Breve storia della computer grafica. Il concetto di computer grafica. Principali fasi dello sviluppo. Concetto e storia della computer grafica

Storia della computer grafica

La storia dello sviluppo della computer grafica è iniziata nel XX secolo e continua ancora oggi. Non è un segreto che sia stata la grafica a contribuire alla rapida crescita delle prestazioni del computer.

1940-1970 – il tempo dei grandi computer (l’era prima dei personal computer). La grafica veniva gestita solo durante l'output su una stampante. Durante questo periodo furono gettate le basi matematiche.

Caratteristiche: l'utente non aveva accesso al monitor, la grafica era sviluppata a livello matematico e veniva visualizzata sotto forma di testo che somigliava a un'immagine a grande distanza. I plotter apparvero alla fine degli anni '60 ed erano praticamente sconosciuti.

1971-1985 – sono comparsi i personal computer, ad es. È apparso l'accesso utente ai display. Il ruolo della grafica è aumentato notevolmente, ma le prestazioni del computer erano molto basse. I programmi sono stati scritti in assembler. Viene visualizzata un'immagine a colori (256).

Caratteristiche: questo periodo è stato caratterizzato dall'emergere della grafica vera e propria.

1986-1990 – l’emergere della tecnologia multimediale. Alla grafica è stata aggiunta l'elaborazione audio e video e la comunicazione dell'utente con il computer è stata ampliata.

Caratteristiche: comparsa di un dialogo utente con un personal computer; l'aspetto dell'animazione e la capacità di visualizzare immagini a colori.

1991-2008 – l’emergere della grafica dei nostri giorni, la Realtà Virtuale. Sono comparsi i sensori di movimento, grazie ai quali il computer modifica le immagini utilizzando i segnali che gli vengono inviati. L'avvento degli occhiali stereo (un monitor per ciascun occhio), grazie alla cui alta velocità viene imitato il mondo reale. Il rallentamento nello sviluppo di questa tecnologia è dovuto a preoccupazioni mediche, perché... Grazie alla Realtà Virtuale puoi disturbare notevolmente la psiche umana, grazie al potente effetto del colore su di essa.

Conseguenza dell'uso della grafica

L'architettura dei programmi è completamente cambiata. Se prima il padre della programmazione, Wirth, diceva che qualsiasi programma è un algoritmo + struttura dati, quindi con l'avvento della grafica computerizzata su un personal computer, il programma è un algoritmo + struttura dati + interfaccia utente (grafica).

La programmazione è ora chiamata programmazione visiva, cioè il compilatore fornisce un gran numero di finestre di dialogo in cui vengono inserite le coordinate ed è visibile il prototipo del risultato ed è possibile modificare il prototipo del programma.

Negli anni '90 è apparso uno standard per la rappresentazione dei diagrammi dell'algoritmo UML; tutti i libri di testo lo utilizzano; Consente programmi orientati agli oggetti ed è in grado di simulare il multitasking. È possibile disegnare da soli il diagramma dell'algoritmo da moduli standard già pronti. Perché tutti i programmi utilizzano grafica (menu, marchi, tutti i tipi di immagini ausiliarie) possono essere realizzati nei compilatori moderni senza uscire dal compilatore. UML è considerato uno standard internazionale. Contiene 12 gruppi di simboli (ciascun gruppo definisce determinate specificità) e modi di interrelarsi tra loro.

Il passaggio all'interfaccia grafica è stato costretto dal fatto che una persona percepisce l'80% dei dati attraverso un'immagine e solo il 20% attraverso la mente, i sentimenti, ecc.

INTRODUZIONE

La presentazione dei dati sul monitor di un computer in forma grafica fu implementata per la prima volta a metà degli anni '50 per i computer di grandi dimensioni utilizzati nella ricerca scientifica e militare. Da allora, il metodo grafico di visualizzazione dei dati è diventato parte integrante della stragrande maggioranza dei sistemi informatici, soprattutto quelli personali. Oggi l'interfaccia utente grafica è lo standard de facto per software di varie classi, a cominciare dai sistemi operativi.

Esiste un campo speciale dell'informatica che studia metodi e mezzi per creare ed elaborare immagini utilizzando sistemi informatici software e hardware: la computer grafica. Copre tutti i tipi e le forme di rappresentazione delle immagini accessibili alla percezione umana sia sullo schermo di un monitor che come copia su un supporto esterno (carta, pellicola, tessuto, ecc.). Senza la computer grafica è impossibile immaginare non solo un computer, ma anche un mondo ordinario e completamente materiale. La visualizzazione dei dati trova applicazione in una varietà di aree dell’attività umana. Prendiamo ad esempio la medicina (tomografia computerizzata), la ricerca scientifica (visualizzazione della struttura della materia, campi vettoriali e altri dati), la modellistica di tessuti e indumenti e i progetti di sviluppo.

A seconda del metodo di formazione dell'immagine, la grafica computerizzata è solitamente divisa in raster, vettoriale e frattale.

La grafica tridimensionale (3D) è considerata una materia separata, studiando tecniche e metodi per costruire modelli tridimensionali di oggetti nello spazio virtuale. Di norma, combina metodi vettoriali e raster per la generazione di immagini.

Le caratteristiche della gamma di colori caratterizzano concetti come la grafica in bianco e nero e a colori. La specializzazione in determinati settori è indicata dai nomi di alcune sezioni: grafica ingegneristica, grafica scientifica, grafica web, stampa computerizzata e altre.

All'intersezione tra le tecnologie informatiche, televisive e cinematografiche, è nato e si sta rapidamente sviluppando un campo relativamente nuovo della computer grafica e dell'animazione.

L'intrattenimento gioca un ruolo di primo piano nella computer grafica. Esisteva persino un meccanismo di rappresentazione grafica dei dati (Graphics Engine). Il mercato dei software di gioco ha un fatturato di decine di miliardi di dollari e spesso avvia la fase successiva di miglioramento della grafica e dell'animazione.

Sebbene la computer grafica serva solo come strumento, la sua struttura e i suoi metodi si basano sui risultati avanzati delle scienze fondamentali e applicate: matematica, fisica, chimica, biologia, statistica, programmazione e molte altre. Questa osservazione è vera sia per il software che per l'hardware per la creazione e l'elaborazione di immagini su un computer. Pertanto, la computer grafica è uno dei rami dell’informatica in più rapido sviluppo e in molti casi agisce come una “locomotiva” che trascina con sé l’intero settore informatico.

TIPI DI GRAFICA

Grafica frattale

La grafica frattale si basa su calcoli matematici. L’elemento base della grafica frattale è la formula matematica stessa, cioè nessun oggetto viene memorizzato nella memoria del computer e l’immagine viene costruita esclusivamente utilizzando equazioni. In questo modo vengono costruite sia le strutture regolari più semplici che le illustrazioni complesse che imitano paesaggi naturali e oggetti tridimensionali.

Grafica 3D

La grafica tridimensionale ha trovato ampia applicazione in aree quali i calcoli scientifici, la progettazione ingegneristica e la modellazione computerizzata di oggetti fisici (Fig. 3). Ad esempio, consideriamo la versione più complessa della modellazione tridimensionale: creare un'immagine in movimento di un corpo fisico reale.

In una forma semplificata, la modellazione spaziale di un oggetto richiede:

Progettare e creare una cornice virtuale (“scheletro”) di un oggetto che si avvicini il più possibile alla sua forma reale;

Progettare e creare materiali virtuali simili nelle proprietà di visualizzazione fisica a quelli reali;

Assegnare materiali a varie parti della superficie di un oggetto (in gergo professionale - "proiettare trame su un oggetto");

Imposta i parametri fisici dello spazio in cui funzionerà l'oggetto: imposta l'illuminazione, la gravità, le proprietà atmosferiche, le proprietà degli oggetti e delle superfici interagenti;

Imposta le traiettorie degli oggetti;

Applica effetti di superficie al video di animazione finale.

Per creare un modello realistico di un oggetto, vengono utilizzate primitive geometriche (rettangolo, cubo, palla, cono, ecc.) e superfici lisce, le cosiddette spline. In quest'ultimo caso, viene spesso utilizzato il metodo delle B-spline razionali bicubiche su una mesh non uniforme (NURBS). L'aspetto della superficie è determinato da una griglia di punti di riferimento situati nello spazio. Ad ogni punto viene assegnato un coefficiente, il cui valore determina il grado della sua influenza sulla parte della superficie che passa vicino al punto. La forma e la “uniformità” della superficie nel suo insieme dipendono dalla posizione relativa dei punti e dall'entità dei coefficienti.

Grafica raster

Per le immagini raster costituite da punti assume particolare importanza il concetto di risoluzione, che esprime il numero di punti per unità di lunghezza. È necessario distinguere tra:

Risoluzione originale;

Risoluzione dello schermo;

Risoluzione dell'immagine stampata.

Risoluzione originale. La risoluzione originale viene misurata in punti per pollice (dpi) e dipende dai requisiti di qualità dell'immagine e dimensione del file, dal metodo di digitalizzazione e creazione dell'illustrazione originale, dal formato file selezionato e da altri parametri. In generale vale la regola: maggiore è il requisito di qualità, maggiore dovrebbe essere la risoluzione dell'originale.

Risoluzione dello schermo. Per le copie su schermo di un'immagine, un punto raster elementare viene solitamente chiamato pixel. La dimensione dei pixel varia a seconda della risoluzione dello schermo selezionata (da un intervallo di valori standard), della risoluzione dell'originale e della scala del display.

I monitor per l'elaborazione di immagini con una diagonale di 20-21 pollici (classe professionale), di norma, forniscono risoluzioni dello schermo standard 640x480, 800x600, 1024x768, 1280x1024, 1600x1200, 1600x1280, 1920x1200, 1920x1600 punti. La distanza tra punti di fosforo adiacenti su un monitor di alta qualità è 0,22–0,25 mm.

Una risoluzione di 72 dpi è sufficiente per una copia su schermo, 150–200 dpi per la stampa su una stampante a colori o laser e 200–300 dpi per l'output su un dispositivo di esposizione fotografica. È stata stabilita una regola pratica secondo cui durante la stampa la risoluzione dell'originale dovrebbe essere 1,5 volte maggiore della dimensione dello schermo del dispositivo di output. Nel caso in cui la copia cartacea venga ingrandita rispetto all'originale, tali valori dovranno essere moltiplicati per il fattore di scala. La dimensione di un punto di un'immagine raster sia su una copia cartacea (carta, pellicola, ecc.) che sullo schermo dipende dal metodo utilizzato e dai parametri di rasterizzazione dell'originale. Durante la rasterizzazione, all'originale viene sovrapposta una griglia di linee, le cui celle formano un elemento raster. La frequenza della griglia raster viene misurata dal numero di linee per pollice (lines per inch – Ipi) e viene chiamata lineatura.
Grafica vettoriale

Se nella grafica raster l'elemento base dell'immagine è un punto, nella grafica vettoriale è una linea. Una linea viene descritta matematicamente come un singolo oggetto e pertanto la quantità di dati per visualizzare un oggetto utilizzando la grafica vettoriale è significativamente inferiore rispetto alla grafica raster. La linea è un oggetto elementare della grafica vettoriale. Come ogni oggetto, una linea ha proprietà: forma (retta, curva), spessore, colore, stile (solida, tratteggiata). Le linee chiuse acquisiscono la proprietà di riempimento. Lo spazio che coprono può essere riempito con altri oggetti (texture, mappe) o con un colore selezionato. La linea aperta più semplice è delimitata da due punti chiamati nodi. I nodi hanno anche proprietà i cui parametri influenzano la forma dell'estremità della linea e la natura della sua connessione ad altri oggetti. Tutti gli altri oggetti di grafica vettoriale sono costituiti da linee. Ad esempio, un cubo può essere composto da sei rettangoli collegati, ciascuno dei quali, a sua volta, è formato da quattro linee collegate. È possibile immaginare il cubo come dodici linee collegate che formano i bordi.
Presentazione dei dati grafici
Formati di dati grafici

Nella computer grafica, per memorizzare le immagini vengono utilizzati almeno tre dozzine di formati di file. Ma solo una parte di essi è diventata uno standard “de facto” e viene utilizzata nella stragrande maggioranza dei programmi. Di norma, i file di immagine raster, vettoriali e tridimensionali hanno formati incompatibili, sebbene esistano formati che consentono di memorizzare dati di classi diverse. Molte applicazioni si concentrano su formati "specifici"; il trasferimento dei propri file su altri programmi costringe a utilizzare filtri speciali o esportare immagini in un formato "standard".

TIFF (formato file immagine con tag). Il formato è progettato per la memorizzazione di immagini raster di alta qualità (estensione del nome file.TIF). È ampiamente utilizzato, è portabile tra piattaforme (PC IBM e Apple Macintosh) ed è supportato dalla maggior parte dei programmi di grafica, layout e progettazione. Fornisce un'ampia gamma di gamma di colori: dal modello monocromatico in bianco e nero al modello di separazione dei colori CMYK a 32 bit. A partire dalla versione 6.0, il formato TIFF può memorizzare informazioni sulle maschere (tracciati di ritaglio) delle immagini. L'algoritmo di compressione LZW integrato viene utilizzato per ridurre le dimensioni del file.
eccetera.................

La pertinenza dell'argomento scelto, lo scopo e gli obiettivi del lavoro.

Parte principale

1. Storia dello sviluppo della computer grafica………..5

   Grafica computerizzata……………………………..7

   Tipi di computer grafica…………………...…………….8

Parte pratica

Miscelatore……………………………………………………………………14

Conclusione……………………...23

Letteratura e fonti……………..24

introduzione

Ho scelto questo argomento perché mi interessa lavorare con la computer grafica. Crea nuovi progetti, modifica quelli esistenti, tenendo conto delle nuove tecnologie e capacità.

Le persone hanno iniziato a disegnare molto prima di imparare a scrivere. In Siberia, a Kuznechny Alatau, è stato ritrovato un disegno la cui età è di 34mila anni! Le pitture rupestri venivano eseguite con vernici di terra, fuliggine nera e carbone utilizzando bastoncini spaccati, pezzi di pelliccia e solo dita.

Sono passate molte migliaia di anni da allora, sono apparse la scrittura e la stampa, l'uomo ha padroneggiato l'energia del nucleo atomico ed è entrato nello spazio, ma cosa è cambiato nella tecnica del disegno? Colori e pennelli sono migliorati, sono apparse penne, matite, pennarelli, ma in linea di principio tutto rimane lo stesso, la stessa catena: occhio - mano - strumento - immagine, gli stessi requisiti per le capacità dell'artista.

Ma poi è apparsa la tecnologia informatica. Nato dalla necessità di automatizzare la soluzione di problemi matematici ad alta intensità di lavoro, il computer si è trasformato inaspettatamente da una grande calcolatrice in uno strumento intelligente, la cui portata si sta rapidamente espandendo. All'inizio degli anni '60 nacque un nuovo campo della tecnologia informatica: la computer grafica interattiva (oggi più spesso chiamata computer grafica), in cui il computer non viene più utilizzato tanto per elaborare numeri, ma per lavorare con informazioni grafiche.

CONOra, con l'avvento dei potenti personal computer, il numero di persone che cercano di realizzarsi nell'arte informatica è aumentato in modo significativo e continua a crescere a un ritmo enorme. Dopotutto, quasi tutti gli utenti di computer hanno provato una volta a creare qualcosa di bello. Questo è simile al fatto che è raro trovare un bambino a cui non piace disegnare. Con l'aiuto di un computer questo è più semplice e i risultati

sono spesso molto impressionanti. Gli artisti che creano al computer hanno un'ottima selezione di strumenti.

Lo scopo di questo lavoro : esplora le funzionalità di un editor graficoMiscelatoree la sua applicazione pratica nelle lezioni di informatica e ICT.

Creare un'applicazione elettronica per una lezione di informatica e ICT

Gli obiettivi della ricerca:

Familiarizzare con i concetti base della computer grafica;

Studiare e analizzare la letteratura scientifica sull'argomento prescelto;

Crea presentazioni utilizzandoSMEnergia.

La rilevanza del lavoro è la seguente. Se hai qualche esperienza lavorativaCeditor grafici, puoi applicare con successo le conoscenze già acquisite lavorando con un editor graficoMiscelatore.

Parte principale

1. Storia dello sviluppo della computer grafica

La grafica computerizzata nel periodo iniziale della sua comparsa non era così spettacolare come lo è oggi. In quegli anni i computer erano in una fase iniziale di sviluppo ed erano in grado di riprodurre solo i contorni (linee) più semplici. L'idea della computer grafica non fu subito adottata, ma le sue capacità crebbero rapidamente e gradualmente iniziò a occupare una delle posizioni più importanti nella tecnologia dell'informazione.

Il primo tentativo ufficialmente riconosciuto di utilizzare un display per riprodurre immagini da un computer fu la creazione della macchina Whirlwind-I presso il Massachusetts Institute of Technology nel 1950. Pertanto, l'emergere della grafica computerizzata può essere fatto risalire agli anni '50. Il termine stesso “computer grafica” fu coniato nel 1960 dal dipendente della Boeing W. Fetter.

Il primo vero utilizzo della computer grafica è associato al nome di J. Whitney. È stato coinvolto nella produzione cinematografica negli anni '50 e '60 ed è stato il primo a utilizzare un computer per creare titoli di film.

La grafica computerizzata deve il passo successivo nel suo sviluppo a Ivan Sutherland, che nel 1961, mentre era ancora studente, creò un programma di disegno che chiamò Sketchpad (album per schizzi). Il programma utilizzava una penna luminosa per disegnare forme semplici sullo schermo. Le immagini risultanti potrebbero essere salvate e ripristinate. In questo programma è stata ampliata la gamma delle primitive grafiche di base, in particolare, oltre a linee e punti, è stato introdotto un rettangolo, di cui è stata specificata la dimensione e la posizione.

Inizialmente, la computer grafica era vettoriale, cioè l'immagine era formata da linee sottili. Questa funzionalità è stata associata all'implementazione tecnica dei display dei computer. In futuro di più

È diventata molto utilizzata la grafica raster, basata sulla rappresentazione di un'immagine sullo schermo sotto forma di una matrice di elementi omogenei (pixel).

1. Grafica computerizzata

La computer grafica è un campo dell'informatica che studia i metodi e le proprietà dell'elaborazione delle immagini utilizzando software e hardware.

La computer grafica è entrata saldamente nelle nostre vite. Appaiono sempre più clip realizzati utilizzando la computer grafica. Non c’è dubbio che la computer grafica amplia le possibilità espressive. La grafica del computer o della macchina è un'area dell'attività umana completamente indipendente, con i suoi problemi e le sue specificità. La computer grafica è nuovi efficaci strumenti tecnici per progettisti, costruttori e ricercatori, nonché sistemi software e linguaggi macchina, e nuove discipline scientifiche ed educative nate sulla base della sintesi di scienze come la geometria analitica, applicata e descrittiva, la programmazione per PC, i metodi computazionali matematica, ecc. La macchina raffigura chiaramente oggetti geometrici così complessi che i matematici non avevano mai nemmeno provato a raffigurarli prima.

Il concetto stesso di "computer grafica" è già abbastanza noto: è la creazione di disegni e disegni utilizzando un computer.

La computer grafica interattiva è anche l'uso dei computer per preparare e riprodurre immagini, ma l'utente ha la possibilità di apportare rapidamente modifiche all'immagine direttamente durante la sua riproduzione, ad es. Presuppone la capacità di lavorare con la grafica in modalità dialogo in tempo reale. La grafica interattiva è un ramo importante della grafica computerizzata in cui l'utente ha la capacità di controllare dinamicamente il contenuto, la forma, le dimensioni e il colore dell'immagine sulla superficie del display utilizzando dispositivi di controllo interattivi.

2.3. Tipi di grafica computerizzata

A seconda del metodo di formazione dell'immagine, la computer grafica è suddivisa in:
a bidimensionale (spesso chiamato 2D):

Ora diamo uno sguardo più da vicino a ciò che ciascuno di essi rappresenta.

Grafica raster, questo è semplicemente un insieme di punti (pixel) che differiscono per colore, quindi quando guardiamo un numero enorme di questi minuscoli punti, viene creata l'impressione di un'immagine solida. Potete dirmi di quali punti sto parlando? Il fatto è che ingrandendo più volte l'immagine raster, puoi vedere che è composta esattamente dagli stessi punti. Di conseguenza, maggiore è il numero di punti, migliore, più chiara e bella apparirà l'immagine. Questo da un lato, ma dall'altro i pixel sono il principale svantaggio della grafica raster. Dopotutto, ingrandendo l'immagine raster, i pixel inizieranno ad aumentare insieme ad essa, diventeranno più evidenti, a seguito della quale l'immagine diventerà "strappata" e
. Utilizzando la grafica raster, puoi riflettere e trasmettere l'intera gamma di sfumature ed effetti sottili inerenti a un'immagine reale. Un'immagine raster è più vicina a una fotografia; consente di riprodurre in modo più accurato le sue caratteristiche principali: illuminazione, trasparenza e profondità di campo.

Quali programmi esistono per lavorare con la grafica raster?Colore;
Immagine di StarOffice;
Editor di foto Microsoft,
Adobe Photoshop;

Pittore di disegni frattali;
Editore di immagini Micrografx.

A cosa serve?
1. Per l'elaborazione di immagini che richiedono un'elevata precisione nella trasmissione delle sfumature di colore e un flusso uniforme dei mezzitoni.
Ad esempio, per:
ritocco, restauro di fotografie;
creazione ed elaborazione di fotomontaggi, collage;
applicare vari effetti speciali alle immagini;
2. Per ottenere un'immagine in forma raster dopo la scansione.
3. Per la creatività artistica attraverso l'uso di vari effetti speciali.

Questa è una questione completamente diversaGrafica vettoriale. Le immagini vettoriali sono costituite da primitive ordinarie (cerchio, linea, quadrato), specificate da formule matematiche. Trasformando queste primitive in modi diversi, puoi disegnare qualsiasi immagine. Naturalmente, puoi ingrandire e ridurre l'immagine in tutta sicurezza senza timore di perdita di qualità. E perché? Perché durante il ridimensionamento vengono apportate correzioni alle formule matematiche per la dimensione dell'immagine, il che non influisce in alcun modo sulla qualità.
La grafica vettoriale è economica in termini di spazio su disco necessario per memorizzare le immagini: questo è dovuto al fatto che non è l'immagine stessa ad essere salvata, ma solo alcuni dati di base, utilizzando i quali il programma ricrea ogni volta l'immagine. Inoltre, la descrizione delle caratteristiche del colore difficilmente aumenta la dimensione del file.
Ma non tutto è così bello. La grafica vettoriale ha il suo principale svantaggio. Le immagini vettoriali non sono ricche di colori come le immagini raster. La componente di colore nella grafica vettoriale è molto inferiore rispetto alla grafica raster.

Programmi per lavorare con la grafica vettoriale:
Sorteggio dell'ufficio stellare;

integratovettoreeditoreVMicrosoft Word;
Corel Draw;
Adobe Illustrator;

Espressione del design frattale;

MacromediaA mano libera;

AutoCAD.

A cosa serve?
1. Creare segni, etichette, loghi, emblemi e altre immagini simboliche.
2. Per costruire disegni, diagrammi, grafici, diagrammi.
3. Per immagini disegnate a mano con contorni netti che non presentano un'ampia gamma di sfumature di colore.
4. Per modellare oggetti immagine.
5. Per creare immagini 3D.

E l'ultimo tipo ègrafica frattale. Cos'è comunque un frattale? Un frattale è una figura matematica con proprietà di autosimilarità. Cioè, un frattale è composto da più parti, ognuna delle quali è simile all'intera figura. In poche parole, un oggetto viene copiato più volte, risultando in un disegno. L'immagine è costruita utilizzando un'equazione (o un sistema di equazioni), quindi non è necessario memorizzare altro che la formula. Modificando i coefficienti nell'equazione, puoi ottenere un'immagine completamente diversa. La capacità della grafica frattale di simulare computazionalmente immagini della natura vivente viene spesso utilizzata per generare automaticamente illustrazioni insolite.
Programmi:
Universo frattale 4.0;
pianeta frac;
La fabbrica.
Questo tipo di grafica è utilizzato da matematici e artisti.

Che cos'èGrafica 3De in cosa differisce dal bidimensionale? Scopriamolo. In generale, come risultato del lavoro su un oggetto tridimensionale in qualsiasi programma, il modello non risulta tridimensionale (cioè non possiamo vederlo da tutti i lati), otteniamo solo una proiezione di questo modello su un aereo. In altre parole “si ottiene un volume su un piano”. Vediamo un'immagine tridimensionale (sì, percepiamo il volume dell'ambiente e del modello stesso), ma la vediamo solo da un lato.

Il più comuneprogrammiper lavorare con grafica tridimensionale: 3ds max,Miscelatoreeccetera

Parte pratica

Prima di iniziare il mio lavoro, avevo una domanda: in che modo gli insegnanti e gli studenti dell'istituto scolastico di bilancio comunale “Scuola secondaria n. 46” utilizzano la computer grafica nelle loro vite? Dovevo fare un piccolo sondaggio.

L'uso della computer grafica da parte degli insegnanti dell'istituto scolastico comunale di bilancio “Scuola secondaria n. 46”

Domande:

1.Utilizzi la computer grafica?

2.Per quali scopi utilizzi la computer grafica?

All’indagine hanno partecipato 7 insegnanti.

Conclusione:

Il 100% degli intervistati utilizza la computer grafica.

Utilizzo della grafica computerizzata da parte degli studenti dell'Istituto comunale di istruzione di bilancio “Scuola secondaria n. 46”

Domande:

1. Utilizzi la computer grafica?

2. Per quali scopi utilizzi la computer grafica?

Hanno partecipato al sondaggio un totale di 15 studenti (studenti delle classi 8-9).

Conclusione:

1. 100 La percentuale degli intervistati utilizza la computer grafica.

Tutte queste sono aree di utilizzo della computer grafica. Aree in cui gli studenti desiderano espandere le proprie conoscenze.La computer grafica è ormai diventata il principale mezzo di comunicazione tra una persona e un computer, ampliando costantemente la portata della sua applicazione, perché in forma grafica, i risultati diventano più visivi e comprensibili. Durante la mia ricerca, ho scoperto che gli studenti e alcuni insegnanti della nostra scuola non hanno un proprio sito web su Internet e hanno bisogno di imparare a lavorare con editor grafici che li aiutino a progettare un sito web e creare avatar per gli amici online.

La moderna società dell'informazione pone il compito di padroneggiare le tecnologie informatiche nell'istruzione a un livello in cui lo studio dell'informatica in un istituto di istruzione generale non può essere limitato solo alle scuole medie e superiori. Nella scuola media, un bambino dovrebbe già comprendere l'interfaccia di un computer, essere in grado di lavorare con un editor grafico, comprendere la differenza tra grafica vettoriale e grafica raster e avere entrambi i tipi di editor nel suo arsenale.

La fase successiva del mio lavoro è stata la creazione di un'immagine in un editor graficoMiscelatore.

1. Creare le primitive più semplici in un editor grafico Miscelatore .

Per imparare a disegnare in un editor graficoMiscelatore, ho dovuto prima trovare una descrizione degli strumenti, imparare a russificare il menu e solo allora ho iniziato a disegnare.

Descrizione del sistema di finestre Miscelatore

L'interfaccia di Blender ha un sistema a finestre insolito per gli utenti Windows. Quando avvii il programma per la prima volta, sentirai questa insolita.

Nei pannelli un po' insoliti ci sono dialoghi un po' insoliti. Diamo un'occhiata a quelli principali.

Tieni presente che quando chiudi l'editor, la solita finestra di dialogo di salvataggio non viene visualizzata immediatamente: non è necessario ripeterla due volte;

Ora diamo un'occhiata alle voci del menu principale"File" .

Configurare il tuo spazio di lavoro

Prima di tutto, abbiamo bisogno di alcune finestre. Spostiamo il cursore sul bordo della finestra, dovrebbe biforcarsi.

Quindi fare clic con il pulsante destro del mouse e visualizzare tre voci di menu.

Se fai clic sulla prima, la finestra si dividerà in due, la seconda si fonderà in una sola e la terza farà scomparire il titolo. Provalo: non è difficile, alla fine dovresti ottenere qualcosa di simile a questo.

Anche personalizzare l'aspetto delle finestre è facile nel menu"Visualizzazione" tutto è mostrato molto chiaramente, i tasti del tastierino numerico servono per cambiare la visualizzazione.

Usa il resto dei tasti di questa tastiera per regolare la vista nelle finestre quando modelliamo, scopriremo più in dettaglio come

spazio di lavoro personalizzabile, visualizzazione in finestre: sceglierai tu stesso la disposizione più conveniente delle finestre dei pannelli, un po' di esperienza e pazienza.

Blender ha una funzione per salvare le impostazioni dell'area di lavoroSalva le impostazioni predefinite. A volte è necessario caricare la vista originale dell'area di lavoro: viene fornita anche questa funzioneCarica le impostazioni della fabbrica .

A questo punto, hai la conoscenza necessaria per aprire/salvare/comprimere/decomprimere i file Blender e hai anche uno spazio di lavoro. Come notano gli psicologi, un posto di lavoro buono e confortevole rappresenta il 25% del successo di un lavoro pianificato. Spero che tu abbia impostato lo spazio di lavoro per te in modo molto conveniente, quindi, abbastanza teoria e ragionamento, su come e perché - lo capirai da solo (l'ho capito una volta), passiamo alla modellazione.

Esempio di lavoro con Miscelatore

"Informatica e TIC. 9a elementare, N.D. Ugrinovich, Mosca, 2010

www.informic.narod.ru

www. infoschool.narod.ru

www.klyaksa.ru

www.problems.ru

www.it-n.ru

www.allbest.ru

www.alleng.ru

www.orakul.spb.ru

www.markbook.chat.ru

wikipedia.org

I primi computer venivano utilizzati solo per risolvere problemi scientifici e industriali. Per comprendere meglio i risultati ottenuti, una persona ha preso carta, matite, righelli e altri strumenti da disegno e ha disegnato grafici, diagrammi e disegni delle strutture calcolate. In altre parole, una persona ha eseguito manualmente l'elaborazione grafica dei risultati del calcolo.

Ben presto è nata l'idea di affidare l'elaborazione grafica alla macchina stessa. La presentazione dei dati sul monitor di un computer in forma grafica fu implementata per la prima volta a metà degli anni '50 per i computer di grandi dimensioni utilizzati nella ricerca scientifica e militare. Da allora, il metodo grafico di visualizzazione dei dati è diventato parte integrante della stragrande maggioranza dei sistemi informatici, soprattutto quelli personali.

Inizialmente, i programmatori hanno imparato a produrre disegni in modalità di stampa simbolica. Sui fogli di carta, con l'ausilio di simboli (stelle, punti, croci, lettere), si ottenevano disegni che somigliavano a un mosaico. È così che sono stati stampati grafici di funzioni, immagini di flussi di liquidi e gas, immagini di campi elettrici e magnetici.

Con l'aiuto della stampa simbolica, i programmatori sono riusciti persino a ottenere immagini artistiche.

La vera rivoluzione nella computer grafica è avvenuta con l'avvento dei display grafici. Sullo schermo grafico è diventato possibile ottenere disegni e disegni nella stessa forma della carta utilizzando matite, colori e strumenti da disegno.

Tutti i tipi di personal computer sono dotati di display grafici. Pertanto la computer grafica divenne particolarmente popolare con la diffusione dei personal computer a partire dagli anni '80.

Grazie alle capacità grafiche del PC, è stato possibile rendere questa classe di macchine attraente per una vasta gamma di utenti. Cominciarono ad apparire varie direzioni nella grafica del computer.

Grafica scientifica. Questa direzione è apparsa per prima. Scopo: visualizzazione di oggetti di ricerca scientifica, elaborazione grafica dei risultati di calcolo, conduzione di esperimenti computazionali con una presentazione visiva dei risultati.

Grafica aziendale. Quest'area della computer grafica è progettata per creare illustrazioni che vengono spesso utilizzate nel lavoro di varie istituzioni. Indicatori pianificati, documentazione di rendicontazione, rapporti statistici sono oggetti per i quali vengono realizzati materiali illustrativi utilizzando la grafica aziendale. Il software di grafica aziendale è solitamente incluso nei processori di fogli di calcolo.

Grafica costruttiva. Viene utilizzato nel lavoro di ingegneri progettisti e inventori di nuove tecnologie. Questo tipo di grafica computerizzata è un elemento obbligatorio dei sistemi di progettazione assistita da computer (CAD). La grafica in combinazione con i calcoli consente di cercare visivamente il design ottimale, la disposizione delle parti di maggior successo e di prevedere le conseguenze che potrebbero portare i cambiamenti nel design. Attraverso la progettazione grafica si possono ottenere sia proiezioni e sezioni, sia immagini spaziali e tridimensionali.

Grafica illustrativa. Il software di grafica illustrativa consente a una persona di utilizzare un computer per disegnare e disegnare liberamente, proprio come fa su carta utilizzando matite, pennelli, colori, compassi, righelli e altri strumenti. I pacchetti di grafica illustrativa non hanno alcun focus produttivo, quindi sono classificati come software applicativi di uso generale. Gli strumenti software più semplici per la grafica illustrativa sono chiamati editor grafici.

Grafica artistica e pubblicitaria. Utilizzando un computer vengono creati spot pubblicitari, cartoni animati, giochi per computer, video, presentazioni video e molto altro ancora. I pacchetti grafici per questi scopi richiedono grandi risorse informatiche in termini di velocità e memoria. Una caratteristica distintiva di questa classe di pacchetti grafici è la capacità di creare immagini realistiche, nonché "immagini in movimento".
Ottenere disegni di oggetti tridimensionali, loro rotazioni, approssimazioni, rimozioni, deformazioni: tutto ciò è associato a calcoli geometrici. Il trasferimento dell'illuminazione di un oggetto in base alla posizione delle sorgenti luminose, alla posizione delle ombre e alla struttura della superficie richiede calcoli che tengano conto delle leggi dell'ottica. La ricezione di immagini in movimento su un computer è chiamata animazione al computer. La parola animazione significa "rivitalizzazione".

introduzione

La storia dello sviluppo delle tecnologie dell'informazione è caratterizzata da rapidi cambiamenti nelle idee concettuali, nei mezzi tecnici, nei metodi e nelle aree della loro applicazione. Nelle realtà moderne, la capacità di utilizzare le tecnologie dell'informazione industriale è diventata molto rilevante per la maggior parte delle persone. La penetrazione dei computer in tutte le sfere della vita sociale ci convince che la cultura della comunicazione con un computer sta diventando una cultura umana comune.

Lo scopo del lavoro è studiare la storia della computer grafica.

L'oggetto di studio è la computer grafica.

Oggetto di studio: la storia della computer grafica.

Obiettivi del corso:

1) studiare e analizzare la letteratura su questo argomento;

2) fornire il concetto delle principali tipologie di computer grafica;

3) considerare le possibilità della computer grafica.

Storia dello sviluppo della computer grafica

L'emergere della grafica computerizzata (macchina).

La grafica computerizzata non ha più di dieci anni nel suo sviluppo e le sue applicazioni commerciali ancor meno. Andriesvan Dam è considerato uno dei padri della computer grafica e i suoi libri sono libri di testo fondamentali sull'intero spettro delle tecnologie alla base della computer grafica. Conosciuto in questo settore è anche Ivan Sutherland, la cui tesi di dottorato costituiva la base teorica della computer grafica.

Fino a poco tempo fa, la sperimentazione con le capacità della computer grafica interattiva era privilegio solo di un piccolo numero di specialisti, principalmente scienziati e ingegneri coinvolti nell’automazione della progettazione, nell’analisi dei dati e nella modellazione matematica. Ora, lo studio dei mondi reali e immaginari attraverso il “prisma” dei computer è diventato disponibile per una cerchia di persone molto più ampia.

Questo cambiamento della situazione è dovuto a diverse ragioni. Innanzitutto a causa del netto miglioramento del rapporto costo/prestazioni di alcuni componenti hardware del computer. Inoltre, il software grafico standard di alto livello è diventato ampiamente disponibile, rendendo più semplice la scrittura di nuove applicazioni trasferibili da un tipo di computer all'altro.

Il motivo successivo è dovuto all'impatto che i display hanno sulla qualità dell'interfaccia - il mezzo di comunicazione tra uomo e macchina - offrendo la massima comodità all'utente. I nuovi sistemi di facile utilizzo sono basati in gran parte su un approccio WYSIWYG (ciò che vedi è ciò che ottieni), in base al quale ciò che vedi sullo schermo dovrebbe essere il più simile possibile a ciò che ti viene stampato.

La maggior parte delle tradizionali applicazioni di computer grafica sono bidimensionali. Recentemente si è registrato un crescente interesse commerciale per le applicazioni 3D. È guidato da progressi significativi nella risoluzione di due problemi correlati: modellare scene 3D e costruire immagini quanto più realistiche possibile. Ad esempio, i simulatori di volo pongono particolare enfasi sul tempo di reazione ai comandi immessi dal pilota e dall'istruttore. Per creare l'illusione di un movimento fluido, il simulatore deve generare un'immagine estremamente realistica di un "mondo" che cambia dinamicamente ad una velocità di almeno 30 fotogrammi al secondo. Al contrario, le immagini utilizzate nella pubblicità e nell'intrattenimento vengono calcolate autonomamente, spesso entro poche ore, per ottenere il massimo realismo o creare una forte impressione.

Lo sviluppo della computer grafica, soprattutto nelle sue fasi iniziali, è principalmente associato allo sviluppo di mezzi tecnici e in particolare di display:

Scansione casuale del raggio;

Scansione a raggi raster;

Tubi di memoria;

Pannello al plasma;

Indicatori a cristalli liquidi;

Indicatori elettroluminescenti;

Visualizzazioni delle emissioni di campo.

Scansione casuale del raggio. La grafica del display è emersa come un tentativo di utilizzare tubi a raggi catodici (CRT) a scansione casuale per trasmettere immagini da un computer. Come scrive Newman, a quanto pare la prima macchina in cui fu utilizzato un CRT come dispositivo di output fu il computer Whirlwind-I (Hurricane-I), prodotto nel 1950. presso il Massachusetts Institute of Technology. Questo esperimento ha dato inizio alla fase di sviluppo dei display vettoriali (display con scansione a raggio casuale, display calligrafici). Nel gergo professionale un vettore è un segmento di linea. Da qui deriva il nome “visualizzazione vettoriale”.

Quando il raggio si sposta sullo schermo nel punto in cui colpisce, il bagliore dei fosfori dello schermo viene eccitato. Questo bagliore si interrompe abbastanza rapidamente quando il raggio viene spostato in un'altra posizione (il tempo di postluminescenza solitamente è inferiore a 0,1 s). Pertanto, affinché l'immagine sia costantemente visibile, è necessario riemetterla (rigenerare l'immagine) 50 o 25 volte al secondo. La necessità di riemettere un'immagine richiede la memorizzazione della sua descrizione in una memoria appositamente allocata chiamata memoria di rigenerazione. La descrizione dell'immagine stessa è chiamata file di visualizzazione. È chiaro che un display di questo tipo richiede un processore abbastanza veloce per elaborare il file di visualizzazione e controllare il movimento del raggio sullo schermo.

In genere, i display vettoriali seriali riuscivano a costruire solo circa 3000-4000 segmenti 50 volte al secondo. Con un numero maggiore di segmenti, l'immagine inizia a sfarfallare, poiché i segmenti costruiti all'inizio del ciclo successivo svaniscono completamente quando vengono costruiti gli ultimi.

Un altro svantaggio delle visualizzazioni vettoriali è il numero limitato di gradazioni di luminosità (solitamente 2-4). Sono stati sviluppati CRT a due o tre colori, che fornivano anche diverse gradazioni di luminosità, ma non hanno trovato un utilizzo diffuso.

Nelle visualizzazioni vettoriali è semplice cancellare qualsiasi elemento dell'immagine: è sufficiente eliminare l'elemento cancellato dal file di visualizzazione durante il successivo ciclo di costruzione.

Il dialogo testuale è supportato utilizzando una tastiera alfanumerica. Il dialogo grafico indiretto, come in tutti gli altri display, viene eseguito spostando il mirino (cursore) sullo schermo utilizzando determinati controlli del mirino: ruote delle coordinate, leva di controllo (joystick), trackball (maniglia a sfera), tablet, ecc. Caratteristica distintiva dei display vettoriali è la possibilità del dialogo grafico diretto, che consiste semplicemente nell'indicare gli oggetti presenti sullo schermo (linee, simboli, ecc.) mediante una penna ottica. Per fare ciò, è sufficiente utilizzare un fotodiodo per determinare il momento dell'estrazione e, quindi, l'inizio del bagliore del fosforo di qualsiasi parte dell'elemento richiesto.

I primi display vettoriali seriali apparvero all'estero alla fine degli anni '60.

Scansione a raggi raster.

I progressi nella tecnologia microelettronica hanno portato al fatto che dalla metà degli anni '70 i display con scansione a raggio raster si sono diffusi in modo schiacciante.

Tubi di memoria.

Alla fine degli anni '60 apparve un CRT di archiviazione, in grado di memorizzare un'immagine costruita direttamente sullo schermo per un periodo piuttosto lungo (fino a un'ora). Pertanto, non è necessario aggiornare la memoria e non è necessario un processore veloce per eseguire l'aggiornamento dell'immagine. La cancellazione su tale visualizzazione è possibile solo per l'intera immagine nel suo insieme. La complessità dell'immagine è praticamente illimitata. La risoluzione ottenuta sui display a tubo di memoria è la stessa dei display vettoriali o superiore: fino a 4096 punti.

Il dialogo testuale è supportato utilizzando una tastiera alfanumerica, il dialogo grafico indiretto viene eseguito spostando il mirino sullo schermo, solitamente utilizzando le ruote delle coordinate.

La comparsa di tali display, da un lato, ha contribuito all'uso diffuso della computer grafica, dall'altro ha rappresentato una certa regressione, poiché veniva distribuita grafica relativamente bassa e a bassa velocità, poco interattiva.

Pannello al plasma.

Nel 1966 È stato inventato un pannello al plasma, che può essere semplicemente immaginato come una matrice di piccole lampadine al neon multicolori, ciascuna delle quali si accende in modo indipendente e può brillare con luminosità regolabile. È chiaro che non è necessario un sistema di deflessione e non è necessaria nemmeno una memoria di rigenerazione, poiché dalla tensione sulla lampadina è sempre possibile determinare se è accesa o meno, ad es. se c'è un'immagine in un dato punto. In un certo senso, questi display combinano molte delle proprietà utili dei dispositivi vettoriali e raster. Gli svantaggi includono costi elevati, risoluzione non sufficientemente elevata e tensione di alimentazione elevata. In generale, questi display non sono ampiamente utilizzati.

Indicatori a cristalli liquidi. I display LCD funzionano in modo simile agli indicatori degli orologi digitali, ma, ovviamente, l'immagine non è composta da più segmenti, ma da un gran numero di punti controllati separatamente. Questi display hanno le dimensioni e il consumo energetico più piccoli e quindi sono ampiamente utilizzati nei computer portatili nonostante la risoluzione inferiore, il contrasto inferiore e il prezzo notevolmente più elevato rispetto ai display raster CRT.

Indicatori elettroluminescenti. I display basati su indicatori elettroluminescenti hanno la massima luminosità, contrasto, intervallo di temperatura operativa e durata. I progressi tecnologici li hanno resi disponibili per l’uso non solo in costosi sistemi di fascia alta, ma anche in sistemi industriali generali. Il funzionamento di tali display si basa sul bagliore di un fosforo sotto l'influenza di una tensione alternata relativamente elevata applicata a gruppi di elettrodi reciprocamente perpendicolari tra i quali si trova il fosforo.

Visualizzazioni delle emissioni di campo. I display a tubo a raggi catodici, nonostante la loro relativa economicità e diffusione, sono meccanicamente fragili, richiedono un'elevata tensione di alimentazione, consumano grande energia, hanno grandi dimensioni e una durata limitata a causa della perdita di emissione dai catodi. Uno dei metodi per eliminare queste carenze è creare display piatti con emissione di campo da catodi freddi sotto forma di microaghi altamente affilati.

Così, iniziata nel 1950, la computer grafica è ora passata da esperimenti esotici a uno degli strumenti più importanti e pervasivi della civiltà moderna, spaziando dalla ricerca scientifica, all'automazione della progettazione e della produzione, agli affari, alla medicina, all'ecologia, ai media, al tempo libero e finendo con attrezzature domestiche.

Il 3 dicembre di ogni anno si celebra la Giornata Mondiale della Computer Grafica. La data è stata scelta per un motivo: questo giorno nella versione inglese è il 3 dicembre, ovvero si ottiene una combinazione di tasti unica nel suo genere: 3 dicembre o 3D.

La proposta di realizzare una vacanza arrivò nel 1998 dalla società americana Alias ​​​​Systems (assorbita da Autodesk), sviluppatrice di Maya, un pacchetto di modellazione e animazione 3D. Quindi giganti come Adobe Systems, NVIDIA, Wacom, ecc. si sono uniti all'evento.

All'inizio la festa veniva celebrata solo da coloro che erano direttamente coinvolti nella creazione di immagini tridimensionali; poco dopo si unirono tutti gli altri ambiti legati alla computer grafica in generale; La comunità di lingua russa chiama l'evento a modo suo: "3D Day".

I maggiori player del settore dedicano l'intera prima decade di dicembre ad eventi di ogni genere, presentazioni, seminari e masterclass. A nostra volta, proveremo a delineare il quadro generale della formazione e dello sviluppo della computer grafica. Non ha senso pretendere di descrivere la storia in modo esaustivo, ma è comunque possibile individuarne le tappe principali fornendo uno sguardo superficiale.

Anni '50: dalle immagini testuali alla console grafica

A metà del secolo scorso, i computer non erano solo grandi, ma enormi, e il prezioso tempo impiegato dai mainframe veniva utilizzato esclusivamente per esigenze militari e industriali. Tuttavia, uno dei programmatori annoiati ha avuto l'idea di utilizzare i dispositivi di stampa per visualizzare immagini e fotografie. È semplice: la differenza nella densità dei caratteri alfanumerici è abbastanza adatta per creare immagini su carta - anche se risultano mosaici, sono abbastanza accettabili per la percezione mediante visione a distanza.

La grafica ASCII è conosciuta dalla fine del XIX secolo, quando i dattilografi gareggiavano per il miglior disegno realizzato su una macchina da scrivere.
Illustrazione: jackbrummet.blogspot.com.

Nel 1950, Ben Laposky, matematico, artista e disegnatore, iniziò a sperimentare il disegno su un oscilloscopio. La danza della luce è stata creata dalle impostazioni più complesse di questo dispositivo a fascio di elettroni. Per catturare le immagini sono state utilizzate fotografie ad alta velocità e obiettivi speciali, successivamente sono stati aggiunti filtri pigmentati per riempire le immagini di colore.

Ben Laposki accanto a un oscilloscopio per il quale ha trovato un uso insolito.
Illustrazione: Museo Sanford.

Successivamente gli “oscillons” si colorarono grazie all’utilizzo di filtri luminosi.
Illustrazione: Museo Sanford.

I "ritmi visivi e le armonie dell'arte astratta elettronica" di Laposki erano perfettamente combinati con l'audio sintetizzato da Robert Moog, un pioniere della musica elettronica.

Nel 1951, il Massachusetts Institute of Technology (MIT) completò la costruzione del Whirlwind, il primo computer con un terminale video (essenzialmente un oscilloscopio) che emetteva dati in tempo reale, per l'aeronautica americana.

Computer Whirlwind: memoria a nucleo magnetico (a sinistra) e console operatore.
Illustrazione: Wikimedia.

Nel 1952 apparve il primo gioco visivo per computer: OXO, o tris, sviluppato da Alexander Douglas per il computer EDSAC come parte della sua tesi di dottorato come esempio di interazione uomo-macchina. L'immissione dei dati è stata effettuata da un dialer a disco, l'uscita è stata eseguita da un tubo a raggi catodici a matrice.

Tic Tac Toe OXO nell'emulatore EDSAC per Mac OS X.
Illustrazione: Wikimedia.

Nel 1955 nasce la penna luminosa. Sulla punta della penna è presente una fotocellula che emette impulsi elettronici e contemporaneamente risponde a un picco di luminosità corrispondente al momento in cui passa il fascio di elettroni. È sufficiente sincronizzare l'impulso con la posizione del cannone elettronico per determinare esattamente dove punta la penna.

Le penne luminose erano ampiamente utilizzate nei terminali dei computer degli anni '60.

IBM 2250. A quel tempo, la penna luminosa era un analogo del mouse di un computer.
Illustrazione: Wikimedia.

Nel 1957, per il computer SEAC 1950 del National Bureau of Standards degli Stati Uniti, un team guidato da Russell Kirsch sviluppò uno scanner a tamburo, che produsse la prima fotografia digitale al mondo. L’immagine raffigurante il figlio di tre mesi dello scienziato aveva una dimensione di 5 x 5 cm con una risoluzione di 176 x 176 pixel. Il computer identificava in modo indipendente i contorni, contava gli oggetti, riconosceva i simboli e visualizzava un'immagine digitale sullo schermo dell'oscilloscopio.

Nel 1958, il MIT lanciò il computer Lincoln TX-2, il primo a utilizzare una console grafica. Da questo momento in poi, la computer grafica acquisisce una vera applicazione di tecniche e sviluppi: una visualizzazione vettoriale.

Luogo di lavoro TX-2.
Illustrazione: MIT.

Nello stesso periodo, John Whitney, un pioniere dell'animazione al computer, stava sperimentando un computer analogico meccanico che lui stesso aveva creato da un dispositivo di controllo del fuoco antiaereo, il predittore Kerrison. Il risultato di una collaborazione con il designer Saul Bass è stato uno screensaver spirografico per il film Vertigo del 1958 di Alfred Hitchcock.

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Anni '60: dall'"Album" all'animazione

Si ritiene che il termine "computer grafica" sia stato coniato nel 1960 da William Fetter, un designer della Boeing Aircraft, anche se lui stesso sostiene che l'autore sia stato attribuito al suo collega Verne Hudson. A quel tempo, c'era bisogno di un mezzo per descrivere la struttura del corpo umano, sia con elevata precisione che in una forma adatta alla modifica. La computer grafica era l'ideale per risolvere il problema.

"L'uomo Boeing" La computer grafica ha contribuito notevolmente a risparmiare tempo e fatica nella progettazione degli aerei.
Illustrazione: Boeing.

E nonostante i primi giochi per computer fossero già stati realizzati, il primo vero videogioco è da considerarsi “Star Wars” (Spacewar!). Il giocattolo fu realizzato nel 1962 dallo studente del MIT Steve Russel e dai suoi colleghi, e funzionava su un computer DEC PDP-1 utilizzando il famigerato oscilloscopio come display.

Nel 1963, Ivan Sutherland, un altro studente del MIT, scrisse un programma per computer chiamato Sketchpad per il TX-2. A quel tempo era giustamente rivoluzionario, diede un enorme impulso alla grafica computerizzata, servì da prototipo per i sistemi di progettazione assistita da computer (CAD) e fu il primo a descrivere elementi delle moderne interfacce utente e linguaggi di programmazione orientati agli oggetti.

L '"album" ha permesso di disegnare forme vettoriali sul display utilizzando una penna luminosa, salvarle e accedere a primitive già pronte. La chiave era l'uso del concetto di "oggetti" e "istanze": il disegno originale poteva essere copiato più volte, modificando ogni schizzo secondo i propri gusti, e se venivano apportate modifiche al disegno originale, i suoi duplicati venivano riorganizzati di conseguenza. .

Ivan Sutherland mostra "The Album" sulla console grafica TX-2. Per il suo programma, nel 1988, ha ricevuto il Premio Alan Turing, che nel mondo dei computer è paragonabile per importanza al Premio Nobel.
Illustrazione: MIT.

Un'altra importante invenzione di Album sono stati gli strumenti per il disegno automatico di forme geometriche: è sufficiente indicare la posizione e le dimensioni, ad esempio, di un quadrato in modo che venga disegnato - non è necessario preoccuparsi degli angoli retti esatti.

Allo stesso tempo, Edward Zajac, uno scienziato dei Bell Telephone Laboratories, preparò un film animato sul mainframe IBM 7090, "Simulazione di un sistema di controllo gravitazionale a due giroscopi", in cui mostrava il movimento spaziale di un satellite che ruota sulla Terra orbita.

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Allo stesso tempo, Ken Knowlton, un dipendente della stessa azienda, inventò BeFlix (di Bell Flicks), il primo linguaggio specializzato di animazione al computer basato su Fortran. Lavorando con “primitive grafiche” come disegnare una linea, copiare un'area, riempire un'area, ridimensionare, ecc., ha permesso di creare immagini con otto mezzitoni e una risoluzione di 252×184 pixel.

Nel periodo 1965-1971, basato su BeFlix, il regista sperimentale Stan VanDerBeek creò una serie di animazioni di Evans & Sutherland. È stato formato dai già noti Ivan Sutherland e David Evans, che studiano da vicino gli aspetti dell'interazione visiva tra un computer e una persona.

L'attrezzatura tecnica del laboratorio creato, che si concentrava in modo completo sui problemi delle immagini generate al computer (CGI), comprese le apparecchiature in tempo reale, l'accelerazione grafica 3D e la creazione di linguaggi di stampa, era abbastanza potente da attrarre un'intera coorte di specialisti promettenti.

Così, tra coloro che aderirono c'erano Edwin Catmull, che capì che l'animazione doveva essere trasferita sulle spalle dei computer, John Warnock, co-fondatore di Adobe Systems e sviluppatore del concetto del linguaggio di descrizione della pagina PostScript, rivoluzionario nell'editoria, James Clark ), ha cofondato Silicon Graphics e Netscape Communications.

Ed Catmull è considerato il padre dell'animazione al computer. Attualmente è presidente di Walt Disney e Pixar, leader mondiale nel portare la computer grafica nell'industria cinematografica.
Illustrazione: Flickr/Jeff Heusser.

Nel 1968, l'URSS produsse il cartone animato "Kitty", che divenne il primo in cui apparve un personaggio animato al computer.

Un gruppo di specialisti guidati dal matematico Nikolai Konstantinov si è rivolto al computer BESM-4, che simulava i movimenti del gatto con un sufficiente grado di realismo attraverso un sistema di equazioni differenziali del secondo ordine. Ogni fotogramma veniva inviato a un dispositivo di stampa, quindi venivano tutti combinati in un nastro.

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Nella seconda parte del nostro tuffo nella storia della computer grafica, esamineremo i problemi degli algoritmi!