1. Определение понятия «Компьютерная графика». История развития компьютерной графики.
2. Растровая компьютерная графика.
3. Векторная компьютерная графика.
4. Настольные издательские системы
Существует несколько основных определений понятия компьютерная графика. Так, в контексте информатики, компьютерная графика понимается, как наука о математическом моделировании геометрических форм и облика объектов, а также методов их визуализации.
Однако существует строгое определение компьютерной (машинной) графики, данное международной организацией по стандартизации (ISO — International Standart Organization):
Машинная графика — это совокупность методов и средств для преобразования данных в графическую форму представления и из графической формы представления с помощью электронно-вычислительной машины (ЭВМ).
Довольно распространено и такое определение: под компьютерной графикой понимается область деятельности, в которой компьютеры используются в качестве инструмента для создания изображений, а также для обработки визуальной информации, полученной из реального мира. На данный момент компьютерная графика используется практически во всех областях массовой коммуникации: рекламе, издательской деятельности и печати, кино, телевидении и др.
Отправной точкой развития компьютерной графики можно считать 1930 год, когда в США и советским ученым Владимиром Зворыкиным (рис.1.), работавшим в компании “Вестингхаус” (Westinghouse), была изобретена электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), впервые позволяющая получать изображения на экране без использования механических движущихся частей.
Рис.1
Началом эры собственно компьютерной графики можно считать декабрь 1951 года, когда в Массачусеттском технологическом институте (МТИ) для системы противовоздушной обороны военно-морского флота США был разработан первый дисплей для компьютера “Вихрь” (рис.2). Изобретателем этого дисплея был инженер из МТИ Джей Форрестер. В 50-60 гг. были сформулированы основные принципы рисования отрезками, удаления невидимых линий, методы отображения сложных поверхностей, определены методы формирования теней, учета освещенности сюжета. В середине 1960-х была разработана цифровая электронная чертежная машина (фирма Itek). В 1961 году программист С. Рассел возглавил проект по созданию первой компьютерной игры с графикой. Создание игры («Космические войны») заняло около 200 человеко-часов. Игра была создана на машине PDP-1. В 1963 году американский учёный Айвен Сазерленд создал программно-аппаратный комплекс Sketchpad, который позволял рисовать точки, линии и окружности на трубке цифровым пером. Поддерживались базовые действия с примитивами: перемещение, копирование и др. По сути, это был первый векторный редактор, реализованный на компьютере. Также программу можно назвать первым графическим интерфейсом, причём она являлась таковой ещё до появления самого термина. Появились также разработки в промышленных приложениях компьютерной графики. Так, под руководством Т. Мофетта и Н. Тейлора фирма Itek разработала цифровую электронную чертёжную машину. В 1964 году General Motors представила систему автоматизированного проектирования DAC-1, разработанную совместно с IBM. В 1968 году группой под руководством Н. Н. Константинова была создана компьютерная математическая модель движения кошки. Машина БЭСМ-4, выполняя написанную программу решения дифференциальных уравнений, рисовала мультфильм «Кошечка», который для своего времени являлся прорывом. Для визуализации использовался алфавитно-цифровой принтер. В 1977 году Commodore выпустила свой РЕТ (рис.2.) (персональный электронный делопроизводитель), а компания Apple создала Apple-II (рис.3). Появление этих устройств вызывало смешанные чувства: графика была ужасной, а процессоры медленными, как улитки. Однако ПК стимулировали процесс разработки периферийных устройств: недорогих графопостроителей и графических планшетов.
Рис. 2 Рис. 3
В 1982 году на экраны кинотеатров вышел фильм “Трон” (рис.10) в котором впервые использовались кадры, синтезированные на компьютере.
В 1984 году был выпущен первый Macintosh, название которого произошло от сорта яблок "Макинтош" (рис.4) с их графическим интерфейсом пользователя. Первоначально областью применения ПК были не графические приложения, а работа с текстовыми процессорами и электронными таблицами, но его возможности как графического устройства побуждали к разработке относительно недорогих программ как в области САПР, так и в более общих областях бизнеса и искусства.
Рис. 4
К концу 80-х программное обеспечение имелось для всех сфер применения: от комплексов управления до настольных издательских комплексов. В конце восьмидесятых возникло новое направление рынка на развитие аппаратных и программных систем сканирования, автоматической оцифровки. Оригинальный толчок в таких системах должна была создать магическая машина Ozalid, которая бы сканировала и автоматически векторизовала чертеж на бумаге, преобразуя его в стандартные форматы CAD/CAM. Однако, акцент сдвинулся в сторону обработки, хранения и передачи сканируемых пиксельных. В 90-х стираются отличия между КГ и обработкой изображения.
Визуализировать полученное посредством компьютера изображение можно различными технологическими способами: выводить картинку на экран аппарата или выполнить распечатку путем переноса красителя на твердую основу. Основная задача рекламиста здесь состоит в построении визуальной коммуникации. Под последней понимается информационный процесс, при котором подготовленные автором изображения данные передаются зрителю по каналу зрения и, будучи переданными, через накопленные ранее воспоминания и ассоциации вызывают у зрителя сознательно или подсознательно определенные мысли и эмоции.
Наиболее известны два способа визуализации: растровый и векторный. Первый способ ассоциируется с такими графическими устройствами, как дисплей, телевизор, принтер. Второй используется в векторных дисплеях, плоттерах.
Наиболее удобно, когда способ описания графического изображения соответствует способу визуализации. Иначе нужна конвертация. Например, изображение может храниться в растровом виде, а его необходимо вывести (визуализировать) на векторном устройстве. Для этого нужна предварительная векторизация— преобразование из растрового в векторное описание. Или наоборот, описание изображения может быть в векторном виде, а нужно визуализировать на растровом устройстве — необходима растеризация.
Растровая визуализация основывается на представлении изображения на экране или бумаге в виде совокупности отдельных точек (пикселов). Вместе пикселы образуют растр.
Векторная визуализация основывается на формировании изображения на экране или бумаге рисованием линий (векторов) — прямых или кривых. Совокупность типов линий (графических примитивов), которые используются как базовые для векторной визуализации, зависит от определенного устройства. Типичная последовательность действий при векторной визуализации для плоттера или векторного дисплея такова: переместить перо в начальную точку (для дисплея — отклонить пучок электронов); опустить перо (увеличить яркость луча); переместить перо в конечную точку; поднять перо (уменьшить яркость луча).
Качество векторной визуализации для векторных устройств обуславливается точностью вывода и номенклатурой базовых графических примитивов — линий, дуг, кругов, эллипсов и других.
