История развития и области применения компьютерной

Предмет и задачи курса

Знать определение компьютерной графики, ее назначение и области применения; виды компьютерной графики; особенности,

достоинства и недостатки растровой и векторной графики; основные программные средства для работы с графикой.

Уметь характеризовать и сравнивать растровые и векторные изображения

Уметь редактировать растровое изображение в простейшем графическом векторном редакторе Corel и растровом Adobe познакомится с их дополнениями и различными модификациями так же перенос этих элементов в формат HTML

 сформировать понятие о компьютерной графике и ее видах;

выяснить области применения компьютерной графики;

познакомить учащихся с основными видами компьютерной графики, элементами растрового и векторного изображения, достоинствами и недостатками растрового и векторного вида графики;

научить характеризовать, различать, сравнивать растровые и векторные изображения;

продемонстрировать основные возможности графических редакторов;

История развития и области применения компьютерной

Графики

Компьютерная графика сейчас является вполне самостоятельной дисциплиной со своими проблемами и спецификой, включающей идеи, алгоритмы и программно-аппаратные средства формирования графической информации. Она имеет солидный фундамент, в основании которого лежат базовые физические и математические законы. Как отдельное направление компьютерной науки компьютерная графика оформилась в конце 60-х – начале 70-х годов прошлого столетия. За прошедшее время был разработан целый ряд приемов, алгоритмов и методов, ныне составляющих системообразующий базис этой науки.

Отправной точкой компьютерной графики можно считать 1930 год, когда в США нашим соотечественником Владимиром Зворыкиным, работавшим в компании “Вестингхаус” (Westinghouse), была изобретена электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), впервые позволившая получить изображения на экране без использования механических движущихся частей. Именно ЭЛТ явилась прообразом телевизионных кинескопов и компьютерных мониторов, еще достаточно широко используемых в настоящее время. Началом эры собственно компьютерной графики можно считать декабрь 1951 года, когда в США в Массачусеттском технологическом институте (МТИ) для системы противовоздушной обороны военно-морского флота США был разработан первый дисплей, примененный в компьютере “Вихрь”. Изобретателем этого дисплея был инженер из МТИ ДжейФоррестер.

Одним из идеологов компьютерной графики считается Айвен Сазерленд (IvanSotherland), который в 1962 году в том же МТИ создал программу компьютерной графики под названием “Блокнот” (Sketchpad). Эта программа могла рисовать достаточно простые фигуры (точки, прямые, дуги окружностей), а также вращать эти фигуры на экране.

В истории развития компьютерной графики можно выделить несколько этапов. В 1960–1970-е годы она формировалась как научная дисциплина. В это время разрабатывались основные методы и алгоритмы: отсечение, растровая развертка графических примитивов, закраска узорами, реалистическое изображение пространственных сцен (удаление невидимых линий и граней, трассировка лучей, излучающие поверхности), моделирование освещенности.

В 1980-е годы графика развивается уже как прикладная дисциплина. Разрабатываются методы ее применения в самых различных областях человеческой деятельности.

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

Области применения компьютерной графики в настоящее время очень широки. В промышленности используется компьютерное моделирование процессов с графическим отображением происходящего на экране. Разработка новых автомобилей проходит на компьютере от стадии первичных эскизов внешнего вида корпуса автомобиля до рассмотрения поведения деталей автомобиля в различных дорожных условиях. В медицине применяются компьютерные томографы, позволяющие заглянуть внутрь человеческого тела и поставить правильный диагноз.

В архитектуре широко применяются системы автоматизированного проектирования (CAD – ComputerAidedDesign), которые позволяют разработать полный проект здания, основываясь на методах компьютерной графики. Химики изучают сложные молекулы белков, пользуясь средствами компьютерного отображения данных. В телевидении и кинематографии компьютерная графика стала обыденным явлением. В мире регулярно проводятся выставки картин, нарисованных с помощью компьютера (например, такие, как SIGGRAPH). В математике развитие некоторых разделов было бы невозможно без компьютеров с соответствующими средствами графического отображения данных. Средства мультимедиа привели к появлению новых источников информации, объединяющих в себе статические и видеоизображения, текст и звук. Новейшие операционные системы работают в графическом режиме и изначально реализуют в своих функциях методы компьютерной графики.

Общепринятой практикой считается также использование компьютерного моделирования (тренажеров)при обучении пилотов и представителей других профессий. Перечень приведенных примеров, естественно, этим не ограничивается. Знание основ компьютерной графики сейчас необходимо и инженеру, и ученому.

Сфера применения компьютерной графики включает в себя четыре основных области. Рассмотрим их.

1. 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.

2. Проектирование. В строительстве и технике чертежи давно представляют собой основу проектирования новых сооружений или изделий. Сегодня существуют развитые программные средства автоматизации проектно-конструкторских работ, позволяющие быстро создавать чертежи объектов, выполнять прочностные расчеты и т.п. Они дают возможность не только изобразить проекции изделия, но и рассмотреть его в объемном виде с различных сторон. Такие средства также чрезвычайно полезны для дизайнеров интерьера, ландшафта.

3. Моделирование. Под моделированием в данном случае понимается имитация различного рода ситуаций, возникающих, например, при полете самолета или космического аппарата, движении автомобиля и т.п. В телевизионной рекламе, в научно-популярных и других фильмах теперь синтезируются движущиеся объекты, визуально мало уступающие тем, которые могут быть получены с помощью кинокамеры. Компьютерная графика предоставила возможности создания спецэффектов. В последние годы широко распространилась еще одна сфера применения компьютерной графики – создание виртуальной реальности.

4. Графический пользовательский интерфейс. На раннем этапе использования дисплеев как одного из устройств компьютерного вывода информации диалог "человек – компьютер" в основном осуществлялся в алфавитно-цифровом виде. Теперь же практически во всех системах программирования применяют графический интерфейс. Существует множество различных программ-браузеров, реализующих в том или ином виде средства общения в сети. Эти программы реализуют, по существу, одни и те же функции, включающие окна, баннеры, анимацию и т.д.

Лекция 1

Деловая графика

Понятие деловой графики включает методы и средства графической интерпретации научной и деловой информации: таблицы, схемы, диаграммы, иллюстрации, чертежи.

Среди программных средств КГ особое место занимают средства деловой графики. Они предназначены для создания иллюстраций при подготовке отчетной документации, статистических сводок и других иллюстративных материалов. Программные средства деловой графики включаются в состав текстовых и табличных процессоров.

В среде MS Office имеются встроенные инструменты для создания деловой графики: графический редактор Paint, средство MS Graph, диаграммы MS Excel.

 

Предмет и задачи курса

Знать определение компьютерной графики, ее назначение и области применения; виды компьютерной графики; особенности,

достоинства и недостатки растровой и векторной графики; основные программные средства для работы с графикой.

Уметь характеризовать и сравнивать растровые и векторные изображения

Уметь редактировать растровое изображение в простейшем графическом векторном редакторе Corel и растровом Adobe познакомится с их дополнениями и различными модификациями так же перенос этих элементов в формат HTML

 сформировать понятие о компьютерной графике и ее видах;

выяснить области применения компьютерной графики;

познакомить учащихся с основными видами компьютерной графики, элементами растрового и векторного изображения, достоинствами и недостатками растрового и векторного вида графики;

научить характеризовать, различать, сравнивать растровые и векторные изображения;

продемонстрировать основные возможности графических редакторов;

История развития и области применения компьютерной

Графики

Компьютерная графика сейчас является вполне самостоятельной дисциплиной со своими проблемами и спецификой, включающей идеи, алгоритмы и программно-аппаратные средства формирования графической информации. Она имеет солидный фундамент, в основании которого лежат базовые физические и математические законы. Как отдельное направление компьютерной науки компьютерная графика оформилась в конце 60-х – начале 70-х годов прошлого столетия. За прошедшее время был разработан целый ряд приемов, алгоритмов и методов, ныне составляющих системообразующий базис этой науки.

Отправной точкой компьютерной графики можно считать 1930 год, когда в США нашим соотечественником Владимиром Зворыкиным, работавшим в компании “Вестингхаус” (Westinghouse), была изобретена электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), впервые позволившая получить изображения на экране без использования механических движущихся частей. Именно ЭЛТ явилась прообразом телевизионных кинескопов и компьютерных мониторов, еще достаточно широко используемых в настоящее время. Началом эры собственно компьютерной графики можно считать декабрь 1951 года, когда в США в Массачусеттском технологическом институте (МТИ) для системы противовоздушной обороны военно-морского флота США был разработан первый дисплей, примененный в компьютере “Вихрь”. Изобретателем этого дисплея был инженер из МТИ ДжейФоррестер.

Одним из идеологов компьютерной графики считается Айвен Сазерленд (IvanSotherland), который в 1962 году в том же МТИ создал программу компьютерной графики под названием “Блокнот” (Sketchpad). Эта программа могла рисовать достаточно простые фигуры (точки, прямые, дуги окружностей), а также вращать эти фигуры на экране.

В истории развития компьютерной графики можно выделить несколько этапов. В 1960–1970-е годы она формировалась как научная дисциплина. В это время разрабатывались основные методы и алгоритмы: отсечение, растровая развертка графических примитивов, закраска узорами, реалистическое изображение пространственных сцен (удаление невидимых линий и граней, трассировка лучей, излучающие поверхности), моделирование освещенности.

В 1980-е годы графика развивается уже как прикладная дисциплина. Разрабатываются методы ее применения в самых различных областях человеческой деятельности.

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

Области применения компьютерной графики в настоящее время очень широки. В промышленности используется компьютерное моделирование процессов с графическим отображением происходящего на экране. Разработка новых автомобилей проходит на компьютере от стадии первичных эскизов внешнего вида корпуса автомобиля до рассмотрения поведения деталей автомобиля в различных дорожных условиях. В медицине применяются компьютерные томографы, позволяющие заглянуть внутрь человеческого тела и поставить правильный диагноз.

В архитектуре широко применяются системы автоматизированного проектирования (CAD – ComputerAidedDesign), которые позволяют разработать полный проект здания, основываясь на методах компьютерной графики. Химики изучают сложные молекулы белков, пользуясь средствами компьютерного отображения данных. В телевидении и кинематографии компьютерная графика стала обыденным явлением. В мире регулярно проводятся выставки картин, нарисованных с помощью компьютера (например, такие, как SIGGRAPH). В математике развитие некоторых разделов было бы невозможно без компьютеров с соответствующими средствами графического отображения данных. Средства мультимедиа привели к появлению новых источников информации, объединяющих в себе статические и видеоизображения, текст и звук. Новейшие операционные системы работают в графическом режиме и изначально реализуют в своих функциях методы компьютерной графики.

Общепринятой практикой считается также использование компьютерного моделирования (тренажеров)при обучении пилотов и представителей других профессий. Перечень приведенных примеров, естественно, этим не ограничивается. Знание основ компьютерной графики сейчас необходимо и инженеру, и ученому.

Сфера применения компьютерной графики включает в себя четыре основных области. Рассмотрим их.

1. 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.

2. Проектирование. В строительстве и технике чертежи давно представляют собой основу проектирования новых сооружений или изделий. Сегодня существуют развитые программные средства автоматизации проектно-конструкторских работ, позволяющие быстро создавать чертежи объектов, выполнять прочностные расчеты и т.п. Они дают возможность не только изобразить проекции изделия, но и рассмотреть его в объемном виде с различных сторон. Такие средства также чрезвычайно полезны для дизайнеров интерьера, ландшафта.

3. Моделирование. Под моделированием в данном случае понимается имитация различного рода ситуаций, возникающих, например, при полете самолета или космического аппарата, движении автомобиля и т.п. В телевизионной рекламе, в научно-популярных и других фильмах теперь синтезируются движущиеся объекты, визуально мало уступающие тем, которые могут быть получены с помощью кинокамеры. Компьютерная графика предоставила возможности создания спецэффектов. В последние годы широко распространилась еще одна сфера применения компьютерной графики – создание виртуальной реальности.

4. Графический пользовательский интерфейс. На раннем этапе использования дисплеев как одного из устройств компьютерного вывода информации диалог "человек – компьютер" в основном осуществлялся в алфавитно-цифровом виде. Теперь же практически во всех системах программирования применяют графический интерфейс. Существует множество различных программ-браузеров, реализующих в том или ином виде средства общения в сети. Эти программы реализуют, по существу, одни и те же функции, включающие окна, баннеры, анимацию и т.д.

Лекция 1