История развития компьютерной графики

Введение

Компьютерная графика – это раздел информатики, который включает в себя методы и средства для создания или обработки изображений с помощью компьютера.
Развитие компьютерной графики определяется двумя факторами: потребностями потенциальных пользователей и достижениями в области аппаратного и программного обеспечения [4].
Первые компьютеры могли выводить информацию только на печатающие устройства, что вызывало неудобство у пользователей. Изобретение монитора стало настоящим технологическим прорывом в то время. Именно с этим событием связано зарождение компьютерной графики.
Обычно компьютерную графику рассматривают как средство, обеспечивающее взаимосвязь между человеком и компьютером, заставляя компьютер говорить с человеком на языке изображений [4]. С ее появлением у пользователей появилась возможность ввода и вывода каких-либо данных в режиме реального времени.
Сегодня области применения компьютерной графики очень широки. Средства визуализации крайне важны для инженеров и архитекторов, огромную роль играет компьютерная графика в рекламе и индустрии развлечений. Без нее было бы невозможным создание многих компьютерных игр. Компьютерная графика развивается быстрыми темпами, постоянно появляются новые методы, позволяющие показывать сложные эффекты, затрачивая для этого все меньше ресурсов [1].
Компьютерная графика прошла сложный путь в своем развитии: от рисования простейших графических примитивов до построения виртуальной реальности и создания полнометражных кинофильмов.
Целью данной работы является изучение истории развития компьютерной графики с момента появления до наших дней.

Появление компьютерной графики
Компьютерная графика появилась как попытка использовать электроннолучевые трубки с произвольным сканированием луча для вывода изображения, сформированного компьютером [2].
Впервые в 1950 году в Кембриджском университете электронно-лучевая трубка осциллографа была использована для вывода графической информации на компьютере [5]. До этого времени компьютеры выводили информацию только на печатающие устройства.
 Примерно в это же время были заложены математические основы компьютерной графики, основы графики развивались на математическом уровне, а графические картинки обычно были представлены в виде текста, который напоминал изображение только, если смотреть на него с большого расстоянии [3].
Реальный прорыв в представлении графической информации на экране монитора произошел в США в рамках военного проекта на базе компьютера, который назывался «Вихрь». Данный компьютер использовался для отображения информации о вторжении самолетов в воздушное пространство страны.
Первая демонстрация «Вихря» состоялась 20 апреля 1951 года. Радиолокатор отправлял информацию о положении самолета компьютеру, а тот в свою очередь передавал на экран положение самолета-цели. На экране самолеты противника отображалась в виде движущейся точки и буквы T. Это был первый крупный проект, в котором электронно-лучевая трубка использовалась для визуализации информации [5].
Первые компьютерные системы и методы, позволяющие создавать изображения, обладали достаточно ограниченными возможностями.
Одним из основоположников компьютерной графики считают американского математика и художника Б. Лапоски, он был первый, кому удалось получить графическое изображение, применив для этого аналоговый компьютер [6]. В 1952 году ему удалось создать при помощи катодной трубки осциллографа первые композиции «Электронные абстракции».
В этот же период, немецкий ученый Г. Франке отмечал, что возможности компьютерной графики не ограничиваются созданием абстракций, так же с помощью компьютера можно создавать более сложные объемные, художественные изображения

. Ученый изучал методы создания изображений в трехмерной графике, в результате чего стало возможным создание мультипликации, которая стала художественным и научным прорывом прошлого века [6].


Компьютерная графика во второй половине ХХ века
В 1963 году американский ученый А. Сазерленд, которого также считают одним из основоположников компьютерной графики, изобрел программное средство, которое называлось «Блокнот» и было предназначено для создания изображений. Данная программа давала возможность создания изображений, состоявших из графических примитивов: точек, линий, окружностей, квадратов и т.д. Приложение позволяло поворачивать элементы на заданный угол, к тому же можно было выполнять их копирование и перемещение [3].
Это было первое приложение для создания и редактирования изображений. После появления этой программы некоторые крупные фирмы, такие как General Motors и General Electric, приступили к разработкам в области компьютерной графики.
Тогда же Э. Зейджек, ученый из Bell Telephone Laboratories, подготовил на компьютере IBM 7090 анимационный фильм под названием "Моделирование двухгироскопной гравитационной управляющей системы", в котором показывалось перемещение спутника, вращающегося на орбите Земли.
Параллельно К. Ноултон, сотрудник той же компании, придумал  HYPERLINK "http://en.wikipedia.org/wiki/BEFLIX" \t "_blank" BeFlix, первый специализированный язык компьютерной анимации на основе Фортрана. Он, работая с графическими примитивами вроде рисования линий, копирования области, заполнения зоны, масштабирования и других, позволял создавать изображения с восемью полутонами и разрешением 252×184 точек.
Если в 1950-х годах компьютерная графика давала возможность выводить на экран только простейшие графические примитивы, то в 1960-х годах наступил период компьютерная графика стала использоваться и в промышленных приложениях.
Под руководством Т. Мофетта и Н. Тейлора фирма Itek разработала цифровую электронную чертежную машину. В 1964 году General Motors представила свою систему автоматизированного проектирования DAC-1, разработанную совместно с IBM.
В 1964 году советский ученый Н.Н. Константинов создал компьютерную математическую модель движения кошки. На машине БЭСМ-4 решались уравнения, рисовался мультфильм «Кошечка», который был грандиозным прорывом данного периода. Визуализация в данном мультфильме достигалась путем использования алфавитно-цифрового принтера [3].
В этом же году появился компьютер IBM 2250, первый графический терминал коммерческого уровня. Его цена достигала 280 тысяч долларов, он предлагал 21-дюймовый монитор с разрешением 1024×1024 пикселей, графический процессор, световое перо, клавиатуру.
К октябрю 1966 года журнал Wall Street уже публиковал статьи по компьютерной графике, которая к этому времени стала полноценной научной дисциплиной.
В 1967 году на базе университета Юты был организован научно-исследовательский центр компьютерной графики мирового уровня, который буквально сразу же после основания, в 1968 году, превратился в самостоятельную компанию  HYPERLINK "http://en.wikipedia.org/wiki/Evans_%26_Sutherland" \t "_blank" Evans & Sutherland. Ее сформировали уже известный А. Сазерленд и Д. Эванс, который активно изучал аспекты визуального взаимодействия компьютера с человеком. 
Техническое оснащение созданной лаборатории, всесторонне сфокусировавшейся на вопросах создаваемых компьютерами изображений – в том числе оборудования реального времени, ускорения трехмерной графики и создания принтерных языков, было достаточно мощным, чтобы привлечь в компанию множество перспективных специалистов