گرافیک کامپیوتری تاریخچه توسعه گرافیک کامپیوتری است. تاریخچه توسعه گرافیک کامپیوتری تصاویر برداری مختصر

12.10.2023

وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه

مؤسسه علوم انسانی و فناوری بوزولوک (شعبه) مؤسسه آموزشی بودجه ایالتی فدرال

آموزش عالی حرفه ای

"دانشگاه ایالتی اورنبورگ"

دانشکده مطالعات مکاتبه ای

گروه فیزیک، انفورماتیک، ریاضی

کار دوره

در رشته "گرافیک کامپیوتری و مدل سازی"

تاریخچه گرافیک کامپیوتری

Buzuluk 2012

حاشیه نویسی

کار دوره ای با موضوع "تاریخچه توسعه روش های گرافیک کامپیوتری" شامل 32 صفحه، شامل 15 نقاشی، 20 منبع ادبی است.

بخش اول تاریخچه گرافیک کامپیوتری را شرح می دهد.

بخش دوم انواع گرافیک و کاربرد گرافیک در زمینه های مختلف فعالیت انسانی را تشریح می کند.

معرفی

تاریخچه توسعه فناوری اطلاعات با تغییرات سریع در ایده های مفهومی، ابزارهای فنی، روش ها و زمینه های کاربرد آنها مشخص می شود. در واقعیت‌های مدرن، توانایی استفاده از فناوری‌های اطلاعات صنعتی برای اکثر مردم بسیار مهم شده است. نفوذ رایانه ها به تمام حوزه های زندگی اجتماعی ما را متقاعد می کند که فرهنگ ارتباط با رایانه در حال تبدیل شدن به یک فرهنگ مشترک انسانی است.

هدف از این کار بررسی تاریخچه گرافیک کامپیوتری است.

موضوع مطالعه گرافیک کامپیوتری می باشد.

موضوع مطالعه: تاریخچه گرافیک کامپیوتری.

اهداف دوره:

) مطالعه و تحلیل ادبیات در مورد این موضوع؛

) مفهوم انواع اصلی گرافیک کامپیوتری را ارائه دهید.

) امکانات گرافیک کامپیوتری را در نظر بگیرید.

1. تاریخچه توسعه گرافیک کامپیوتری

1.1 ظهور گرافیک کامپیوتری (ماشین).

گرافیک کامپیوتری ده سال بیشتر از توسعه خود نمی گذرد و کاربردهای تجاری آن حتی کمتر. سد آندریسوان یکی از پدران گرافیک کامپیوتری به حساب می‌آید و کتاب‌های او کتاب‌های درسی اساسی در کل طیف فناوری‌های زیربنایی گرافیک کامپیوتری هستند. همچنین در این زمینه ایوان ساترلند شناخته می شود که پایان نامه دکترای او مبنای نظری گرافیک کامپیوتری بود.

تا همین اواخر، آزمایش با قابلیت‌های گرافیک کامپیوتری تعاملی، امتیاز تنها تعداد کمی از متخصصان، عمدتاً دانشمندان و مهندسان درگیر در اتوماسیون طراحی، تجزیه و تحلیل داده‌ها و مدل‌سازی ریاضی بود. اکنون، مطالعه جهان های واقعی و خیالی از طریق "منشور" رایانه ها برای دایره بسیار گسترده تری از مردم در دسترس قرار گرفته است.

این تغییر وضعیت به چند دلیل است. اول از همه، در نتیجه بهبود شدید نسبت هزینه/عملکرد برای برخی از قطعات سخت افزاری کامپیوتر. علاوه بر این، نرم افزارهای استاندارد گرافیکی سطح بالا به طور گسترده ای در دسترس قرار گرفته اند و نوشتن برنامه های کاربردی جدید را که از یک نوع کامپیوتر به نوع دیگر قابل حمل هستند، آسان تر می کند.

دلیل بعدی به دلیل تأثیری است که نمایشگرها بر کیفیت رابط - وسیله ارتباطی بین انسان و ماشین - ایجاد حداکثر راحتی برای کاربر دارد. سیستم‌های کاربرپسند جدید عمدتاً بر اساس رویکرد WYSIWYG (آنچه می‌بینید همان چیزی است که به دست می‌آورید) ساخته شده‌اند، به موجب آن چیزی که روی صفحه می‌بینید باید تا حد امکان شبیه به آنچه در نهایت به آن می‌رسید چاپ شود.

اکثر برنامه های گرافیکی کامپیوتری سنتی دو بعدی هستند. اخیراً علاقه تجاری فزاینده ای به کاربردهای سه بعدی افزایش یافته است. پیشرفت قابل توجهی در حل دو مشکل مرتبط به هم انجام می شود: مدل سازی صحنه های سه بعدی و ساخت تصاویری که تا حد امکان واقعی هستند. به عنوان مثال، شبیه سازهای پرواز تاکید خاصی بر زمان واکنش به دستورات وارد شده توسط خلبان و مربی دارند. برای ایجاد توهم حرکت صاف، شبیه ساز باید تصویری بسیار واقعی از یک "جهان" در حال تغییر پویا با سرعت حداقل 30 فریم در ثانیه ایجاد کند. در مقابل، تصاویر مورد استفاده در تبلیغات و سرگرمی به طور مستقل، اغلب در عرض چند ساعت، به منظور دستیابی به حداکثر واقع گرایی یا ایجاد یک تصور قوی، محاسبه می شوند.

توسعه گرافیک کامپیوتری، به ویژه در مراحل اولیه آن، در درجه اول با توسعه ابزارهای فنی و به ویژه نمایشگرها همراه است:

اسکن پرتو تصادفی؛

اسکن پرتو شطرنجی؛

لوله های ذخیره سازی؛

پانل پلاسما؛

نشانگرهای کریستال مایع؛

نشانگرهای الکترولومینسانس؛

نمایش انتشار میدانی

اسکن پرتو تصادفی گرافیک نمایشگر به عنوان تلاشی برای استفاده از لوله های پرتو کاتدی اسکن شده تصادفی (CRTs) برای خروجی تصاویر از یک کامپیوتر ظاهر شد. همانطور که نیومن می نویسد، ظاهراً اولین ماشینی که از CRT به عنوان دستگاه خروجی استفاده شد، کامپیوتر Whirlwind-I (Hurricane-I) بود که در سال 1950 ساخته شد. در موسسه فناوری ماساچوست. این آزمایش مرحله توسعه نمایشگرهای برداری (نمایش با اسکن پرتو تصادفی، نمایش خوشنویسی) را آغاز کرد. در اصطلاحات حرفه ای، بردار یک پاره خط است. نام "نمایش برداری" از اینجا می آید.

هنگامی که پرتو در سراسر صفحه در نقطه برخورد پرتو حرکت می کند، درخشش فسفر صفحه نمایش تحریک می شود. هنگامی که پرتو به موقعیت دیگری منتقل می شود، این درخشش به سرعت متوقف می شود (زمان نور معمولی کمتر از 0.1 ثانیه است). بنابراین برای اینکه تصویر دائماً قابل مشاهده باشد، لازم است آن را 50 یا 25 بار در ثانیه مجدداً منتشر کنید (تصویر را بازسازی کنید). نیاز به انتشار مجدد یک تصویر مستلزم ذخیره توضیحات آن در یک حافظه اختصاص داده شده به نام حافظه بازسازی است. توضیحات تصویر به خودی خود یک فایل نمایش نامیده می شود. واضح است که چنین نمایشگری برای پردازش فایل نمایشگر و کنترل حرکت پرتو در سراسر صفحه به یک پردازنده نسبتاً سریع نیاز دارد.

به طور معمول، نمایشگرهای بردار سریال تنها حدود 3000-4000 قطعه را 50 بار در ثانیه می سازند. با تعداد بیشتر بخش‌ها، تصویر شروع به سوسو زدن می‌کند، زیرا بخش‌هایی که در ابتدای چرخه بعدی ساخته شده‌اند، تا زمانی که آخرین قسمت‌ها ساخته می‌شوند، کاملاً محو می‌شوند.

یکی دیگر از معایب نمایشگرهای برداری، تعداد کم درجه بندی روشنایی (معمولاً 2-4) است. CRT های دو یا سه رنگ، که چندین درجه روشنایی را نیز ارائه می کردند، توسعه یافتند اما کاربرد گسترده ای پیدا نکردند.

در نمایشگرهای برداری، پاک کردن هر عنصر از تصویر آسان است - کافی است در چرخه ساخت بعدی، عنصر پاک شده را از فایل نمایش حذف کنید.

گفتگوی متنی با استفاده از صفحه کلید الفبایی پشتیبانی می شود. گفتگوی گرافیکی غیرمستقیم، مانند سایر نمایشگرها، با حرکت دادن کراس (مکان نما) در سراسر صفحه با استفاده از کنترل های متقاطع خاص - چرخ های مختصات، اهرم کنترل (جوی استیک)، گوی (دسته توپ)، تبلت و غیره انجام می شود. ویژگی متمایز نمایشگرهای برداری امکان گفتگوی گرافیکی مستقیم است که شامل نشان دادن ساده اشیاء روی صفحه (خطوط، نمادها و غیره) با استفاده از یک قلم نوری است. برای این کار کافی است از یک فتودیود برای تعیین لحظه کشیدن و در نتیجه شروع درخشش فسفر هر قسمت از عنصر مورد نیاز استفاده کنید.

اولین نمایشگرهای سریالی وکتور در اواخر دهه 60 در خارج از کشور ظاهر شدند.

اسکن پرتو شطرنجی

پیشرفت در فناوری میکروالکترونیک به این واقعیت منجر شده است که از اواسط دهه 70، نمایشگرها با اسکن پرتو شطرنجی به طور گسترده ای گسترش یافته اند.

لوله های حافظه

در پایان دهه 60، یک CRT ذخیره سازی ظاهر شد که قادر بود یک تصویر ساخته شده را مستقیماً برای مدت طولانی (تا یک ساعت) روی صفحه ذخیره کند. بنابراین نیازی به حافظه تازه سازی نیست و برای انجام به روز رسانی تصویر به یک پردازنده سریع نیازی نیست. پاک کردن در چنین نمایشگری فقط برای کل تصویر به طور کلی امکان پذیر است. پیچیدگی تصویر عملا نامحدود است. وضوح به دست آمده در نمایشگرهای لوله ذخیره سازی مانند نمایشگرهای برداری یا بالاتر است - تا 4096 نقطه.

گفتگوی متنی با استفاده از یک صفحه کلید الفبایی عددی پشتیبانی می شود، گفتگوی گرافیکی غیرمستقیم با حرکت دادن خطوط متقاطع در سراسر صفحه، معمولاً با استفاده از چرخ های مختصات انجام می شود.

ظاهر چنین نمایشگرهایی از یک طرف به استفاده گسترده از گرافیک رایانه ای کمک کرد ، از طرف دیگر نشان دهنده رگرسیون خاصی بود ، زیرا گرافیک های نه چندان تعاملی با کیفیت نسبتاً پایین و با سرعت کم توزیع شد.

پانل پلاسما.

در سال 1966 یک پانل پلاسما اختراع شد که به سادگی می توان آن را به عنوان ماتریسی از لامپ های نئون چند رنگ کوچک تصور کرد که هر کدام به طور مستقل روشن می شوند و می توانند با روشنایی قابل تنظیم بدرخشند. واضح است که نیازی به سیستم انحراف نیست و حافظه بازسازی نیز لازم نیست، زیرا با ولتاژ روی لامپ همیشه می توانید روشن بودن یا نبودن آن را تعیین کنید. آیا یک تصویر در یک نقطه مشخص وجود دارد. به یک معنا، این نمایشگرها بسیاری از ویژگی های مفید دستگاه های برداری و شطرنجی را با هم ترکیب می کنند. معایب شامل هزینه بالا، وضوح ناکافی بالا و ولتاژ تغذیه بالا است. به طور کلی از این نمایشگرها زیاد استفاده نمی شود.

نشانگرهای کریستال مایع نمایشگرهای LCD مشابه نشانگرها در ساعت های دیجیتال کار می کنند، اما، البته، تصویر از چندین بخش تشکیل نمی شود، بلکه از تعداد زیادی نقطه کنترل شده جداگانه تشکیل شده است. این نمایشگرها دارای کمترین ابعاد و مصرف انرژی هستند و به همین دلیل علیرغم وضوح کمتر، کنتراست کمتر و قیمت قابل توجه بالاتر نسبت به نمایشگرهای شطرنجی CRT به طور گسترده در رایانه های لپ تاپ استفاده می شوند.

نشانگرهای الکترولومینسانس نمایشگرهای مبتنی بر نشانگرهای الکترولومینسنت دارای بالاترین روشنایی، کنتراست، محدوده دمای عملیاتی و دوام هستند. پیشرفت تکنولوژی باعث شده است که آنها نه تنها در سیستم های پیشرفته گران قیمت، بلکه در سیستم های صنعتی عمومی مورد استفاده قرار گیرند. عملکرد چنین نمایشگرهایی بر اساس درخشش یک فسفر تحت تأثیر یک ولتاژ متناوب نسبتاً زیاد اعمال شده به مجموعه های متقابل عمود از الکترودهایی است که فسفر بین آنها قرار دارد.

نمایشگرهای انتشار میدانی نمایشگرهای تیوب اشعه کاتدی، علیرغم ارزان بودن نسبی و استفاده گسترده، از نظر مکانیکی شکننده هستند، به ولتاژ تغذیه بالا نیاز دارند، توان زیادی مصرف می کنند، ابعاد بزرگ و عمر مفید محدودی دارند که به دلیل از دست دادن انتشار از کاتدها است. یکی از روش های رفع این کاستی ها ایجاد نمایشگرهای مسطح با انتشار میدانی از کاتدهای سرد به شکل میکروسوزن های بسیار تیز شده است.

بنابراین، با شروع در سال 1950، گرافیک کامپیوتری اکنون از آزمایش‌های عجیب و غریب به یکی از مهم‌ترین ابزارهای فراگیر تمدن مدرن تبدیل شده است، از تحقیقات علمی، طراحی و ساخت اتوماسیون، تجارت، پزشکی، بوم‌شناسی، رسانه، اوقات فراغت و به پایان می‌رسد. تجهیزات خانگی

2. گرافیک کامپیوتری

دامنه گرافیک کامپیوتری تنها به جلوه های هنری محدود نمی شود. در تمامی شاخه های علوم، فناوری، پزشکی، در فعالیت های تجاری و مدیریتی، از نمودارها، نمودارها و نمودارهای کامپیوتری برای نمایش بصری اطلاعات مختلف استفاده می شود. طراحان هنگام توسعه مدل های جدید خودروها و هواپیماها، از اشیاء گرافیکی سه بعدی برای تجسم ظاهر نهایی محصول استفاده می کنند. معماران یک تصویر سه بعدی از ساختمان را روی صفحه نمایشگر ایجاد می کنند که به آنها اجازه می دهد ببینند که چگونه با منظره مطابقت دارد.

حوزه های زیر کاربرد گرافیک کامپیوتری را می توان در نظر گرفت.

گرافیک علمی

اولین کامپیوترها فقط برای حل مسائل علمی و صنعتی مورد استفاده قرار گرفتند. برای درک بهتر نتایج به‌دست‌آمده، آنها به صورت گرافیکی پردازش شدند، نمودارها، نمودارها و نقشه‌های ساختارهای محاسبه‌شده ساخته شدند. اولین گرافیک روی دستگاه در حالت چاپ نمادین به دست آمد. سپس دستگاه های خاصی ظاهر شدند - پلاترها (پلاترها) برای ترسیم نقشه ها و نمودارها با قلم جوهر روی کاغذ. گرافیک کامپیوتری علمی مدرن امکان انجام آزمایشات محاسباتی را با نمایش بصری نتایج آنها فراهم می کند.

گرافیک تجاری

گرافیک تجاری رشته‌ای از گرافیک کامپیوتری است که برای نمایش بصری شاخص‌های عملکردی مختلف موسسات طراحی شده است. شاخص های برنامه ریزی شده، مستندات گزارش، گزارش های آماری - اینها مواردی هستند که با استفاده از گرافیک های تجاری، مطالب گویا برای آنها ایجاد می شود. نرم افزار گرافیک تجاری در صفحات گسترده گنجانده شده است.

طراحی گرافیک

گرافیک طراحی در کار مهندسان طراح، معماران و مخترعان فناوری جدید استفاده می شود. این نوع گرافیک کامپیوتری یک عنصر اجباری CAD (سیستم های اتوماسیون طراحی) است. با استفاده از گرافیک طراحی، می توانید هم تصاویر مسطح (پیش بینی ها، برش ها) و هم تصاویر سه بعدی فضایی را بدست آورید.

گرافیک گویا

گرافیک مصور، طراحی و طراحی آزادانه روی صفحه کامپیوتر است. بسته های گرافیکی گویا نرم افزارهای کاربردی عمومی هستند. ساده ترین ابزارهای نرم افزاری برای گرافیک مصور، ویرایشگرهای گرافیکی نامیده می شوند.

گرافیک هنری و تبلیغاتی - که عمدتاً به لطف تلویزیون محبوب شد. با استفاده از کامپیوتر، تبلیغات، کارتون، بازی های کامپیوتری، آموزش های ویدئویی و ارائه های ویدئویی ایجاد می شود. بسته های گرافیکی برای این اهداف به منابع کامپیوتری زیادی از نظر سرعت و حافظه نیاز دارند. ویژگی بارز این بسته های گرافیکی، توانایی ایجاد تصاویر واقعی و "تصاویر متحرک" است. به دست آوردن نقشه های اجسام سه بعدی، چرخش، تقریب، حذف، تغییر شکل آنها با مقدار زیادی از محاسبات همراه است. انتقال نور یک جسم بسته به موقعیت منبع نور، محل سایه ها و بافت سطح نیازمند محاسباتی است که قوانین اپتیک را در نظر می گیرد.

یکی از اولین فیلم های معروف فیلم «جنگ ستارگان» بود. با کمک ابررایانه Sgau ساخته شد. مراحل توسعه بیشتر سینمای کامپیوتر را می توان در فیلم هایی مانند "ترمیناتور 2"، "بابل 5" و غیره دنبال کرد. تا همین اواخر، از فناوری های گرافیکی کامپیوتری برای جلوه های ویژه، ایجاد تصاویری از هیولاهای عجیب و غریب، شبیه سازی بلایای طبیعی و غیره استفاده می شد. عناصری که تنها زمینه ای برای بازی بازیگران زنده بودند. در سال 2001 ، فیلم کامل "Final Fantasy" منتشر شد که در آن همه چیز ، از جمله تصاویر افراد ، توسط رایانه ترکیب می شد - بازیگران زنده فقط نقش های پشت صحنه را صدا می کردند.

انیمیشن کامپیوتری.

انیمیشن کامپیوتری تولید تصاویر متحرک بر روی صفحه نمایش است. هنرمند بر روی صفحه یک نقاشی از موقعیت های اولیه و نهایی اجسام متحرک ایجاد می کند؛ تمام حالت های میانی توسط کامپیوتر محاسبه و به تصویر کشیده می شود و محاسبات را بر اساس توصیف ریاضی این نوع حرکت انجام می دهد. الگوهای حاصل که به صورت متوالی بر روی صفحه نمایش با فرکانس مشخص نمایش داده می شوند، توهم حرکت را ایجاد می کنند.

گرافیک برای اینترنت

انواع گرافیک کامپیوتری.

سه نوع گرافیک کامپیوتری وجود دارد. اینها گرافیک شطرنجی، گرافیک برداری و گرافیک فراکتال هستند. آنها در اصول تشکیل تصویر هنگام نمایش بر روی صفحه نمایشگر یا هنگام چاپ روی کاغذ متفاوت هستند.

روش شطرنجی - تصویر به صورت مجموعه ای از نقاط رنگی نشان داده می شود. گرافیک شطرنجی در توسعه نشریات الکترونیکی (چند رسانه ای) و چاپی استفاده می شود. تصاویری که با استفاده از گرافیک شطرنجی ساخته شده اند به ندرت به صورت دستی با استفاده از برنامه های کامپیوتری ایجاد می شوند. اغلب برای این منظور از تصاویر اسکن شده تهیه شده توسط هنرمندان یا عکس ها استفاده می شود. اخیراً دوربین‌های دیجیتال عکس و فیلم‌برداری کاربرد گسترده‌ای برای وارد کردن تصاویر شطرنجی در رایانه پیدا کرده‌اند.

پیکسل عنصر اصلی تصاویر شطرنجی است. اینها عناصری هستند که یک تصویر شطرنجی را می سازند.

تصویر دیجیتال مجموعه ای از پیکسل ها است. هر پیکسل از یک تصویر شطرنجی با مختصات x و y و روشنایی V(x,y) (برای تصاویر سیاه و سفید) مشخص می شود. از آنجایی که پیکسل ها در طبیعت گسسته هستند، مختصات آنها کمیت های گسسته، معمولا اعداد صحیح یا گویا هستند. در مورد یک تصویر رنگی، هر پیکسل با مختصات x و y و سه روشنایی مشخص می شود: روشنایی قرمز، روشنایی آبی و روشنایی سبز (VR، VB، VG). با ترکیب این سه رنگ می توانید تعداد زیادی سایه مختلف بدست آورید.

توجه داشته باشید که اگر حداقل یکی از مشخصه های تصویر عدد نباشد، تصویر به عنوان آنالوگ طبقه بندی می شود. نمونه هایی از تصاویر آنالوگ شامل هولوگرام و عکس است. برای کار با چنین تصاویری، روش های خاصی، به ویژه، تبدیل های نوری وجود دارد. در برخی موارد، تصاویر آنالوگ به شکل دیجیتال تبدیل می شوند. این کار توسط ImageProcessing انجام می شود.

رنگ هر پیکسل در یک تصویر شطرنجی با استفاده از ترکیبی از بیت ها ذخیره می شود. هر چه بیت های بیشتری برای این کار استفاده شود، سایه های بیشتری از رنگ ها به دست می آید. 1 بایت معمولاً برای درجه بندی روشنایی (256 درجه بندی)، با 0 سیاه و 255 سفید (حداکثر شدت) اختصاص می یابد. در مورد یک تصویر رنگی، یک بایت برای درجه بندی روشنایی هر سه رنگ اختصاص داده می شود. می توان درجه بندی ها را در تعداد بیت های مختلف (4 یا 12) رمزگذاری کرد، اما چشم انسان فقط می تواند 8 بیت درجه بندی را در هر رنگ تشخیص دهد. رنگ هایی که در 24 بیت توصیف می شوند بیش از 16 میلیون رنگ در دسترس را ارائه می دهند و اغلب رنگ های طبیعی نامیده می شوند.

در پالت های رنگی، هر پیکسل با یک کد توصیف می شود. ارتباط این کد با جدول رنگی متشکل از 256 سلول پشتیبانی می شود. ظرفیت هر سلول 24 بیت است. خروجی هر سلول 8 بیت برای قرمز، سبز و آبی است.

فضای رنگی که با شدت قرمز، سبز و آبی تشکیل شده است به شکل یک مکعب رنگی نشان داده شده است (شکل 1 را ببینید).

شکل 1 - مکعب رنگی

رئوس مکعب A، B، C به ترتیب حداکثر شدت سبز، آبی و قرمز هستند و مثلثی که تشکیل می دهند مثلث پاسکال نامیده می شود. محیط این مثلث با اشباع ترین رنگ ها مطابقت دارد. رنگ حداکثر اشباع همیشه فقط شامل دو جزء است. در قسمت OD سایه هایی از خاکستری وجود دارد که جریان O مربوط به سیاه و نقطه D به سفید است.

انواع رستر.

رستر ترتیب چیدمان نقاط (عناصر شطرنجی) است. شکل 2 شطرنجی را نشان می دهد که عناصر آن مربع هستند؛ چنین شطرنجی مستطیلی نامیده می شود؛ این شطرنجی هایی هستند که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.

شکل 2 - رستر با عناصر مربع

اگرچه می توان از شکلی با شکل متفاوت به عنوان عنصر شطرنجی استفاده کرد: مثلث، شش ضلعی. رعایت الزامات زیر:

- همه ارقام باید یکسان باشند.

- باید هواپیما را کاملاً بدون دویدن یا سوراخ بپوشاند.

بنابراین، به عنوان یک عنصر شطرنجی، می توان از یک مثلث متساوی الاضلاع (نگاه کنید به شکل 3)، یک شش ضلعی منظم (شش ضلعی) (نگاه کنید به شکل 4) استفاده کرد. چنین شطرنجی ها

شکل 3- شطرنجی مثلثی

بیایید به روش های ساخت خطوط در یک شطرنجی مستطیلی و شش ضلعی نگاه کنیم.

شکل 4 - "شطرنج شش ضلعی"

در یک شطرنجی مستطیلی، ساخت خط به دو صورت انجام می شود:

) نتیجه یک خط هشت متصل است. پیکسل های مجاور یک خط می توانند در یکی از هشت موقعیت ممکن قرار گیرند (شکل 5a را ببینید).

) نتیجه یک خط چهار متصل است. پیکسل های مجاور یک خط می توانند در یکی از چهار موقعیت ممکن قرار گیرند (شکل 5b را ببینید). نقطه ضعف - خط بیش از حد ضخیم در زاویه 45 درجه.

شکل 5 - رسم یک خط در شطرنجی مستطیلی

در یک شطرنجی شش ضلعی، خطوط شش به هم متصل هستند (شکل 6 را ببینید)، چنین خطوطی در عرض پایدارتر هستند، یعنی. پراکندگی عرض خط کمتر از یک شطرنجی مربع است.

شکل 6 - رسم یک خط در شطرنجی شش ضلعی

یکی از راه‌های ارزیابی شطرنجی این است که از طریق یک کانال ارتباطی یک تصویر کدگذاری شده را با در نظر گرفتن شطرنجی مورد استفاده، با بازیابی بعدی و تجزیه و تحلیل بصری کیفیت به دست آمده، ارسال کنید.

مدل سازی یک شطرنجی شش ضلعی. امکان ساخت یک شطرنجی شش ضلعی بر اساس مربع وجود دارد. برای انجام این کار، یک شش ضلعی به عنوان یک مستطیل نشان داده می شود.

گرافیک برداری.

گرافیک برداری تصاویر را با استفاده از خطوط مستقیم و منحنی به نام بردار، و همچنین پارامترهایی که رنگ ها و چیدمان را توصیف می کنند، توصیف می کند. به عنوان مثال، تصویر یک برگ درخت (نگاه کنید به شکل 7.) با نقاطی که یک خط از آنها عبور می کند، توصیف می شود و در نتیجه طرح کلی برگ را ایجاد می کند. رنگ برگ با رنگ طرح کلی و ناحیه داخل آن طرح مشخص می شود.

شکل 7 - نمونه ای از گرافیک برداری

برخلاف گرافیک شطرنجی، در گرافیک برداری تصویر با استفاده از توصیفات ریاضی اشیا، دایره ها و خطوط ساخته می شود. اگرچه در نگاه اول این ممکن است پیچیده تر از استفاده از آرایه های شطرنجی به نظر برسد، برای برخی از انواع تصاویر استفاده از توصیفات ریاضی راه ساده تری است.

نکته کلیدی در گرافیک برداری این است که آنها از ترکیبی از دستورات کامپیوتری و فرمول های ریاضی برای یک شی استفاده می کنند. این به دستگاه های رایانه ای اجازه می دهد تا هنگام ترسیم این اشیا، نقاط واقعی را محاسبه و قرار دهند. این ویژگی گرافیک برداری به آن امتیازات زیادی نسبت به گرافیک شطرنجی می دهد، اما در عین حال دلیلی بر معایب آن نیز می باشد.

گرافیک های برداری را اغلب گرافیک های شی گرا یا گرافیک های ترسیمی می نامند. اشیاء ساده مانند دایره، خطوط، کره، مکعب و مانند آن را اولیه می نامند و برای ایجاد اجسام پیچیده تر استفاده می شود. در گرافیک برداری، اشیا با ترکیب اشیاء مختلف ایجاد می شوند.

برای ایجاد نقشه های برداری، باید از یکی از بسته های تصویری متعدد استفاده کنید. مزیت گرافیک برداری این است که توضیحات ساده است و حافظه کمی را اشغال می کند. با این حال، نقطه ضعف این است که یک شی برداری دقیق ممکن است بسیار پیچیده باشد، ممکن است آنطور که کاربر انتظار دارد چاپ نکند، یا اگر چاپگر دستورات برداری را به درستی تفسیر یا درک نکند، ممکن است اصلا چاپ نشود.

هنگام ویرایش عناصر گرافیکی برداری، پارامترهای خطوط مستقیم و منحنی که شکل این عناصر را توصیف می کنند تغییر می کنند. شما می توانید عناصر را جابجا کنید، اندازه، شکل و رنگ آنها را تغییر دهید، اما این بر کیفیت ارائه بصری آنها تأثیر نمی گذارد. گرافیک های برداری مستقل از وضوح هستند، یعنی. می تواند در انواع دستگاه های خروجی با وضوح های مختلف بدون افت کیفیت نمایش داده شود.

نمایش برداری شامل توصیف عناصر تصویر با منحنی های ریاضی است که رنگ ها و اشغال آنها را نشان می دهد.

مزیت دیگر پوسته پوسته شدن با کیفیت بالا در هر جهت است. افزایش یا کاهش اشیا با افزایش یا کاهش ضرایب مربوطه در فرمول های ریاضی انجام می شود. متأسفانه، فرمت برداری هنگام انتقال تصاویر با سایه های زیاد یا جزئیات ظریف (مثلاً عکس) نامطلوب می شود. از این گذشته ، هر کوچکترین برجسته در این مورد نه با مجموعه ای از نقاط یک رنگ ، بلکه با یک فرمول پیچیده ریاضی یا مجموعه ای از گرافیک های اولیه نمایش داده می شود که هر کدام یک فرمول است. این باعث می شود فایل سنگین تر شود. علاوه بر این، تبدیل یک تصویر از فرمت شطرنجی به فرمت برداری (مثلاً با استفاده از AdobeStrimeLine یا Corel OCR-TRACE) منجر به ناتوانی در بزرگ‌سازی صحیح آن می‌شود. با افزایش ابعاد خطی، تعداد جزئیات یا سایه ها در واحد سطح افزایش نمی یابد. این محدودیت توسط وضوح دستگاه های ورودی (اسکنر، دوربین های دیجیتال و غیره) اعمال می شود.

مفهوم فراکتال و تاریخچه ظهور گرافیک فراکتال.

احتمالاً اغلب نقاشی‌های مبتکرانه‌ای را دیده‌اید که در آنها مشخص نیست چه چیزی به تصویر کشیده شده است، اما همچنان غیرعادی بودن فرم‌های آنها مجذوب و جلب توجه می‌کند. به عنوان یک قاعده، اینها اشکال مبتکرانه ای هستند که به نظر نمی رسد خود را به هیچ توصیف ریاضی وامی بگذارند. به عنوان مثال، شما الگوهایی را روی شیشه پس از یخ زدگی دیده اید یا مثلاً لکه های هوشمندانه ای را روی یک برگه با قلم جوهر رها کرده اید، بنابراین چیزی شبیه به این را می توان به شکل نوعی الگوریتم یادداشت کرد، و بنابراین، می توان به راحتی برای کامپیوتر توضیح داده شود. به چنین مجموعه هایی فراکتال می گویند. فراکتال‌ها شبیه شکل‌هایی که ما با آن‌ها آشنا هستیم، از هندسه شناخته می‌شوند، نیستند و بر اساس الگوریتم‌های خاصی ساخته می‌شوند و این الگوریتم‌ها را می‌توان با استفاده از رایانه روی صفحه نمایش داد. به طور کلی، اگر همه چیز را کمی ساده کنیم، فراکتال ها نوعی تبدیل هستند که مکرراً روی شکل اصلی اعمال می شوند.

اولین ایده هندسه فراکتال در قرن نوزدهم بوجود آمد. کانتور، با استفاده از یک روش ساده بازگشتی (تکرار کننده)، خط را به مجموعه ای از نقاط غیر متصل (به اصطلاح Cantor Dust) تبدیل کرد. او یک خط می گرفت و یک سوم مرکزی را حذف می کرد و سپس همین کار را با قسمت های باقی مانده تکرار می کرد. Peano نوع خاصی از خط کشید (شکل 8 را ببینید). Peano برای ترسیم آن از الگوریتم زیر استفاده کرد.

شکل 8- الگوریتم ترسیم

در گام اول یک خط مستقیم گرفت و 9 قطعه 3 برابر کوتاهتر از طول خط اصلی را جایگزین آن کرد (قسمت 1 و 2 از شکل 1). سپس او همین کار را با هر بخش از خط حاصل انجام داد. و غیره تا بی نهایت. منحصر به فرد بودن آن این است که کل هواپیما را پر می کند. ثابت شده است که برای هر نقطه از هواپیما می توان نقطه ای را پیدا کرد که متعلق به خط Peano است. منحنی پیانو و غبار کانتور از اجسام هندسی معمولی فراتر رفتند. بعد مشخصی نداشتند. گرد و غبار کانتور به نظر می رسید که بر اساس یک خط یک بعدی ساخته شده بود، اما از نقاط تشکیل شده بود و منحنی Peano بر اساس یک خط یک بعدی ساخته شد و نتیجه یک صفحه بود. در بسیاری از حوزه های دیگر علم، مشکلاتی ظاهر شد که راه حل آنها منجر به نتایج عجیب و غریب مشابه آنچه توصیف شد (حرکت براونی، قیمت سهام) شد.

تا قرن بیستم، داده هایی در مورد چنین اشیاء عجیبی جمع آوری می شد، بدون هیچ تلاشی برای سیستماتیک کردن آنها. این تا زمانی بود که بنوا ماندلبرو، پدر هندسه فراکتال مدرن و کلمه فراکتال، آنها را به کار گرفت. زمانی که به عنوان یک تحلیلگر ریاضی در IBM کار می کرد، نویز را در مدارهای الکترونیکی مطالعه کرد که با استفاده از آمار قابل توصیف نبود. به تدریج با مقایسه حقایق، او به یک جهت جدید در ریاضیات رسید - هندسه فراکتال.

خود مندلبروت کلمه فراکتال را از کلمه لاتین fractus به معنای شکسته (تقسیم شده) گرفته است. و یکی از تعاریف فراکتال، شکل هندسی است که از اجزایی تشکیل شده و می توان آن را به قسمت هایی تقسیم کرد که هر کدام یک کپی کوچکتر از کل (حداقل تقریباً) را نشان می دهد.

به محض اینکه ماندلبرو مفهوم فراکتال ها را کشف کرد، معلوم شد که ما به معنای واقعی کلمه توسط آنها احاطه شده ایم. شمش‌ها و سنگ‌های فلزی فراکتال هستند، آرایش شاخه‌ها، الگوی برگ‌ها و سیستم مویرگی گیاهان فراکتال هستند. سیستم های گردش خون، عصبی، لنفاوی موجودات جانوری، حوضه رودخانه های فراکتال، سطوح ابر، خطوط ساحلی دریا، زمین های کوهستانی...

برای تصور یک فراکتال، مثالی را در کتاب «هندسه فراکتال طبیعت» اثر ب. ماندلبروت در نظر بگیرید که به یک کلاسیک تبدیل شده است - «طول سواحل بریتانیا چقدر است؟» پاسخ به این سوال آنقدرها هم که به نظر می رسد ساده نیست. همه چیز به طول ابزاری که استفاده خواهیم کرد بستگی دارد. با اندازه گیری ساحل با استفاده از خط کش کیلومتر مقداری طول به دست می آوریم. با این حال، ما خلیج‌ها و شبه‌جزیره‌های کوچکی را که از نظر اندازه بسیار کوچکتر از خط ما هستند، از دست خواهیم داد. با کاهش اندازه خط کش به مثلاً 1 متر، این جزئیات منظره را در نظر می گیریم و بر این اساس، طول ساحل بزرگتر می شود. بیایید جلوتر برویم و طول ساحل را با استفاده از یک خط کش میلی متری اندازه گیری کنیم، جزئیات بزرگتر از یک میلی متر را در نظر می گیریم، طول حتی بیشتر خواهد بود. در نتیجه، پاسخ به چنین سؤال به ظاهر ساده ای می تواند هر کسی را گیج کند - طول سواحل بریتانیا بی پایان است.

ویژگی اصلی فراکتال ها خود شباهت است. هر قطعه میکروسکوپی از یک فراکتال به روشی یا به روشی دیگر ساختار جهانی آن را بازتولید می کند. در ساده ترین حالت، بخشی از یک فراکتال به سادگی یک فراکتال کامل کوچکتر است.

از این رو دستور اصلی ساخت فراکتال ها: یک موتیف ساده بردارید و آن را تکرار کنید و مدام اندازه را کاهش دهید. در نهایت ساختاری پدید خواهد آمد که این موتیف را در همه مقیاس ها بازتولید می کند. (شکل 9)

شکل 9 - موتیف تکرار فراکتال

یک قطعه می گیریم و یک سوم وسط آن را با زاویه 60 درجه می شکنیم. سپس این عمل را با هر یک از قسمت های خط شکسته حاصل تکرار می کنیم - و به همین ترتیب ad infinitum. در نتیجه، ساده ترین فراکتال را دریافت می کنیم - منحنی سه گانه، که توسط ریاضیدان هلگا فون کخ در سال 1904 کشف شد.

اگر در هر مرحله نه تنها موتیف اصلی را کاهش دهید، بلکه آن را جابجا کرده و بچرخانید، می‌توانید شکل‌های جالب‌تر و واقعی‌تری به‌دست آورید، به‌عنوان مثال، یک برگ سرخس یا حتی کل انبوه آن‌ها. یا می توانید یک زمین فراکتال بسیار باورپذیر بسازید و آن را با یک جنگل بسیار زیبا بپوشانید. برای مثال در 3D StudioMax از الگوریتم فراکتال برای تولید درخت استفاده می شود. و این از این قاعده مستثنی نیست - اکثر بافت های زمین در بازی های رایانه ای مدرن نشان دهنده فراکتال ها هستند. کوه ها، جنگل ها و ابرهای موجود در تصویر فراکتال هستند.

فایل های تصویری فراکتال دارای پسوند fi هستند. به طور معمول، فایل های با فرمت fif کمی کوچکتر از فایل های با فرمت jpg هستند، اما برعکس این نیز می تواند اتفاق بیفتد. جالب ترین چیز شروع می شود اگر به تصاویر با بزرگنمایی فزاینده نگاه کنید. فایل های JPG تقریباً بلافاصله ماهیت گسسته خود را نشان می دهند - نردبان ضرب المثل ظاهر می شود. اما پنج فایل، مطابق با فراکتال ها، با افزایش بزرگنمایی، سطح جدیدی از جزئیات را در ساختار نشان می دهند و زیبایی شناسی تصویر را حفظ می کنند.

فراکتال های هندسی

تاریخچه فراکتال ها از اینجا شروع شد. این نوع فراکتال از طریق ساختارهای هندسی ساده به دست می آید. معمولاً هنگام ساخت این فراکتال ها این کار را انجام می دهند: آنها یک "seed" - یک اصل موضوع - مجموعه ای از بخش ها را می گیرند که بر اساس آنها فراکتال ساخته می شود. در مرحله بعد، مجموعه ای از قوانین برای این "دانه" اعمال می شود که آن را به نوعی شکل هندسی تبدیل می کند. در مرحله بعد، دوباره همان مجموعه قوانین برای هر قسمت از این شکل اعمال می شود. با هر مرحله، شکل پیچیده تر و پیچیده تر می شود و اگر تعداد بی نهایت تبدیل انجام دهیم، یک فراکتال هندسی به دست می آوریم.

منحنی Peano که قبلاً مورد بحث قرار گرفت، یک فراکتال هندسی است. شکل 10 نمونه های دیگری از فراکتال های هندسی را نشان می دهد (کوخ برف، لیست، مثلث سیرپینسکی).

شکل 10 - دانه برف کوخ

شکل 11-برگ

شکل 12 - مثلث Sierpinski

از میان این فراکتال های هندسی، یکی از آنها بسیار جالب و کاملاً معروف دانه برف کوچ است. بر اساس مثلث متساوی الاضلاع ساخته شده است. که هر خط با 4 خط، هر یک 1/3 طول اصلی جایگزین شده است. بنابراین، با هر تکرار، طول منحنی یک سوم افزایش می یابد. و اگر تعداد بی نهایت تکرار انجام دهیم، یک فراکتال به دست خواهیم آورد - یک دانه برف کوچ با طول بی نهایت. به نظر می رسد که منحنی نامتناهی ما یک منطقه محدود را پوشش می دهد.

ابعاد دانه برف کخ (وقتی دانه برف 3 برابر شود طول آن 4 برابر افزایش می یابد) D=log(4)/log(3)=1.2619...

به اصطلاح L-Systems برای ساختن فراکتال های هندسی مناسب هستند. ماهیت این سیستم ها این است که مجموعه خاصی از نمادهای سیستم وجود دارد که هر یک از آنها یک عمل خاص و مجموعه ای از قوانین تبدیل نماد را نشان می دهد.

فراکتال های جبری

دومین گروه بزرگ فراکتال ها جبری هستند. آنها نام خود را به این دلیل گرفتند که بر اساس فرمول های جبری، گاهی اوقات بسیار ساده، ساخته شده اند. روش های مختلفی برای به دست آوردن فراکتال های جبری وجود دارد. یکی از روش ها محاسبه مکرر (تکرار شونده) تابع Zn+1=f(Zn) است که در آن Z یک عدد مختلط و f یک تابع معین است. محاسبه این تابع تا رسیدن به یک شرط خاص ادامه می یابد. و با رعایت این شرط، یک نقطه روی صفحه نمایش داده می شود. در این مورد، مقادیر تابع برای نقاط مختلف صفحه مختلط می تواند رفتار متفاوتی داشته باشد:

- در طول زمان به بی نهایت میل می کند.

− به 0 تمایل دارد.

- چندین مقدار ثابت را می گیرد و از آنها فراتر نمی رود.

- رفتار آشفته و بدون هیچ گونه روندی است.

برای نشان دادن فراکتال های جبری، بیایید به کلاسیک ها بپردازیم - مجموعه مندلبرو.

شکل 13- مجموعه ماندلبروت

برای ساختن آن به اعداد مختلط نیاز داریم. عدد مختلط عددی است که از دو قسمت حقیقی و خیالی تشکیل شده و a+bi نشان داده می شود. قسمت واقعی a یک عدد معمولی در نمایش ما است و bi قسمت خیالی است. i واحد خیالی نامیده می شود زیرا اگر i را مربع کنیم، -1 به دست می آید.

اعداد مختلط را می توان جمع، تفریق، ضرب، تقسیم، افزایش به توان و ریشه کرد، اما نمی توان آنها را با هم مقایسه کرد. یک عدد مختلط را می توان به صورت نقطه ای روی صفحه ای ترسیم کرد که مختصات آن X قسمت واقعی a و Y ضریب قسمت خیالی b است.

از نظر عملکردی، مجموعه مندلبرو به صورت تعریف شده است

1=Zn*Zn+C.

برای ساخت مجموعه Mandelbrot، از الگوریتم BASIC.a=-2 تا 2 "برای همه a واقعی از -2 تا 2b=-2 تا 2" برای همه b خیالی از -2 تا 2 استفاده می کنیم.

«به مجموعه مندلبرو تعلق دارد = درست است

255 بار تکرار کنید (برای حالت 256 رنگ)

برای تکرار=1 تا 255=Z0*Z0+C

"بررسی شد - does not belongabs(Zn)>2 سپس Lake=False: خروج For0=Zn

"آنها یک نقطه سیاه متعلق به "دریاچه" ماندلبرو ترسیم کردند.

اگر Lake=True سپس PutPixel(a,b,BLACK)

"نقطه ای را ترسیم کنید که به مجموعه تعلق ندارد یا روی مرز قرار دارد.

در غیر این صورت PutPixel (a، b، تکرار)

حال بیایید برنامه را با کلمات توصیف کنیم. برای تمام نقاط صفحه مختلط در بازه 2+2i تا 2+2i، Zn=Z0*Z0+C را به تعداد کافی بارها انجام می دهیم و هر بار مقدار مطلق روی را بررسی می کنیم. اگر این مقدار بزرگتر از 2 باشد، نقطه ای با رنگی برابر با عدد تکرار ترسیم می کنیم که در آن قدر مطلق از 2 بیشتر شود، در غیر این صورت یک نقطه سیاه می کشیم. کل مجموعه ماندلبروت در جلوی چشمان ما با شکوه کامل است.

رنگ سیاه در وسط نشان می دهد که در این نقاط تابع به سمت صفر میل می کند - این مجموعه Mandelbrot است. خارج از این مجموعه، تابع به بی نهایت تمایل دارد. و جالب ترین چیز مرزهای مجموعه است. آنها فراکتال هستند. در مرزهای این مجموعه، عملکرد غیرقابل پیش بینی - آشفته رفتار می کند.

با تغییر تابع و شرایط خروج از چرخه می توانید فراکتال های دیگری را بدست آورید. به عنوان مثال، به جای عبارت C=a+bi عبارت Z0=a+bi را گرفته و مقادیر دلخواه را به C اختصاص می دهیم، مجموعه جولیا را دریافت می کنیم، همچنین یک فراکتال زیبا.

خود شباهت نیز برای مجموعه مندلبرو ظاهر می شود.

فراکتال های تصادفی

نماینده معمولی این دسته از فراکتال ها "پلاسما" است.

شکل 14-پلاسما

برای ساخت آن، یک مستطیل بردارید و برای هر گوشه آن یک رنگ تعریف کنید. در مرحله بعد، نقطه مرکزی مستطیل را پیدا می کنیم و آن را با رنگی برابر با میانگین حسابی رنگ های گوشه های مستطیل به اضافه مقداری تصادفی رنگ می کنیم. هرچه عدد تصادفی بزرگ‌تر باشد، نقاشی "ضخیم‌تر" خواهد بود. اگر مثلاً بگوییم رنگ یک نقطه ارتفاع از سطح دریا است، به جای پلاسما یک رشته کوه به دست می آید. بر اساس این اصل است که کوه ها در اکثر برنامه ها الگوبرداری می شوند. با استفاده از الگوریتمی مشابه پلاسما، نقشه ارتفاع ساخته می شود، فیلترهای مختلفی روی آن اعمال می شود و بافتی اعمال می شود.

انیمیشن وکتور گرافیک کامپیوتری

نتیجه

در این کار درسی، موضوعی مانند تاریخچه توسعه گرافیک کامپیوتری مورد بررسی قرار گرفت، مفاهیمی به انواع اصلی گرافیک کامپیوتری پرداخته شد و امکانات گرافیک کامپیوتری مورد توجه قرار گرفت.

پس از مطالعه ادبیات در مورد این موضوع، می توان نتیجه گرفت که تاریخ گرافیک ثابت نیست، اما به سرعت در حال توسعه است.

در آینده می توانید نگاه دقیق تری به انواع گرافیک کامپیوتری بیندازید و برنامه های گرافیک کامپیوتری را در نظر بگیرید.

دامنه گرافیک کامپیوتری تنها به جلوه های هنری محدود نمی شود. در تمامی شاخه های فعالیت های مدیریت تجاری از نمودارها، نمودارها و نمودارهای کامپیوتری استفاده می شود.

فهرست منابع استفاده شده

1 توسعه نشریات آموزشی الکترونیکی. ایجاد و استفاده از ابزارهای اطلاعات آموزشی: کتاب درسی. کمک هزینه / N.D. ایزرگین، [و دیگران]. - م.: کلمنا، 2006. - 160 ص. - شابک 5-89-5-89-655-8974-0.

جشنواره ایده های آموزشی "درس باز". ایجاد یک کتاب درسی الکترونیکی / ویرایش. ترگوبووا O.P. - م.: روسیه. - حالت دسترسی: http://festival.1september.ru/articles/526252/. - 2011/06/20.

کتاب الکترونیکی باید چگونه باشد؟ / V.B. یاسینسکی // مجله الکترونیکی: مورد مطالعه در روسیه، 2000. - حالت دسترسی: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2001/011.pdf. - 2011/06/21.

Pankratova، L.P.. تست دانش در علوم کامپیوتر: تست ها، تست ها، سوالات امتحانی، پروژه های کامپیوتری / E.N. چلاک. SPb.: BHV-Petersburg. 2004. - 448 ص. - شابک 5-94157-371-5.

استاندارد فدراسیون روسیه برای آموزش ابتدایی حرفه ای. اپراتور رایانه های الکترونیکی. OST 9PO 02.1.9 2002. 48 p.

اوگرینویچ، N.D. علوم کامپیوتر و فناوری اطلاعات. کتاب درسی / N.D. اوگرینویچ. مسکو..: انتشارات BINOM. آزمایشگاه. دانش، 2005. - 512 ص. - شابک 5-94774-001-8.

انفورماتیک: کتاب درسی. کمک هزینه / A.V. موگیلف. - چاپ دوم، پاک شد. - مسکو..: آکادمی، 2008. - 336 ص. - شابک 978-5-7695-4771-3.

کارگاه علوم کامپیوتر: کتاب درسی. کمک هزینه / A.V. موگیلف. مسکو. انتشارات فرهنگستان، 1380. 608 ص. ISBN 5-7695-2247-Х.

علوم کامپیوتر. کتاب درسی / V.A. اوستریکوفسکی. ویرایش دوم، پاک شد. - م.: بالاتر. مدرسه، 2004. - 511 ص. - شابک 5-06-003533-6.

11 Microsoft Office Word 2003.Text. کمک هزینه / B. Hyslop. مسکو. دیالکتیک، 2004. 784 ص. ISBN 5-8459-0646-6, 0-7645-3971-X.

12 مایکروسافت آفیس 2003. کتاب درسی. کمک هزینه.O.A. مزنی. - م.: دیالکتیک، 1383. 368 ص. شابک 5-8459-0838-8.

کار بر روی رایانه شخصی (PC) در دفتر: دوره آموزشی / O.S. Stepanenko. مسکو. انتشارات ویلیامز ویرایش 3، 2006. - 768 ص. - شابک 5-8459-0974-0.

زاخارووا، L.A. Microsoft Word 2003. سری کتابچه راهنمای عملی "Step by Step" (+ CD-ROM) / L.A. زاخارووا - M.:SP EKOM, 2005. - 384 p. - شابک 5-9790-0005-4.

بدت، الف. واژه نامه اصطلاحات کامپیوتری / D. Burdhardt، A. Cumming، [و غیره]. - چاپ دهم، م.: انتشارات: ویلیامز، 2002. - 432 ص. - شابک 5-8459-0363-7, 0-2017-7629-4.

گوکین، دی. فرهنگ لغت مصور کامپیوتری / دی. گوکین، اس.خ. گوکین. - ویرایش چهارم، مسکو. انتشارات ویلیامز، 2005. - 512 ص. - ISBN 5-8459-0207-X, 0-7645-0732-X;

نقطه شروع توسعه گرافیک کامپیوتری را می توان سال 1930 در نظر گرفت، زمانی که در ایالات متحده، هموطن ما ولادیمیر زوریکین، که در شرکت Westinghouse کار می کرد، لوله اشعه کاتدی (CRT) را اختراع کرد، که برای اولین بار این امکان را به وجود آورد. تصاویر را بدون استفاده از قطعات متحرک مکانیکی روی صفحه نمایش بگیرید.

آغاز عصر گرافیک کامپیوتری مناسب را می توان دسامبر 1951 در نظر گرفت، زمانی که اولین نمایشگر کامپیوتر Whirlwind در موسسه فناوری ماساچوست (MIT) برای سیستم دفاع هوایی نیروی دریایی ایالات متحده توسعه یافت. مخترع این نمایشگر مهندس MIT جی فورستر بود.

یکی از بنیانگذاران گرافیک کامپیوتری ایوان ساترلند است که در سال 1962 در همان MIT یک برنامه گرافیکی کامپیوتری به نام Notepad (Sketchpad) ایجاد کرد که این برنامه می توانست اشکال نسبتاً ساده (نقاط، خطوط، کمان) را ترسیم کند دایره ها)، می تواند شکل ها را روی صفحه بچرخاند.

تحت رهبری T. Moffett و N. Taylor، Itek یک ماشین طراحی الکترونیکی دیجیتال را توسعه داد. در سال 1964، جنرال موتورز سیستم طراحی به کمک کامپیوتر DAC-1 را معرفی کرد که به طور مشترک با IBM توسعه یافت.

در سال 1965، IBM اولین ترمینال گرافیک تجاری به نام IBM-2250 را منتشر کرد (شکل 5).

در سال 1968، گروهی به رهبری N. N. Konstantinov یک مدل ریاضی کامپیوتری از حرکت گربه ایجاد کردند. ماشین BESM-4 با اجرای یک برنامه مکتوب برای حل معادلات دیفرانسیل، کارتون "Kitty" (شکل 7) را ترسیم کرد که برای زمان خود پیشرفتی بود. برای تجسم از چاپگر الفبایی استفاده شد.

در سال 1977، Commodore PET (Personal Electronic Record Keeper) خود را منتشر کرد و اپل Apple II را ایجاد کرد. ظاهر این دستگاه ها باعث ایجاد احساسات متفاوتی شد: گرافیک وحشتناک و پردازنده ها کند بودند. با این حال، رایانه های شخصی توسعه دستگاه های جانبی را تحریک کردند: پلاترهای ارزان قیمت و تبلت های گرافیکی.

در پایان دهه 80، نرم افزار برای همه حوزه های کاربردی در دسترس بود: از سیستم های کنترل تا سیستم های انتشار دسکتاپ. در پایان دهه هشتاد، جهت گیری جدید بازار برای توسعه سیستم های اسکن سخت افزاری و نرم افزاری و دیجیتالی سازی خودکار بوجود آمد. انگیزه اولیه برای چنین سیستم هایی قرار بود توسط ماشین جادویی Ozalid ایجاد شود، که یک نقاشی را روی کاغذ اسکن کرده و به طور خودکار بردار می کند و آن را به فرمت های استاندارد CAD/CAM تبدیل می کند. با این حال، تاکید به پردازش، ذخیره و انتقال پیکسل های اسکن شده تغییر کرده است.

در دهه 90، تفاوت بین CG و پردازش تصویر پاک شد. گرافیک کامپیوتری اغلب با داده های برداری سروکار دارد و مبنای پردازش تصویر، اطلاعات پیکسلی است.

همین چند سال پیش، هر کاربر به یک ایستگاه کاری با معماری منحصربه‌فرد نیاز داشت، اما اکنون پردازنده‌های ایستگاه کاری به اندازه کافی سریع هستند که می‌توانند اطلاعات برداری و شطرنجی را مدیریت کنند. علاوه بر این، کار با ویدئو امکان پذیر می شود. قابلیت های صوتی را اضافه کنید و یک محیط چند رسانه ای کامپیوتری خواهید داشت.

همه زمینه های کاربردی - اعم از هنر، مهندسی و علم، تجارت / سرگرمی - دامنه کاربرد KG هستند. پتانسیل روزافزون رایانه های شخصی و تعداد زیاد آنها، رشد مداوم صنعت را در این صنعت تضمین می کند.

شکل گیری مفاهیم کلی در مورد گرافیک کامپیوتری

گرافیک علمی

اولین کامپیوترها فقط برای حل مسائل علمی و صنعتی مورد استفاده قرار گرفتند. به منظور درک بهتر یا ارائه نتایج به دست آمده، آنها به صورت گرافیکی پردازش شدند (نمودارها، نمودارها، نقشه های ساختارهای محاسبه شده ساخته شد). اولین گرافیک روی دستگاه در حالت چاپ نمادین به دست آمد.

گرافیک تجاری

گرافیک ساختمانی

در کار مهندسان طراح، معماران و مخترعان فناوری جدید استفاده می شود. این نوع گرافیک کامپیوتری یک عنصر اجباری CAD (سیستم های اتوماسیون طراحی) است. با استفاده از گرافیک طراحی، می توانید هم تصاویر مسطح (پیش بینی ها، برش ها) و هم تصاویر سه بعدی فضایی را بدست آورید. این نوع گرافیک کامپیوتری یک عنصر اجباری CAD است.

گرافیک گویا

طراحی و طراحی رایگان با استفاده از کامپیوتر. بسته های گرافیکی گویا نرم افزارهای کاربردی عمومی هستند. ساده ترین ابزارهای نرم افزاری برای گرافیک مصور، ویرایشگرهای گرافیکی نامیده می شوند.

او تا حد زیادی به لطف تلویزیون محبوب شد. تبلیغات، کارتون، بازی های کامپیوتری، آموزش های ویدئویی، ارائه های ویدئویی و غیره با استفاده از کامپیوتر ایجاد می شوند. بسته های گرافیکی برای این اهداف به منابع کامپیوتری زیادی از نظر سرعت و حافظه نیاز دارند. ویژگی بارز این بسته های گرافیکی، توانایی ایجاد تصاویر واقعی و "تصاویر متحرک" است.

به دست آوردن نقشه های اجسام سه بعدی، چرخش، تقریب، حذف، تغییر شکل آنها با مقدار زیادی از محاسبات همراه است. انتقال نور یک جسم بسته به موقعیت منبع نور، محل سایه ها و بافت سطح نیازمند محاسباتی است که قوانین اپتیک را در نظر می گیرد.

انیمیشن کامپیوتری

دریافت یک تصویر متحرک بر روی صفحه نمایش. محصولات نرم افزاری زیادی وجود دارد که در آن هنرمند نقاشی هایی از موقعیت های اولیه و نهایی اجسام متحرک را روی صفحه ایجاد می کند؛ همه حالت های میانی توسط رایانه محاسبه و به تصویر کشیده می شوند و محاسبات را بر اساس توصیف ریاضی این نوع حرکت انجام می دهند. الگوهای حاصل که به صورت متوالی بر روی صفحه نمایش با فرکانس مشخص نمایش داده می شوند، توهم حرکت را ایجاد می کنند.

چند رسانه ای- این ترکیبی از تصاویر با کیفیت بالا بر روی صفحه نمایش مانیتور با صدا است. سیستم های چند رسانه ای در زمینه های آموزشی، تبلیغاتی، سینما، سرگرمی و غیره بیشترین کاربرد را دارند.

گرافیک برای اینترنت

ظهور اینترنت جهانی منجر به این واقعیت شده است که گرافیک کامپیوتری به بخشی جدایی ناپذیر از آن تبدیل شده است. روش‌های انتقال اطلاعات بصری به طور فزاینده‌ای بهبود می‌یابند، قالب‌های گرافیکی پیشرفته‌تری در حال توسعه هستند، و تمایل محسوسی برای استفاده از گرافیک‌های سه بعدی، انیمیشن‌ها و طیف وسیعی از چند رسانه‌ای وجود دارد.

تاریخچه توسعه گرافیک کامپیوتری

از لحاظ تاریخی، اولین سیستم های تعاملی در نظر گرفته شده است سیستم های طراحی به کمک کامپیوتر (CAD). مثال: اتوکد، KOMPAS و غیره.
در حال حاضر بیشتر و بیشتر محبوب شده است سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS). این یک نوع نسبتاً جدید از سیستم گرافیک کامپیوتری تعاملی برای کاربران انبوه است.
معمولی برای هر GIS عملیات زیر است - وارد کردن و ویرایش اشیا با در نظر گرفتن موقعیت آنها در سطح زمین، تولید مدل های دیجیتالی مختلف، ثبت در پایگاه های داده، انجام پرس و جوهای مختلف در پایگاه داده ها. یک عملیات مهم تجزیه و تحلیل با در نظر گرفتن روابط فضایی و توپولوژیکی بسیاری از اشیاء واقع در یک قلمرو خاص است.

انواع گرافیک کامپیوتری

گرافیک کامپیوتری شاخه ای از علوم کامپیوتر است که به مطالعه ابزار و روش های ایجاد و پردازش تصاویر گرافیکی با استفاده از فناوری کامپیوتر می پردازد. اگرچه نرم افزارهای زیادی برای کار با گرافیک کامپیوتری وجود دارد، اما چهار نوع گرافیک کامپیوتری وجود دارد. اینها گرافیک شطرنجی، گرافیک برداری، گرافیک سه بعدی و فرکتال هستند. آنها در اصول تشکیل تصویر هنگام نمایش بر روی صفحه نمایشگر یا هنگام چاپ روی کاغذ متفاوت هستند.

گرافیک شطرنجی در توسعه نشریات الکترونیکی (چند رسانه ای) و چاپی استفاده می شود. تصاویری که با استفاده از گرافیک شطرنجی ساخته شده اند به ندرت به صورت دستی با استفاده از برنامه های کامپیوتری ایجاد می شوند. اغلب برای این منظور از تصاویر اسکن شده تهیه شده توسط هنرمند بر روی کاغذ یا عکس استفاده می شود. اخیراً دوربین‌های دیجیتال عکس و فیلم‌برداری کاربرد گسترده‌ای برای وارد کردن تصاویر شطرنجی در رایانه پیدا کرده‌اند. بر این اساس، اکثر ویرایشگرهای گرافیکی که برای کار با تصاویر شطرنجی طراحی شده اند، نه بر ایجاد تصاویر، بلکه بر پردازش آنها تمرکز دارند. در اینترنت، از تصاویر شطرنجی در مواردی استفاده می شود که لازم است طیف گسترده ای از سایه های یک تصویر رنگی را منتقل کنید.

برعکس، ابزارهای نرم افزاری برای کار با گرافیک برداری عمدتاً برای ایجاد تصاویر و تا حدی برای پردازش آنها در نظر گرفته شده است. چنین ابزارهایی به طور گسترده در آژانس های تبلیغاتی، دفاتر طراحی، دفاتر تحریریه و انتشارات استفاده می شود. کار طراحی بر اساس استفاده از فونت ها و عناصر ساده هندسی با استفاده از گرافیک برداری بسیار ساده تر است. نمونه‌هایی از آثار بسیار هنری وجود دارد که با استفاده از گرافیک برداری خلق شده‌اند، اما آنها استثنا هستند تا قاعده، زیرا آماده‌سازی هنری تصاویر با استفاده از گرافیک برداری بسیار پیچیده است.

گرافیک سه بعدی به طور گسترده در برنامه نویسی مهندسی، مدل سازی کامپیوتری اشیاء و فرآیندهای فیزیکی، انیمیشن، فیلمبرداری و بازی های رایانه ای استفاده می شود.

ابزارهای نرم افزاری برای کار با گرافیک فراکتال برای تولید خودکار تصاویر از طریق محاسبات ریاضی طراحی شده اند. ایجاد یک ترکیب هنری فراکتال در مورد طراحی یا طراحی نیست، بلکه در مورد برنامه نویسی است. گرافیک فراکتال به ندرت برای ایجاد اسناد چاپی یا الکترونیکی استفاده می شود، اما اغلب در برنامه های سرگرمی استفاده می شود.

گرافیک شطرنجی

عنصر اصلی (کوچکترین) یک تصویر شطرنجی یک نقطه است. اگر تصویر روی صفحه باشد، این نقطه پیکسل نامیده می شود. هر پیکسل در یک تصویر شطرنجی دارای ویژگی هایی است: مکان و رنگ. هرچه تعداد پیکسل ها بیشتر و اندازه آنها کوچکتر باشد، تصویر بهتر به نظر می رسد. حجم زیاد داده در هنگام استفاده از تصاویر شطرنجی یک چالش بزرگ است. کار فعال با تصاویر با اندازه بزرگ مانند نوار مجلات به رایانه هایی با مقدار بسیار زیاد RAM (128 مگابایت یا بیشتر) نیاز دارد. البته چنین کامپیوترهایی باید دارای پردازنده های با کارایی بالا نیز باشند. دومین عیب تصاویر شطرنجی این است که نمی توان آنها را برای مشاهده جزئیات بزرگ کرد. از آنجایی که تصویر از نقطه تشکیل شده است، بزرگ کردن تصویر تنها باعث می شود که نقاط بزرگتر شده و شبیه موزاییک شوند. هنگام بزرگ‌نمایی تصویر شطرنجی، جزئیات بیشتری دیده نمی‌شود. علاوه بر این، افزایش نقاط شطرنجی تصویر را از نظر بصری منحرف می کند و آن را خشن می کند. این اثر پیکسلی نامیده می شود.

گرافیک برداری

همانطور که در گرافیک شطرنجی عنصر اصلی تصویر یک نقطه است، در گرافیک برداری نیز عنصر اصلی تصویر یک خط است (خط مستقیم یا منحنی فرقی نمی کند). البته در گرافیک شطرنجی خطوطی هم وجود دارد اما در آنجا ترکیبی از نقاط محسوب می شوند. برای هر نقطه خط در گرافیک شطرنجی، یک یا چند سلول حافظه اختصاص داده می شود (هر چه نقاط رنگ بیشتری داشته باشند، سلول های بیشتری به آنها اختصاص می یابد). بر این اساس، هر چه خط شطرنجی طولانی تر باشد، حافظه بیشتری را اشغال می کند. در گرافیک برداری، مقدار حافظه اشغال شده توسط یک خط به اندازه خط بستگی ندارد، زیرا خط به عنوان یک فرمول یا به طور دقیق تر، در قالب چندین پارامتر نشان داده می شود. هر کاری که با این خط انجام دهیم، فقط پارامترهای ذخیره شده آن در سلول های حافظه تغییر می کند. تعداد سلول ها برای هر خط بدون تغییر باقی می ماند.

خط یک شیء گرافیکی برداری ابتدایی است. همه چیز در یک تصویر برداری از خطوط تشکیل شده است. ساده‌ترین اجسام در موارد پیچیده‌تر ترکیب می‌شوند، برای مثال، یک جسم چهار ضلعی را می‌توان به عنوان چهار خط متصل در نظر گرفت، و یک جسم مکعبی حتی پیچیده‌تر است: می‌توان آن را دوازده خط متصل یا شش چهارضلعی متصل در نظر گرفت. به دلیل این رویکرد، گرافیک های برداری را اغلب گرافیک های شی گرا می نامند. گفتیم که اشیاء گرافیک برداری به عنوان مجموعه ای از پارامترها در حافظه ذخیره می شوند، اما نباید فراموش کنیم که همه تصاویر همچنان به صورت نقطه روی صفحه نمایش داده می شوند (به این دلیل که صفحه نمایش به این شکل طراحی شده است). قبل از نمایش هر شی بر روی صفحه، برنامه مختصات نقاط صفحه را در تصویر جسم محاسبه می کند، به همین دلیل است که گاهی اوقات گرافیک برداری را گرافیک محاسبه شده می نامند. محاسبات مشابه هنگام خروجی اشیاء به چاپگر انجام می شود. مانند همه اشیاء، خطوط نیز دارای ویژگی هایی هستند. این ویژگی ها عبارتند از: شکل خط، ضخامت آن، رنگ، ویژگی خط (جامد، نقطه چین و غیره). خطوط بسته دارای خاصیت پر کردن هستند. ناحیه داخلی حلقه بسته را می توان با رنگ، بافت، نقشه پر کرد. ساده ترین خط اگر بسته نباشد دو رأس دارد که به آنها گره می گویند. گره ها همچنین دارای ویژگی هایی هستند که تعیین می کنند قسمت بالای یک خط چگونه به نظر می رسد و چگونه دو خط به یکدیگر متصل می شوند.

نقطه شروع توسعه گرافیک کامپیوتری را می توان سال 1930 در نظر گرفت، زمانی که در ایالات متحده آمریکا هموطن ما ولادیمیر زوریکین (شکل 1) که در شرکت Westinghouse کار می کرد، لوله اشعه کاتدی (CRT) را اختراع کرد که برای اولین بار زمان به دست آوردن تصاویر بر روی صفحه نمایش بدون استفاده از قطعات مکانیکی متحرک امکان پذیر شد.

آغاز عصر گرافیک کامپیوتری مناسب را می توان دسامبر 1951 در نظر گرفت، زمانی که اولین نمایشگر کامپیوتر Whirlwind در موسسه فناوری ماساچوست (MIT) برای سیستم دفاع هوایی نیروی دریایی ایالات متحده توسعه یافت (شکل 2). مخترع این نمایشگر مهندس MIT جی فورستر بود.

یکی از بنیانگذاران گرافیک کامپیوتری ایوان ساترلند در نظر گرفته می شود که در سال 1962 در همان MIT یک برنامه گرافیکی کامپیوتری به نام "Notepad" (Sketchpad) ایجاد کرد (شکل 3). این برنامه می تواند اشکال نسبتاً ساده (نقاط، خطوط مستقیم، کمان های دایره ای) را ترسیم کند و می تواند اشکال را روی صفحه بچرخاند.

تحت رهبری T. Moffett و N. Taylor، Itek یک ماشین طراحی الکترونیکی دیجیتال را توسعه داد. در سال 1964، جنرال موتورز سیستم طراحی به کمک کامپیوتر DAC-1 را معرفی کرد (شکل 4) که به طور مشترک با IBM توسعه یافته بود.

در سال 1965، IBM اولین ترمینال گرافیک تجاری به نام IBM-2250 را منتشر کرد (شکل 5).

در سال 1968، گروهی به رهبری N. N. Konstantinov یک مدل ریاضی کامپیوتری از حرکت گربه ایجاد کردند. ماشین BESM-4 (شکل 6)، با اجرای یک برنامه نوشته شده برای حل معادلات دیفرانسیل، کارتون "Kitty" (شکل 7) را ترسیم کرد که برای زمان خود پیشرفتی بود. برای تجسم از چاپگر الفبایی استفاده شد.

در سال 1977، Commodore PET خود (شکل 8.) (Personal Electronic Record Keeper) را منتشر کرد و اپل Apple-II را ایجاد کرد (شکل 9). ظاهر این دستگاه ها باعث ایجاد احساسات متفاوتی شد: گرافیک وحشتناک و پردازنده ها کند بودند. با این حال، رایانه های شخصی توسعه دستگاه های جانبی را تحریک کردند: پلاترهای ارزان قیمت و تبلت های گرافیکی.

در اواخر دهه 70، شبیه سازهای پرواز مبتنی بر گرافیک کامپیوتری برای شاتل فضایی ظاهر شدند.
در سال 1982، فیلم "Tron" (شکل 10) روی پرده های سینما منتشر شد که در آن برای اولین بار از فریم های سنتز شده روی کامپیوتر استفاده شد.
در سال 1984 اولین مکینتاش عرضه شد که نام آن از نوع سیب مکینتاش (شکل 11) با رابط کاربری گرافیکی آن گرفته شد. استفاده اولیه رایانه شخصی برای برنامه های گرافیکی نبود، بلکه برای پردازشگرهای کلمه و صفحات گسترده بود، اما قابلیت های آن به عنوان یک دستگاه گرافیکی توسعه برنامه های نسبتاً ارزان را هم در CAD و هم در زمینه های عمومی تر تجارت و هنر تشویق کرد.

در دهه 90، تفاوت بین CG و پردازش تصویر پاک شد. گرافیک کامپیوتری اغلب با داده های برداری سروکار دارد و مبنای پردازش تصویر، اطلاعات پیکسلی است. همین چند سال پیش، هر کاربر به یک ایستگاه کاری با معماری منحصربه‌فرد نیاز داشت، اما اکنون پردازنده‌های ایستگاه کاری به اندازه کافی سریع هستند که می‌توانند اطلاعات برداری و شطرنجی را مدیریت کنند. علاوه بر این، کار با ویدئو امکان پذیر می شود. قابلیت های صوتی را اضافه کنید و یک محیط چند رسانه ای کامپیوتری خواهید داشت.

فیلم "ترون"، "شرک"/

شکل گیری مفاهیم کلی در مورد گرافیک کامپیوتری

اما در حال حاضر وجود دارد:

گرافیک شطرنجی
گرافیک برداری.
گرافیک سه بعدی
گرافیک فراکتال
گرافیک کاراکتر

در این راستا، لازم است هر پنج نوع گرافیک را به صورت جفتی تجزیه و تحلیل کنیم تا بتوانیم تصوری کلی از دانش آموزان در مورد موضوع ایجاد کنیم و علاقه آنها را به آن توسعه دهیم.
گرافیک کامپیوتری (بیایید به تعاریف مختلف مفهوم "گرافیک کامپیوتری" نگاه کنیم)

رشته ای از علوم کامپیوتر که با مشکلات به دست آوردن تصاویر مختلف (نقاشی، نقاشی، انیمیشن) در رایانه سروکار دارد.
شاخه جدیدی از دانش، که از یک طرف مجموعه ای از سخت افزار و نرم افزار را نشان می دهد که برای تولید، تبدیل و نمایش اطلاعات به صورت بصری بر روی دستگاه های نمایشگر رایانه استفاده می شود.
مجموعه ای از روش ها و تکنیک ها برای تبدیل داده ها به یک نمایش گرافیکی با استفاده از رایانه؛
نوع هنر

نتایج مورد انتظار:

دانش آموزان درک درستی از انواع گرافیک به دست خواهند آورد.
با حوزه های کاربردی آشنا شوید
یاد بگیرید که انواع گرافیک را تشخیص دهید
آنها در به کارگیری دانش کسب شده با استفاده از انواع مختلف گرافیک مهارت های عملی کسب خواهند کرد.

انواع گرافیک

ارائه داده ها بر روی کامپیوتر به صورت گرافیکی برای اولین بار در اواسط دهه 50 اجرا شد. در ابتدا از گرافیک برای اهداف علمی و نظامی استفاده می شد.

منظور ما از انواع گرافیک کامپیوتری روشی برای ذخیره تصاویر در صفحه مانیتور است.

گرافیک کامپیوتری اکنون به طور کامل به عنوان یک علم شکل گرفته است. سخت‌افزار و نرم‌افزاری برای تولید تصاویر مختلف، از طراحی‌های ساده گرفته تا تصاویر واقعی از اشیاء طبیعی، در دسترس است. گرافیک کامپیوتری تقریباً در تمام رشته های علمی و مهندسی برای تجسم ادراک و انتقال اطلاعات استفاده می شود. آگاهی از مبانی آن در زمان ما برای هر دانشمند یا مهندس لازم است. گرافیک کامپیوتری به شدت به تجارت، پزشکی، تبلیغات و صنعت سرگرمی حمله می کند. استفاده از اسلایدهای نمایشی تهیه شده با استفاده از روش های گرافیک کامپیوتری و سایر ابزارهای اتوماسیون اداری در طول جلسات کاری یک امر عادی محسوب می شود. در پزشکی، گرفتن تصاویر سه بعدی از اندام های داخلی از اسکن توموگرافی کامپیوتری رایج شده است. امروزه تلویزیون و سایر شرکت های تبلیغاتی اغلب به خدمات گرافیک کامپیوتری و انیمیشن کامپیوتری متوسل می شوند. استفاده از گرافیک کامپیوتری در صنعت سرگرمی حوزه های متفاوتی مانند بازی های ویدئویی و فیلم های بلند بلند را در بر می گیرد.

بسته به روش تشکیل تصویر، گرافیک های کامپیوتری به دو دسته تقسیم می شوند:

ارائه ارائه "وکتور-رستر"

گرافیک شطرنجی
گرافیک برداری.
گرافیک سه بعدی.
گرافیک فراکتال
گرافیک کاراکتر(منسوخ شده و امروزه عملاً استفاده نمی شود، بنابراین ما آن را در نظر نخواهیم گرفت)

دانش آموزان جدولی را ترسیم می کنند و به طور مستقل در طول سخنرانی آن را پر می کنند. هنگام جمع بندی درس، تکمیل جدول بررسی می شود.

تصویر شطرنجی

تصویر شطرنجیاز کوچکترین نقاط (پیکسل) - مربع های رنگی هم اندازه تشکیل شده است. یک تصویر شطرنجی مانند یک موزاییک است - وقتی روی آن بزرگنمایی می کنید (بزرگنمایی) می کنید، پیکسل های جداگانه را می بینید و وقتی آن را خارج می کنید (کوچک کردن)، پیکسل ها ادغام می شوند.

کامپیوتر پارامترهای هر نقطه در تصویر (رنگ آن، مختصات) را ذخیره می کند. علاوه بر این، هر نقطه با تعداد معینی بیت (بسته به عمق رنگ) نشان داده می شود. هنگام باز کردن یک فایل، برنامه چنین تصویری را به عنوان موزاییک ترسیم می کند - مانند دنباله ای از نقاط در یک آرایه. عمق رنگ - چند بیت برای ذخیره رنگ هر نقطه اختصاص داده شده است:
- در سیاه و سفید - 1 بیت
- نیم تن - 8 بیت
- رنگی - 24 (32) بیت برای هر پیکسل.

فایل های شطرنجی از نظر اندازه نسبتاً بزرگ هستند زیرا ... کامپیوتر پارامترهای تمام نقاط تصویر را ذخیره می کند.

بنابراین، اندازه فایل به پارامترهای نقاط و تعداد آنها بستگی دارد:

در اندازه تصویر (اندازه های بزرگتر نقاط بیشتری را در خود جای می دهند)
در وضوح تصویر (با وضوح بالاتر پیکسل های بیشتری در واحد سطح تصویر وجود دارد).

برای بزرگ‌نمایی تصویر، باید اندازه پیکسل‌های مربع را افزایش دهید. در نتیجه، تصویر پله مانند و دانه‌دار است.

برای کاهش یک تصویر، باید چندین نقطه مجاور را به یک تبدیل کنید یا نقاط اضافی را دور بریزید. در نتیجه، تصویر تحریف می شود: جزئیات کوچک آن ناخوانا می شوند (یا ممکن است به طور کلی ناپدید شوند)، و تصویر وضوح را از دست می دهد.

تصویر اصلی

قطعه تصویر بزرگ شده

به نظر شما آیا یک تصویر شطرنجی با کاهش کیفیت مقیاس بندی می شود یا خیر؟ (بیت مپ با کاهش کیفیت مقیاس بندی شده است)

یک تصویر بیت مپ را نمی توان منفجر کرد. "ریخته گری" است و از آرایه ای از نقاط تشکیل شده است. بنابراین، برنامه های پردازش گرافیک شطرنجی تعدادی ابزار برای انتخاب دستی عناصر ارائه می دهند.

به عنوان مثال، در فتوشاپ اینها ابزارهای "Magic Wand"، Lasso، حالت ماسک و غیره هستند.

قطعه بزرگ شده اصلی برای نشان دادن آرایه ای از نقاط

آنالوگ های نزدیک نقاشی، عکاسی هستند

برنامه های کار با گرافیک شطرنجی:

ویرایشگر عکس مایکروسافت

فتوشاپ

نقاش طراحی فراکتال

Micrografx Picture Publisher
کاربرد:

برای پردازش تصویری که به دقت بالایی در انتقال سایه های رنگی و جریان صاف نیمه تون ها نیاز دارد. به عنوان مثال، برای:
روتوش، بازسازی عکس ها؛
ایجاد و پردازش فتومونتاژ، کلاژ.
اعمال جلوه های ویژه مختلف بر روی تصاویر؛
پس از اسکن، تصاویر به صورت شطرنجی به دست می آیند

تصویر برداری

اگر در گرافیک شطرنجی عنصر اصلی تصویر یک نقطه است، پس در گرافیک برداری چنین است خطیک خط از نظر ریاضی به عنوان یک شی منفرد توصیف می شود و بنابراین مقدار داده برای نمایش یک شی با استفاده از گرافیک برداری به طور قابل توجهی کمتر از گرافیک شطرنجی است. خط - ابتدایی یک شیگرافیک برداری مانند هر جسم، یک خط دارای ویژگی هایی است: شکل (مستقیم، منحنی)، ضخامت، رنگ، سبک (جامد، نقطه چین). خطوط بسته ملک را به دست می آورند پر كردن.فضایی که پوشش می دهند را می توان با اشیاء دیگر پر کرد (بافت ها، نقشه ها)یا رنگ انتخاب شده ساده ترین خط باز با دو نقطه به نام محدود می شود گره هاگره هایی که پارامترهای آنها بر شکل انتهای خط و ماهیت ارتباط با اشیاء دیگر تأثیر می گذارد. تمام اشیاء گرافیکی برداری دیگر از خطوط تشکیل شده اند. به عنوان مثال، یک مکعب می تواند از شش مستطیل متصل تشکیل شده باشد که هر کدام به نوبه خود توسط چهار خط متصل تشکیل شده است. می توان مکعب را به صورت دوازده خط متصل که لبه ها را تشکیل می دهند تصور کرد.

کامپیوتر عناصر تصویر (خطوط، منحنی ها، اشکال) را در قالب فرمول های ریاضی ذخیره می کند. هنگامی که یک فایل را باز می کنید، برنامه عناصر تصویر را بر اساس فرمول های ریاضی (معادلات) آنها ترسیم می کند.

نقطه.این جسم در هواپیما با دو عدد نشان داده می شود (x, y)نشان دهنده موقعیت آن نسبت به مبدا.

خط مستقیم.با معادله مطابقت دارد y= kx+ ب. تعیین پارامترها کو بشما همیشه می توانید یک خط مستقیم بی نهایت را در یک سیستم مختصات شناخته شده نمایش دهید، یعنی دو پارامتر برای تعیین یک خط مستقیم کافی است. بخش مستقیم.تفاوت آن در این است که برای توصیف آن به دو پارامتر دیگر نیاز دارد - به عنوان مثال، مختصات ایکس 1 و ایکس 2 ابتدا و انتهای بخش. منحنی مرتبه دوم.این دسته از منحنی ها شامل سهمی ها، هذلولی ها، بیضی ها، دایره ها است، یعنی تمام خطوطی که معادلات آنها دارای درجه ای بالاتر از دو نباشد. یک منحنی مرتبه دوم هیچ ندارد نقاط عطفخطوط مستقیم فقط یک مورد خاص از منحنی های مرتبه دوم هستند. فرمول کلی برای یک منحنی مرتبه دوم ممکن است به صورت زیر باشد:

x2+a1y2+a2xy+a3x+a4y+a5=0.

منحنی مرتبه سوم. تفاوت این منحنی ها با منحنی های مرتبه دوم وجود احتمالی یک نقطه عطف است. به عنوان مثال، نمودار یک تابع در = ایکس 3 در مبدا یک نقطه عطف دارد. این ویژگی است که امکان ایجاد منحنی های مرتبه سوم را برای نمایش اجسام طبیعی در گرافیک برداری فراهم می کند. به عنوان مثال، خطوط خمش بدن انسان به منحنی های مرتبه سوم بسیار نزدیک است. تمام منحنی های مرتبه دوم، مانند خطوط مستقیم، موارد خاصی از منحنی های مرتبه سوم هستند.

به طور کلی می توان معادله یک منحنی مرتبه سوم را به صورت زیر نوشت:

x3+a1y3+a2x2y+a3xy2+a4x2+a5y2+a6xy+a7x+a8y+a9=0.

بنابراین، یک منحنی مرتبه سوم با نه پارامتر توصیف می شود. شرح بخش آن به دو پارامتر دیگر نیاز دارد.

منحنی مرتبه سوم (چپ) و منحنی بزیه (راست)

منحنی های Bezier.این یک نوع خاص و ساده شده از منحنی های مرتبه سوم است.روش ساخت منحنی Bezier. (بزیر)مبتنی بر استفاده از یک جفت مماس است که به یک پاره خط در انتهای آن کشیده شده است. بخش های منحنی Bezier با هشت پارامتر توصیف می شوند، بنابراین کار با آنها راحت تر است. شکل خط تحت تأثیر زاویه مماس و طول قطعه آن است. بنابراین، مماس ها نقش "اهرم" مجازی را بازی می کنند که با کمک آنها منحنی کنترل می شود.

یک تصویر برداری بدون از دست دادن کیفیت مقیاس بندی می شود: تصویر با استفاده از عملیات ریاضی مقیاس بندی می شود: پارامترهای اولیه به سادگی در ضریب مقیاس بندی ضرب می شوند.
تصویر را می توان به هر اندازه ای تبدیل کرد
(از لوگو روی کارت ویزیت گرفته تا غرفه در خیابان) و کیفیت آن تغییر نخواهد کرد.

یک تصویر برداری را می توان به عناصر جداگانه (خطوط یا اشکال) تقسیم کرد و هر کدام را می توان به طور مستقل ویرایش و تبدیل کرد.

حجم فایل های برداری نسبتا کوچک است زیرا... کامپیوتر فقط مختصات اولیه و نهایی عناصر تصویر را به خاطر می آورد - این برای توصیف عناصر در قالب فرمول های ریاضی کافی است. اندازه فایل، به عنوان یک قاعده، به اندازه اشیاء نشان داده شده بستگی ندارد، بلکه به پیچیدگی تصویر بستگی دارد: تعداد اشیاء در یک تصویر (با تعداد بیشتر، کامپیوتر باید فرمول های بیشتری را برای ساخت آنها ذخیره کند. )، ماهیت پر - تک رنگ یا گرادیان) و غیره. مفهوم "رزولوشن" » برای تصاویر برداری قابل استفاده نیست.

تصاویر برداری: شماتیک تر، کمتر واقع بینانه تر از تصاویر شطرنجی، "غیر عکاسی".

آنالوگ های نزدیک اسلایدهای کارتونی و ارائه توابع ریاضی بر روی یک نمودار هستند.

برنامه های کار با گرافیک برداری:

Adobe Illustrator

بیان طراحی فراکتال

ماکرومدیا دست آزاد

کاربرد:

برای ایجاد علائم، برچسب ها، آرم ها، نشان ها و سایر تصاویر نمادین؛
برای ساخت نقشه ها، نمودارها، نمودارها، نمودارها؛
برای تصاویر دستی با خطوط واضح که طیف وسیعی از سایه های رنگی ندارند.
برای مدل سازی اشیاء تصویر؛
برای ایجاد تصاویر سه بعدی؛

مقایسه تصاویر شطرنجی و وکتور.

یک تصویر شطرنجی کامپیوتری به صورت یک ماتریس مستطیل شکل نمایش داده می شود که هر سلول آن یک نقطه رنگی است. آن ها عنصر اصلی یک تصویر شطرنجی یک نقطه است. اگر تصویر روی صفحه باشد، این نقطه پیکسل نامیده می شود.
گرافیک سه بعدی

برای ایجاد یک مدل واقع گرایانه از یک جسم، از نمونه های اولیه هندسی (مستطیل، مکعب، توپ، مخروط و غیره) و سطوح صاف و به اصطلاح اسپلاین استفاده می شود. ظاهر سطح توسط شبکه ای از نقاط مرجع واقع در فضا تعیین می شود. به هر نقطه یک ضریب اختصاص داده می شود که مقدار آن میزان تأثیر آن را در قسمتی از سطح که از نزدیک نقطه عبور می کند تعیین می کند. شکل و "صافی" سطح به طور کلی به موقعیت نسبی نقاط و بزرگی ضرایب بستگی دارد.

در شکل ساده شده، مدل سازی فضایی یک شی مستلزم:

طراحی و ایجاد یک قاب مجازی ("اسکلت") از یک شی که بیشتر با شکل واقعی آن مطابقت دارد.

طراحی و ایجاد مواد مجازی که از نظر خصوصیات تجسم فیزیکی شبیه به موارد واقعی هستند. مواد را به قسمت های مختلف سطح یک شی اختصاص دهید (در اصطلاح حرفه ای - "پروژه بافت ها بر روی یک شی")؛

تنظیم پارامترهای فیزیکی فضایی که جسم در آن کار می کند - تنظیم نور، گرانش، ویژگی های جوی، ویژگی های اجسام و سطوح در حال تعامل.

مسیر اشیاء را تنظیم کنید.

افکت های سطحی را روی فیلم انیمیشن نهایی اعمال کنید.

برنامه های کار با گرافیک سه بعدی:

3D Studio MAX 5، اتوکد، قطب نما

کاربرد:

محاسبات علمی
طراحی مهندسی،
مدل سازی کامپیوتری اشیاء فیزیکی
محصولات در مهندسی مکانیک،
فیلم های،
معماری،
در محصولات مهندسی مکانیک، تصاویر مدل سازی شده و در فضا حرکت می کنند.

گرافیک فراکتال

گرافیک فراکتال یکی از انواع گرافیک کامپیوتری است که به سرعت در حال رشد و امید است. مبنای ریاضی هندسه فراکتال است. فراکتال ساختاری متشکل از اجزایی شبیه به کل است. یکی از ویژگی های اصلی خود شباهت است. فراکتوس - متشکل از قطعات)

زمانی گفته می شود که اجسام خود مشابه هستند که قسمت های بزرگ شده شی شبیه به خود شی باشد. بخش کوچکی از یک فراکتال حاوی اطلاعاتی در مورد کل فراکتال است.

در مرکز ساده ترین عنصر وجود دارد - یک مثلث متساوی الاضلاع، که فراکتال نامیده می شود.

در قسمت میانی اضلاع، مثلث های متساوی الاضلاع با ضلع = 1/3a از ضلع مثلث فرکتال اصلی ساخته شده است.

به نوبه خود، در بخش های میانی اضلاع، که اشیاء نسل اول هستند، مثلث های نسل دوم 1/9 a از ضلع مثلث اصلی ساخته شده اند.

بنابراین، اشیاء کوچک خواص کل شی را تکرار می کنند. روند وراثت را می توان به طور نامحدود ادامه داد.

شی حاصل نامیده می شود - فراکتال ارقام.

ترکیبات انتزاعی را می توان با یک دانه برف یا یک کریستال مقایسه کرد.

گرافیک فراکتال بر اساس محاسبات ریاضی است. عنصر اصلی گرافیک فراکتال خود فرمول ریاضی است، یعنی هیچ شیئی در حافظه کامپیوتر ذخیره نمی شود و تصویر منحصراً با استفاده از معادلات ساخته می شود.

برنامه کار با گرافیک فراکتال:

فراکتال Universe 4.0 fracplanet

درخواست دادن:

ریاضیدانان،
هنرمندان

فرمت های فایل

لازم است فرمت های فایل های گرافیکی را با جزئیات در نظر بگیرید.

ویژگی های مقایسه ای

	شطرنجی تصویر	بردار تصویر	سه بعدی تصویر	فراکتال تصویر
رمزگذاری تصویر:	از کوچکترین نقاط پیکسل تشکیل شده است) - مربع های رنگی با همان اندازه.	شامل خطوط عناصر (مستقیم، خطوط منحنی، اشکال هندسی)،

گرافیک رایانه ای (CG) این حوزه فعالیتی است که در آن رایانه ها هم به عنوان ابزاری برای ترکیب (ایجاد) تصاویر و هم برای پردازش اطلاعات بصری به دست آمده از دنیای واقعی استفاده می شوند. گرافیک کامپیوتری نیز نتیجه چنین فعالیتی نامیده می شود.

گام های اول: KG و ارتش «ما در زمان شگفتی های مکانیکی و الکترونیکی زندگی می کنیم. یکی از آنها در موسسه فناوری ماساچوست برای نیروی دریایی ایجاد شد." در دسامبر 1951، بینندگان تلویزیونی آمریکایی در یکی از برنامه های تلویزیونی ارائه (ارائه) رایانه الکترونیکی Whirlwind ("Whirlwind-1") را مشاهده کردند. این برنامه توسط ستون نویس ادوارد مارو، که مستقیماً با آزمایشگاه کامپیوتر MIT (موسسه فناوری ماساچوست) در ارتباط بود، برگزار شد. بینندگان چیزی شبیه به کلماتی که از چراغ های روشنایی تشکیل شده بود را روی صفحه دیدند: «سلام، آقای مارو». در واقع، هیچ لامپ وجود نداشت - آنها نقاط روشن روی صفحه نمایش، در CRT بودند.

کامپیوتر الکترونیکی "Whirlwind" محاسبه مصرف سوخت، مسیر پرواز و سرعت موشک وایکینگ (برای پنتاگون) ضروری بود. بینندگان تلویزیون نمودارهایی را روی صفحه Vortex مشاهده کردند که مسیر، سرعت و مصرف سوخت یک موشک را برای یک پرواز معمولی (متشکل از نقاط درخشان) نشان می‌دهد. Jay W. Forrest.

هدف "ویخر" برای کنترل شبیه ساز پرواز (دهه 40) "ویخر" اولین رایانه دیجیتالی است که در زمان واقعی کار می کند - یک ماشین جهانی برای سیستم های مختلف. برای بهبود سیستم دفاع هوایی (نیروی هوایی ایالات متحده): - کنترل آتش، - جنگ ضد زیردریایی، - کنترل ترافیک هوایی مزایای نمایشگر گرافیکی

"Whirlwind" - مبنای اولین مدل سریال رایانه با ابزارهای گرافیکی تعاملی خطوط تلفن Whirlwind ایستگاه رادار Fylde (نزدیک بوستون) در Hanscom - دستورالعمل هایی برای برنامه نویسان برای پردازش شماره سریال: رایانه مختصات صفحه نمایش را دریافت کرد، آنها را به شکل گرافیکی تبدیل کرد. ، چیزی شبیه نقشه را روی صفحه ترسیم کرد برای اپراتور کار، یک تفنگ سبک ایجاد شد: برای به دست آوردن اطلاعات دقیق در مورد هواپیما، اپراتور لوله اسلحه را به علامتی روی صفحه لمس کرد، یک ضربه از اسلحه به کامپیوتر، و برنامه داده های مربوط به هواپیما را روی صفحه نمایش می دهد.

KG در طراحی مهندسی ایوان ساترلند - پیشگام گرافیک کامپیوتری، اولین بسته گرافیکی تعاملی "Sketchpad" را ایجاد کرد، نمونه اولیه سیستم های CAD آینده. او نشان داد که گرافیک کامپیوتری را می‌توان هم برای کاربردهای هنری و هم برای کاربردهای فنی، بعلاوه نشان دادن شیوه‌ای جدید (برای آن زمان) از تعامل انسان و رایانه استفاده کرد. از یک قلم نوری به عنوان دستکاری کننده استفاده شد که جایگزین تفنگ سبک شد. ایوان ساترلند نوک قلم نور را به مرکز صفحه نمایشگر لمس کرد، جایی که کلمه "جوهر" درخشید و باعث شد که به یک صلیب کوچک تبدیل شود. سپس با فشار دادن یکی از دکمه ها، ساترلند شروع به حرکت قلم نور کرد. یک خط سبز روشن روی صفحه ظاهر شد که از مرکز صلیب تا نقطه ای که قلم قرار داشت امتداد داشت. و هر جا حرکت می کرد، خط به دنبال آن می رفت. ساترلند با فشار دادن یک دکمه دیگر، خطی روی صفحه گذاشت و قلم نوری را برداشت.

قلم نوری حاوی یک فتوسل مستقیماً در داخل یا خارج محفظه آن است. اصل عملیات: سیگنال از طریق یک راهنمای نوری ساخته شده از نخ یا سیم شیشه ای به بدنه ترمینال منتقل می شود. قلمی که به سمت صفحه نمایش داده می شود، در لحظه ای که پرتو الکترونی هر جزئیات تصویر را در جلوی نوک قلم روشن می کند، سیگنال نوری را درک می کند. مدار الکترونیکی این سیگنال را ثبت می کند و مشخص می کند که کدام قسمت نشان داده شده است. برای "نقاشی" با خودکار: روش 1: وقتی یک دکمه یا بدنه قلم را فشار می‌دهید، یک مدار الکترونیکی پرتویی را روی صفحه ایجاد می‌کند که در خطوط روی صفحه می‌گذرد. صفحه نمایش در حال حاضر چشمک می زند. در نقطه ای از یک خط مشخص، قلم سیگنالی را دریافت می کند و پس از پردازش آن، مدار موقعیت قلم را تعیین می کند. روش 2: یک نشانگر علاوه بر این روی صفحه نمایش داده می شود - گروهی از نقاط یا ضربه های کوچک. قلم به سمت نشانگر گرفته می شود و سپس سیستم ردیابی شروع به کار می کند: نشانگر پشت قلم "حرکت می کند" (مدار دنبال می کند که کدام نقاط نشانگر قلم را روشن می کند و کدام نه). مختصات مرکز نشانگر به برنامه منتقل شده و قابل استفاده است.

TX-2 و "Notepad" (1961-1962) ترکیب TX-2: - قلم نوری، - صفحه نمایش روی یک لوله اشعه کاتدی، - حافظه "غول پیکر" (286000 بایت)، - بلوک دکمه. زیربرنامه های دفترچه یادداشت: حرکت ضربدر پشت قلم روی صفحه، به خاطر سپردن مختصات ضربدر در لحظه فشار دادن دکمه، محاسبه مختصات نقاط جدیدی که روی خط مستقیم بین نقطه اولیه مشخص شده و نقطه فعلی قرار دارند، وارد کردن نقطه جدید به بخشی از حافظه رایانه به نام بافر بازسازی تصویر تقسیم کنید، یک قوس و دایره‌های کامل، بخش‌هایی از دایره‌ها، کوپلینگ‌هایی که به شما امکان می‌دهند اشیایی با ویژگی‌های داده شده بسازید، بکشید. یک شی در Notepad نقاط، بخش ها و کمان های متصل به یکدیگر است. 1963 - فیلمی در مورد کار "Notepad" ساخته شد. CG به عنوان وسیله ای برای انجام پیشرفت های مهندسی و طراحی در صنعت استفاده شد.

KG: از تصاویر منفرد تا شناسایی جنرال موتورز قراردادی با شرکت IBM برای توسعه سیستم کامپیوتری DAC-1 (طراحی تقویت شده توسط کامپیوترها) برای طراحی خودروها منعقد کرد (1964). DAC-1: + ترسیم منحنی های صاف را که با فرمول های ریاضی ساده نمی توان توصیف کرد، امکان پذیر کرد، - ابزاری برای ترسیم مستقیم روی صفحه نداشت (بنابراین، طراح خطوط کلی ماشین را در برنامه توصیف کرد یا یک را وارد کرد. رسم منظم به حافظه کامپیوتر، تبدیل آن به دیجیتال با استفاده از فرم دوربین مخصوص). + اپراتور می تواند با استفاده از یک تبلت الکترونیکی قسمت های جداگانه نقاشی را دستکاری کند.

تصاویر تک علاقه به استفاده از "توانایی های" گرافیکی جدید رایانه ها توسط: "LOCKHEED-GEORGIA" - سیستم های کامپیوتری برای طراحی هواپیما نشان داده شد. شرکت های نفتی - سیستم های کامپیوتری برای تهیه نقشه ها از داده های لرزه ای. اما همه آنها در یک نسخه برای اهداف خاص ایجاد شده اند!

پایانه های گرافیکی 1965 - IBM اولین پایانه گرافیکی، IBM-2250 را برای کار با رایانه های سری System-360 منتشر کرد. - سرعت برنامه به اندازه کافی بالا نیست که بتواند تصاویر پیچیده را مدیریت کند؛ - عملیات چرخش زمان زیادی از CPU را می گیرد. 1968 - "ایوانز و ساترلند" یک سیستم جدید LDS-1 ایجاد کرد: توانایی تغییر + زمان بازسازی تصویر کاهش یافته است، یک تصویر با بی سابقه ای + تعداد خطوط نمایش داده شده روی صفحه بدون سوسو سرعت افزایش یافته است. حداقل 100 بار - هزینه بسیار بالا (250000 دلار، دو برابر گرانتر از IBM-2250) "Tetroniks" - ایجاد یک لوله اشعه کاتدی ذخیره سازی (CRT) که در ترمینال تعبیه شده است: + هزینه ارزان (4000 دلار)، - توانایی کار فقط با تصاویر مسطح، - روند آهسته ساخت تصویر، - تصویر تار، کم رنگ، - عدم توانایی پاک کردن انتخابی بخش‌هایی از تصویر و چرخش. با این وجود، تصاویر شبیه به نقاشی بودند، بحثی از تصویر واقعی وجود نداشت

گسترش قابلیت های گرافیکی مانیتورهای شطرنجی: + تصویر واقعی - نیاز به حافظه بالا هزینه بالا، زیرا: تا دهه 60. از اواسط دهه 60، حافظه های کامپیوتری عمدتاً بر روی هسته های مغناطیسی گران قیمت (500000 دلار در هر میلیون بیت) ساخته شدند. آنها شروع به استفاده از یک درام مغناطیسی (حدود 30000 دلار) کردند که می توانست داده ها را برای 10 فریم تصویر ذخیره کند. سیستم‌های رستر در نیروگاه‌های بزرگ، مراکز کنترل مترو و آزمایشگاه‌های علمی مورد استفاده قرار گرفتند. ناسا برای مطالعه سطح مریخ (1969-1972).

مدارهای مجتمع (اوایل دهه 70) بافرهای فریم در رجیسترهای شیفت ساخته شده به شکل مدارهای مجتمع ظاهر می شوند: + سریعتر از بافرهای مکانیکی روی درام های مغناطیسی کار می کنند، - تأخیر (تأخیر بین وارد کردن اطلاعات و ظاهر شدن آن روی صفحه). آی سی یک بلور کوچک از سیلیکون است که حاوی بسیاری از قطعات الکترونیکی است.

دستگاه‌های ذخیره‌سازی با دسترسی تصادفی (RAMD) 1968 - حافظه RAMD = 256 بیت، هزینه - 1 دلار برای هر بیت، اواخر دهه 70. - حافظه ZUPD = 1024 بیت، 1973 - حافظه ZUPD = 4 کیلوبایت، 1975 - حافظه ZUPD = 16 کیلوبایت، 1980 - حافظه ZUPD = 64 کیلوبایت، 1983 - حافظه ZUPD = 256 کیلوبایت، 1984 - حافظه RAM = 1024 کیلوبایت! "...اگر قیمت خودروها به سرعت قیمت آی سی های حافظه کاهش یابد، می توانید امروز رولزرویس را با قیمت 1 دلار بخرید." کارل مک گاور

1974 روی مشکل بهبود کیفیت تصاویر دریافتی از ماهواره‌هایی که زمین‌های کشاورزی و جنگلی، منابع معدنی و غیره را رصد می‌کنند، کار کردند. آنها جداول انتخاب رنگ را ایجاد کردند که به سرعت برای بسیاری از برنامه های گرافیکی کامپیوتری سازگار شدند. بافر فریم خود اطلاعات رنگ را ذخیره نمی کند، بلکه به آدرس های حافظه که در آن نوشته شده است اشاره می کند. بنابراین، یک فریم بافر که در آن هر پیکسل با 8 بیت توصیف می شود، تنها می تواند 256 ترکیب از پرتوهای قرمز، سبز و آبی CRT را تولید کند. اگر 8 بیت آدرس ها را مشخص کند، رنگ ها را می توان از مجموعه تقریباً نامحدودی از سایه ها، شدت و اشباع انتخاب کرد. علاوه بر این، جدول انتخاب را می توان برای انواع عکس های خاص دوباره برنامه ریزی کرد. که پالت محدود اجازه می دهد تا سایه های صاف و رنگ های بسیار قابل مشاهده در هر تصویر را داشته باشید.

KG: تعامل انسان و کامپیوتر «هنرمندان با استفاده از رنگ بر روی بوم نقاشی می‌کشند. کسانی که با گرافیک کامپیوتری کار می کنند، خلاقیت های خود را با اختراع توابع ریاضی که نمودارهای آنها شبیه اشیا است، ایجاد می کنند. جیمز بلین در اواسط دهه 1980، حتی ارزان‌ترین رایانه‌های خانگی نیز به مدارهای مجتمع مجهز شدند که عملکردهای گرافیکی اولیه را انجام می‌دادند. دهه 70-80 - CG عمیق تر و عمیق تر به زندگی روزمره نفوذ می کند.

KG: برنامه انبوه "Xerox" - 2000 کامپیوتر Alto را منتشر کرد، دوره های کارآموزی را برای مهندسان در زمینه KG انجام داد. "Apple" (S. Jobs, S. Wozniak) + "Xerox" = اولین رایانه شخصی "Lisa" را برای تولید سریال ایجاد کرد که دارای قابلیت های گرافیکی گسترده و مجهز به دستکاری ماوس است. اپل رایانه شخصی مکینتاش را منتشر کرد که یک دستگاه کاربرپسند است. در دهه 1980 : یک رابط گرافیکی پنجره‌دار ظاهر می‌شود، رایانه‌های شخصی مجهز به "موس" هستند، سیستم WYSIWYG (آنچه می‌بینید چه می‌گیرید) توسعه می‌یابد، اولین سیستم‌های نشر رومیزی ایجاد می‌شوند (1986)، برنامه‌هایی برای هنرمندان حرفه‌ای ظاهر می‌شوند و طراحان (1986) )

پلتفرم‌های سخت‌افزاری KG 1. رایانه‌های مکینتاش اپل عمدتاً توسط هنرمندان و طراحان گرافیک و همچنین در چاپ استفاده می‌شوند. 2. کامپیوترهای Silicon Graphics به دلیل تعدادی ویژگی فنی ابزاری برای انیماتورهای حرفه ای و همچنین طراحان هستند. 3. رایانه های شخصی در طراحی گرافیک، چاپ و حتی انیمیشن استفاده می شود.

تاریخچه توسعه KG 1940 -1970. – زمان کامپیوترهای بزرگ (دوران قبل از کامپیوترهای شخصی). گرافیک فقط هنگام خروجی به چاپگر مورد توجه قرار می گرفت. در این دوره پایه های ریاضی پایه ریزی شد. ویژگی ها: کاربر به مانیتور دسترسی نداشت، گرافیک ها در سطح ریاضی توسعه یافتند و به شکل متنی که شبیه یک تصویر در فاصله بسیار زیاد بود نمایش داده می شد. پلاترها در اواخر دهه 60 ظاهر شدند و عملا ناشناخته بودند. 1971 -1985 - رایانه های شخصی ظاهر شد، یعنی دسترسی کاربر به نمایشگرها ظاهر شد. نقش گرافیک به شدت افزایش یافت، اما عملکرد کامپیوتر بسیار پایین بود. برنامه ها در اسمبلر نوشته شده بودند. یک تصویر رنگی ظاهر می شود (256). ویژگی ها: این دوره با ظهور گرافیک واقعی مشخص شد.

تاریخچه توسعه KG 1986 -1990 - ظهور فناوری چند رسانه ای پردازش صدا و ویدئو به گرافیک اضافه شده است و تعامل کاربر با کامپیوتر گسترش یافته است. ویژگی ها: - ظاهر گفتگوی کاربر با رایانه شخصی. – ظاهر انیمیشن و قابلیت نمایش تصاویر رنگی. 1991 -2008 - ظهور گرافیک روز ما، واقعیت مجازی. حسگرهای حرکتی ظاهر شده اند که به لطف آنها رایانه با استفاده از سیگنال های ارسال شده به آن تصاویر را تغییر می دهد. ظهور عینک های استریو (مانیتور برای هر چشم) که به لطف سرعت بالای آن، دنیای واقعی تقلید می شود. کاهش سرعت توسعه این فناوری به دلیل ترس از پزشکان است، زیرا به لطف واقعیت مجازی، روان انسان به دلیل تأثیر قدرتمند رنگ بر روی آن می تواند تا حد زیادی مختل شود.

تاریخچه گرافیک کامپیوتری در روسیه تاریخچه گرافیک کامپیوتری در اتحاد جماهیر شوروی تقریباً همزمان با تولد آن در ایالات متحده آمریکا آغاز شد.

1964 - اولین تجسم رایانه ای در مؤسسه ریاضیات کاربردی (IPM) مسکو، یو. ام. بایاکوفسکی و تی. آ. سوشکویچ اولین تجربه را در کاربرد عملی گرافیک رایانه ای هنگام خروجی کردن یک دنباله از فریم ها به شخصیت ترون نشان دادند و یک فیلم کوتاه را تشکیل دادند. با تجسم پلاسما در حال جریان در اطراف یک استوانه.

1968 اولین نمایشگر شطرنجی داخلی در مرکز محاسبات آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی، اولین نمایشگر شطرنجی داخلی بر روی دستگاه BESM-6 با حافظه ویدئویی روی یک درام مغناطیسی به وزن 400 کیلوگرم نصب شد. اولین پایان نامه گرافیک کامپیوتری در دانشگاه مسکو توسط Volker Heimer. مترجم و مترجم برای زبان برنامه L^6. پیاده سازی زبان L^6 که توسط کنت نولتون برای حل برخی مشکلات انیمیشن پیشنهاد شده است، در نظر گرفته شده است. اولین کارتون طراحی شده با کامپیوتر در جهان. ساخته شده از دنباله ای از چاپ های ساخته شده بر روی نوار پانچ با استفاده از دستگاه BESM-4. این کارتون در یک زمان یک پیشرفت بزرگ در زمینه مدل سازی کامپیوتری بود، زیرا تصویر فقط ترسیم نشده بود، بلکه با حل معادلاتی که حرکت گربه را تعیین می کند به دست آمد.

قاب های فیلم "Kitty" با چاپ نمادهای BESM-4 بر روی کاغذ با استفاده از ATsPU-128 شکل گرفتند، سپس توسط یک انیماتور حرفه ای برای "فیلم" آماده شدند. وقتی گربه صورتش را می‌سازد و پشتش را قوس می‌دهد، صاحب عکس‌ها (به دنبال تیتراژ) است. حرکت گربه توسط سیستم معادلات دیفرانسیل درجه دوم مدل سازی شد. این احتمالا اولین انیمیشن کامپیوتری است که از این تکنیک استفاده می کند. معادلات توسط ویکتور میناخین استخراج شده است. از آنجایی که گرفتن حرکات خاصی از حیوان دشوار بود، معادلات بر اساس حرکات خودش بود: او روی چهار دست و پا راه می رفت و توالی کار عضلات را در همان زمان یادداشت می کرد. یکی دیگر از نوآوری های فنی مهم این کارتون، نمایش یک شیء متحرک سه بعدی به عنوان یک ساختار داده سلسله مراتبی بود که یادآور اکتری است. در غرب، تکنیک های انیمیشن مشابه فقط در دهه 80 قرن بیستم دوباره کشف شد، اگرچه در بیومکانیک، چنین محاسبات حرکتی زودتر - از اوایل دهه 1970 انجام شد. معادلات کارتون از مدل‌های فیزیکی ماهیچه‌ها و مفاصل حیوان مشتق نشده‌اند؛ آنها «با چشم» برای بازتولید راه رفتن معمولی یک گربه جمع‌آوری شده‌اند. با این وجود، نویسندگان موفق شدند به رئالیسم حرکات دست یابند، که به عنوان مثال توسط استاد دانشگاه اوهایو، ریک پارنت، نویسنده کتاب بنیادی "انیمیشن کامپیوتری: الگوریتم ها و فناوری" به آن اشاره شد.

تاریخچه ایجاد "Kitty" این کارتون در آزمایشگاه الکساندر کرونرود از موسسه فیزیک نظری و تجربی (ITEP) شروع شد، اما پس از بسته شدن آزمایشگاه، کنستانتینوف به همراه تیم سازندگان کارتون، این کارتون را منتقل کردند. ابتدا به مؤسسه مشکلات کنترل (IPU) و سپس در مؤسسه آموزشی کار کنید. لنین ترجمه پرینت‌های کاغذی به‌دست‌آمده در حین محاسبه به صورت کارتونی در بخش فیلم‌برداری علمی دانشگاه دولتی مسکو انجام شد که در اعتبارات ذکر شده است. هنگام رندر کردن کارتون بر روی نسخه‌های مختلف BESM-4 در مؤسسه‌های مختلف، سازندگان باید با مشکل ناسازگاری برخی از کدهای ماشین برای آنها مواجه می‌شدند، به همین دلیل است که برنامه باید در همان لحظه اصلاح می‌شد. اولین نمایش این کارتون در دانشگاه دولتی مسکو انجام شد. سپس نویسنده بارها آن را در سخنرانی های خود برای دانش آموزان نشان داد. 6 سال بعد، مقاله ای در مجله Problems of Cybernetics منتشر شد که در آن تکنیک ایجاد یک کارتون به تفصیل شرح داده شد.

1970 اولین بررسی در زمینه گرافیک کامپیوتری منتشر شد، سپس به عنوان گزارش در دومین کنفرانس سراسری برنامه نویسی (VKP-2) ارائه شد. Shtarkman V. S., Bayakovsky Yu. M. گرافیک ماشینی. پیش چاپ موسسه مسائل ریاضی آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی، 1970. اولین نشریه به زبان روسی که در آن عبارت ماشین گرافیک ظاهر شد.

اولین پایان نامه در اتحاد جماهیر شوروی در زمینه گرافیک کامپیوتری دفاع شد.لیستی از چندین پایان نامه در زیر آورده شده است: کارلوف الکساندر آندریویچ سوالات پشتیبانی ریاضی برای نمایشگر با مداد نور و استفاده از آن در مسائل فیزیک تجربی Dubna, 1972 Green Viktor Mikhailovich نرم افزار برای کار با اشیاء سه بعدی در پایانه های گرافیکی نووسیبیرسک، 1973 بایاکوفسکی یوری ماتویویچ تجزیه و تحلیل روش های توسعه نرم افزار گرافیک کامپیوتری مسکو، 1974 Zlotnik Evgeniy Matveevich توسعه و تحقیق مجموعه ای از ابزارها و روش های فنی برای طراحی یک سیستم گرافیکی عملیاتی مینسک، 1974، Lysyi Semyon Timofeevich G 1 - سیستم هندسی نرم افزار کامپیوتری Chisinau, 1976 Piguzov Sergei Yurievich توسعه و ابزارهای تحقیقاتی تعامل گرافیکی بین یک ژئوفیزیکدان و یک کامپیوتر هنگام پردازش داده های لرزه ای مسکو، 1976

1976 کتاب "مبانی گرافیک تعاملی کامپیوتری" نوشته W. Newman و R. Sprull (ویرایش V. A. Lvov) به زبان روسی منتشر شد.

1977 اولین نشست برنامه‌ریزان یک «کنفرانس منطقه‌ای» بود، اما جامعه نسبتاً نماینده‌ای گرد هم آمدند و معلوم شد که یک کنفرانس سراسری اتحادیه است.

1979 اولین کنفرانس سراسری در زمینه گرافیک کامپیوتری در نووسیبیرسک در سپتامبر برگزار شد. فهرست کنفرانس‌های زیر: کنفرانس سراسری در زمینه مشکلات گرافیک کامپیوتری نووسیبیرسک، کنفرانس سراسری اتحادیه در مورد مشکلات گرافیک کامپیوتری و پردازش تصویر دیجیتال ولادی‌ووستوک، 24 -26 سپتامبر 1985 کنفرانس IV اتحادیه سراسری در زمینه گرافیک کامپیوتری پروتوینو، سپتامبر 9 -11، 1987 V All-Union Conference on Computer Graphics "Machine Graphics 89" Novosibirsk، 31 اکتبر تا 2 نوامبر 1989

1979 اولین نمایشگر شطرنجی رنگی نیمه تن گاما-1 اولین ایستگاه نمایشگر "گاما" مناسب برای استفاده فعال در سینما و تلویزیون در موسسه فیزیک کاربردی در آکادمی نووسیبیرسک ایجاد شد. شهر ولادیمیر سیزیخ، پیتر ولتماندر، الکسی بوچنف، ولادیمیر مینایف و دیگران وضوح ایستگاه اول 256 × 6 بیت بود و سپس به طور مداوم افزایش یافت. ایستگاه نمایشگر Gamma 7.1 رزولوشن 1024*768 را برای مانیتور اسکن پیشرونده 50 هرتز ارائه می کرد و دارای ظرفیت حافظه ویدئویی 1 مگابایت بود. در نیمه دوم دهه 1980. «گاما» که به تولید انبوه رسید توسط مراکز تلویزیون دولتی کشور تامین و با موفقیت به بهره برداری رسید.

1981 انتشار بسته گرافیکی Atom. توسعه بسته توسط Yu. M. Bayakovsky آغاز شد. سیستم اصلی که او سپس ترویج کرد (کامینسکی، کلیمنکو، کوچین) به عنوان پایه در نظر گرفته شد.

1983 اولین دوره ویژه در زمینه گرافیک کامپیوتری Yu. M. Bayakovsky شروع به تدریس یک دوره یک ساله ویژه در زمینه گرافیک کامپیوتری برای دانشجویان دانشکده ریاضیات محاسباتی و سایبرنتیک دانشگاه دولتی مسکو کرد. از سال 1990، این دوره به عنوان اجباری برای دانش آموزان سال دوم تدریس می شود.

1985 اولین گزارش در Eurographics 1985 پذیرفته شد "شکستن پنجره ای به اروپای گرافیکی" - اولین گزارش از اتحاد جماهیر شوروی در کنفرانس یوروگرافیک 1985 پذیرفته شد. با این حال، از آنجایی که Perestroika هنوز شروع نشده بود، سخنرانان اجازه خروج از اتحاد جماهیر شوروی را نداشتند. و اولین بار هیئت شوروی در کنفرانس فقط در سال 1988 شرکت کرد

1986 بسته گرافیکی Atom-85 در CERN منتشر شد بسته گرافیکی Atom-85 در CERN منتشر شد، جایی که به طور فعال (همراه با Grafor) برای کارهای گرافیکی تصویری (کلیمنکو، کوچین، سامارین) استفاده شد.

مرز دهه 80 و 90 تقاضا برای تحقیق و توسعه در بازار داخلی روسیه تقریباً به صفر رسید و در همان زمان فرصت های تأمین مالی سنتی (شوروی) ناپدید شد. اما فرصت هایی برای همکاری بین المللی باز شده است. این امر منجر به تغییر اساسی در موضوعات و شرایط کاری و همچنین الزامات کار تحقیق و توسعه (R&D) شد.

1990 اولین شرکت گرافیک کامپیوتری روسی "Drive" سازماندهی شد. در سال 1989، الکساندر پکار، سرگئی تیموفیف و ولادیمیر سوکولوف یک استودیوی گرافیک کامپیوتری را در موسسه فنی تمام روسیه "Videofilm" تشکیل دادند که یک سال بعد به اولین گرافیک کامپیوتری مستقل تبدیل شد. شرکت، از زیر بال "ویدیوفیلم" به پاویون مرکزی VDNH حرکت می کند.

1991 در فوریه، اولین کنفرانس بین المللی گرافیک کامپیوتری و بینایی در مسکو برگزار شد. Con "91 سازماندهی شده توسط آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی به نمایندگی از موسسه ریاضیات کاربردی M. V. Keldysh آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی، اتحادیه معماران اتحاد جماهیر شوروی و برخی سازمان های دیگر با کمک و حمایت انجمن بین المللی ACM Siggraph (ایالات متحده آمریکا) مهمانان آمریکایی: اد کتمول (رئیس شرکت پیکسار " که جنگ ستارگان را با جورج لوکاس ساخت) جان لاسیتر (پیکسار، نویسنده فیلم "اسباب‌بازی حلبی") جیم کلارک (خالق شرکت سیلیکون گرافیک، پیشرو در زمینه ایستگاه‌های گرافیک حرفه‌ای) اولین برنده روسی در مسابقه بین‌المللی PRIX ARS ELECTRONICA تیمی از نووسیبیرسک نامزد انیمیشن رایانه‌ای شد.

1993 اولین جشنواره گرافیک کامپیوتری و انیمیشن ANIGRAF 93 برگزار شد. در سال 1992 ولادیمیر لوشکارف، رئیس شرکت جوی که بسته ها و تجهیزات نرم افزارهای گرافیکی را به بازار روسیه معرفی می کند، اولین کنفرانس علمی و عملی کامپیوتر را برگزار کرد. پس از آن ایده جشنواره، ترکیبی از جنبه فنی، بازرگانی و خلاقیت ناب بود. جشنواره ANIGRAF با مشارکت VGIK، رئیس مشترک کمیته سازماندهی، سرگئی لازاروک (معاون رئیس کار علمی و خلاقانه) برگزار شد. تمام بزرگترین تولیدکنندگان ایستگاه های گرافیکی در این نمایشگاه حضور داشتند.بیش از 50 اثر در مسابقه خلاقانه ارائه شد.متاسفانه جشنواره به دهمین سالگرد خود نرسید و به دلیل عدم اعتبار تجاری تعطیل شد.

1994 اولین گرافیک کامپیوتری در سینمای روسیه در فیلم "سوخته شده توسط خورشید" ، قسمت با رعد و برق توپ توسط شرکت Render Club تهیه شد.

1996 اولین تلاش برای جمع آوری و نظام مند کردن حقایق تاریخی تیمور پالتاشف. روسیه: گرافیک کامپیوتری - بین گذشته و آینده. گرافیک کامپیوتری، جلد. 30، شماره 2، مه 1996. شماره ویژه: گرافیک کامپیوتری در سراسر جهان. یوری بایاکوفسکی. روسیه: آموزش گرافیک کامپیوتری در دهه 1990 آغاز شد. گرافیک کامپیوتری، جلد 30، شماره 3، اوت 1996. شماره ویژه: آموزش گرافیک کامپیوتری -- تلاش جهانی

2000 -2001 2000 - شماره ویژه مجله Computer&Graphics Vol. 24 "گرافیک کامپیوتر در روسیه". 2001 - ظهور واقعیت مجازی در روسیه. اولین کنفرانس از سری VEon در Protvino برگزار شد. رایانه شخصی با نمایش اولین نصب واقعیت مجازی در روسیه که توسط گروه استانیسلاو کلیمنکو با همکاری مارتین گبل (IMC, S. Augustin) ایجاد شد.

2003 اولین کنفرانس KRI-2003 توسعه دهندگان بازی های رایانه ای در 21 و 22 مارس 2003، اولین کنفرانس بین المللی توسعه دهندگان بازی های رایانه ای (KRI) در روسیه، که توسط DEV سازماندهی شد، در دانشگاه دولتی مسکو برگزار شد. DTF. RU یک منبع تخصصی پیشرو در RuNet برای توسعه دهندگان و ناشران بازی است. برای اولین بار در تاریخ صنعت بازی روسیه، KRI 2003 تقریباً تمام متخصصان صنعت را گرد هم آورد تا تجربیات خود را تبادل کنند و در مورد مشکلات مختلف بحث کنند. در KRI 2003 حدود 40 شرکت از روسیه و همچنین دور و نزدیک در خارج از کشور که در زمینه توسعه و انتشار نرم‌افزارهای بازی فعالیت می‌کنند، شرکت کردند و تعداد کل بازدیدکنندگان کنفرانس، طبق برآوردهای مختلف، از 1000 تا 1500 نفر

2006 اولین کنفرانس عملی گرافیک کامپیوتری و انیمیشن CG Event-2006 با الهام از کنفرانس SIGGRAPH، نویسنده کتاب "درک مایا" سرگئی تسیپسین و خالق وب سایت cgtalk. ru Alexander Kostin اولین کنفرانس عملی گرافیک کامپیوتری CG Event را برگزار کرد که جانشین ایدئولوژیک جشنواره ANIGRAF شد. بیش از 500 نفر در اولین رویداد CG شرکت کردند و متعاقباً تعداد شرکت کنندگان فقط افزایش یافت.