КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА

0 комментариев

КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА - ма­шин­ная гра­фи­ка, сис­те­ма ме­то­дов, ал­го­рит­мов, про­грамм­ных и ап­па­рат­ных средств для вво­да, об­ра­бот­ки и ото­бра­же­ния гра­фической ин­фор­ма­ции, а так­же для пре­об­ра­зо­ва­ния дан­ных в гра­фическую фор­му.

Компьютерная графика по­зво­ля­ет соз­да­вать, из­ме­нять, ана­ли­зи­ро­вать, сти­рать изо­бра­же­ния, а так­же ра­бо­тать с цве­том и яр­ко­стью все­го изо­бра­же­ния и от­дель­ных его фраг­мен­тов, реа­ли­зо­вать на эк­ра­не дис­плея дви­жу­щее­ся цвет­ное изо­бра­же­ние. Ко­неч­ным про­дук­том К. г. яв­ля­ет­ся изо­бра­же­ние (напр., ма­те­ма­тический гра­фик, тех­нический чер­тёж, книж­ная ил­лю­ст­ра­ция, трёх­мер­ное изо­бра­же­ние ар­хитектурного ви­да пред­по­ла­гае­мой кон­ст­рук­ции, кадр филь­ма), ко­то­рое мо­жет со­хра­нять­ся (напр., в па­мя­ти ком­пь­ю­те­ра), вы­во­дить­ся на эк­ран дис­плея, на бу­маж­ные лис­ты (по­сред­ст­вом прин­те­ра) и др.

Основные об­лас­ти при­ме­не­ния компьютерной графики: кон­ст­руи­ро­ва­ние и ди­зайн различных объ­ек­тов и сис­тем, ин­тер­нет-ди­зайн, об­ра­бот­ка и мон­таж циф­ро­вых изо­бра­же­ний, под­го­тов­ка по­ли­гра­фической и кар­то­гра­фической про­дук­ции, ком­пь­ю­тер­ная ани­ма­ция, соз­да­ние спец­эф­фек­тов для ки­но и те­ле­ви­де­ния, так­же вир­ту­аль­ных объ­ек­тов и про­странств (ком­пь­ю­тер­ные иг­ры, тре­на­жё­ры).

Про­об­ра­зом компьютерной графики мож­но счи­тать ис­поль­зо­вав­шие­ся с 1950-х годов сис­те­мы ма­те­ма­тического мо­де­ли­ро­ва­ния форм и про­стран­ст­вен­ных сред, на­хо­див­шие при­ме­не­ние в Сис­те­ме ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­но­го про­ек­ти­ро­ва­ния (САПР) и Ав­то­ма­ти­зиро­ван­ной сис­те­ме управ­ле­ния (АСУ). В сле­дую­щем де­ся­ти­ле­тии даль­ней­шее раз­ви­тие компьютерной графики обес­пе­чи­ли ус­пе­хи американских учё­ных (А. Са­зер­ленд и др.) в сфе­ре про­грамм­но­го и ап­па­рат­но­го обес­пе­че­ния ин­тер­фей­са и российских ис­сле­до­ва­те­лей (груп­па Н.Н. Кон­стан­ти­но­ва) - в ме­то­дах мо­де­ли­ро­ва­ния слож­ной ди­на­ми­ки объ­ек­та, по­зво­лив­ших соз­да­вать ком­пь­ю­тер­ные ани­ма­ци­он­ные филь­мы (см. Ком­пь­ю­тер­ная ани­ма­ция).

Пре­об­ра­зо­ва­ние за­ко­ди­ро­ван­но­го изо­бра­же­ния в ви­ди­мый сиг­нал мо­ни­то­ра осу­ще­ст­в­ля­ет­ся ви­део­кар­той. Соб­ст­вен­но ри­со­ва­ние мо­жет про­во­дить­ся при по­мо­щи кла­виа­ту­ры и мы­ши или на специальных план­ше­тах. Прин­ци­пи­аль­ная про­бле­ма, ко­то­рую при­хо­дит­ся ре­шать в компьютерной графике, - пред­став­ле­ние изо­бра­же­ния в элек­трон­ном ви­де.

Здесь вы­де­ля­ют­ся 2 ти­па изо­бра­же­ния: двух­мер­ная (2D) и трёх­мер­ная (3D) гра­фи­ка. 2D-гра­фи­ка соз­да­ёт­ся не­сколь­ки­ми спо­со­ба­ми. В век­тор­ной гра­фи­ке изо­бра­же­ние за­да­ёт­ся со­во­куп­но­стью фор­мул, опи­сы­ваю­щих т. н. при­ми­ти­вы, т. е. про­стей­шие фи­гу­ры, их ко­ор­ди­на­ты и рас­по­ло­же­ние в про­стран­ст­ве. Рас­тро­вая гра­фи­ка пред­став­ля­ет объ­ек­ты в ви­де мат­риц пик­се­лов, т. е. не­боль­ших пря­мо­уголь­ни­ков разл. цве­та. Осн. прак­ти­че­ское раз­ли­чие ме­ж­ду этими спо­со­ба­ми за­клю­ча­ет­ся в су­ще­ст­вен­ном ухуд­ше­нии ка­че­ст­ва изо­бра­же­ния при уве­ли­че­нии и др. пре­об­ра­зо­ва­ни­ях в ра­ст­ро­вой гра­фи­ке и в слож­но­сти реа­ли­за­ции фо­то­реа­ли­стич­ных объ­ек­тов в век­тор­ной гра­фи­ке. Для ог­ра­нического клас­са объ­ек­тов при­ме­ни­мо опи­са­ние по­сред­ст­вом т. н. фрак­та­лов (гео­мет­рических фи­гур, об­ла­даю­щих свой­ст­вом са­мо­по­до­бия, т. е. со­стоя­щих из ча­стей, каж­дая из ко­то­рых по­доб­на всей фи­гу­ре).

Трёх­мер­ность в 3D-гра­фи­ке дос­ти­га­ет­ся пу­тём мат­рич­ных пре­об­ра­зо­ва­ний отдельних час­тиц-при­ми­ти­вов - по­ли­го­нов (пре­имущественно тре­уголь­ни­ков), из­ме­няю­щих их ори­ента­цию в про­стран­ст­ве и мас­штаб; по­строе­ни­ем т. н. сплай­но­вой оги­баю­щей кри­вых, вы­стро­ен­ных по опор­ным точ­кам; сфе­ро­ид­ным мо­де­ли­ро­ва­ни­ем, соз­даю­щим плав­ные пе­ре­те­ка­ния отдельных со­сед­ст­вую­щих эле­мен­тов друг в дру­га; мо­де­ли­ро­ва­ни­ем час­тиц, по­зво­ляю­щим изо­бра­жать ди­на­мич­ные сре­ды, в ко­то­рых су­ще­ст­ву­ют отдельные объ­ек­ты. Дос­то­вер­ность изо­бра­же­ния соз­да­ёт­ся по­сред­ст­вом про­счё­та ря­дом ме­то­дов тек­сту­ры объ­ек­тов, оп­ре­де­ляю­щей и их цвет, эф­фек­тов возд. пер­спек­ти­вы, реф­лек­сов, про­зрач­но­сти, пре­лом­ле­ния, ос­ве­ще­ния (см. так­же Гра­фи­че­ский ре­дак­тор).

Раз­ра­бот­ка но­вых тех­но­ло­гий и соз­да­ние про­грамм­ных про­дук­тов для компьютерной графики яв­ля­ет­ся в на­стоя­щее вре­мя од­ной из са­мых ак­тив­но раз­ви­ваю­щих­ся от­рас­лей биз­не­са и ин­фор­ма­ти­ки. На­учный ас­пект на­хо­дит от­ра­же­ние в дея­тель­но­сти кон­фе­рен­ций [National Association of Broadcasters (NAB), Siggraph (обе - в США); CGevent (CGсобытие), GraphCon (обе - в Рос­сии)]. Один из круп­ней­ших цен­тров раз­ви­тия компьютерной графики - Ла­бо­ра­то­рия ком­пь­ю­тер­ной гра­фи­ки при факультете вы­чис­лительной ма­те­ма­ти­ки и ки­бер­не­ти­ки МГУ под руководством Ю.М. Бая­ков­ско­го.

В компьютерной графике реа­ли­зу­ет­ся стрем­ле­ние к са­мо­дея­тель­но­му ху­дожественому твор­че­ст­ву, что оп­ре­де­ля­ет­ся дос­туп­но­стью та­ких по­пу­ляр­ных про­грамм­ных про­дук­тов, как Pho­to­Shop, 3D Studio Max; зна­ко­мясь с их опи­са­ния­ми, на­чи­наю­щие ху­дож­ни­ки ос­ваи­ва­ют эле­мен­тар­ные пред­став­ле­ния о пер­спек­ти­ве, кон­ст­рук­тив­ном обоб­ще­нии фор­мы, цве­то­ве­де­нии и т. п. Су­ще­ст­ву­ет зна­чит. чис­ло ин­тер­нет-со­об­ществ и вир­ту­аль­ных га­ле­рей, в ко­то­рых ав­то­ры раз­ме­ща­ют про­дук­ты сво­их экс­пе­ри­мен­тов в об­лас­ти компьютерной графики. Этот про­цесс сти­му­ли­ру­ет­ся раз­ви­ти­ем циф­ро­вых тех­но­ло­гий, в т. ч. фо­то­гра­фии и ска­ни­ро­ва­ния, про­дук­ты ко­то­рых слу­жат за­час­тую ис­ход­ным ма­те­риа­лом.

Од­на из основных тен­ден­ций раз­ви­тия комьютерной графики - за­ме­ще­ние тра­диционных форм изо­бра­зительной дея­тель­но­сти. По­это­му в 2D-гра­фи­ке на­блю­да­ет­ся пре­дель­ное раз­но­об­ра­зие сти­ли­сти­ки, по­вто­ряю­щее си­туа­цию современной ху­дожественной жиз­ни. В 3D-гра­фи­ке пре­об­ла­да­ет стрем­ле­ние к дос­то­вер­но­сти, пред­мет­но­сти изо­бра­же­ния, что в со­че­та­нии с оби­ли­ем в этой об­лас­ти ди­ле­тан­тов оп­ре­де­ля­ет пред­поч­те­ние сти­ли­сти­ки фэн­те­зи, сюр­реа­лиз­ма и ги­пер­реа­лиз­ма, «ани­мэ». На­про­тив, ус­лов­ность язы­ка компьютерной графики не скры­ва­ет­ся при де­мон­ст­ра­ции ис­сле­до­ва­тель­ских или про­ект­ных ре­зуль­та­тов.

Вме­сте с тем в соб­ст­вен­но ху­дожественной сфе­ре компьютерная графика иг­ра­ет по­ка вспо­мо­гательную роль - ли­бо на ста­дии эс­ки­за и про­ек­та, ли­бо как сред­ст­во оформ­ле­ния PR-со­про­во­ж­де­ния. Чис­то ком­пь­ю­тер­ны­ми из­де­лия­ми яв­ля­ют­ся лишь ани­мационые филь­мы, тех­но­ло­гия из­го­тов­ле­ния ко­то­рых, во мно­гом близ­кая тра­диционной муль­ти­п­ли­ка­ции, по­зво­ля­ет зна­чи­тель­но эко­но­мить сред­ст­ва и вре­мя на про­из­вод­ст­во. Од­на­ко взы­ска­тель­ная часть пуб­ли­ки от­да­ёт пред­поч­те­ние при­выч­ной сти­ли­сти­ке ри­со­ван­ной и ку­коль­ной ани­ма­ции, что в боль­шой сте­пе­ни оп­ре­де­ля­ет­ся ог­ра­ни­чен­но­стью воз­мож­но­стей пла­стической и ко­ло­ри­стической вы­ра­зи­тель­но­сти су­ще­ст­вую­щих ме­то­дов компьютерной график по срав­не­нию с приё­ма­ми тра­диционной жи­во­пи­си и гра­фи­ки.

Мо­ти­вы компьютерной графики ста­ли не­отъ­ем­ле­мой ча­стью сти­ли­сти­ки ху­дожественного ки­не­ма­то­гра­фа, те­ле­ви­де­ния, т. н. ак­ту­аль­ных форм искусства (ви­део-арт и др.).

Дополнительная литература:

Cybernetics, art, and ideas / Ed. J. Rei­chardt. L., 1971;

Ду­да Р., Харт П. Рас­по­зна­ва­ние об­ра­зов и ана­лиз сцен. М., 1976;

Ги­лой В. Ин­те­рак­тив­ная ма­шин­ная гра­фи­ка. М., 1981;

Прэтт У. Циф­ро­вая об­ра­бот­ка изо­бра­же­ний. М., 1982. Т. 1–2;

Пав­ли­дис Т. Ал­го­рит­мы ма­шин­ной гра­фи­ки и об­ра­бот­ки изо­бра­же­ний. М., 1986;

Livingstone M. Art, illusion and the visual system // Scientific American. 1988. № 1;

Род­жерс Д. Ал­го­рит­ми­че­ские ос­но­вы ма­шин­ной гра­фи­ки. М., 1989;

он же. Ма­те­ма­ти­че­ские ос­но­вы ма­шин­ной гра­фи­ки. М., 2001;

Culture, technology & creativity in the late twentieth century / Ed. P. Hayward. L., 1990;

Popper F. Art of the electronic age. N. Y., 1997;

Ши­кин Е. В., Бо­ре­сков А. В. Ком­пь­ю­тер­ная гра­фи­ка. Ди­на­ми­ка, реа­ли­сти­че­ские изо­бра­же­ния. М., 1998;

они же. Ком­пь­ю­тер­ная гра­фи­ка. По­ли­го­наль­ные мо­де­ли. М., 2005.

 

© Большая Российская Энциклопедия (БРЭ)

Литература
  • Эйнд­жел Э. Ин­те­рак­тив­ная ком­пь­ю­тер­ная гра­фи­ка. 2-е изд. М., 2001
  • Sha­pi­ro L., Stockman G. Computer vision. Upper Saddle River; L., 2001
  • По­рев В. Н. Ком­пь­ю­тер­ная гра­фи­ка. СПб., 2002
  • Ти­хо­ми­ров Ю. OpenGL. Про­грам­ми­ро­ва­ние трех­мер­ной гра­фи­ки. 2-е изд. СПб., 2002
  • Кэм­пбелл М. Ком­пь­ю­тер­ная гра­фи­ка. М., 2007

Приглашаем историков внести свой вклад в Энциклопедию!

Наши проекты