Что такое компьютерная графика
Компьютерная графика занимается созданием изображений и произведений искусства с помощью компьютера. Это одна из основных технологий цифровой фотографии, кино, видеоигр, цифрового искусства и экранов телефонов и компьютеров, не считая множества узкоспециальных применений. Огромное количество оборудования и программ существует только ради неё. Экраном большинства устройств управляет графическое оборудование, даже если владелец никогда об этом не задумывается. Это большая и молодая область. Она входит в информатику. Нехудожественная часть работы, та, что касается алгоритмов и машин, а не изображений, на которые кому-то хочется смотреть, сама по себе отдельный предмет исследований.
Термин ввёл в оборот около 1960 года Уильям Феттер, графический дизайнер компании Boeing, хотя сам он приписывал авторство своему коллеге Верну Хадсону. По некоторым данным, формулировка появилась в 1961 году. Так или иначе, выражение родилось в Boeing именно тогда, а не было придумано позже маркетологами. Его часто сокращают до CG. В кино обычно используют другое сокращение: CGI, computer-generated imagery, то есть изображения, созданные компьютером. Эти сокращения не совсем синонимы. CG означает область. CGI в титрах фильма означает, что изображение построили, а не сняли, хотя современный кадр часто бывает и тем и другим.
Три значения термина
Компьютерной графикой называют почти всё на компьютере, кроме текста и звука. Такое широкое значение действительно существует, но оно слишком широкое, чтобы с ним работать. На практике термином обозначают три связанные между собой вещи:
- представление и обработку данных изображения на компьютере
- технологии, с помощью которых изображения создают и обрабатывают
- методы цифрового синтеза и обработки визуального содержимого
Третье это сама научная дисциплина. Первое это то, что хранится в файле. Второе это техника, от графического чипа до программы, которая накладывает текстуру на многоугольник. Если в разговоре незаметно переходить от одного значения к другому, он быстро запутается. Графический чип не изображение. Изображение не метод. Метод как раз и превращает одно в другое.
Где встречаются такие изображения
Сегодня такие изображения привычны. Они есть на телевидении, в газетах, в прогнозе погоды, в медицинских исследованиях и хирургических операциях. Хорошо построенный график может подать сложные статистические данные так, что понять их будет легче, чем по исходной таблице. В печати такие графики иллюстрируют статьи, отчёты и диссертации. Сейчас их обычно строят на компьютере.
Инструментов для визуализации данных много. Компьютерную графику обычно делят на двумерную, трёхмерную и анимированную. По мере того как компьютеры становились мощнее, трёхмерная графика встречалась всё чаще. Двумерная не исчезла, и для многих задач она по-прежнему подходит лучше, потому что в плоском дизайне нужно напрямую управлять каждым штрихом. Объёмная модель это совсем другая работа.
За последние десятилетия от неё отделились соседние области. Одна из них визуализация информации. Другая научная визуализация, которая больше занимается трёхмерными явлениями в архитектуре, метеорологии, медицине, биологии и так далее. Там главное убедительно отрисовать объёмы, поверхности и свет, а иногда ещё и показать, как всё это меняется со временем. Родство очевидно. Но повседневная работа у них разная. Диаграмму продаж и изображение бури можно назвать одним словом «графика» только при таком общем взгляде, когда это слово уже ничего не объясняет.
Что на самом деле изучает эта дисциплина
Как научная дисциплина компьютерная графика изучает обработку визуальной и геометрической информации вычислительными методами. Её интересуют математические и вычислительные основы создания и обработки изображений, а не вопросы вкуса. Её часто отделяют от визуализации, хотя у них много общего. Студент скорее столкнётся с уравнением рендеринга, чем с обсуждением гарнитуры шрифта. Впрочем, к концу дня и то и другое может оказаться на одном экране.
Список применений настолько длинный, что наскучит, если его просто зачитать, но он становится полезным, если заметить, как широко он охватывает разные области: дополненная и расширенная реальность, вычислительная фотография, автоматизированное проектирование, цифровое искусство, образование, инфографика, моушн-графика, моделирование, спецэффекты, видеоигры и изображения на веб-страницах. Дизайн в старом смысле в этом списке тоже есть, и список его не поглощает. Плакат, нарисованный от руки, и плакат, свёрстанный на компьютере, это всё равно плакаты. Компьютер изменил скорость работы и характер ошибок, но кому-то по-прежнему нужно решать, для чего нужен плакат.