Загрузил Пётр Долгов

ДРОЖЖАНОВСКИЙ ТЕХНИКУМ ОТРАСЛЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

реклама
"ДРОЖЖАНОВСКИЙ ТЕХНИКУМ ОТРАСЛЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ"
Дрожжановского муниципального района Республики Татарстан
Проектная работа
По теме:
" Возможности и перспективы развитие компьютерной графики.
Мультимедийные технологии обработки и представления
информации.
Мультимедийные системы"
Выполнил:
Ирюков Петр Николаевич
Студент 1 курса
Группы ЭР 124-23 С
(Эксплуатация и ремонт сельскохозяйственной техники и оборудования)
Руководитель:
Учитель информатики:
Ст. Дрожжаное 2024г.
Содержание
Введение 2
Глава 1. История развития компьютерной графики: основные этапы
и изобретения 3-6
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1960-1970-е годы развития компьютерной графики 3
1980-е годы развития компьютерной графики 4
1990-е годы развития компьютерной графики 4-5
2000-2010е годы развития компьютерной графики5-6
Глава 2. Настоящее время развития компьютерной графики и ее
будущее 6
2.1. Научная графика 6-7
2.2. Художественная и рекламная графика 7
2.3. Нейросети 8
Заключение 9
1
Введение
Компьютерная графика — это совокупность методов и приёмов
формирования, преобразования и редактирования изображений, а также
оцифровки визуальной информации, полученной из реального мира с
помощью ЭВМ и специального программного обеспечения.
Области применения компьютерной графики:
Научная графика. Визуализация объектов научных исследований,
графическая обработка результатов расчётов, проведение вычислительных
экспериментов с наглядным представлением их результатов.
Деловая графика. Создание иллюстраций, часто используемых в работе
различных учреждений.
Иллюстративная графика. Программные средства иллюстративной графики
позволяют человеку использовать компьютер для произвольного рисования,
черчения подобно тому, как он это делает на бумаге с помощью карандашей,
кисточек, красок, циркулей, линиек и других инструментов.
Художественная и рекламная графика. С помощью компьютера создаются
рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки,
видеопрезентации и многое другое.
Перспективы развития компьютерной графики:
Трёхмерное моделирование. Уникальная технология, предоставляющая в
будущем потрясающие возможности воплощения всех идей для создания
того или иного изображения для многих бизнес-процессов, обучения и
другого, упрощая работу и расширяя возможности.
Компьютерная анимация. Создание движущихся изображений путём
изменения свойств неподвижных изображений, быстро сменяющих друг
друга.
Виртуальная реальность. Разработка специальных шлемов и дисплеев,
трёхмерных аудиоустройств, уникальных устройств ввода для оператора и
создание соответствующего программного обеспечения.
Мультимедиа — это объединение высококачественного изображения на
экране компьютера со звуковым сопровождением. Наибольшее
распространение системы мультимедиа получили в области обучения,
рекламы, развлечений.
2
Глава 1. История развития компьютерной
графики: основные этапы и изобретения
1.1.
1960-1970-е годы развития компьютерной
графики
В 1960–1970-е годы компьютерная графика формировалась как научная
дисциплина. В это время разрабатывались основные методы и алгоритмы:
отсечение, растровая развёртка графических примитивов, закраска узорами,
реалистическое изображение пространственных сцен (удаление невидимых
линий и граней, трассировка лучей, излучающие поверхности),
моделирование освещённости.
Некоторые значимые события этого периода:
Создание векторного редактора Sketchpad. Этот инновационный инструмент
позволил пользователям создавать изображения, используя цифровое перо
для рисования точек, линий и окружностей.
Первая компьютерная анимация. В 1963 году Эдвард Зейджек показал
движение спутника вокруг Земли с использованием программы ORBIT на
компьютерах IBM 7090 и 7094.
Основание исследовательского центра по компьютерной графике в
Университете Юты.
Создание первой советской компьютерной анимации. В 1968 году группа,
руководимая Н. Н. Константиновым, создала анимацию «Кошечка», которая
использовала алфавитно-цифровой принтер для создания визуальных
изображений.
В конце 1970-х годов произошло несколько значимых изменений в
компьютерной графике:
Создание персонального компьютера. В 1977 году Commodore выпустила
свой РЕТ (персональный электронный делопроизводитель), а компания Apple
создала Apple-II.
Появление 3D-анимации. В сиквеле «Futureworld», выпущенном в 1976 году,
была представлена первая 3D-анимация.
Использование CGI для создания лётных тренажёров. Это существенно
улучшило тренировку астронавтов.
3
1.2.
1980-е годы развития компьютерной
графики
В 1980-е годы началась модернизация и коммерциализация компьютерной
графики. По мере распространения домашнего компьютера предмет, который
ранее был только академической дисциплиной, был принят гораздо большей
аудиторией, и число разработчиков компьютерной графики значительно
возросло.
Некоторые значимые события этого периода:
В 1982 году Дж. Кларк создал Silicon Graphics, тогда же возникла Ray Tracing
Corporation, Adobe System.
В 1986 году компания Pixar отпочковывается от Lucasfilm.
В эти годы компьютерная графика уже прочно внедряется в киноиндустрию,
развиваются приложения к инженерным дисциплинам.
В 1988 году для аркад были представлены первые специализированные 3Dграфические платы реального времени — Namco System 21 и Taito Air
System.
В конце 1980-х годов компьютеры Silicon Graphics использовались для
создания некоторых из первых полностью компьютерных короткометражных
фильмов.
1980-е годы также называют золотой эрой видеоигр; миллионные продажи
систем Atari, Nintendo и Sega впервые показали компьютерную графику
новой, молодой и впечатлительной аудитории.
1.3.
1990-е годы развития компьютерной
графики
В 1990-е годы произошло появление 3D-моделирования в массовом
масштабе и впечатляющий рост качества CGI в целом. Домашние
компьютеры стали способны выполнять задачи рендеринга, которые ранее
были ограничены рабочими станциями стоимостью в тысячи долларов.
Некоторые значимые события этого периода:
4
В 1992 году Virtua Racing, работающая на аркадной системной плате Sega
Model 1, заложила основы полностью 3D-гоночных игр и популяризировала
3D-полигональную графику в реальном времени среди более широкой
аудитории индустрии видеоигр.
В 1995 году Pixar выпустил свой первый крупный фильм — «История
игрушек».
В 1996 году Кришнамурти и Левой изобрели normal mapping —
усовершенствование bump mapping Джима Блинна.
В 1999 году Nvidia выпустила оригинальную GeForce 256, первую
домашнюю видеокарту, рекламируемую как графический процессор или
GPU.
К концу десятилетия компьютеры приняли общие рамки для обработки
графики, такие как DirectX и OpenGL.
С тех пор компьютерная графика стала только более детализированной и
реалистичной, благодаря более мощному графическому оборудованию и
программному обеспечению для 3D-моделирования.
1.4.
2000-2010е годы развития компьютерной
графики
В 2000-х годах реалистичность компьютерной графики достигла такого
уровня, что появился термин «эффект зловещей долины» — разработчики
поняли, что если искусственно созданный персонаж слишком похож на
человека, это начинает отталкивать зрителя.
Некоторые значимые события этого периода:
Появилась возможность перераспределения математических вычислений с
центрального процессора на графический процессор видеокарты, что
увеличило точность и производительность рендера.
В 2007 году появилась модель затенения ambient occlusion, улучшающая
освещение. С её помощью можно рассчитать интенсивность света,
доходящего до поверхности.
В 2013 году Google выпустила на массовый рынок первые очки дополненной
реальности.
В последние годы развитие технологий привело к разработке RTX-графики.
Она обеспечивает трассировку лучей в реальном времени, что обеспечивает
более реалистичное освещение и отражения. Такие игры, как Cyberpunk 2077,
5
Control и Battlefield V, демонстрируют потенциал RTX-графики.
Дополненная реальность (AR) — это технология, которая позволяет
добавлять виртуальные элементы в реальный мир.
Примеры применения AR:
Виртуальные туры по музеям. Многие галереи мира оцифровали свои
произведения искусства и предлагают посетителям виртуальные туры по
музейным залам.
Создание 3D-моделей зданий и интерьеров. Архитекторы, инженеры и
дизайнеры используют графические пакеты для создания реалистичных
цифровых макетов зданий и интерьеров.
Создание рекламы. Компьютерная графика используется в рекламе для
создания визуально привлекательного контента, который запомнится целевой
аудитории.
В 2013 году Google выпустила на массовый рынок первые очки дополненной
реальности.
Глава 2. Настоящее время развития
компьютерной графики и ее будущее
2.1.
Научная графика
Научная графика — это направление, которое позволяет получать
графическую интерпретацию научных расчётов на мониторе и выводить на
печатные устройства.
Примеры применения научной графики:
Визуализация данных. Линейные диаграммы, гистограммы, диаграммы
рассеяния или тепловые карты используются для поиска закономерностей
или тенденций в больших базах данных, выявления выбросов или аномалий,
а также для подчёркивания корреляций или причинно-следственных связей
между переменными.
Научные иллюстрации. Рисунки, диаграммы, эскизы, фотографии и 3Dмодели используются для визуализации структур на разных уровнях порядка,
включая молекулы, клетки, ткани, органы и существа.
Инфографика. Блок-схемы, временные диаграммы, диаграммы процессов,
сравнительные диаграммы и статистические карты используются для
6
донесения результатов исследований, научных концепций или другого
материала до широкой аудитории.
Графические рефераты. Это вид графиков, используемых в научных статьях
для краткого изложения основных результатов или идей исследовательского
проекта. Они часто появляются в начале научной статьи и обычно состоят из
одной картинки или группы картинок, а также краткой подписи.
2.2
Художественная и рекламная графика
В настоящее время художественная и рекламная графика развивается в
следующих направлениях:
Трёхмерное моделирование. Эта технология предоставляет новые
возможности для воплощения идей в создании изображений.
Компьютерная анимация. Создание движущихся изображений путём
изменения свойств неподвижных изображений, быстро сменяющих друг
друга.
Виртуальная реальность. Разработка специальных шлемов и дисплеев,
трёхмерных аудиоустройств, уникальных устройств ввода для оператора и
создание соответствующего программного обеспечения.
Интеграция искусственного интеллекта. Использование машинного обучения
для создания реалистичных изображений на основе данных из реального
мира.
Создание 3D-принтеров. Эта технология позволяет воспроизводить
специальные трёхмерные модели в реальном мире, создавая реальные
объекты.
В будущем художественная и рекламная графика может развиваться в
следующих направлениях:
Создание виртуальных туров по музеям. Многие галереи мира оцифровали
свои произведения искусства и предлагают посетителям виртуальные туры
по музейным залам.
Создание реалистичных цифровых макетов зданий и интерьеров.
Архитекторы, инженеры и дизайнеры используют графические пакеты для
создания реалистичных цифровых макетов зданий и интерьеров.
Создание рекламы с использованием технологий дополненной реальности.
Компьютерная графика используется в рекламе для создания визуально
привлекательного контента, который запомнится целевой аудитории.
7
2.3. Нейросети
В настоящее время нейросети используются для создания изображений. Они
позволяют копировать стили художников, превращать эскизы в
фотореалистичные иллюстрации, «оживлять» портреты и создавать новые
изображения.
В будущем нейросети могут:
Помогать художникам. Например, быстро генерировать огромное количество
визуально разных и стилистически отличающихся друг от друга картинок, а
потом приходить к художнику за реализацией в конкретном стиле и с
конкретными параметрами.
Заменять художников. Однако это зависит от того, как будут развиваться
технологии и как люди будут использовать нейросети.
Создание реалистичных материалов и текстур. Нейросети могут имитировать
такие свойства материалов, как отражение, преломление, затенение и
текстурирование.
Создание динамичных визуальных эффектов в видео и анимации. Например,
нейросети могут отображать воду, огонь или дым, используя данные о
поведении этих эффектов в реальной жизни.
Анализ изображений и объектов на них. Модель CLIP от OpenAI способна
предсказывать наиболее вероятное текстовое описание для изображения.
Создание 3D-объекта по фотографии. С помощью нейросети можно не
только создать 3D-объект, но и управлять им в виртуальной среде: добавлять
свет, оживлять и даже сегментировать.
Важно помнить, что технологии не должны подменять человеческое
творчество, а служить инструментом для его раскрытия и усиления.
8
Заключение
Компьютерная графика используется почти во всех научных и инженерных
дисциплинах для обеспечения наглядности и хорошего восприятия
изучаемой информации. Она задействована в медицине, рекламном бизнесе,
индустрии развлечений и так далее. И в будущем все больше будет влиять на
нашу жизнь.
9
Скачать