CC BY
127
УДК 004.92
КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА. СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
Цыбина Елена Юрьевна,
ассистент кафедры программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова (г. Абакан)
Статья посвящена использованию компьютерной графики, описанию сфер деятельности различных видов графики и перспектив развития.
Ключевые слова: компьютерная графика, 3D-моделирование, визуализация, программное обеспечение, приложения.
COMPUTER GRAPHICS. SPHERES OF APPLICATION AND DEVELOPMENT PROSPECTS
Tsybina Elena Yurievna,
Assistant of the Software for Computer Technology and Automated Systems Department Katanov Khakass State University (Abakan)
The article is devoted to the use of computer graphics, description of the fields of activity of various types of graphics and development prospects.
Key words: computer graphics, 3D modeling, visualization, software, applications.
Одно из применений возрастающих вычислительных мощностей персональных компьютеров - графическое представление сложных процессов, моделирование реальных объектов, визуализация данных, в существенной доле цифровизированы классические инженерные функции, как проектные, так и механические. Все эти задачи объединяются одним названием - компьютерная графика.
Цифровое графическое представление находит свое применение в различных областях деятельности человека. Среди них можно выделить: исследователей в различных научных и прикладных областях; специалистов по компьютерной верстке; художников; конструкторов; дизайнеров; разработчиков рекламной продукции, авторов мультимедиа презентаций; медиков; модельеров тканей и одежды; фотографов; специалистов в области теле- и видеомонтажа и др. [1].
Уже невозможно представить свою жизнь без использования компьютерной графики практически во всех сферах деятельности, в том числе и при визуализации различных видов данных. Для примера можно назвать медицину, где используется компьютерная
томография, рентгеновские снимки. Также компьютерная графика используется и в такой отрасли медицины, как стоматология, где проводится проектирование зубных протезов, моделирование будущей улыбки пациента после прохождения лечения. С помощью компьютерной графики создаются корсеты для коррекции осанки при сколиозе, она используется в обучении будущих медиков.
Другим примером является производство ювелирных изделий: с помощью компьютерной графики можно полностью сконструировать изделие, задать его размеры, цвет, указать какие металлы будут использоваться при изготовлении конечного продукта.
И последним примером можно рассмотреть дизайн интерьеров. С помощью специализированного программного обеспечения можно не только сконструировать отдельные виды мебели, но и создать полностью готовый проект со всеми деталями: мебелью, расположением света, каких-либо аксессуаров и даже полностью оформить стены и потолок.
Таким образом, можно описать практически все сферы, где используется компьютерная
графика. Она значительно упрощает создание того или иного продукта, сокращает время производства, минимизирует появление ошибок при создании конечного изделия.
Для дальнейшего обсуждения следует сформулировать основные пункты, по которым классифицируют подходы в построении графических изображений информационными средствами: традиционно выделяют растровую, векторную и фрактальную графику.
Различия между ними заключаются в том, что они по-разному подходят к формированию выходных сигналов при отображении желаемого результата.
Существует еще один подход, обладающий достаточным количеством отличий для обоснования рассмотрения его как отдельной категории. Речь идёт о пространственном представлении графических изображений, а именно о трёхмерной графике. С точки зрения функциональных особенностей её стоит рассматривать как композицию векторного и растрового подхода. Трехмерное моделирование является уникальной технологией, предоставляющей в будущем потрясающие возможности воплощения всех идей для создания того или иного изображения для многих бизнес-процессов, обучения и другого, упрощая работу и расширяя возможности [5].
Кроме конкретных примеров, также стоит рассмотреть отдельные области компьютерной графики.
Графика в научных исследованиях
Как и многие другие технологии, компьютерные цифровые методы обработки формирования графических изображений нашли своё первое практическое применение в области научных исследований. Наличие возможности быстрого получения визуальной презентации результатов экспериментов существенно увеличило скорость и эффективность работы научно-исследовательских коллективов и организаций.
Графика в корпоративной среде
Следующим логическим шагом развития визуальной формализации представляемой информации были эконометрические показатели и параметры планирования программ развития. Огромный вклад в развитие инструментов подобной работы с информацией внесли организации финансовой торговли, банки и контролирующие их государственные структуры.
Графика в инженерном проектировании
Незаменимый инструмент в современных проектных и конструкторских бюро. Высокий уровень автоматизации позволяет в существенной степени оптимизировать время разработки новых проектов и адаптации типовых проектов под новые задачи. Совокупность подобных инструментов называется системой автоматизации проектирования (САПР).
Заметим, что такие системы функционируют не только в конструкторско-инженерных задачах и проектах, но и применяются в процессе разработки современных вычислительных систем. Незаменимыми являются инструменты, позволяющие оптимизировать расположение элементов на печатной плате, автоматизированно просчитать расстояния между элементами на соответствие действующим в индустрии стандартам. Отдельно заметим, что наглядность результатов такого моделирования позволяет использовать результаты и с точки зрения визуального дизайна устройств.
Инструменты для графического дизайна
Одно из популярнейших карьерных направлений в данный момент - графический дизайнер, использующий инструменты иллюстративной графики для получения рисунков, аналогичных творчеству традиционных художников, только в цифровом формате. Такие инструменты могут быть применены в любой области, подразумевающей использование изображений.
Рекламный дизайн
Маркетинговый рынок даёт один из самых масштабных запросов на компьютерную графику, требуя всё более сложных программ, но и простых в применении инструментов. Сейчас задача получения рекламного баннера с помощью специализированных программных продуктов крайне проста для дизайнера и крайне сложна для программиста. Разработанные графические пакеты требуют больших вычислительных мощностей, приобретают более понятный обывателю интерфейс, получают всё более широкие возможности для получения видеоряда, а не только статичных изображений.
Компьютерная анимация
Анимация - это создание движущихся изображений путем изменения свойств неподвижных изображений, быстро сменяющих друг друга.
Не так давно художникам-мультипликаторам приходилось создавать свои фильмы и мультфильмы вручную. Чтобы передать движение, приходилось тратить очень много времени для того, чтобы создать систему последовательных итерационных изменений в статичном изображении, таким образом формируя иллюзию динамики процесса. Получаемые изображения затем дублировались на специальную плёнку для дальнейшего воспроизведения. Современные системы представления визуальной информации во многом автоматизировали и вывели на совершенно новый уровень эти функции. Художнику анимации сегодня достаточно лишь указать желаемый путь статичной картинки, а программное обеспечение самостоятельно сформирует сложную динамику последовательности движений на основе уже имеющегося изображения.
В наше время разнообразие инструментов для графических задач исключительно велико, что позволяет найти как глубо специализированные пакеты, так и универсальные решения.
Существует множество как платных, так и бесплатных программ, также online-редакторы разной сложности и направленности. Примерами таких программ могут быть: Adobe Photoshop, CorelDRAW, Autodesk AutoCAD, Autodesk 3ds Max, Blender и множество других, созданных для различных направлений [4]. Например, такие программы часто применяются для конструирования мебели, в создании компьютерных игр, чертежей зданий и сооружений, киноиндустрии и многое другое.
Для обучения компьютерной графике в любой области можно воспользоваться видеоуроками, выложенными в свободный доступ, различными курсами, как платными, так и бесплатными, но в любом случае необходимый опыт приходит только с постоянной практикой, а если учитывать, что у программных продуктов постоянно выходят обновления, с добавлением новых функций, улучшением внешнего вида программы, то учиться нужно постоянно.
Если говорить о перспективах развития компьютерной графики, то здесь компьютерные игры, которые сейчас разрабатываются с очень качественной графикой, как нельзя лучше отражают текущее состояние и развитие компьютерной графики. В игровой индустрии компьютерная графика занимает крайне важное место. Любой игровой проект, независимо от его целей и аудитории, требует обязательной её проработки, будь то это 2D, 3D или VR игра. В наше время компьютерная графика в играх в большинстве случаев достигла своей максимальной реалистичности, что в свою очередь требует повышенных мощностей, как для её создания, так и для её дальнейшей обработки. Работа над компьютерной графикой для игр происходит в процессе создания самих игр специалистами этой сферы, на основе реальных или вымышленных объектов живой и не живой природы. Изначально это только проекты, которые в дальнейшем требуют тщательной проработки всех малейших деталей,
как геометрических, так и визуальных, от чего и зависит степень реалистичности того или иного объекта в играх. Кроме того, моделируется и сам игровой мир, который также должен соответствовать проектному как геометрически, так и визуально.
Современный уровень развития графического представления информации далёк от достижения своего предела, и то, что есть сейчас, представлялось фантастичным еще двадцать лет назад. С ростом вычислительных мощно-
стей, усложнений внутренней архитектуры графических процессоров, развитием математического аппарата геометрии, будут появляться всё более совершенные методы и подходы для получения графических объектов. А это означает развитие и рост компаний, которые подобные продукты разрабатывают, рост предложений системы образования для новых направлений подготовки как инженерной, так и в дизайнерской сфере [2].
Библиографический список
1. Компьютерная графика — огромный набор возможностей. URL: https://veryimportantlot.com/ru/news/blog/chto-takoe-kompyuternaya-grafika (дата обращения: 03.04.2022).
2. Перспективы развития компьютерной графики. URL: http://csaa.ru/perspektivy-razvitija-kompjuternoj-grafiki/ (дата обращения: 01.04.2022).
3. Графика. Что это такое. URL: http://cpu3d.com/grapcat/ (дата обращения: 05.04.2022).
4. Обзор программ компьютерной графики. URL: http://cpu3d.com/grapcat/ (дата обращения: 05.04.2022).
5. 3D моделирование что это и для чего нужно. URL: http://cpu3d.com/grapcat/ (дата обращения: 04.04.2022). © Цыбина Е. Ю., 2022
