Коротка історія

Першою офіційно визнаною спробою використання дисплея для виводу зображення з ЕОМ з'явилося створення в Масачусетському технологічному університеті машини Whirlwind-I в 1950 році. Таким чином, виникнення комп'ютерної графіки можна віднести до 1950-х років. Сам же термін "комп'ютерна графіка" придумав в 1960 р. співробітник компанії Boeing У. Феттер.

Перше реальне застосування комп'ютерної графіки зв'язують із ім'ям Дж. Уїтні. Він займався кіновиробництвом в 60-х роках і вперше використовував комп'ютер для створення титрів до кінофільму.

Наступним кроком у своєму розвитку комп'ютерна графіка зобов'язана Айвену Сазерленду, що в 1961 р., ще будучи студентом, створив програму малювання, названу їм Sketchpad (альбом для малювання). Програма використовувала світлове перо для малювання найпростіших фігур на екрані.

Спочатку комп'ютерна графіка була векторної, тобто зображення формувалося з тонких ліній. Ця особливість була пов'язана з технічною реалізацією комп'ютерних дисплеїв. Надалі більше широке застосування одержала растрова графіка, заснована на поданні зображення на екрані у вигляді матриці однорідних елементів (пикселей).

У тім же 1961 р. студент Стів Рассел створив першу комп'ютерну відеогру Spacewar ("Зоряна війна"), а науковий співробітник Bell Labs Едвард Зеджек створив анімацію "Simulation of a two-giro gravity control system".

У зв'язку з успіхами в області комп'ютерної графіки великі корпорації почали проявляти до неї інтерес, що у свою чергу стимулювало прогрес в області її технічної підтримки.

Університет штату Юта стає центром досліджень в області комп'ютерної графіки завдяки Д.Евансу й А.Сазерленду, які в цей час були самими помітними фігурами в цій області. Пізніше їхнє коло стало швидко розширюватися. Учнем Сазерленда став Э.Кетмул, майбутній творець алгоритму видалення невидимих поверхонь із використанням Z-Буфера (1978). Тут же працювали Дж.Варнок, автор алгоритму видалення невидимих граней на основі розбивки області (1969) і засновник Adobe System (1982), Дж.Кларк, майбутній засновник компанії Silicon Graphics (1982). Всі ці дослідники дуже сильно просунули алгоритмічну сторону комп'ютерної графіки.

У тім же 1971 р. Гольдштейн і Нагель уперше реалізували метод трасування променів з використанням логічних операцій для формування тривимірних зображень.

В 1977 р. з'являється новий журнал "Computer Graphics World".

У середині 1970-х років графіка продовжує розвиватися убік все більшої реалістичності зображень. Э.Кетмул в 1974 р. створює перші алгоритми текстурування криволінійних поверхонь. В 1975 р. з'являється згаданий раніше метод зафарбовування Фонга. В 1977 р. Дж.Млинець пропонує алгоритми реалістичного зображення шорсткуватих поверхонь (мікрорельєфів); Ф.Кроу розробляє методи усунення східчастого ефекту при зображенні контурів (антиелайзинг). Дж.Брезенхем створює ефективні алгоритми побудови растрових образів відрізків, окружностей і еліпсів. Рівень розвитку обчислювальної техніки до цього часу вже дозволив використовувати "жадібні" алгоритми, що вимагають більших обсягів пам'яті, і в 1978 р. Кетмул пропонує метод Z-Буфера, у якому використовується область пам'яті для зберігання інформації про "глибину" кожного пікселя екранного зображення. У цьому ж році Сайрус і Бек розвивають алгоритми клипірування (відсікання) ліній. А в 1979 р. Кей і Грінберг уперше реалізують зображення напівпрозорої поверхні.

В 1980 р. Т.Уіттед розробляє загальні принципи трасування променів, що включають відбиття, переломлення, затінення й методи антиелайзинга. В 1984 р. групою дослідників (Горел, Торренс, Гринберг і ін.) була запропонована модель випромінювальності, одночасно розвиваються методи прямокутного кліпування областей.

В 1980-і роки з'являється цілий ряд компаній, що займаються прикладними розробками в області комп'ютерної графіки. В 1982 р. Дж.Кларк створює Silicon Graphics, тоді ж виникає Ray Tracing Corporation, Adobe System, в 1986 р. компанія Pixar відокремлюється від Lukasfilm.

У ці роки комп'ютерна графіка вже міцно впроваджується в кіноіндустрію, розвиваються додатки до інженерних дисциплін. В 1990-е роки у зв'язку з виникненням мережі Internet у комп'ютерної графіки з'являється ще одна сфера додатка.

Неважко помітити, що пріоритет у розвитку даного напрямку в інформаційних технологіях досить міцно втримують американські дослідники. Але й у вітчизняній науці теж були свої розробки, серед яких можна назвати ряд технічних реалізацій дисплеїв, виконаних у різні роки:

1968, ОЦ АН СРСР, машина БЕСМ-6, імовірно, перший вітчизняний растровий дисплей з відеопам'яттю на магнітному барабані;

1972, Інститут автоматики і електрометрії (Київ), векторний дисплей "Символ";

1973, Київ, векторний дисплей "Дельта";

1977, Київ, векторний дисплей ЕПГ-400;

1982, Київ, НДІ периферійного встаткування, векторний дисплей СМ-7316, 4096 символів;

1979-1984, Інститут прикладної фізики, серія растрових кольорових напівтонових дисплеїв "Гама". Останні дисплеї даної серії мали таблицю кольоровості, підтримували вікна, плавне масштабування.

Таким чином, у процесі розвитку комп'ютерної графіки можна виділити кілька етапів.

В 1970-і роки вона формувалася як наукова дисципліна. У цей час розроблялися основні методи й алгоритми: відсікання, растрове розгорнення графічних примітивів, зафарбування візерунками, реалістичне зображення просторових сцен (видалення невидимих ліній і граней, трасування променів, що випромінюють поверхні), моделювання освітленості.

В 1980-е графіка розвивається більше як прикладна дисципліна. Розробляються методи її застосування у всіляких областях людської діяльності.

В 1990-е роки методи комп'ютерної графіки стають основним засобом ор-ганізації діалогу "людина-комп'ютер" і залишаються такими по теперішній час.