)
Тривимірна графіка оперує з об'єктами в тривимірному просторі. Зазвичай результати являють собою плоску картинку, проекцію. Комп'ютерна графіка широко використовується в кіно, комп'ютерних іграх.
У тривимірній комп'ютерній графіці всі об'єкти зазвичай представляються як набір поверхонь або частинок. Мінімальну поверхню називають полігоном. Як полігон зазвичай вибирають трикутники.
Всіма візуальними перетвореннями в 3D-графіці управляють матриці (див. Також: Афінний перетворення в лінійної алгебри). У комп'ютерній графіці використовується три види матриць:
Будь полігон можна представити у вигляді набору з координат його вершин. Так, у трикутника буде 3 вершини. Координати кожної вершини представляють собою вектор (x, y, z). Помноживши вектор на відповідну матрицю, ми отримаємо новий вектор. Зробивши таке перетворення з усіма вершинами полігону, отримаємо новий полігон, а перетворивши все полігони, отримаємо новий об'єкт, повернений / зрушений / промасштабірованний щодо вихідного.
Щорічно проходять конкурси тривимірної графіки, такі ка Magick next-gen або Dominance War
CGI графіка
CGI - Computer Generated Images (Генеровані Комп'ютерні Об'єкти)
Подання квітів в комп'ютері
Система передачі кольору RGB
Для передачі і зберігання кольору в комп'ютерній графіці використовуються різні форми його представлення. У загальному випадку колір являє собою набір чисел, координат в деякій колірній системі.
Стандартні способи зберігання і обробки кольору в комп'ютері обумовлені властивостями людського зору. Найбільш поширені системи CMYK для роботи в друкарському справі.
Іноді використовується система з великим, ніж три, числом компонент. Кодується спектр відбиття або випускання джерела, що дозволяє більш точно описати фізичні властивості кольору. Такі схеми використовуються в фотореалістичному тривимірному рендеринге.
Реальна сторона графіки
Будь-яке зображення на моніторі, в силу його площині, стає растровим, так як монітор це матриця, він складається з стовпців і рядків Тривимірна графіка існує лише в нашій уяві, так як те, що ми бачимо на моніторі - це проекція тривимірної фігури, а вже створюємо простір ми самі. Таким чином візуалізація графіки буває тільки растрова і векторна, а спосіб візуалізації це тільки растр (набір пікселів), а від кількості цих пікселів залежить спосіб завдання зображення.
Примітки
література
Дивитися що таке "Машинна графіка" в інших словниках:
машинна графіка - Сукупність методів і прийомів для перетворення за допомогою ЕОМ даних в графічне представлення або графічного представлення в дані. [ГОСТ 27459 87] Тематики машинна графіка EN computer graphics ... Довідник технічного перекладача
Машинна ГРАФІКА - машинна ГРАФІКА, сукупність засобів і методів для перетворення даних в графічні зображення (креслення, графіки, малюнки) або зворотне перетворення (графічних зображень в дані) за допомогою ЕОМ ... Сучасна енциклопедія
Машинна графіка - машинна ГРАФІКА, сукупність засобів і методів для перетворення даних в графічні зображення (креслення, графіки, малюнки) або зворотне перетворення (графічних зображень в дані) за допомогою ЕОМ. ... Ілюстрований енциклопедичний словник
Машинна графіка - ЗАГАЛЬНІ ПОНЯТТЯ 1. Машинна графіка Computer graphics Сукупність методів і прийомів для перетворення за допомогою ЕОМ даних в графічне представлення або графічного представлення в дані Джерело: ГОСТ 27459 87: Системи обробки інформації ... Словник-довідник термінів нормативно-технічної документації
машинна графіка - kompiuterinė grafika statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. computer graphics vok. Computergraphik, f; graphische Datenverarbeitung, f rus. комп'ютерна графіка, f; машинна графіка, f pranc. infographie, f ... Automatikos terminų žodynas
Машинна графіка - см. Комп'ютерна графіка ... Короткий тлумачний словник по поліграфії
ГОСТ 27459-87: Системи обробки інформації. Машинна графіка. Терміни та визначення - Термінологія ГОСТ 27459 87: Системи обробки інформації. Машинна графіка. Терміни та визначення оригінал документа: 5. Абсолютна команда візуалізації Absolute command Команда візуалізації, в якій використовуються абсолютні координати ... ... Словник-довідник термінів нормативно-технічної документації
Графіка машинна - сукупність математичних і апаратних засобів, що забезпечують уявлення і перетворення в ЕОМ графічної інформації. Математичні засоби Г. м. Графічні алгоритми, структури даних, графічні мови. Графічні алгоритми ... ... Енциклопедія техніки
ГРАФІКА - (1) вид і спосіб відображення інформації у вигляді (див.), Малюнка або (див.); (2) Г. інженерна комплекс наукових дисциплін, необхідних для виконання графічних робіт в інженерній практиці; (3) Г. машинна Г. передбачає використання ЕОМ в ... ... Велика політехнічна енциклопедія