Компьютерная графика в вузе что за предмет

Обновлено: 07.07.2024

Курс лекций по учебной дисциплине ОП.02 Компьютерная графика составлен в соответствии с рабочей программой профессионального модуля разработанной на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности среднего профессионального образования 15.02.08 Технология машиностроения.

Составитель: Юрова М.Н.

Содержание

Раздел 1. Системы автоматизированного проектирования

Тема 1.1. Общие сведения о системах автоматизированного проектирования.

История развития компьютерной графики;

Определение и основные задачи компьютерной графики;

Области применения компьютерной графики.

История развития компьютерной (машинной) графики

Компьютерная графика насчитывает в своем развитии не более двадцати лет, а ее коммерческим приложениям – и того меньше. Андриесван Дам считается одним из отцов компьютерной графики, а его книги – фундаментальными учебниками по всему спектру технологий, положенных в основу машинной графики. Также в этой области известен Айвэн Сазерленд , чья докторская диссертация явилась теоретической основой машинной графики.

До недавнего времени экспериментирование по использованию возможностей интерактивной машинной графики было привилегией лишь небольшому количеству специалистов, в основном ученые и инженеры, занимающиеся вопросами автоматизации проектирования, анализа данных и математического моделирования. Теперь же исследование реальных и воображаемых миров через «призму» компьютеров стало доступно гораздо более широкому кругу людей.

Такое изменение ситуации обусловлено несколькими причинами. Прежде всего, в результате резкого улучшения соотношения стоимость/производительность для некоторых компонент аппаратуры компьютеров. Кроме того, стандартное программное обеспечение высокого уровня для графики стало широкодоступным, что упрощает написание новых прикладных программ, переносимых с компьютеров одного типа на другие. Следующая причина обусловлена влиянием, которое дисплеи оказывают на качество интерфейса – средства общения между человеком и машиной, – обеспечивая максимальные удобства для пользователя. Новые, удобные для пользователя системы построены в основном на подходе WYSIWYG (аббревиатура от английского выражения «What you see is what you get» – «Что видите, то и имеете»), в соответствии с которым изображение на экране должно быть как можно более похожим на то, которое в результате печатается.

Большинство традиционных приложений машинной графики являются двумерными. В последнее время отмечается возрастающий коммерческий интерес к трехмерным приложениям. Он вызван значительным прогрессом в решении двух взаимосвязанных проблем: моделирования трехмерных сцен и построения как можно более реалистичного изображения. Например, в имитаторах полета особое значение придается времени реакции на команды, вводимые пилотом и инструктором. Чтобы создавалась иллюзия плавного движения, имитатор должен порождать чрезвычайно реалистичную картину динамически изменяющегося «мира» с частотой как минимум 30 кадров в секунду. В противоположность этому изображения, применяемые в рекламе и индустрии развлечений, вычисляют автономно, нередко в течение часов, с целью достичь максимального реализма или произвести сильное впечатление.

Развитие компьютерной графики, особенно на ее начальных этапах, в первую очередь связано с развитием технических средств и в особенности дисплеев:

произвольное сканирование луча;

растровое сканирование луча;

дисплеи с эмиссией полем.

1.2 Определение и основные задачи компьютерной графики

При обработке информации, связанной с изображением на мониторе, принято выделять три основных направления: распознавание образов, обработку изображений и машинную графику.

Основная задача распознавания образов состоит в преобразовании уже имеющегося изображения на формально понятный язык символов. Распознавание образов или система технического зрения (COMPUTER VISION) – это совокупность методов, позволяющих получить описание изображения, поданного на вход, либо отнести заданное изображение к некоторому классу (так поступают, например, при сортировке почты). Одной из задач COMPUTER VISION является так называемая скелетизация объектов, при которой восстанавливается некая основа объекта, его «скелет».

Обработка изображений (IMAGE PROCESSING) рассматривает задачи, в которых и входные и выходные данные являются изображениями. Например, передача изображения с устранением шумов и сжатием данных, переход от одного вида изображения к другому (от цветного к черно-белому) и т.д. Таким образом, под обработкой изображений понимают деятельность над изображениями (преобразование изображений). Задачей обработки изображений может быть как улучшение в зависимости от определенного критерия (реставрация, восстановление), так и специальное преобразование, кардинально изменяющее изображения.

При обработке изображений существует следующие группы задач:

Компьютерная (машинная) графика воспроизводит изображение в случае, когда исходной является информация неизобразительной природы. Например, визуализация экспериментальных данных в виде графиков, гистограмм или диаграмм, вывод информации на экран компьютерных игр, синтез сцен на тренажерах.

Компьютерная графика в настоящее время сформировалась как наука об аппаратном и программном обеспечении для разнообразных изображений от простых чертежей до реалистичных образов естественных объектов. Компьютерная графика используется почти во всех научных и инженерных дисциплинах для наглядности и восприятия, передачи информации. Применяется в медицине, рекламном бизнесе, индустрии развлечений и т. д. Без компьютерной графики не обходится ни одна современная программа. Работа над графикой занимает до 90% рабочего времени программистских коллективов, выпускающих программы массового применения.

Конечным продуктом компьютерной графики является изображение . Это изображение может использоваться в различных сферах, например, оно может быть техническим чертежом, иллюстрацией с изображением детали в руководстве по эксплуатации, простой диаграммой, архитектурным видом предполагаемой конструкции или проектным заданием, рекламной иллюстрацией или кадром из мультфильма.

Компьютерная графика – это наука, предметом изучения которой является создание, хранение и обработка моделей и их изображений с помощью ЭВМ, т.е. это раздел информатики, который занимается проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере.

В компьютерной графике рассматриваются следующие задачи:

– представление изображения в компьютерной графике;

– подготовка изображения к визуализации;

– осуществление действий с изображением.

Под компьютерной графикой обычно понимают автоматизацию процессов подготовки, преобразования, хранения и воспроизведения графической информации с помощью компьютера. Под графической информацией понимаются модели объектов и их изображения.

В случае если пользователь может управлять характеристиками объектов, говорят об интерактивной компьютерной графике , т.е. способность компьютерной системы создавать графику и вести диалог с человеком. В настоящее время почти любую программу можно считать системой интерактивной компьютерной графики.

Интерактивная компьютерная графика – это также использование компьютеров для подготовки и воспроизведения изображений, но при этом пользователь имеет возможность оперативно вносить изменения в изображение непосредственно в процессе его воспроизведения, т.е. предполагается возможность работы с графикой в режиме диалога в реальном масштабе времени.

Интерактивная графика представляет собой важный раздел компьютерной графики, когда пользователь имеет возможность динамически управлять содержимым изображения, его формой, размером и цветом на поверхности дисплея с помощью интерактивных устройств управления.

Исторически первыми интерактивными системами считаются системы автоматизированного проектирования (САПР), которые появились в 60-х годах 20 века. Они представляют собой значительный этап в эволюции компьютеров и программного обеспечения. В системе интерактивной компьютерной графики пользователь воспринимает на дисплее изображение, представляющее некоторый сложный объект, и может вносить изменения в описание (модель) объекта. Такими изменениями могут быть как ввод и редактирование отдельных элементов, так и задание числовых значений для любых параметров, а также иные операции по вводу информации на основе восприятия изображений.

Системы типа САПР активно используются во многих областях, например, в машиностроении и электронике. Одними из первых были созданы САПР для проектирования самолетов, автомобилей, системы для разработки микроэлектронных интегральных схем, архитектурные системы. Такие системы на первых порах функционировали на достаточно больших компьютерах. Потом распространилось использование быстродействующих компьютеров среднего класса с развитыми графическими возможностями – графических рабочих станций. С ростом мощностей персональных компьютеров все чаще САПР использовали на дешевых массовых компьютерах, которые сейчас имеют достаточные быстродействие и объемы памяти для решения многих задач. Это привело к широкому распространению систем САПР.

Сейчас становятся все более популярными геоинформационные системы (ГИС) . Это разновидность систем интерактивной компьютерной графики. Они аккумулируют в себе методы и алгоритмы многих наук и информационных технологий. Такие системы используют последние достижения технологий баз данных, в них заложены многие методы и алгоритмы математики, физики, геодезии, топологии, картографии, навигации и, конечно же, компьютерной графики. Системы типа ГИС зачастую требуют значительных мощностей компьютера как в плане работы с базами данных, так и для визуализации объектов, которые находятся на поверхности Земли. Причем, визуализацию необходимо делать с различной степенью детализации – как для Земли в целом, так и в границах отдельных участков. В настоящее время заметно стремление разработчиков ГИС повысить реалистичность изображений пространственных объектов и территорий.

Работа с компьютерной графикой – одно из самых популярных направлений использования персонального компьютера, причем занимаются этой работой не только профессиональные художники и дизайнеры. На любом предприятии время от времени возникает необходимость в подаче рекламных объявлений в газеты и журналы, в выпуске рекламной листовки или буклета. Иногда предприятия заказывают такую работу специальным дизайнерским бюро или рекламным агентствам, но часто обходятся собственными силами и доступными программными средствами.

Типичными для любой ГИС являются такие операции – ввод и редактирование объектов с учетом их расположения на поверхности Земли, формирование разнообразных цифровых моделей, запись в базы данных, выполнение разнообразных запросов к базам данных. Важной операцией является анализ с учетом пространственных, топологических отношений множества объектов, расположенных на некоторой территории.

1.3 Области применения компьютерной графики

Область применения компьютерной графики не ограничивается одними художественными эффектами. Во всех отраслях науки, техники, медицины, в коммерческой и управленческой деятельности используются построенные с помощью компьютера схемы, графики, диаграммы, предназначенные для наглядного отображения разнообразной информации. Конструкторы, разрабатывая новые модели автомобилей и самолетов, используют трехмерные графические объекты, чтобы представить окончательный вид изделия. Архитекторы создают на экране монитора объемное изображение здания, и это позволяет им увидеть, как оно впишется в ландшафт.

Можно рассмотреть следующие области применения компьютерной графики.

Научная графика

Первые компьютеры использовались лишь для решения научных и производственных задач. Чтобы лучше понять полученные результаты, производили их графическую обработку, строили графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций. Первые графики на машине получали в режиме символьной печати. Затем появились специальные устройства – графопостроители (плоттеры) для вычерчивания чертежей и графиков чернильным пером на бумаге. Современная научная компьютерная графика дает возможность проводить вычислительные эксперименты с наглядным представлением их результатов.

Деловая графика

Деловая графика – область компьютерной графики, предназначенная для наглядного представления различных показателей работы учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки – вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные материалы. Программные средства деловой графики включаются в состав электронных таблиц.

Конструкторская графика

Конструкторская графика используется в работе инженеров–конструкторов, архитекторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом САПР (систем автоматизации проектирования). Средствами конструкторской графики можно получать как плоские изображения (проекции, сечения), так и пространственные трехмерные изображения.

Иллюстративная графика

Иллюстративная графика – это произвольное рисование и черчение на экране компьютера. Пакеты иллюстративной графики относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения. Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.

Художественная и рекламная графика

Художественная и рекламная графика – ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации. Графические

пакеты для этих целей требуют больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличительной особенностью этих графических пакетов является возможность создания реалистических изображений и "движущихся картинок".

Компьютерная анимация

Компьютерная анимация – это получение движущихся изображений на экране дисплее. Художник создает на экране рисунке начального и конечного положения движущихся объектов, все промежуточные состояния рассчитывает и изображает компьютер, выполняя расчеты, опирающиеся на математическое описание данного вида движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения. Мультимедиа – это объединение высококачественного изображения на экране компьютера со звуковым сопровождением. Наибольшее распространение системы мультимедиа получили в области обучения, рекламы, развлечений.

Графика для Интернета

Появление глобальной сети Интернет привело к тому, что компьютерная графика стала занимать важное место в ней. Все больше совершенствуются способы передачи визуальной информации, разрабатываются более совершенные графические форматы, ощутимо желание использовать трехмерную графику, анимацию, весь спектр мультимедиа.

Контрольные вопросы:

Опишите этапы развития компьютерной графики.

Дайте определение понятиям «Компьютерная графика» и «Интерактивная компьютерная графика».

Компьютерная графика может быть мощным инструментом для создания и поддержки визуального решения проблем, и интерактивность играет центральную роль в развитии творчества пользователей компьютеров. Этот курс познакомит обучающихся с различными алгоритмами и интерактивными инструментами компьютерной графики.

О курсе
Формат
Требования
Программа курса
Результаты обучения
Формируемые компетенции
Направления подготовки

О курсе

Дисциплина «Инженерная и компьютерная графика» предназначена для обучения методам изображения предметов и общим правилам черчения, в том числе с применением компьютерных технологий.
Целями освоения дисциплины «Инженерная и компьютерная графика» являются:

Развитие образного, пространственного мышления, способностей к анализу и синтезу геометрических форм;
Овладение методами построения плоских проекционных моделей трехмерного пространства и методами геометрического моделирования, алгоритмами преобразования проекционных моделей и алгоритмами решения позиционных и метрических задач;
Выработка умений выражать свойства пространственных объектов и отношений между ними средствами геометрической модели, разработки конструкторской документации с использованием компьютерных технологий;

Изучение основных принципов и методов геометрического моделирования и методологии разработки графических приложений;
Формирование навыков использования универсальных графических систем для разработки и редактирования чертежей с использованием трехмерного компьютерного моделирования, автоматизации проектирования применительно к разработке и выполнению конструкторской документации.

Формат

Каждая тема включает лекционный материал, презентации, разбор задач, а ряд тем – выполнение лабораторных работ, контрольные вопросы и задания, позволяющие аттестовать слушателей. Каждая тема начинается с видеолекции.

Требования

Желательно – базовые знания по объектно-ориентированному программированию.

Программа курса

Курс «Инженерная и компьютерная графика» включает восемнадцать тем, объединенных в девять разделов (модулей):

Области применения компьютерной графики. Классификация, обзор и тенденции построения современных графических систем.
Основные принципы и функциональные возможности современных графических систем.
Стандарты в области разработки графических систем.
Технические средства компьютерной графики.
2D и 3D моделирование, способы и форматы создания, хранения, ввода и вывода графической информации.
Системы координат, типы преобразований графической информации.
Виды геометрических моделей их свойства, параметризация моделей; геометрические операции над моделями.
Геометрические операции над моделями.
Алгоритмы визуализации: отсечения, развертки, удаления невидимых линий и поверхностей, закраски.

Результаты обучения

В результате изучения базовой части цикла обучающийся должен знать:

Элементы начертательной геометрии и инженерной графики;
Геометрическое моделирование;
Программные средства компьютерной графики;
Тенденции развития компьютерной графики, ее роль и значение в инженерных системах и прикладных программах;
Методы построения плоских проекционных моделей трехмерного пространства;
Методы и модели трехмерного моделирования и анимации;
Основные принципы и методы геометрического моделирования и методологии разработки графических приложений.

Формируемые компетенции

ПК-1 - владеет навыками разработки моделей компонентов информационных систем, включая модели баз данных и модели и интерфейсов «человек – электронно-вычислительная машина»;
ПК-2 - владеет навыками разрабатывать компоненты аппаратно-программных комплексов и баз данных, используя современные инструментальные средства и технологии программирования;
ППК2 - владеет навыками и способностью сопрягать аппаратные и программные средства в составе информационных и автоматизированных систем;
ППК3 - владеет навыками и способностью проверять техническое состояние вычислительного оборудования и осуществлять необходимые профилактические процедуры.

Применение компьютерных технологий в изобразительной деятельности студентов художественных специальностей вузов является важным средством развития их художественных способностей, содействует проявлению творческого и интеллектуального потенциала развивающейся личности. Использование их в учебном процессе вуза требует проведения более глубоких исследований в области методик и преподавания большинства как общепрофессиональных, так и специальных дисциплин.

Определим основные условия применения средств компьютерной графики в процессе обучения студентов художественных факультетов вузов на примере специальностей «Изобразительное искусство» и «Дизайн».

Освоение студентами основ компьютерной графики имеет свою специфику по сравнению с традиционными видами изобразительной деятельности. В этой связи становятся актуальными разработка и совершенствование эффективной технологии обучения компьютерной графике с учетом специфики ее изобразительных средств и технических особенностей. Компьютерная графика, начиная с сороковых годов ХХ века, прошла сложный путь в своем развитии: от электронных абстракций до сложных композиций, созданных при помощи трехмерной графики. Развитие компьютерной графики на начальных этапах было связано с развитием технических средств и особенно дисплеев. Компьютеры и визуальные возможности изменили способы, используемые для создания и распространения изображений. Однако столь широко применяемые ныне мощные компьютерные системы существуют сравнительно недавно [8].

Сравнивая на правления обучения компьютерной графике в различных вузах страны, следует констатировать, что понимание роли компьютерной графики как дисциплины неоднозначно и зависит как от конкретных на правлений подготовки дипломированных специалистов, специальностей, в рамках которых эта дисциплина осваивается студентами, так и от уровня компетентности кадрового состава вуза [9].

В процессе обучения студентов технических вузов России особенно заметной становится роль компьютерной графики для автоматизации процесса проектирования, создания чертежей и конструкторской документации. Здесь в основе обучения компьютерной графике — освоение систем автоматизированного проектирования. В условиях развития художественно-графических факультетов и факультетов искусств разных вузов страны, открытия новых специальностей особенно актуальной является проблема использования в учебном процессе средств художественной компьютерной графики. В процессе подготовки специалистов в области графического, средового дизайна, художников-проектировщиков интерьеров и др. освоение студентами САПР и художественной компьютерной графики имеет равноправное значение.

С учетом существующих тенденций в обучении компьютерной графике условно можно выделить основные группы программного обеспечения, которые соответствуют на правлениям подготовки специалистов:

1) для технических и строительных специальностей — отечественные САПР и зарубежные AutoCAD, ArCon, Arhi CAD и др.;

2) для педагогических специальностей, художественных специальностей направления «Искусство» — Corel Draw!, Corel Painter, Adobe Photoshop, Adobe Illustrator, Adobe Page Maker,3D Studio MAX, 3D Studio Viz Canvas, Flash и др.

Проанализируем особенности и назначение прикладных компьютерных программ, наиболее полно отражающих специфику художественных изобразительных средств компьютерной графики [7].

Наиболее широкое распространение в учебном процессе художественно-графических факультетов получили компьютерные программы создания и редактирования двухмерных векторных объектов и трехмерного моделирования. Самыми популярными являются та ие программы как Corel Draw!, Adobe Photoshop и 3D Studio МАХ. В последнее время в процессе обучения студентов активно используются технологии Flash при разработке обучающих компьютерных программ (специальность «Изобразительное искусство»), интерактивных энциклопедий, Web-страниц (специальность «Дизайн»). В то же время отсутствует методика обучения студентов художественной компьютерной графике с использованием изобразительных средств таких программ, как Corel Painter X, Adobe Streamline, Adobe Illustrator и др. [6]

Использование компьютерных технологий в будущей профессиональной деятельности студентов-дизайнеров не вызывает сомнений. Развитие современного графического дизайна, Web-дизайна, полиграфии невозможно представить без средств компьютерной графики [2].

В последнее время получило широкое распространение создание произведений искусства с использованием средств компьютерной графики, имитирующих традиционные художественные материалы. Однако отношение многих художников и художников-педагогов к художественной компьютерной графике не однозначно: одни считают ее вредной, другие — принципиально новым направлением в искусстве. С одной стороны, процесс создания любого произведения искусства подчиняется единым законам и правилам. Принципы композиции, цветовые отношения, образная вы разительность, эстетическая ценность и др. — критерии, по которым оценивается творчество художника независимо от средств, при помощи которых он отображает замысел. Исторические сложившиеся в обществе каноны красоты объединяют различные виды и на правления изобразительного искусства. В полной мере они относятся и к произведениям, созданным средствами художественной компьютерной графики [5].

С другой стороны, компьютерная графика вносит в искусство новые изобразительные возможности при помощи только ей присущих средств:

– сочетания изобразительных материалов, невозможного в традиционных условиях (на пример, акварели и масла, графических материалов и мозаики);

– имитации материалов, которые не использовались до сих пор в изобразительном творчестве (жидкий металл и др.);

– эффектов освещения и свечения;

– эффект движения и др.

Отметим, что существующие в настоящее время творческие работы художников, выполненные при помощи средств художественной компьютерной графики, с учетом характера применяемых средств создания изображения условно можно представить следующим и группам и:

– имитирующие традиционные живописные материалы с дополнением специфических средств компьютерной графики (имитации не традиционных материалов, пространственных эффектов, свечения и др.);

– сочетающие живописные и графические изображения со специально обработанными фотоизображениями.

При обучении студентов художественных специальностей следует обратить особое внимание на принципы гармонии, которые являются основополагающими для всех видов искусств. Эти принципы находят выражение не только в чувственном восприятии, но и в логических закономерностях, получивших математические формы выражения. В связи с этим является актуальным использование современных инновационных образовательных технологий, среди которых информационные технологии занимают особое место. Необходимо проведение теоретико-методических разработок, которые являлись бы одинаково приемлемыми в каждой области искусства и способствовали дальнейшему усовершенствованию художественно-педагогического образования [1].

Приведение элементов композиции и целого к гармонии — это те моменты, те мгновения создания произведения, которые обязывают студента в полную силу включить знания и умения в процессы художественного творчества. Для этого он должен получить в полном объеме совокупность теоретических сведений о законах композиции, чтобы с опорой на чувство красоты визуально воспринимаемых форм или благозвучия аккордов контролировать все свои творческие действия. Это и есть процессы реализации художественной темы и художественного образа, во время которых, на отдельных этапах, может сказать «свое слово» информация, полученная электронным способом. Здесь особенно ценна возможность и результативность компьютерного представления сведений о художественных средствах композиции. Для изобразительного искусства и музыки они определяются одними и теми же понятиями: ритмичность, контрастность, тональность, функциональность, пластичность и так далее [8].

К настоящему времени компьютерные технологии имеют такие технические возможности, которые позволяют успешно адаптировать их к решению многих рутинных задач искусства, в том числе — обучения теории композиции. Однако в этом имеются трудности, которые все же преодолимы. Эти трудности связаны с возможной подменой творческого опыта «умелым результатом машины». В современном обществе человек так «оглушается» компьютером, лазером, что перестает чувствовать и понимать гармонии ненавязчивые, нежные, истинно человеческие. Передний край противостояния этих гармоний с «агрессивными» находится в вузе. Именно здесь студентам прививается художественный вкус, создаются условия такого личного творчества, через которое они лучше понимают различие в способах создания красоты. Они сами обретают способность проводить границы между ними, научаются использовать электронные технологии там, где они помогут создать гармонию [3].

Основы гармонии служат художнику и музыканту средством достижения красоты, а в художественном мышлении искусствоведа и музыковеда — ориентиром и критерием оценки произведения. Разработка отдельных композиционных закономерностей, а также их совокупности способствует раскрытию понятия гармонии. Так как функцией гармонии является скрепление, связь некоторого числа элементов, чтобы синергетически согласовать их друг с другом для выполнения общей задачи, то при обучении студентов изобразительному искусству и музыке с использованием информационных технологий в компьютерной графике и музыке, в соединении компьютера и искусства, большое значение приобретает раздел математики — теория групп Гармония, красота, содержательная простота как фундаментальные методологические принципы любой теории (философской, математической, естественнонаучной, художественной) выступают в роли «нити Ариадны» на пути к осознанию гармонии, созданию художественных произведений. Поэтому неслучаен, а вполне закономерен интерес великих музыкантов, художников к ведущим принципам, каноническим правилам, которые лежат в основе создания высокохудожественных произведений. Поскольку гармония заложена в самой природе, а художник и музыкант не только интуитивно, но и осознанно отображает ее в своих произведениях, появляется необходимость анализа понятия гармонии, который помогал и облегчал бы ее реализацию в информационной технологии как в музыке, так и в изобразительном искусстве. Нередко проявляется скептический взгляд художников, придерживающихся сугубо практического взгляда на творчество. Они утверждают, что числа — это одно, а гармония произведения — совсем другое, что важен только духовный «взлет», вдохновение, что именно оно и только оно владеет кистью художника, определяет воплощение замысла композитора [4]. Возможно это так. Но только отчасти. Живописец, композитор, зодчий «воспитан» не только на созерцании окружающей его действительности, но и на осмыслении опыта, художественной ценности произведений предшественников. Расчет сам по себе не создает красоты. Личность художника — его одаренность, интуиция, его видение мира и мастерство, обусловленное опытом личного творчества, жизнью и вкладом предыстории. Вместе с тем гармония достигается не только интуитивно, безотчетно, но также и сознательно. Величайшие художники пытались познать те принципы, те законы, те числа, те «гармоники», которые лежат в основе их собственных работ и которым подчинены шедевры, созданные их замечательными предшественниками. Здесь, прежде всего, следует отметить труды Леонардо да Винчи, А. Дюрера, Рафаэля и др., «механические опыты» с созданием «автоматических музыкальных композиций» К. Ф. Э. Баха, Й. Гайдна, Г. Ф. Генделя, В. А. Моцарта и др. (Известно, что Моцарт обстоятельно изучал возможности «автоматических музыкальных композиций»: через два года после его смерти (в 1793 г.) было издано приписанное ему «Руководство, как при помощи двух игральных костей сочинять вальсы в любом количестве…») [6].

Сегодня для исследования гармонии в музыке и изобразительном искусстве открываются новые возможности, связанные с использованием ЭВМ. Компьютерные исследования подтверждают подвижность границы между знанием и незнанием, между алгоритмическим описанием и «чистым» творчеством — тем, что не поддается алгоритмизации и совершается по интуиции. Интуиция опирается на объективно существующие, хотя еще сознательно не обнаруженные закономерности, и компьютерные модели, являясь мощным методом познания, способствует постижению глубинных, неосознанных закономерностей мышления и творчества.

Что если я скажу, что мир не настоящий, а хорошо проработанная компьютерная графика, помещенная в виртуальную реальность? Тогда создатель этого мира по праву может считать себя богом. Звучит как сюжет фантастического фильма? Дайте CG десяток лет, и фантазии превратятся в пугающую реальность.

Однако, уже сейчас освоив компьютерную графику вы сможете использовать ее для веб-дизайна, 3D-игр, 3D-печати, анимации, виртуальной реальности, архитектурной визуализации, эффектов для кино и многого другого. В этой статье мы разберем основы компьютерной графики и ответим на два важных вопроса: “С чего начать?” и “Какой софт использовать?”. Сосредоточьтесь, мы начинаем.

Двумерная графика

Двумерную графику обычно разделяют на векторную и растровую, хотя отдельно называют еще и фрактальный тип обособления изображений, говорить о котором мы не будем. Это тема отдельной статьи.

Это все очень интересно, теперь у вас есть базовое понимание о двумерной графике, которое пригодится веб-дизайнерам, 2D аниматорам, художникам. А теперь перейдем к графике будущего.

Трехмерная графика

Независимо от того, в какой области вы хотите развиваться, базовое понимание 3D необходимо во всех, и то, что вы узнаете в одной области, часто можно применить в другой. Скажем, вы смоделировали персонажа. Можно нацепить на него скелет и анимировать, чтобы создать короткометражный мультик или же экспортировать его в игровой движок как персонажа. Его можно напечатать на 3D принтере, внедрить в виртуальную реальность, или просто сделать красивой отрендеренной картинкой. Так что начало работы с любой из этих областей требует базового понимания 3D. И что же это за основы? Ну, их можно сформулировать так:

Вот и все основные пункты. Думаю, для начала этого будет достаточно. К нашему списку еще можно добавить еще два пункта, которые ближе к работе с видео и кино.

Частички полезны в системах, когда они как-то взаимодействуют с другими частичками рядом. В зависимости от правил этого взаимодействия, система частиц может вести себя похожим на воду, огонь, песок, желе, снег и еще много каким образом, подчиняясь заданным в симуляции силам и взаимодействуя с объектами в сцене. Например, эффекты магии в фентезийных фильмах созданы как раз на основе симуляции частиц.

…мы ищем обширные художественные и технические навыки, а не способность запускать программы.
— Pixar, Careers Page

Чтобы стать хорошим специалистом в CG потребуется освоить много сложной, но не менее интересной информации. Вот небольшая подборка интернет ресурсов, которые могут вам помочь:

Компьютерная графика уже очень очень востребованная сфера, а в будущем станет еще более востребованной. Читайте книги по моделированию, смотрите видео (благо таких предостаточно). И когда-нибудь в будущем сможете создать свой мир с блэкджеком и анимированными мечами.

Читайте также: