Результаты исследований обучающихся в проекте "Первые шаги в компьютерной графике"
Содержание
Авторы и участники проекта
- Участники группы "Практики"
Тема исследования группы
Роль компьютерной графики в повседневной жизни человека
Проблемный вопрос (вопрос для исследования)
Как компьютерная графика используется в повседневной жизни?
Гипотеза исследования
Компьютерная графика широко используется в повседневной жизни, делая информацию более наглядной и повышая эффективность в развлечениях, образовании, медицине и других сферах.
Цели исследования
1. Познакомиться с понятием "Компьютерная графика".
2. Узнать историю развития компьютерной графики и отобразить результаты с помощью ленты времени.
3. Выявить основные сферы применения компьютерной графики в повседневной жизни и представить их с помощью ментальной карты.
4. Оценить роль компьютерной графики в повышении эффективности и удобства в таких областях, как образование, медицина, развлечения, реклама и представить полученные результаты в виде инфографики.
5. Изучить примеры использования компьютерной графики в повседневных цифровых продуктах и сервисах (приложения, сайты, игры, и др.) и представить их в виде презентации.
Результаты проведённого исследования
Для начала, давайте разберемся, что же такое компьютерная графика?
Компьютерная графика - это визуальный контент для отображения на мониторах, проекторах и очках виртуальной реальности, созданный при помощи компьютера. В английском есть аналогичный термин computer graphics, часто сокращаемый до аббревиатуры CG.
Когда-то давно компьютеры вообще не имели экранов - вся информация вводилась с помощью перфокарт, а результаты печатались на бумаге. По мере усложнения задач появились компьютеры с мониторами, сначала текстовыми, а затем - способными отображать графику. Именно с этого момента началась история компьютерной графики. Её первые применения были связаны с компьютерными играми, и лишь позже графика стала использоваться в более практических и полезных целях. Сегодня работа с компьютерной графикой - одно из самых распространённых направлений использования персональных компьютеров, и ею занимаются не только профессиональные художники и дизайнеры, но и самые разные пользователи.
Впервые потребность в визуализации изображений на экране возникла не в сфере развлечений, а в науке и авиации - для отображения данных радаров на борту самолётов. Уже вскоре, в 1958 году, на обычном осциллографе в Брукхейвенской национальной лаборатории была создана игра "Tennis for Two" - чтобы развлечь гостей в день открытых дверей.
Значительным прорывом стало появление устройств ввода графической информации. В 1963 году американский учёный Айвен Сазерленд разработал программу "Sketchpad" - первую систему, позволявшую пользователю рисовать фигуры на экране с помощью светового пера. Эти изображения можно было сохранять и повторно загружать, а многие принципы, заложенные Сазерлендом, легли в основу современных графических редакторов.
Массовое развитие компьютерной графики началось, когда в ней увидели коммерческий потенциал крупные корпорации. Например, "Boeing" использовала её для анализа вибраций фюзеляжа, а "Renault" поручила инженеру Пьеру Безье разработать метод цифрового проектирования кузовов автомобилей. Разработанные им математические кривые вошли в историю как "кривые Безье" и до сих пор применяются в графике.
В 1970-х годах графика приблизилась к фотореализму: появился алгоритм определения видимых поверхностей (объекты стали корректно закрывать друг друга в зависимости от угла обзора), технологии "шейдинга" и "bump-карт", а также знаменитая тестовая 3D-модель — "Чайник из Юты". В это же время вышли первые аркадные игры — "Pong", "Space Invaders", "Gun Fight", а Джордж Лукас начал снимать оригинальную трилогию "Звёздных войн".
В 1980-е графика стала доступной широкой публике благодаря аркадным автоматам и персональным компьютерам с графическим интерфейсом. Развивались методы рендеринга, появились "хромакей" и "глобальное освещение". В 1985 году в фильме "Молодой Шерлок Холмс" дебютировал первый полностью компьютерный персонаж, созданный студией Pixar — на анимацию всего 30 секунд ушло полгода работы.
В 1990-е годы графические процессоры настолько усовершенствовались, что домашние ПК смогли выполнять задачи, ранее доступные лишь крупным студиям. Были созданы стандарты "OpenGL" и "DirectX", появились игровые консоли и жанры 3D-гонок и файтингов. А в 1995 году Pixar выпустила "Историю игрушек" — первый полнометражный фильм, полностью созданный с помощью компьютерной анимации.
В 2000-х графика достигла такого уровня реализма, что возник феномен "зловещей долины" — чрезмерное сходство цифровых персонажей с людьми стало вызывать дискомфорт у зрителей (примеры — Соник в фильме 2020 года или персонажи мюзикла "Кошки"). Также началась эра "GPGPU" — переноса вычислений с центрального процессора на графический, что значительно повысило скорость и качество рендеринга.
Хотя Google представила очки дополненной реальности "Google Glass" массовому рынку лишь в 2013 году, первое подобное устройство — "наголовный дисплей" — создал всё тот же Айвен Сазерленд ещё в 1966 году. Долгое время такие технологии оставались нишевыми из-за высокой стоимости и технических ограничений. Однако со временем VR- и AR-устройства стали компактнее, дешевле и доступнее, превратившись в одну из самых перспективных областей IT-индустрии.
Таким образом зарождалась компьютерная графика. Основные события из истории развития этого направления мы решили отразить на ленте времени
Компьютерная графика используется в таких сферах, как кино, мультфильмы, компьютерные игры, приложения, VFX, VR/ AR, 3D-печать, реклама, дизайн, наука, бизнес, инженерное дело, строительство и образование и др. А как именно компьютерная графика применяется в этих и других сферах? Мы отразили результаты исследования в ментальной карте
Теперь, когда мы познакомились с тем, в каких отраслях может применяться компьютерная графика, нас заинтересовал другой вопрос. Какая роль компьютерной графики в повышении эффективности и удобства в таких областях, как образование, медицина, развлечения, реклама и бытовые технологии? Полученные результаты представлены в виде инфографики
Также нами были изучены примеры использования компьютерной графики в повседневных цифровых продуктах и сервисах. Мы представили результаты исследования в презентации
