Стаття на тему "Історія розвитку комп’ютерної графіки", Косян Вероніка

Поняття про комп'ютерну графіку

На початку свого розвитку комп'ютерну графіку розглядали як частину системного програмування для ЕОМ або один з розділів систем автоматизованого проектування (САПР). Сучасна комп'ютерна графіка становить ряд напрямів і різноманітних застосувань. Для одних із них основою є автоматизація креслення технічної документації, для інших – проблеми оперативної взаємодії людини й комп'ютера, а також задачі числової обробки, розшифрування та передачі зображень.

Однією з основних підсистем САПР, що забезпечує комплексне виконання проектних робіт на основі ЕОМ, є комп'ютерна графіка (КГ). Комп'ютерною, або машинною, графікою називають наукову дисципліну, яка розробляє сукупність засобів та прийомів автоматизації кодування, обробки й декодування графічної інформації. Іншими словами, комп'ютерна графіка розробляє сукупність технічних, програмних, інформаційних засобів і методів зв'язку користувача з ЕОМ на рівні зорових образів для розв'язання різноманітних задач при виконанні конструкторської та технічної підготовки виробництва.

Основні галузі застосування комп'ютерної графіки та її компонентів

Застосування КГ для формування різноманітної графічної інформації в різних галузях людської діяльності свідчить про те, що комп'ютерна графіка та геометрія – явища різноманітні й багатопланові. У рамках КГ розв'язуються такі проблеми: розробка нових методів математичного забезпечення; розробка програмних систем графічних мов; створення нових ефективних технічних засобів для проектувальників, конструкторів та дослідників; розвиток нових наукових дисциплін і навчальних предметів, які увібрали в себе аналітичну, прикладну та нарисну геометрії, програмування для ЕОМ, методи обчислювальної математики, приладобудування. Математичне забезпечення ґрунтується на методі математичного моделювання, згідно з яким математична структура, відношення елементів у математичній моделі відповідає структурі й відношенням у реальному об'єкті. У КГ використовується геометрична версія математичного моделювання, при якому дво- та тривимірні зображення складаються з точок, ліній і поверхонь.

Вивчення комп'ютерної графіки зумовлене:

• широким впровадженням системи комп'ютерної графіки для забезпечення систем автоматизованого проектування, автоматизованих систем конструювання (АСК) та автоматизованих систем технологічної підготовки виробництва (АСТПВ) в усіх сферах інженерної діяльності;

• значним обсягом перероблюваної геометричної інформації, що становить 60...80 % загального обсягу інформації, необхідної для проектування, конструювання та виробництва літаків, кораблів, автомобілів, складних архітектурних споруд тощо;

• необхідністю автоматизації виконання численних креслярсько-графічних робіт;

• необхідністю підвищення продуктивності та якості інженерної праці.

Метою комп'ютерної графіки є підвищення продуктивності інженерної праці та якість проектів, зниження вартості проектних робіт, скорочення термінів виконання їх. Завданням комп'ютерної графіки є звільнення людини від виконання трудомістких графічних операцій, які можна формалізувати, вироблення оптимальних рішень, забезпечення природного зв'язку людини з ЕОМ на рівні графічних зображень.

Історія і перспективи розвитку комп'ютерної графіки

Розвиток комп'ютерної графіки (КГ) почався з появою пристроїв графічного виведення. Становлення КГ та широке її використання пов'язано із створенням засобів графічного введення — виведення та дисплеїв — пристроїв побудови зображень на електронно-променевій трубці. При взаємодії користувача з комп'ютером розрізняють три режими роботи: пакетний; пасивно-інтерактивний; інтерактивний. У 60-роках виникає ряд дослідних проектів, з'являються розробки, придатні для комерційного розповсюдження. Найбільш значними серед них були проекти фірми GЕNЕRАL МОТОRS з використанням багатопультової графічної системи з розподілом часу для багатьох етапів проектування автомобілів, система була створена фірмою для проектування лінз і дисплейна система ІВМ 2250, заснована на прототипі фірми GЕNЕRАL МОТОRS. В Україні перша інтерактивна графічна система автоматизованого проектування електронних схем була розроблена Київським політехнічним інститутом і Науково-дослідним інститутом автоматизованих систем управління та планування в будівництві (НДІАСБ, Київ) і демонструвалася в 1969 р. В інтерактивному режимі роботи графічна інформація формується і виводиться в режимі оперативної графічної взаємодії користувача та комп'ютера.

Перші обчислювальні машини не мали спеціальних 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 р програміст С. Рассел очолив проект по створенню першої комп'ютерної гри з графікою. Гра Spacewar була створена на машині PDP-1.

У 1963 р американський вчений Айвен Сазерленд створив программноаппаратний комплекс Sketchpad, який дозволяв малювати крапки, лінії та кола на трубці цифровим пером (світлове перо (англ. Light реп) - один з інструментів введення графічних даних в комп'ютер, різновид маніпуляторів). Підтримувалися базові дії з примітивами [1] - переміщення, копіювання та ін. По суті, це був перший векторний редактор [2][2], реалізований на комп'ютері. Також програму можна назвати першим графічним інтерфейсом, причому вона була такою ще до появи самого терміна.

У 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 р General Motors представила систему автоматизованого проектування DAC-1, розроблену спільно з IBM.

У 1964 р групою під керівництвом II. II. 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.

У 1968 р істотного прогресу комп'ютерна графіка досягла з появою можливості запам'ятовувати зображення і виводити їх на комп'ютерному дисплеї, електронно-променевої трубці.