Графический пользовательский интерфейс.

Лекция №1, 11.02.2013г.

Предмет и область определения.

Компьютерная графика – это область информатики, которая охватывает все стороны формирования изображений с помощью компьютера.

Конечным результатом применения средств компьютерной графики является изображение, которое может использоваться для различных целей.

Сфера применения компьютерной графики включает:

· Отображение информации;

· Проектирование;

· Моделирование;

· Графический пользовательский интерфейс.

Сферы применения.

Отображение информации.

Проблема представления накопленной информации (например, данных о климатических изменениях за продолжительный период, о динамике популяций животного мира, об экологическом состоянии различных регионов и т.п.) лучше всего может быть решена посредством графического отображения.

Проектирование.

Сегодня существуют развитые программные средства автоматизации проектно-конструкторских работ (САПР), позволяющие быстро создавать чертежи объектов, выполнять прочностные расчеты и т.п.

Моделирование.

Под моделирование в данном случае понимается имитация различного рода ситуаций. В английском языке это лучше всего передается термином simulation.

Графический пользовательский интерфейс.

В настоящее время практически все системы программирования применяют графический интерфейс.

Пример. Множество различных программ-браузеров для работы в сети Internet.

Основные направления графики.

В современной компьютерной графике можно выделить следующие основные направления:

· Изобразительная компьютерная графика своим предметом имеет синтезированные изображения.

· Обработка и анализ изображений касаются в основном дискретного (цифрового) представления фотографий и других изображений.

· Обработка и анализ изображений касаются в основном дискретного (цифрового) представления фотографий и других изображений.

· Анализ сцен (перцептивная компьютерная графика) связан с исследованием абстрактных моделей графических объектов и взаимосвязей между ними.

· Когнитивная компьютерная графика – компьютерная графика для научных абстракций, способствующая рождению нового научного знания.

Краткая история.

В процессе развития компьютерной графики можно выделить несколько этапов.

· В 1960-1970-е годы она формировалась как научная дисциплина.

· В 1980-е графика развивается более как прикладная дисциплина.

· В 1990-е годы методы компьютерной графики становятся основным средством организации диалога «человек-компьютер» и остаются таковыми по настоящее время.

Краткая история (1 этап: 1960-1970-е гг.)

Возникновение компьютерной графики можно отнести к 1950-м годам с момента создания в Массачусетском технологическом университете машины Whirlwind-I с использованием дисплея.

Сам же термин «компьютерная графика» придумал 1960 г. сотрудник компании Boening У. Феттер.

Следующий шаг – создание Айвэном Сазерлендом в 1961 г. программы рисования, названной им Sketchpad (альбом для рисования).

В 1961г. Стив Рассел создал первую компьютерную видеоигру Spacewar («Звездная война»), а научный сотрудник Bell Labs Эдвард Зэджек создал анимацию “Simulation of a two-giro gravity control system”.

В середине 1970-х годов графика продолжает развиваться в сторону все большей реалистичности изображений.

Э.Кэтмул в 1974г. – первые алгоритмы текстурирования криволинейных поверхностей.

В 1975г. – метод закрашивания Фонга.

1977г.:

· Дж.Блин – алгоритмы реалистического изображения шероховатых поверхностей (микрорельефов);

· Ф.Кроу – методы устранения ступенчатого эффекта при изображении контуров (антилайзинг).

· Дж.Брезенхем – эффективные алгоритмы построения растровых образов отрезков, окружностей и эллипсов.

1978г.

Кэтмул – метод Z-буфера, в котором используется область памяти для хранения информации о «глубине» каждого пикселя экранного изображения.

Сайрус и Бэк развивают алгоритмы клиппирования (отсечения) линий.

1979г.

Кэй и Гринберг впервые реализуют изображение полупрозрачной поверхности.

Краткая история (2 этап: 1980-е гг.)

· В 1980г. Т.Уиттед разрабатывает общие принципы трассировки лучей, включающие отражение, преломление, затенение и методы антиэлайзинга.

· В 1984г. группой исследователей (Горэл, Торрэнс, Гринберг и др.) была предложена модель излучательности.

· В 1982г. Дж.Кларк создает Silicon Graphics, возникают Ray Tracing Corporation, Adobe System.

· В 1986г. компания Pixar отпочковывается от Lucasfilm.

Краткая отечественная история.

· 1968г., ВЦ АН СССР, машина БЭСМ-6, первый отечественный растровый дисплей с видеопамятью на магнитном барабане;

· 1972г., Институт автоматики и электрометрии (ИАиЭ), векторный дисплей «Символ»;

· 1973г., ИАиЭ, векторный дисплей «Дельта»;

· 1977г., ИАиЭ, векторный дисплей ЭПГ-400;

· 1982г., Киев, НИИ периферийного оборудования, векторный дисплей СМ-7316, 4096 символов, разрешение 2048х2048;

· 1979-1984г., Институт прикладной физики, серия растровых цветных полутоновых дисплеев «Гамма».