«Кыргыз тилим өнүксүн» сынагына катышыңыз! (2-сынак)

Компьютердик графика


Компьютердик графика (машиналык графика, англисче computer graphics) - компьютерлер атайын программалык камсыздоо менен бирге сүрөттөрдү түзүү (синтездөө) жана түзөтүү үчүн, ошондой эле аны андан ары иштеп чыгуу жана сактоо максатында реалдуу дүйнөдөн алынган визуалдык маалыматты санариптөө үчүн курал катары колдонулган иш-аракет чөйрөсү.

Мазмуну

Тарыхы

20-кылымдын 40-жылдарындагы биринчи эсептөөчү машиналар ("ABC", 1942 ж., "ENIAC", 1946 ж., "EDSAC", 1949 г., "МЭСМ", 1950 ж.) эсептөөлөр үчүн гана жасалып, графика менен иштөөгө өзүнчө каражаттары жок болчу. Бирок, ошондо дагы энтузиасттар электрондук лампаларда иштеген биринчи муундагы ЭЭМди сүрөттү алуу жана иштетүү үчүн колдонууга аракет кылышкан. Элетрондук лампалар матрицасынын негизинде куралган ЭЭМдин жана маалымат чыгаруу түзүлүштөрүнүн эс-тутумун программалоо менен жөнөкөй узорлорду алуу мүмкүн эле. Чыңалуу лампалары белгилүү бир ыраатта күйүп-өчүп түрдүү фигураларды түзгөн.

40-жылдардын аягында, 50-жылдардын башында көптөгөн компьютерлерде оцилографтар же Вильямс трубкасы түрүндөгү электрондук нур трубкаларын (ЭНТ) оперативдик эс катары колдонгон. Теориялык жактан 0 же 1 санын мындай эске белгилүү бир иретте жазуу менен экранда кайсы бир сүрөттү көрсөтүүгө мүмкүн эле, бирок иш жүзүндө бул колдончу эмес. 1952-жылы Британиялык инженер Александр Дуглас (Alexander Shafto «Sandy» Douglas) EDSAC программалануучу компьютери үчүн «ОХО» (кресттер нөлдөр) аталган тамашалуу программаны жазып, тарыхтагы биринчи компьютердик оюн болуп калат. Торчонун, кресттердин жана нөлдөрдүн сүрөтү Вильямстын трубкасы же электрондук нур трубкасында тартылып, программалоо жолу менен куралчу.

50-жылдары компьютерлердин жана графикалык перифериялык түзүлүштөрдүн эсептөөчү мүмкүндүктөрү жогорку деталдаштырууну алууга жол берчү эмес, бирок мониторлордун экранына жана принтерлерге символдук сүрөттөрдү чыгарууга мүмкүндүк берчү. Сүрөттөр алфавит-сандык символдордон куралган (символдук графика, кийинчирээк ASCII-графика жана ASCII-Art аталыштары келген). Негизи эң жөнөкөй: алфавит-сандык белгилердин тыгыздыгындагы айырмачылык жана адамдын көрүү жөндөмдүүлүгү деталдарды аралыктан айырмалай албагандыгы, компьютерде сүрөттөрдү жана псевдографикалык объектилерди түзүүгө мүмкүндүк берет. Ушул сыяктуу сүрөттөрдү печаттык машинкаларда иштеген 19-кылымдын машинисттери кагаз бетине тартышчу.

1950-жылы математик, сүрөтчү Бенджамин Лапоски (Ben Laposky) татаал динамикалык фигуралар - осцилиондорду түзүп, оциллографтын экраны менен эксперимент жасай баштаган. Алар электрондук нур приборунда татаал тууралоолор менен түзүлчү. Сүрөттү кармап калуу үчүн жогорку ылдамдыктагы сүрөттөр жана өзгөчө объективдер колдонулган, кийинчерээк сүрөттөргө түс берген пигменттелген фильтрлар кошулган.

1950-жылы АКШнын аба коргонуусунун SAGE системасына киргизилген Whirlwind-I аскер компьютеринде визуалдык жана графикалык маалыматты көрсөтүүчү монитор колдонулган.

1955-жылы Массачусетс технологиялык институтунда (MIT) жарыктык калеми (Light pen) ойлоп чыгарылган. Бул негизинен жарыкка сезимталдуу келген компьютерге киргизүү түзүлүш, текстти тандоо, сүрөт тартуу жана компьютердин экранындагы же монитордогу интерфейс элементтери менен аракет кылуу үчүн колдонулат. Жарык калем электр нур трубкалуу (CRT) мониторлордо эле жакшы иштейт, анткени ал экрандын ар бир пикселин сканлерлейт, бул компьютерге күтүлгөн cканерлөөчү убакытты көзөмөлдөөгө ыкма, жана сканерлөөнүн убакыт белгисинин негизинде калемдин ордун аныктоого мүмкүндүк берет. Калемдин учунда электрондук нурдун өтүүсүнө туура келген, электрондук импульстарды чыгаруучу жана ошол эле убакта жогорку жарык берүүгө реакция кылуучу фотоэлемент бар. Калем кайда көрсөтүп жатканын аныктоо үчүн испульсту электрондук пушканын абалы менен сихронизациялап тууралап коюуу жетиштүү.

Жарыктык калемдери 1960-жылдары эсептөөчү терминалдарда кеңири колдонулган. 90-жылдарда суюк кристалдуу (LCD) мониторлордун пайда болуусу менен, алар дээрлик колдонуудан чыгып калган, анткени бул экран менен жарыктык калеминин иштөөсү мүмкүн болбой калган.

1957-жылы АКШнын улуттук стандарттар бюросунун инженери Рассел Кирш (Russell A. Kirsch) SEAC компьютери үчүн биринчи сканерди ойлоп табып, андан өзүнүн Уолден (англисче Walden) аттуу баласынын биринчи санарип скан-сүрөтүн алган.

20-кылымдын 60-жылдары компьютердик графиканын реалдуу гүлдөп-өсүүсү башталат. Ошол убактагы транзистор менен иштеген мониторлуу (ЭЭМдин экинчи мууну) кийинчерээк микросхемалуу (3-муундагы ЭВМ, компьютердин тарыхы) жогорку өндүрүмдүү компьютерлердин келиши менен машиналык графика энтузиасттардын гана чөйрөсү болбой, компьютердик технологиялардын өнүгүүсүнүн олуттуу илимий-тажрыйбалык багыты болуп калды. Биринчи супер коюмпьютерлер (СDС 6600 и Cray-1) пайда болуп, тез эсептөөлөр менен гана иштөөгө жол берберстен, компьютердик графика менен жаңы деңгээлде иштөөгө жол ачат.

1960-жылы Боинг (англисче Boeing) авиакуруу копрорациясынын инженер-дизайнери Ульям Феттер (William Fetter) биринчилерден болуп «компьютердик графика» терминин киргизген. Жумуш компьютеринде учактардын пилотторунун кабиналарын тартып отуруп өз ишин техникалык документацияда баяндоону чечет. 1964-жылы Ульям Феттер компьютерде адамдын графикалык зым моделин жасап «Боинг адамы» же кийинчирээк жарнамада колдонулган «биринчи адам» аталышка ээ болгон.

1962-жылы Массачусетс Технологиялык Институтунун программамисти Стив Рассел DEC PDP-1 компьютеринде графикасы бар программаны, тагыраак айтканда «Spacewar!» оюнун иштеп чыгат. Аны жасоого орточо 200 адам-сааты кеткен. Оюн джойстик менен ойнолуп, кызыктуу физика жана татынакай графикага ээ болчу. Бирок, графикасыз биринчи компьютердик оюн катары Александр Дугластын «ОХО» ("Кресттер-нөлдөр", 1952) оюнун эсептөөгө болот.

1963-жылы TX-2 компьютеринин негизинде Массачусетс Технологиялык Институтунун инженер-программисти, компьютердик графиканын пионери Айвен Сазерленд (Ivan Edward Sutherland) жарык калем менен трубкада чекиттерди, линияларды жана айланаларды тартууга мүмкүндүк берген Sketchpad аттуу программдык-аппараттык комплексти түзгөн. Примитивдер менен базалык иш-аракеттерди жасоого мүмкүн болгон: жылдыруу, көчүрүү ж. б. Мааниси жагынан бул AutoCAD же Компас-3D сыяктуу заманбап автоматтык проектилөө системалары сыңарындай, биринчи вектордук редактор болгон. 1968-жылы Айвен Сазерленд тарабынан виртуалдык шлем сыяктуу түзүлүш дагы жасап, байыркы грек легендасынын аналогиясы катары «Дамоклов кылычы» атаган.

1960-жылдардын ортосунда компьютердик графика өнөр жай тиркемелик иштеп чыгуулары пайда болот. Мисалы, Т. Мофетт жана Н. Тейлордун жетекчилиги алдында Itek фирмасы электрондук чийме машинасын иштеп чыгышкан (графотүзүүчү же плоттер).

1963-жылы Bell Labs программисти Эдвард Зейджек (Edward E. Zajac) биринчи компьютердик анимация иштеп чыгып, анда жерди айланган спутник чагылдырылган. Спутник теориялык жактан жерге салыштырмалуу өзүнүн ориентациясын кармап туруу үчүн гироскопторду колдонгон. Бүт комьпютердик эсептөөлөр ORBIT программасын колдонуу менен IBM 7090 же 7094 сериясындагы компьютерлерде жасалган.

Кийинки жылдары андан дагы татаалыраак жана маанилүү башка анимациялар чыгат: «Bell Labs» кызматкери Майкл Ноллдун «Tesseract» (Тессеракт же башкача айтканда Гиперкуб, 1965-ж.), Чарлз Цури жана Джеймс Шафердин «Hummengbird» (Колибри, 1967-ж.), Николай Константиновдун «Кошечкасы» (1968-ж.), Питер Фолдерстин «Metadata» (Мета маалыматтар, 1971-ж.) жана башкалар.

1964-жылы IBM/360 мейнфрейми үчүн биринчи коммерциялык графикалык терминал чыгат. 1694-жылы IBM менен биргеликте General Motors DAC-1 автоматташтырылган проектилөө системасын чыгырышат.

1967-жылы профессор Дуглас Энгельбарт (Douglas Carl Engelbart) биринчи компьютердик чычканды жасап (X, Y - координаттарын көрсөткүч), 1968-жылы Сан-Францискодогу көргөзмөдө мүмкүнчүлүктөрүн көрсөтөт.

1967-жылы IBM кызматкери Артур Аппель көрүнбөгөн (анын ичинде жарым-жартылай жашырылган) кабыргаларды өчүрүүнүн алгоритмин баяндап, кийинчерээк аны нур кастинги атайт, бул заманбап 3D-графиканын жана фотореализмдин башаты болуп калат.

1968-жылы Н. Н. Константировдун жетекчилиги алдында топ мышыктын кыймылын имитациялоочу компьютердик моделди түзүшөт. БЭСМ-4 машинасы жазылган программаны аткаруу менен «Кошечка» аталган мульфильмди тарткан. Аналогиялуу кыймыл аракет алгоритмдери батышта 80-жылдары ачылган. Визуалдаштыруу үчүн алфавиттик-санарип принтер пайдаланылган.

Ошол эле жылы компьютердик графика сүрөттөрдү эстеп калып, аны экранга (электрондук нур трубкасына) чыгаруу менен алга жылган. Биринчи растрлык мониторлор пайда болот.

70-жылдары биринчи түстүү мониторлор жана түстүү графика пайда болуп, компьютердик графика жаңы өнүгүү баскычына өтөт. Түстүү дисплейлүү суперкомпьютерлер көркөм фильмдерде атайын эффектерди түзүүдө колдонула баштайт (1977-жылкы режиссёр Джордж Лукастын фантастикалык эпопеясы «Звездные войны», режиссёру Ридли Скотт жана XX-кылым FOX киностудиясынын «Чужой» кинотасмасы, кийинчерээк 1982-жылкы режиссёр Стивен Спилбергдин жана Walt Disney стуиясынын «Трон» тасмасы). Бул мезгилде компьютерлер мурдагыдан дагы тез иштеп, аларды 3D сүрөттөрдү тартканды үйрөтүшүп, үч өлчөмдүү графика жаралып жана визуалдаштыруунун жаңы багыты - фракталдык графика пайда болот. Компьютердик чычканды пайдаланган графикалык интерфейстүү компьютерлер жаралат (Xerox Alto, 1973 г.).

1971-жылы математик Анри Гуро, 1972-жылы Джим Блинн (англисче Jim Blinn) жана 1973-жылы Буй Туонг Фонг көлөкөлөө моделин иштеп чыгышып, графика тегиздик рамкасынан чыгып, тереңдикти так көрсөтө баштайт. Джим Блинн рельеф картасын киргизүү, түз эмес бетти моделдөөнүн техникасы чөйрөсүндө новатор болуп, ал эми Фонгдун алгоритми заманбап компьютердик оюндарда негизги алгоритм болуп калат.

1972-жылы компьютердик графиканын пионери Эдвин Катмулл (Edwin Catmull) биринчи 3D сүрөттү жасайт - өзүнүн сол колунун зымдык жана текстуралаштырылган модели.

1975-жылы француз математиги Бенуа Мандельброт (Benoît B. Mandelbrot) IBM компьютеринде программалап жатып комлекстик математикалык эсептөөлөрдүн сүрөтүн курат (Мадельброттун көптүгү), кайталануучу мыйзамченемдүүлүктөрдүн анализинде алынган натыйжа «фрактал» (латынча бөлүнүүчү, бөлүнгөн) аталган кооз сүрөттү берет. Фракталдык геометрия жаралып, анын аркасынан компьютердик графикадагы жаңы перспективдүү багыт - фракталдык графика жаралат.

70-жылдардын аягында микропроцессорлордо иштеген 4-муундагы компьютерлердин пайда болуусу менен графика өнөр-жай системасынан үйдөгү жөнөкөй колдонуучулардын колуна өтөт. Видео жана компьютердик оюндар индустриясы жарала баштайт. Түстүү графикасы бар биринчи массалык персоналдык компьютер Apple II (1977-ж.), кийинчерээк Apple Macintosh (1984-ж.) болот.

80-жылдары IBM PC (1981 г.) персоналдык компьютерлердин видео системасынын өнүгүүсү менен графика деталдуу жана түстү жакшы берүүчү (сүрөттөрдүн чен-өлчөмдөрү чоңоюп, түс палитрасы кеңейет) болуп калыптанат. MDA, CGA, EGA, VGA, SVGA аталыштагы биринчи видеостандарттар пайда болот. Файлдык графикалык форматтардын биринчи стандарттары иштелип чыгат, мисалы GIF (1987), графикалык моделдөө пайда болот.

Учурдагы абал

Негизги колдонуу чөйрөсү

Илимий графика - биринчи компьютерлер илимий жана өндүрүш тапшырмаларын гана чечүү үчүн пайдаланылчу. Жыйынтыктарды жакшы түшүнүү максатында алардын графикалык иштетилиши жүргүзүлгөн: конструкциялардын графиктери, диаграммалар, чиймелер. Биринчи машиналык графика символдук басуу режиминде ишке ашырылчу. Андан соң чиймелерди чийүү жана графиктерди кагазга түшүрүү үчүн атайын түзүлүштөр - графо-куруучулар (плоттерлер) пайда болот. Заманбап илимий компьютердик графика жыйынтыктарын алдын-ала көрсөтүү менен эксперименттерди жүргүзүүгө мүмкүндүк берет.

Иштиктүү графика - мекемелердин түрдүү жумуш көрсөткүчтөрүн көрсөтүүгө арналган компьютердик графика чөйрөсү. Пландык көрсөткүчтөр, отчёттук документация, статистикалык эсеп маалыматтар - иштиктүү графиканын иллюстрациялык материалдары жасалуучу объектилери. Иштиктүү графиканын программалык каражаттары электрондук таблицалардын курамына кирет.

Конструктордук графика инженер-конструкторлордун, архитекторлордун, ойлоп табуучулардын ишинде пайдаланылат. Бул проектилөөнү автоматташтыруу системаларынын милдеттүү элементи. Конструктордук графиканын каражаттары аркылуу бир тегиздүү (проекция, кесилиштер), ошондой эле мейкиндиктүү үч өлчөмдүү сүрөттөрдү алууга болот.

Иллюстрациялык графика - бул монитордун экранында сүрөт тартуу же чийүү. Иллюстрациялык графиканын пакеттери жалпы багыттагы прикладдык программалык камсыздоолорго таандык. Эң жөнөкөй программалык каражаттары графикалык редакторлор аталат.

Көркөм жана жарнамалык графика көбүнчө теле берүүлөрдүн артынан популярдуу болду. Компьютердин жардамы менен жарнамалык роликтер, мультфильмдер, компьютердик оюндар, видеосабактар, видео презентациялар жасалууда. Бул максаттагы графикалык пакеттер компьютердин тез иштөө жана эс-тутум жаатындагы ресурстарын көп талап кылат. Мындай графикалык пакеттердин өзгөчөлүгү алардын реалдуу жана кыймылдоочу сүрөттөдү жасоо мүмкүндүгү. Үч өлчөмдүү сүрөттөрдү алуу, аларды буруу, жакындатуу, алыстатуу, деформациялоо, көлөмдүү эсептөөлөрдү жүргүзүү менен байланыштуу. Объектинин жарык булагынын абалына жараша жарыктануусун, көлөкөлөрүнүн орун алууларын беттин фактурасына жараша көрсөтүү, оптика мыйзамдарын эске алуу менен эсепттөөлөрдү жүргүзүүнү талап кылат.

Пиксель арт - санарип искусствонун маанилүү формасы, растрлык графикага арналган программалык камсыздоонун жардамы менен жасалып, сүрөттөр пикселдер деңгээлинде редакцияланат. Сүрөттүн жакындатылган бөлүгүндө пикселдер квадрат түрүндө берилип, аларды көрүү оңой. Санарип сүрөттөрдө пиксель (же сүрөт элементи) - бул растрлык сүрөттөгү өзүнчө чекит. Писельдер эки өлчөмдүү регулярдуу сеткада жайгашып, көп учурда чекит же квадрат түрүндө берилет. Көбүнчө эски (же салыштырмалуу эски) компьютерлердеги, видео оюндардагы, уюлдук телефондордогу оюндар - негизинен пиксельдик графикада.

Пиксельдердин көрүнүшү

Компьютердик анимация бул - дисплейдин экранындагы кыймылдаган сүрөттөрдү алуу. Сүрөтчү экранда кыймылдоочу сүрөттөгү объектилердин баштапкы жана соңку абалын түзөт; бардык аралык абалдарды кыймылдагы математикалык баяндамаларды колдонуп компьютер эсептейт жана тартат (көрсөтөт). Мындай анимация негизги кадрлар боюнча жасалган мультипликация деп аталат. Компьютердик анимациянын башка түрлөрү дагы бар: процедуралык, шейптик, программалануучу анимация жана сүрөтчү бардык кадрларды колго тартып чыгуучу анимация. Тартылган сүрөттөр белгилүү бир жыштыкта ирети менен экранга чыгарылып, кыймыл-аракеттин иллюзиясын түзөт.

Компьютердик графикадагы мультимедия бул - компьютердин экранындагы жогорку сапаттагы сүрөттөрдүн үн коштоо менен бириктирилиши. Кеңири жайылган мультимедия системалары билим берүү, жарнама, көңүл ачуу чөйрөлөрүндө тараган.

Илимий иш

Компьютердик графика илимий ишмердүүлүк чөйрөлөрүнүн бири. Компьютердик графика тармагында диссертациялар жакталып, түрдүү конференциялар өткөрүлүп турат:

  • Siggraph конференциясы, АКШда өткөрүлөт;
  • Eurographics конференциялары, жыл сайын Европа өлкөлөрүндө Eurographics ассоциациясы тарабынан өтөт;
  • Графикон конференциясы, Орусияда өтөт;
  • CG-окуясы, Орусияда;
  • CG Wave 2008, CG Wave, бул дагы Орусияда өтөт.

Техникалык жактар

Сүрөттү берүү ыкмасы боюнча графиканы төмөнкүдөй категорияларга бөлсө болот:

Эки өлчөмдүү графика

Эки өлчөмдүү (2D - англисче two dimensions - «эки өлчөм») компьютердик графика графикалык маалыматты берүү түрү боюнча, андан чыккан сүрөттү иштетүү алгоритмдери менен да классификацияланат. Негизи компьютердик графиканы вектордук жана растрлык деп бөлүшөт, бирок сүрөттү берүүнүн фракталдык түрүн дагы өзгөчөлөнтүшөт.

Вектор менен растр

Вектордук графика

Вектордук графика геометриялык примитивдердин топтомун түзгөн сүрөттү билдирет. Примитивдер катары чекиттер, түз айланалар, тик бурчтуктар, жана жалпы учур катары кээ бир тартиптеги ийрилер тандалат. Объекттерге кээ бир атрибуттар берилет, мисалы, сызыктардын жоондугу, толтурулуу (ичин боёоо) түсү. Сүрөт примитивдерди мүнөздөөчү топтомдорду: координаттардын топтомун, векторлорду жана башка сандарды сактайт. Бири-бирин жаап турган объекттерди ойнотууда алардын ирети мааниге ээ.

Вектордук форматтагы сүрөт редакциялоого кеңири мүмкүндүктөрдү берет. Сүрөттөр жоготууларсыз масштабталып, бурулуп, деформациялана алат, ошондой эле вектордук графикада үч өлчөмдүүлүктү имитациялоо растрга караганда оңой. Анткени ар бир мындай өзгөрүү төмөнкүдөй болот: эски сүрөт (же фрагмент) өчүрүлөт, жана анын ордуна жаңысы куралат. Вектордук сүрөттүн математикалык баяндалышы муруңкудай калат, кээ бир өзгөрмөлөрдүн гана мааниси өзгөрөт, мисалы, коэфициенттер.

Растрлык сүрөттү кайра түзүүдө алгачкы маалымат катары писель топтомунун баяндалышы болот, ошондуктан кичинекей писельди чоңураагына (чоңойтууда) же чоңун кичинесине (кичирейтүүдө) алмаштырууда оорчулуктар жаралат. Жөнөкөй ыкма катары бир пиксельди ошол эле түстөгү бир нече пиксельге алмаштыруу (жакынкы писельди көчүрүү ыкмасы: Nearest Neighbour). Заманбап ыкмаларга интерполяция ыкмалары кирет, анда жаңы пиксельдер кээ бир түстөрдү алып, алардын коду кошуна пиксельдердин түсүнөн алынат. Ушундай ыкмада Adobe Photoshop программасындагы масштабтоо жүрөт (бисызыктуу жана бикубдуу интерполяция).

Ошону менен бирге, каалаган сүрөттү примитивдер топтому катары берүүгө болбойт. Мындай берүү схемалар үчүн жакшы, масштабталуучу шрифттер үчүн колдонулат, иштиктүү графикада, мультфильмдерди же түрдүү мазмундагы роликтерди түзүүдө кеңири пайдаланылат.

Растрлык графика

Растрлык графика дайыма эки өлчөмдүү пиксельдер массиви (матрицасы) менен иштейт. Ар бир пиксельге жарыктык, түстүк, тунуктук маанилери, же бул маанилердин комбинациясы салыштырылат. Растрлык түр кээ бир саптардын жана тилкелердин (тик сап) санына ээ.

Анча чоң жоготуусуз растрлык сүрөттөрдү кичирейтүү гана мүмкүн, бирок кээ бир деталдар такыр жок болуп кетет, вектордук берилүүдө андай эмес. Растрлык сүрөттөрдү чоңойтуу пикселдердин тигил же бул түстөгү квадрат болуп калуусуна алып келет.

Растрлык түрдө каалаган сүрөт бериле алат, бирок бул сактоо ыкмасынын өзүнүн кемчиликтери бар: сүрөттөр менен иштөөдө эс-тутумдун көп талап кылынышы, редакциялоодогу жоготуулар ж. б.

Растрлык графиканы өзүнчө графикалык иштер менен иштеген жана жеке сатуулар үчүн заказдарды алган дизайнерлер, аниматорлор сүрөтчүлөр колдонушат. Растрлык сүрөттөр тиражга чыкпайт, массалык сатууларда колдонулбайт, анткени сүрөттү чоңойтууда ал сапатын жоготот, бирок дал ушул растрлык сүрөттөр дээрлик живопистик сүрөттөрдү жасоого, жакшыраак жасалган дизайндарга жана тез иштеп чыгууларга мүмкүндүк берет, анан алар зарыл болсо вектордук программаларды колдонуу менен керектүү форматта редакцияланат.

Фракталдык графика

Фрактал - объект, өзүнө баштапкы түзүмдөрдүн касиетин алган өзүнчө элементтер. Кенже масштабтагы элементтердин тыкат баяндалышы жөнөкөй алгоритм аркылуу жүргөндүктөн, мындай объектти бир нече математикалык теңдеме менен баяндоого болот.

Фракталдар сүрөттөрдүн дээрлик класстарын баяндоого мүмкүндүк берет жана сүрөттөө үчүн аз эс-тутум талап кылат. Бир жагынан, класстардан тышкаркы сүрөттөргө дээрлик колдонулбайт.

Үч өлчөмдүү графика

Үч өлчөмдүү графика (3D - англисче three dimensions - «үч өлчөмдөр») объекттер менен үч өлчөмдүү мейкиндикте иштейт. Жыйынтыктар негизинен жалпак сүрөттү, проекцияны көрсөтөт. Үч өлчөмдүү компьютердик графика кинодо, компьютердик оюндарда кеңири колдонулат.

Үч өлчөмдүү графика полигондуу жана воксельдүү болот. Воксельдик графика растрлыкка аналогиялуу. Объект үч өлчөмдүү фигуралардын топтомдорунан турат, көбүнчө кубтар. Ал эми полигоналдык компьютердик графикада бардык объекттер беттердин (жалпак мейкиндиктердин) топтомдорунан турат, минималдуу бетти полигон аташат. Полигон катары көбүнчө үч бурчтуктарды тандашат.

3D-графика 2D-графика менен салыштырмалуу — бул геометриялык маалыматтардын үч өлчөмдүү берилишин колдонгон графика. Өндүрүмдүүлүк максатында булар компьютерде сакталат. Аларга кийин көрсөтүү жана реалдуу убакта көрүүгө мүмкүн болгон сүрөттөр кирет.

Вектордук (полигондук) 3D графикадагы бардык визуалдык кайра түзүүлөрдү матрицалар башкарат. Компьютердик графикада матрицанын үч түрү пайдаланылат:

  • буруу, айландыруу матрицасы
  • жылдыруу матрицасы
  • масштабтоо матрицасы

Каалаган полигонду алардын чокуларынын координат топтомдору түрүндө элестетүү болот. Мисалы, үч бурчтуктун 3 чокусу болот. Ар бир чокунун координаты векторду түшүндүрөт (x, y, z). Векторду ылайык келген матрицага көбөйтүү менен биз жаңы векторду алабыз. Полигондун чокулары менен мындай кайра түзүүнү жасоо менен жаңы полигонду, ал эми бардык полигондорду кайра түзүү менен жаңы объектти алабыз, алгачкыга салыштырмалуу бурулган/жылдырылган/масштабталган.

Жыл сайын үч өлчөмдүү графиканын сынактары да болуп турат, мисалы, Magick next-gen же Dominance War.

CGI графика

CGI (англисче computer-generated imagery, сөзмө-сөз которулушу «компьютер жасаган сүрөттөр») - компьютердик эсептердин аркасынан жаралган сүрөттөр, сүрөт искусствосунда, басмада, кинематографиялык атайын эффектилерде, теле берүүлөрдө жана симуляторлордо колдонулат. Кыймылдоочу сүрөттөрдү түзүү менен компьютердик анимация иш алып барат, ал CGI графиканын тар чөйрөсүнө кирет.

Компьютердеги түстөрдүн берилиши

Компьютердик графикада түстөрдү берүү жана сактоо үчүн анын түрдүү берилиш формалары колдонулат. Жалпы абалда түс сандардын топтомун, кээ бир түс системасында координаттарды түзөт.

Компьютердеги түстөрдү стандарттык сактоо жана иштетүү ыкмалары адамдын көрүүсү менен шартталган. Кеңири жайылган системалар RGB (red, green, blue англис сөздөрүнүн аббревиатурасы — кыргызча кызыл, жашыл, көк) дисплейлер үчүн жана CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Key же Black) типографиялык ишмердлүүлүктө колдонуучу.

Кээде компоненттер саны үчтөн көп болгон системалар дагы колдонулат. Чагылуу спектри же булакты чыгаруу коддолуп, түстүн физикалык касиеттерин тагыраак баяндоого мүмкүндүк берет. Мындай схемалар фотореалдуу үч өлчөмдүү рендерингде пайдаланылат.

Графиканын реалдуу жагы

Монитордогу каалаган сүрөт анын жалпак болгонуна байланыштуу растрлык болуп калат, анткени монитор бул матрица, ал вертикалдык жана горизонталдык саптардан турат. Үч өлчөмдүү графика биздин элесибизде гана жашайт, анткени монитордо көргөнүбүз - үч өлчөмдүү фигуранын проекциясы, ал эми мейкиндити биз өзүбүз түзөбүз. Ошентип, графиканын визуалдаштыруусу растрлык жана вектордук гана болот, визуалдаштыруу ыкмасы растр (пиксельдердин топтому), пиксельдердин санынан сүрөттү тапшыруу ыкмасы көз каранды.

Биринчи дисплейлер доорунда (мониторлор) электр нур трубкалуу растрсыз дисплейлер болгон, оцилограф сыяктуу электрондук нур аркылуу башкарылчу. Мындай дисплейлер аркылуу көрсөтүлүүчү фигуралар таза вектордук болот. Программалык камсыздоонун өнүгүшү жана чечилүүчү маселелердин татаалдашы менен, ушул типтеги графикалык дисплейлер келечектүү эмес деп табылган, анткени алар жетиштүү деңгээлде татаал сүрөттөрдү түзүүгө мүмкүнчүлүк беришкен эмес. Окшош сүрөттү калыптандыруу негизи вектордук графотүзүүчүлөрдө пайдаланылат. Айырмасы, вектордук дисплейде сүрөттүн татаалдыгы люминофордун күйгөндөн кийинки убактысы менен чектелет, ал эми вектордук плоттерде мындай чектөө жок.

2016-08-04 9432 Башкалар Жыргалбекова С. 2020-09-05