Разработка обучающей системы по генетическим показателям

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Сельскохозяйственные науки


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 681. 3
АНАЛИЗ ЭТАПОВ ИСТОРИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ
В. Н. Кострова, АН. Зеленина, Ю.В. Юрьева
Теоретический метод исследования позволил выделить 5 этапов исторического развития компьютерной графики XX века и достаточно уверенно предугадать дальнейшие вехи эволюции в графическом мире. На каждом этапе можно выделить специалистов, технологии и программное обеспечение. Результат анализа представлен в виде круговой диаграммы
Ключевые слова: технологии, этапы развития компьютерной графики
Люди самых разных профессий применяют компьютерную графику в своей работе. Это исследователи в различных научных и прикладных областях, художники, конструкторы, специалисты по компьютерной верстке, дизайнеры, разработчики рекламной продукции, создатели Web-страниц, авторы мультимедиа-презентаций, модельеры тканей и одежды, фотографы, специалисты в области теле- и видеомонтажа и др.
Раньше, когда 3Б графика существовала только на суперкомпьютерах, в этой области не было единого стандарта. Все программы писались
практически с & quot-нуля"-, но в каждой из них
реализовывались свои методы для отображения графической информации. С приходом мощных процессоров и графических ускорителей 3Б графика стала реальностью для персональных компьютеров.
В 50-х годах XX столетия драгоценное машинное время использовали лишь для расчётов промышленных и военных задач. Внешний вид ЭВМ мог привести в негодование любого
современного пользователя. Груды перфокарт и многоголосые алфавитно-цифровые печатающие устройства, производящие неописуемый шум. Идея применения принтера для создания картин и
фотографий лежала, можно сказать, на виду. Если печатающее устройство способно к построению графиков, гистограмм и диаграмм, то почему бы не написать программу, которая, используя разность в плотности каждого знака, выводила бы на печатающее устройство текстовые изображения? Разумеется, разработчики продвигались к созданию дисплеев как наиболее удобных средств для визуализации информации, однако этот процесс шёл слишком медленно. Только в 1959 году в Массачусетском технологическом институте (МТИ) был создан компьютер ТХ-2, впервые использующий графическую консоль. С этого момента компьютерная графика (КГ) обретает настоящее приложение своих методов и наработок -дисплей [1]. Именно создание дисплея можно считать начало развития КГ (рис.).
Кострова Вера Николаевна — ВГТУ, д-р техн. наук, профессор, тел. (4732) 20−56−16
Зеленина Анна Николаевна — ВИВТ, канд. техн. наук, тел. (4732) 39−84−97, E-mail: azelenina@mail333. com Юрьева Юлия Владимировна — ВИВТ, студент, тел. 8−915−583−58−57
В 1961 году студент МТИ, Айвен Сазерленд, создал компьютерную программу & quot-Альбомом"- (Sketchpad). Она позволяла рисовать простые фигуры на дисплее, сохранять их, а также обращаться к уже готовым прототипам. Ввод информации осуществлялся при помощи светового пера. В том же году другой учащийся МТИ, Стив Рассел, придумывает первую видеоигру — Space war. Программа была написана для компьютера PDP-1 корпорации Digital Equipment Corporation (DEC). Впоследствии Space war стали так популярны, что устанавливались на каждую продаваемую машину PDP-1, а инженеры компании DEC использовали игру в качестве теста, определяющего работоспособность собранного компьютера. В середине 60-х годов компания IBM выпускает первый графический терминал коммерческого уровня IBM 2250 по цене 125 000 долл. В 1967 году на базе Университета в штате Юта организуется исследовательский центр КГ мирового масштаба. Техническое оснащение созданной лаборатории было достаточно мощным для привлечения в свои стены крупных специалистов. Таким образом, уже через год в Университете появились известный нам Айвен Сазерленд и не менее талантливый Дейв Эванс, уже долгое время исследовавший вопросы визуального взаимодействия компьютеров с пользователями. Позже присоединяется студент Университета Юты Эд Катмалл, выросший на диснеевской мультипликации. Следует отметить, что именно в Университете Юты был придуман алгоритм удаления невидимых поверхностей [2]. Т.о., второй этап, 60-е годы — характеризуется развитием векторной графики (рис.).
Так сложилось, что технический прогресс не успевал за растущими потребностями машинной графики. Например, телевизионные компании, желая работать с отсканированными готовыми изображениями, изыскивали способы их трансформации — создавать эффекты вращения, расплющивания, удлинения, полёта на экране телевизора. Однако ресурсная ёмкость
существующей компьютерной базы не позволяла в приемлемые сроки решать поставленные задачи. Таким образом, остро встал вопрос об оптимизации алгоритмов машинной графики.
Третий этап, 70-е годы — можно
охарактеризовать как эпоху алгоритмов, хотя
бурное развитие алгоритмов КГ ещё впереди (рис.). Французскому ученому, математику и инженеру Пьеру Безье из компании & quot-Рено"- поставили задачу научиться при помощи минимальных машинных ресурсов максимально просто и обобщённо описывать любые сложные плоскостные формы. Безье справился не просто хорошо, а гениально. Придуманная им в 1970 году система кривых оказалась настолько простой и удачной, что легла в основу не только графических, но и многих других программ. Значительным шагом в моделировании окружающего нас мира на компьютере стала работа французского математика Исследовательского центра корпорации ЮМ доктора Бенуа Мандельброта & quot-Теория фрактальных множеств& quot-, изданная в 1975 году. Она описывает природные формы изящнее и точнее, чем привычная для нас евклидова. Фракталы помогают моделировать такие сложные объекты природы, как горы, береговые линии, лесные массивы и т. п. Примерно в это же время Джеймс Блинн разрабатывает новую технику реалистичной визуализации 3D объектов, принципиально сходную с придуманным Катмаллом наложением текстур, — рельефное текстурирование, а Блин, дополняя этот принцип, предлагает карту окружения [3].
Бурное развитие алгоритмов КГ привело к тому, что многие кинокомпании проявили недюжинный интерес по её внедрению в производство своих фильмов. Разумеется, данный шаг был сделан лишь с целью увеличения кассовых сборов — компьютерные спецэффекты не только привлекали зрителей, но и позволяли создавать совершенно потрясающие картины. Однако, естественно, требовался яркий пример для того, чтобы продемонстрировать приемлемость и рентабельность использования машинных ресурсов в процессе создания кинолент. 25 мая 1977 года на экраны вышел ныне знаменитый во всем мире фильм & quot-Звёздные войны& quot-. Эту дату можно по праву считать эпохальной в мире КГ. 33-летнему
режиссёру Джорджу Лукасу удалось доказать, что картина с далеко не гениальными актёрами, крепко поперченная ошеломляющими компьютерными спецэффектами, может вытрясти из карманов респектабельной публики целое состояние. Уже более 25 лет & quot-Звёздные войны& quot- занимают второе место (после & quot-Титаника"-) среди самых успешных фильмов — кассовый сбор (в США) превысил 460 миллионов долл. 1980 год Лорен Карпентер
программист сиэтлской компании демонстрирует фильм & quot-Vol Libre& quot-, в котором показан скоростной полет над сложным и меняющимся горным рельефом. Том Брайэм, программист и аниматор из Нью-йоркского института технологий, представил фильм, в котором женщина превращалась в рысь. Так родилась новая техника трансформации -морфинг. В 1984 году в Lucasfilm разрабатывают специальную технику под названием motion blur -эффект размытости изображений при воспроизведении сцен движения. Наблюдать его можно на фотографиях с движущимися объектами.
Размытость наиболее заметна, когда фото производится с большой выдержкой или у снимаемых объектов высокая скорость движения. Примеры motion blur присутствуют в любом фильме, телепрограмме или современной компьютерной игре. Наличие размытости добавляет ощущение реализма [4]. Это был четвёртый этап -этап развития КГ в киноиндустрии (рис.).
Переходя к 5 этапу, завершающему XX век, можно сказать, что в начале 90-х годов еще оставались сомнения в том, какая операционная система будет доминировать на рынке (рис.). Но уже в середине последнего десятилетия ушедшего века этот вопрос сняли с повестки дня — ОС Windows вошла практически в каждый дом. С позиций конечного пользователя 90-е годы по праву считаются & quot-золотой эпохой& quot-. КГ получила дополнительный толчок для своего проявления благодаря тотальному снижению цен на ПК и возникновению множества стандартов,
способствующих распространению машинной графики в самых разнообразных приложениях. Сеть Интернет, ставшая общедоступной, также оказала значительное влияние на развитие КГ. Содействовали этому появление огромного количества компьютерные игры. Конечно, они существовали и ранее. Первые & quot-трехмерные"- & quot-леталки-стрелялки"- появились еще в 80-е (Wing Commander, Flight Simulator и т. д.), но в 90-е рынок компьютерных развлечений рос неимоверными темпами. В 1993 году компания id Software выпускает игру Doom, впоследствии породившую огромное число клонов на самых разнообразных платформах. Doom 3D не были трехмерными, но дал старт такому жанру игр, как 3D-action [5].
Нельзя сказать, что современность является заключительным этапом исторического развития КГ. Это только начало нового века, нового тысячелетия, но уже можно достаточно уверенно предугадать дальнейшие вехи эволюции в графическом мире.
Сейчас положительные внедрения в процесс оптимизации обработки графической информации возникают, чуть ли не каждый день. & quot-Настало время менять свое устаревшее железо!& quot- - говорят нам AMD и Intel, ATI и NVIDIA [7]. Говорят не напрямую, а косвенно — графиками и бенчмарками, новыми стандартами, чипсетами, процессорами.
С каждым годом мы наблюдаем всё большее и большее совершенствование технологий и программного обеспечения. Растут потребности, как профессиональных аниматоров, так и конечных пользователей. Компании, специализирующиеся на КГ, постоянно предлагают свои новые продукты, чтобы удовлетворить самые высокие запросы человечества.

Литература
1. Ньюмен П., Спрулл Р. Основы
интерактивной машинной графики. — М. — Мир, 1976.- 573 с.
2. Пратт У. Цифровая обработка изображений. — М. — Мир, 1982. — 790 с.
3. Павлидис Т. Алгоритмы машинной
графики и обработки изображений. — М. — Радио и связь, 1986. 399 с.
4. Тихомиров Ю. Программирование трехмерной графики. — Санкт Петербург. — БИУ, 1998. 256 с.
5. Херн Дональд, Бейкер Паулин Компьютерная графика и стандарт OpenGL. — М. — СПб. -Киев, 2005. — 1168 стр.
6. Порев В. Н. Компьютерная графика. — СПб., BHV, 2002. — 432 с.
7. http: //shynok. com. ua/ATIRX800XT. htm -Тихий видеомонстр
Круговая диаграмма этапов исторического развития компьютерной графики
Воронежский государственный технический университет Воронежский институт высоких технологий
ANALYSIS STAGE OF HISTORICAL DEVELOPMENT COMPUTER GRAPHICS
V.N. Kostrova, A.N. Zelenina, Y.V. Yuryeva
Five stages of historical development of computer graphics in XX century are defined by using theoretical research method. Moreover, this method is reliable enough to predict the further evolution of graphics as a field. Specialists, technologies and appropriate software can be distinguished at the each stage. The result of the analysis is presented as a pie chart
Keywords: technologies, stages of development of computer graphics

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой