Сайт про страхование Самая древняя история компьютерной графики: первые анимации и модели » 3domen.com - сайт Сергея и Марины Бондаренко
Регистрация  Напомнить пароль?
 Отправлено SergeyMarina 17 августа 2015   

Самая древняя история компьютерной графики: первые анимации и модели Откуда в программе 3ds max взялся чайник? Почему обезьянку в бесплатном 3D-редакторе Blender зовут Сьюзан? Как выглядели первые компьютерные анимации?
Обо всем этом, а также о том, как зарождалась компьютерная графика, читайте в этой статье.







Первая 3D-модель автомобиля: как сканировать руками

Производство многих вещей в середине прошлого века было куда медленнее, по сравнению с тем, как это происходит сейчас. Процесс создания прототипа, скажем, автомобиля, был очень длительным и сложным. Но все изменилось, когда Айвен Эдвард Сазерленд (Ivan Edward Sutherland) занялся разработкой интерактивного интерфейса, который помогал человеку и компьютеру “общаться” друг с другом.

Самая древняя история компьютерной графики: первые анимации и модели


Когда-то Айвена Сазерленда спросили — как он мог за такое короткое время придумать и создать столько революционных идей, от концепции интерфейса всех САПР-систем до объектно-ориентированного подхода к программированию. В ответ Сазерленд только улыбнулся и развел руками: “Но мы же тогда не знали, что это все так сложно!”.


Еще в 1963 году в рамках своей диссертации Айвен Сазерленд продемонстрировал "робота-чертежника" (это неофициальное название проекта — Robot Draftsman). Эта программа стала первым звеном в эволюции систем автоматического проектирования, которые сегодня известны под именем Sketchpad.


Самая древняя история компьютерной графики: первые анимации и модели


С помощью компьютера и подключенного светового пера операционист мог рисовать прямо на экране дисплея. Компьютер определял координаты точек касания светового пера, а затем просчитывал геометрию кривой, прямой или геометрической фигуры и практически мгновенно выводил результат на экран.


Самая древняя история компьютерной графики: первые анимации и модели

Примеры работ, выполненных с помощью Sketchpad, из официального руководства к данной системе


Простая по сегодняшним меркам, программа Sketchpad требовала фантастических вычислительных мощностей того времени. Она запускалась на компьютере TX-2, который занимал несколько комнат исследовательской лаборатории имени Линкольна Массачусетского технологического института.


Самая древняя история компьютерной графики: первые анимации и модели

Лаборатория в Массачусетском технологическом институте


На видео ниже Сазерленд демонстрирует возможности нового человеко-машинного интерфейса.





Его система давала возможность творить невероятные для 1960-х годов вещи — по точкам рисовать линии и создавать на экране самые настоящие чертежи. А еще Sketchpad позволяла вносить изменения по ходу работы и масштабировать уже готовые элементы рисунка.


Одно из самых важных требований к Sketchpad, которое выдвигал Айвен — точное выполнение инструкций оператора. Реализовать это было довольно сложно, так как пользователь мог “промахнуться” в нужной точке, да и само устройство ввода данных было несовершенным. Чтобы устранить эту проблему, в Sketchpad была использована система так называемых ограничителей. Эти ограничители позволяли абсолютно точно манипулировать деталями чертежа, например, делать прямые параллельными или придавать двум отрезкам одинаковую длину. Для использования этих ограничителей применялся целый набор функциональных клавиш, который располагался рядом с экраном для ввода данных.


Самая древняя история компьютерной графики: первые анимации и модели

Схема манипулятора “световое перо”, который использовался при работе со Sketchpad


А вот на этой презентации автор первого программного обеспечения для САПР уже показывает вполне рабочий вариант интерактивного интерфейса с несколькими окнами проекций, и очень здраво рассуждает о потенциальных возможностях работы с 3D.





За разработку системы Sketchpad Айвен был награжден самой престижной премией в информатике, вручаемой Ассоциацией вычислительной техники — премией Тьюринга.


Современные преподаватели могут многому поучиться у Сазерланда. Этот человек полностью отдал себя науке. Да что там себя — он в прямом смысле слова не пожалел для этой цели автомобиль. Вместе с своими студентами Айвен вручную сделал первый трехмерный цифровой скан Volkswagen Beetle. Да, именно вручную.


Самая древняя история компьютерной графики: первые анимации и модели


Задача была поставлена очень сложная. Тогда не было цифровых сканеров или цифровой фотографии, поэтому все приходилось делать "в лоб". Студенты как муравьи ползали по автомобилю и с помощью специальных мерных линеек рисовали на нем полигональную сетку, то, что сегодня специалисты по трехмерной графики называют wireframe, или каркас трехмерной модели. Перед началом работы с автомобиля были сняты некоторые детали — колеса, бампер и прочее, так как "оцифровывалась" одна основа — со всех сторон, сверху донизу. Оправдана ли была такая жертва? Конечно! Благодаря издевательствам над “жуком”, Сазерленд разработал методику проецирования полигональных сеток на объект, благодаря чему и появилось современная 3D-графика.


Самая древняя история компьютерной графики: первые анимации и модели

Результат “ручной” оцифровки автомобиля


А еще Айвен сумел заинтересовать своей работой множество людей, которые продолжили развивать направление компьютерной 2D и 3D-графики. И на фоне успеха все как-то забыли, что Volkswagen Beetle вообще-то принадлежал жене Айвена, да и ее реакция на поступок мужа осталась загадкой.


Самая древняя история компьютерной графики: первые анимации и модели

Визуализированный вариант автомобиля Сазерленда на основе полученного каркаса


А кем же были эти "муравьи"-студенты? Среди них было немало ярких личностей. Одного из тех, кто делал модель автомобиля, звали Джон Эдвард Уорнок (John Edward Warnock). Через десять лет после этой истории он станет соучредителем всем известной компании Adobe.


Самая древняя история компьютерной графики: первые анимации и модели


Другой молодой выпускник — Алан Кей (Alan Curtis Kay), тот самый, который изобрел концепт современных планшетных ПК под названием DynaBook (см. статью "Маленькие истории большого дизайна: от электробритв до планшетов" http://www.3dnews.ru/825350/page-2.html).


Самая древняя история компьютерной графики: первые анимации и модели


В создании этой модели также принимал участие младший научный сотрудник Буй Туонг Фонг (Bùi Tường Phong). Сегодня модель Фонга используется во многих трехмерных движках.


Самая древняя история компьютерной графики: первые анимации и модели


Именно на модели первого трехмерного автомобиля Фонг протестировал свою знаменитую систему затенения, которая впоследствии получила его имя — Phong. В любом трехмерном редакторе, где имеется возможность настройки материалов, среди прочих вариантов можно выбрать алгоритм затенения по Фонгу. Метод Фонга основан на интерполяции нормалей поверхности по растрированным полигонам и позволяет вычислить цвет пикселей с учетом интерполированной нормали и модели отражения света.


Самая древняя история компьютерной графики: первые анимации и модели


Проект Сазерленда практически не имел аналогов. Единственная система, которая имела схожий принцип — коммерческая разработка General Motors и IBM, которая называлась DAC-1 (Design Augmented by Computers). Эта консоль также управлялась при помощи светового пера, но была менее удобной и, к тому же, недешевой.


Самая древняя история компьютерной графики: первые анимации и модели










Еще по теме:

  • Началась выставка SIGGRAPH 2011
  • Дополнительный объект "чайник" для Cinema4D
  • Началась выставка SIGGRAPH 2010
  • Изобретен новый способ имитации материалов в CG
  • Чайник-паук, или наш ответ 3D-монстрам



  • Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

    Форум Топик Ответов
    Будьте в курсе новостей