ГРАФОМАНИЯ

Этапы большого пути компьютерной графики Сейчас трёхмерные изображения можно увидеть везде, начиная с компьютерных игр и заканчивая системами моделирования в реальном времени. Раньше, когда трёхмерная графика существовала только на суперкомпьютерах, в этой области не было единого стандарта. Все программы писались практически с "нуля", но в каждой из них реализовывались свои методы для отображения графической информации. С приходом мощных процессоров и графических ускорителей трёхмерная графика стала реальностью для персональных компьютеров. Однако путь этот был настолько долгим и тернистым, насколько вообще можно себе представить. В настоящей статье мы попытаемся отследить этапы становления компьютерной графики. Разумеется, многие удивительные факты останутся за рамками нашего обзора, но основные вехи на пути воплощения человеческих фантазий в потрясающий воображение мир машинной графики будут отмечены.

50-е годы: от текстовых изображений к графической консоли

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, - таков был удел тогдашнего программиста. 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 обретает настоящее приложение своих методов и наработок - дисплей.

60-е годы: от "Альбома" к анимации

В 1961 году студент МТИ, Айвен Сазерленд, создал компьютерную программу, названную "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, принцип работы которого достаточно прост. На кончике пера располагалась небольшая фотоэлектрическая ячейка, испускающая поток импульсов. Как только перо оказывалось в видимой области экрана монитора компьютера, специальный уловитель импульсов реагировал на положение пера. Эта реакция отображалась соответствующим образом: на экране возникала линия. Сазерленд находил, казалось бы, гениальные решения тех проблем, с которыми ему приходилось сталкиваться при создании "Альбома". Даже сейчас многие привычные для нас вещи берут своё начало именно из идей Айвена. Так, например, если вам требуется нарисовать квадрат, вас совершенно не заботит, как сделать это правильно: нарисовать четыре одинаковых отрезка, соединив их под прямым углом. Вы просто выбираете необходимый инструмент для рисования квадрата, задаёте местоположение и размеры последнего, а компьютер всё делает за вас. Другой пример идей Сазерленда, реализованных в "Альбоме", заключён в том, что программа позволяла моделировать объекты. Можно было работать с изображением автомобиля, изменяя размеры его шин, но не затрагивая остальную часть модели. Сейчас это воспринимается как само собой разумеющееся, но тогда считалось новинкой. Следует отметить, что графика в то время была исключительно векторной, построенной из множества тонких линий. В том же году другой учащийся МТИ, Стив Рассел, придумывает первую видеоигру - "Звёздные войны" (Space war). Программа была написана для компьютера PDP-1 корпорации DEC (Digital Equipment Corporation). Впоследствии "Звёздные войны" стали так популярны, что устанавливались на каждую продаваемую машину PDP-1, а инженеры компании DEC использовали игру в качестве теста, определяющего работоспособность собранного компьютера. Сотрудники иных научных организаций и институтов также пробовали свои силы в компьютерной анимации для визуального отображения своих исследовательских работ. Так, например, Нельсон Макс из Lawrence Radiation Laboratory создаёт фильмы "Течение вязкой жидкости" и "Распространение ударных волн в твёрдой среде". В компании Boeing Aircraft появляется анимация "Вибрация самолёта". Как видим, в то время дорогостоящие компьютерные ресурсы использовались исключительно ради практических нужд, сообразно с основной деятельностью компаний. Крупные корпорации - TRW, Lockheed-Georgia, General Electric, Sperry Rand и другие постепенно начинают проявлять заинтересованность в компьютерной графике. 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 компьютерной графики 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 к Сазерленду и Эвансу присоединяется студент Университета Юты Эд Катмалл. Выросший на диснеевской мультипликации, Катмалл уделяет основное внимание именно компьютерной анимации. Однако он быстро понимает, что никаких талантов в рисовании чего-либо не имеет, и потому решает переложить эту операцию на компьютер. Первая анимация, созданная Эдом в 1972 году, показывала его открывающуюся и закрывающуюся ладонь. Тогда же Фред Пэйркс, другой студент, занимавшийся у Сазерленда, воплощает на компьютере анимированное лицо своей жены. В стенах исследовательского центра компьютерной графики Университета Юты нашли себя многие пионеры в данной области, ставшие впоследствии знаменитыми. Так, например, это были Джон Уорнок - позже он основал Adobe Systems и разработал концепцию революционного в издательском деле языка описания страниц PostScript; Джим Кларк, затем возглавивший корпорацию Silicon Graphics. Следует отметить, что именно в Университете Юты был придуман алгоритм удаления невидимых поверхностей. Суть его заключалась в том, что при построении трёхмерных объектов на экране компьютер определял, какие действительно видимые участки отображать, а какие реально невидимые в перспективе - скрывать. Данный подход позволил создавать на плоском дисплее объёмные фигуры.

70-е годы: эпоха алгоритмов

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. Вместе с тем подобные проблемы возникали и в других областях человеческой деятельности и производства. Так, французскому ученому, математику и инженеру Пьеру Безье из компании "Рено" поставили задачу научиться при помощи минимальных машинных ресурсов максимально просто и обобщённо описывать любые сложные плоскостные формы. Это было необходимо для машин по обработке листового металла, которые вырезали из него необходимые детали. 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. Через год француз Генри Гуро предложил революционный для своего времени алгоритм затенения, обеспечивающий прорисовку плавных теней вокруг объекта, что позволило изображать трёхмерные объекты на плоском экране в виде, приближённом к оригиналу. Важнейшим двигателем развития компьютерной графики можно считать появление в 1971 году первого микропроцессора - это был 4-битный Intel 4004 (108 кГц). По технологии разработки интегральных схем, возникшей еще в 1959 году, электроника микропроцессора сведена к единственному чипу, названному затем CPU - Central Processing Unit (центральным процессором). Создание микропроцессора резко снизило стоимость машинного времени, что привлекло к проблемам компьютерной графики множество талантливых людей. В 1973 году на базе Ассоциации по вычислительной технике США в рамках Специальной группы по компьютерной графике (Special Interest Group in Computer Graphics, SIGGRAPH) состоялась первая тематическая конференция. Она проходила в г. Боулдер, штат Колорадо, собрав более 1200 человек. С этого момента SIGGRAPH проводится ежегодно. На конференции демонстрируются новые разработки и открытия в области машинной графики. Даже само участие в SIGGRAPH - уже значительное событие для разработчиков в сфере компьютерной графики и анимации. Кстати, именно на SIGGRAPH 1975 года проводилась демонстрация объекта, которому было суждено стать "иконой компьютерной графики". Им оказался... обыкновенный чайник. Его трёхмерное изображение создано Мартином Ньюеллом из Университета Юты. Впоследствии эта модель долгое время служила эталоном и использовалась для проверки работоспособности и производительности большинства графических систем. В наши дни чайник Ньюелла хранится в Бостонском компьютерном музее. В 1974 году Эд Катмалл публикует свою докторскую диссертацию, включающую разбор таких фундаментальных вопросов, как наложение текстур, Z-буфер и визуализация сложных поверхностей. Тогда же By Тонг Фонг, программист из Университета Юты, разрабатывает свою технику затенения объектов взамен уже существующего алгоритма Гуро. Хотя подход Фонга куда более эффективен в плане высокого качества получаемых изображений, всё же его метод практически в 100 раз медленнее алгоритма Гуро. Именно по этой причине затенение по Фонгу, как правило, не находит практического применения в анимации (исключение составляют разработки, где критичность времени обработки изображений либо несущественна, либо требуются очень качественные результаты). Значительным шагом в моделировании окружающего нас мира на компьютере стала работа французского математика Исследовательского центра корпорации ЮМ доктора Бенуа Мандельброта "Теория фрактальных множеств", изданная в 1975 году. После двадцати лет исследований Мандель-брот опубликовал свои наработки, объединив их в единую фрактальную геометрию. 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. Бенуа Мандельброт писал: "Почему геометрию часто называют "холодной" и "сухой"? Одна из причин заключается в её неспособности описать форму облака, горы, дерева или берега моря. Облака - это не сферы, горы - это не конусы, линии берега - это не окружности, и кора не является гладкой, и молния не распространяется по прямой <...> Природа демонстрирует нам не просто более высокую степень, а совсем другой уровень сложности. Математики <...> предпочли всё больше и больше отдаляться от природы, изобретая теории, которые не соответствуют ничему из того, что можно увидеть или почувствовать... Красота многих фракталов тем более поразительна, что открылась совершенно неожиданно: мы хотели построить - с чисто учебной целью - всего лишь математические диаграммы, и можно было ожидать, что они окажутся сухими и скучными <...> Трудно найти человека, равнодушного к фракталам. Многие считают, что знакомство с фрактальной геометрией подарило им совершенно неповторимые эстетические впечатления и обогатило новым научным опытом. В этом смысле фракталы, безусловно, оригинальны настолько, насколько это вообще возможно". Примерно тогда же Джеймс Блинн разрабатывает новую технику реалистичной визуализации трёхмерных объектов, принципиально сходную с придуманным Катмаллом наложением текстур, - рельефное текстурирование. Она основывается на свойстве мозга автоматически анализировать изменения яркости отдельных участков изображения. В последующем Блинн дополняет принципы рельефного текстурирования, и итогом становится методика визуализации объектов, учитывающая не только свойства поверхностей, но и ту среду, которая их окружает, - т.н. карта окружения.

80-е годы: компьютерная графика в кино

Бурное развитие алгоритмов компьютерной графики 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. Вернёмся немного назад и расскажем, что же послужило предпосылкой, какое событие стало знаменательным для всей киноиндустрии. 25 мая 1977 года на экраны вышел ныне знаменитый во всем мире фильм "Звёздные войны". Эту дату можно по праву считать эпохальной в мире компьютерной графики. 33-летнему режиссёру Джорджу Лукасу удалось доказать, что картина с далеко не гениальными актёрами и сценарием вроде "хорогаие парни побеждают плохих", крепко поперченная ошеломляющими компьютерными спецэффектами, может вытрясти из ; карманов респектабельной публики целое состояние. Уже более 25 лет "Звёздные войны" занимают второе место (после "Титаника") среди самых успешных фильмов -кассовый сбор (в США) превысил 460 миллионов долл. Лукас, окрылённый успехом, был очень заинтересован в компьютерной поддержке для следующего фильма - "Империя наносит ответный удар". Он пытался решить эту проблему собственными силами и организовал отдел компьютерной графики на базе компании Lucasfilm. К 1978 году Джордж Лукас формирует новое подразделение, занимающееся вопросами компьютерной графики, для создания в кинофильмах компьютерных объектов и персонажей. Эд Катмалл становится вице-президентом и в течение последующих шести лет собирает команду из самых талантливых художников и программистов в данной индустрии. В принципе, создание подобного рода отдела уже можно считать важнейшим этапом эволюции машинного приложения графики. В 1980 году на очередной конференции SIGGRAPH проводилась демонстрация фильма "Vol Libre" программиста сиэтлской компании "Боинг" Лорена Карпентера. Сюжет анимации был достаточно необычным, чтобы вызвать глубокую заинтересованность у присутствующих. В сгенерированном компьютером фильме показан скоростной полёт от третьего лица над сложным и меняющимся горным рельефом. История рождения этой ленты довольно долгая, мы ограничимся лишь основными фактами. Работая в компании "Боинг", Кар-пентер использовал компьютер для создания трёхмерных моделей самолетов. Однако ему очень хотелось каким-либо образом "оживить" изображения, добавив пейзаж. Находясь под впечатлением от недавно вышедшего фильма "Звёздные войны", Лорен принялся за изучение наработок в области фрактальной геометрии доктора Мандель-брота. К его сожалению, последний не давал готовых рецептов для построения ландшафтов. Тогда Карпентер тщательно переработал исходные алгоритмы фракталов под практические нужды, а итогом стала удивительная анимация "Vol Libre". Позже, в 1981 году, Лорен, работая в Lucasfilm, написал программу для рендеринга изображений она (Renders Everything You Ever Saw - визуализирует всё, что вы когда-либо видели). Впоследствии она дала начало проекту RenderMan - унифицированному средству описания процесса трёхмерной визуализации для получения реалистичного отображения. На очередной конференции SIGGRAPH в 1982 году участникам вновь пришлось удивляться. Том Брайэм, программист и аниматор из Нью-йоркского института технологий, представил фильм, в котором женщина превращалась в рысь. Так родилась новая техника трансформации, или морфинга. Несмотря на свою зрелищность, он долго не получал высокой оценки ни в киноиндустрии, ни на телевидении. Лишь только в 1987 году в фильме "Willow" Джордж Лукас воспользовался морфингом, чтобы показать превращение колдуньи из опоссума в козла, из козла в страуса, из страуса в черепаху, из черепахи в тигра, из тигра в человека. В 1984 году в Lucasfilm разрабатывают специальную технику под названием motion blur - эффект размытости изображений при воспроизведении сцен движения. Вы можете наблюдать его на фотографиях, запечатлевших движущиеся объекты. Размытость наиболее заметна, когда фото производилось с большой выдержкой или у снимаемых объектов была высокая скорость движения. Примеры motion blur присутствуют в любом фильме, телепрограмме или современной компьютерной игре. Наличие размытости добавляет ощущение реализма. Мы так привыкли к размазыванию изображения скоростных объектов на экране телевизора или в кино, что просмотр анимации без этого эффекта вызывает чувство нереалистичности. В 1985 году в фильме "Молодой Шерлок Холмс" производства Lucasfilm впервые был использован объёмный персонаж, целиком выполненный на компьютере, - рыцарь из стеклянной мозаики в церкви, который вступает в настоящую рукопашную схватку с живым актёром. Его получили путём сканирования рисунка и последующей компьютерной обработки. Создание короткой сцены заняло целых четыре месяца. В 1986 году подразделение Lucasfilm, занимающееся спецэффектами, реорганизуется в новое предприятие Pixar. Стив Джобе - в прошлом один из совладельцев компании Apple - становится председателем правления, Эд Катмалл - президентом, Алвай Рей Смит, создатель первого полноцветного графического редактора SuperPaint, - вице-президентом компании. Pixar продолжает изыскания в области компьютерной графики, отдавая большую часть своих ресурсов на разработку RenderMan. Практически полностью отлаженный, в 1988 году RenderMan стал стандартом для описания трёхмерных сцен. Вы можете позиционировать любые объекты, источники света, камеры, прилагать атмосферные эффекты и прочие компоненты визуализации. А затем, нисколько не заботясь об используемой вычислительной платформе, переносить файл для его дальнейшей обработки с получением итогового изображения. Сразу же после выхода спецификации RenderMan был одобрен такими крупными предприятиями, как Apollo, Autodesk, Sun Microsystems, Prime, Walt Disney и прочими. Сегодня RenderMan применяется для создания практически всех фильмов, где требуются компьютерные спецэффекты. Еще один пример использования компьютерных спецэффектов в кинематографе: в 1989 году вышел фильм Джеймса Кэ-мерона "Бездна" (The Abyss), в котором "псевдопод", состоящий из морской воды, взаимодействовал с живыми актёрами.

90-е годы; время стандартов, Интернета и компьютерных игр

Если в начале 90-х годов еще оставались сомнения в том, какая операционная система будет доминировать на рынке, то 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 "золотой эпохой". Компьютерная графика 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 компьютерной графики. Содействовали этому и расплодившиеся в огромных количествах компьютерные игры. Конечно, они существовали и ранее - скажем, первые "трехмерные" "леталки-стрелялки" появились еще в 80-е (Wing Commander, Flight Simulator и т.д.), но в 90-е рынок компьютерных развлечений рос неимоверными темпами. Если вести разговор о стандартах, то следует затронуть, в первую очередь, OpenGL и Direct3D как наиболее интересные и популярные у разработчиков программного обеспечения и компьютерных игр. Но надо отметить, что и до них были попытки внедрить единые стандарты на разработку тех же игр и видео. К примеру, еще во времена Windows 95 компания Microsoft предложила Win-G, позиционировавшуюся в качестве основной подсистемы разработки графики. Она оказалась крайне неудачной. OpenGL (Open Graphics Library - "открытая графическая библиотека") был создан в 1992 году сообществом крупнейших разработчиков: Silicon Graphics, Inc., Microsoft, IBM Corporation, Sun Microsystems, Inc., Digital Equipment Corporation (DEC), Evans & Sutherland, Hewlett-Packard Corporation, Intel Corporation и Intergraph Corporation. Программы, написанные с помощью OpenGL, можно переносить практически на любые платформы, получая при этом одинаковый результат, будь то графическая станция или суперкомпьютер. Данный стандарт освобождает программиста от необходимости оптимизации кода для конкретного оборудования. Если устройство поддерживает какую-то функцию, то она реализуется аппаратно, если нет, то библиотека выполняет её программно. С точки зрения программиста, OpenGL - это программный интерфейс для графических устройств, таких, как графические ускорители. Он включает в себя около 150 команд, с помощью которых можно определять различные объекты и производить рендеринг. Зимой 1995 года Microsoft выпускает пакет Games SDK - прародитель DirectX. Через год появляется DirectX 2, включающий Direct3D, предназначенный для того же, что и OpenGL. Direct3D разрабатывался исключительно для игровых приложений. Если сравнивать OpenGL и Direct3D, то нельзя сказать, что одна из них лучше, а другая хуже, у каждой библиотеки имеются свои особенности. Во-первых, Direct3D работает только на платформе Winlntel. Во-вторых, в плане объектно-ориентированного подхода OpenGL уступает Direct3D. В-третьих, Direct3D поддерживается большинством графических карт, на дешёвых же OpenGL не является стандартом. Наконец, OpenGL легче, чем Direct3D, в плане изучения основ графики. Разумеется, не стоит забывать о разработанных стандартах для сжатия изображений и видеоинформации. Рассматриваемые методы позволили значительно сократить нагрузку как на запоминающие устройства, так и на каналы передачи данных Интернета благодаря уменьшению размеров файлов с сохранением основной информации, в них размещённой. Стандарт JPEG для сжатия неподвижных изображений с непрерывно меняющимся цветом (например, фотографии) был придуман в 1991 году группой экспертов в области фотографии JPEG (Joint Photography Experts Group - "Объединённая группа экспертов по машинной обработке фотоизображений") как эффективный метод хранения визуальных данных. JPEG основана на удалении из изображения той части информации, которая слабо воспринимается человеческим глазом (алгоритм сжатия с потерями информации). Лишённое избыточной информации изображение занимает гораздо меньше места, чем исходное. Степень сжатия, а следовательно, и количество удаляемой информации, плавно регулируются. Низкие степени сжатия дают лучшее качество изображения, а высокие могут существенно его ухудшить. Алгоритм JPEG широко применяется, поскольку позволяет сжимать фотографии в десятки раз. В отличие от иных алгоритмов, JPEG примерно симметричен: декодирование занимает столько же времени, сколько и кодирование. Ключевой стандарт MPEG (Moving Pictures Experts Group - "Экспертная группа по вопросам движущегося изображения") разработан в том же 1991 году и описывает основные алгоритмы, используемые для сжатия видеофильмов. Поскольку фильмы содержат как изображение, так и звук, алгоритмы MPEG занимаются сжатием и того, и другого. В начальном приближении MPEG сжимает каждый кадр видеоряда методом JPEG. Дополнительной компрессии можно достичь, используя преимущество того факта, что последовательные кадры часто почти идентичны. В последующем был предложен стандарт MPEG-2 (1994 год), а затем и MPEG-4 (1998 год). MPEG-4 является, в отличие от своих предшественников, объектно-ориентированным. MPEG-1 и MPEG-2 имеют дело с уже готовыми видеокадрами, MPEG-4 же формирует "на лету" конечное изображение и звук из имеющихся в наличии отдельных объектов, основываясь на схематическом описании события, как, например, в языке VRML. Вот небольшой пример: автомобиль движется на фоне, который почти не меняется. В то время как вся картинка сжимается в виде множества прямоугольных фрагментов, машину можно выделить как объект и работать с ней, как со спрайтом, на неизменном фоне. Протокол MPEG-4 самостоятельно масштабирует графические объекты, преобразует трёхмерные модели объектов в двухмерное изображение, изменяет угол обзора, смешивает видеоинформацию и компьютерную графику, а также производит действия, доступные раньше лишь компьютерам, допустим, накладывает текстуры на "проволочные" 3D-модели объектов. Уже на подходе стандарт MPEG-7, однако он не является следующим поколением стандарта кодирования MPEG, идущим на замену предыдущим версиям. Это всего лишь полностью изменённый набор инструментов и возможностей, разработанный для более простой идентификации, каталогизирования, индексирования, поиска и архивирования цифровых аудио- и видеоданных. С того момента как Интернет вышел за пределы университетов, планомерно включая в ряды всех пользователей без исключения, многие фирмы, чутко уловив веяние рынка, начинают разрабатывать всевозможные приложения для WWW. Так, в 1995 году компания Sun Microsys-terns объявляет о включении языка Java в популярный тогда браузер Netscape, несмотря на то, что разработка Java началась ещё в 1991 году, а летом 1992 года создана рабочая версия. Sun Microsystems опередила своё время - промышленность ещё не была готова к использованию Java. Только когда в 1993 году появился Web-браузер Mosaic, программисты сразу же осознали, какую роль может сыграть созданный ими язык. Java позволил мультимедиа полностью проникнуть в сферу Интернета. Компьютерная анимация, сцены, звук и игры ворвались во Всемирную паутину. Появление Flash также неслучайно. Основанная в 1992 году компания Macromedia, остро чувствуя потребности пользователей, приняла, возможно, самое верное за свою историю решение - сделать ставку на векторную анимацию. Для этого она в 1996 году покупает компанию FutureWave Animation, разработавшую в 1995 году небольшую (она занимала всего 3 Мб), но достаточно революционную для своего времени программу FutureSplash Animator, предназначавшуюся для создания мультфильмов на домашнем ПК. Расширив её рядом специфичных для Интернета возможностей, Macromedia выпускает вскоре новый продукт под названием Flash (англ. "вспышка"). Несмотря на "яркое" наименование, Flash первой и второй версий не ослепила своими возможностями разработчиков. И лишь третье её издание обрело заслуженное признание, став неординарным явлением в мире Интернета. Flash 3 могла создавать лёгкие векторные анимации, кнопки и интерактивные элементы. Причём, чтобы использовать её, не нужно было быть ни профессиональным мультипликатором, ни опытным программистом. Этот факт плюс не имевшие аналогов возможности привлекли в сообщество Flash тысячи талантливых разработчиков. В результате Интернет преобразился, в один год превратившись из статичной газеты в ! яркое и динамичное шоу. Последующие версии Flash принесли с собой революцию ActionScript - скриптового языка программы. При помощи него стало возможно создавать интерактивные ролики, игры и даже целые сайты. Возник уникальный, не имеющий аналогов симбиоз графики, анимации и программирования в рамках одной системы, который известен нам как Flash от Macromedia В 1994 году Гавин Белл, Рик Кэрей, Марк Песс и Тони Паризи разрабатывают язык моделирования виртуальной реальности (Virtual Reality Modeling Language, VRML), ставший стандартом трёхмерной графики в Интернете. Пик популярности VRML пришелся на 1997 год, когда эту технологию поддержали браузеры Netscape и Internet Explorer. Создавалось множество объёмных миров, электронных магазинов и музеев на основе VRML. Однако в 1999 году произошло практически полное падение данной технологии. Это случилось из-за отсутствия серьёзных бизнес-приложений VRML, чрезмерно низкой производительности, неуклюжего интерфейса и посредственной графики VRML-ориентированных проектов. Развитие игровой индустрии в 90-е годы во многом определило то положение, что большая часть пользователей соприкасается с потрясающими решениями компьютерной графики именно в играх. В 1993 году компания id Software выпускает игру Doom, впоследствии породившую огромное число клонов на самых разнообразных платформах. Сюжет абсолютно незатейлив: вид от первого лица, запутанные лабиринты, монстры, неустанная пальба из различных видов оружия, и, что самое главное, абсолютная безнаказанность убийств, пусть даже и виртуальных. Doom и шедший перед ним Wolfenstein 3D не были трехмерными, но дали старт такому жанру игр, как 3D-action. Тогда же в игровом мире происходит событие, которое можно считать одним из самых коммерчески успешных игровых проектов за всю историю существования оных: компания Cyan являет игру Myst, отличавшуюся фотореалистичными элементами. Число лицензионных копий этой игрушки, проданных по всему миру, составляет более 11 миллионов. В 1995 году всё свободное время игроков, да и несвободное тоже, захватывает Quake. Выпущенный уже знаменитой по Doom компанией Id Software, Quake предлагал гораздо более реалистичную графику, больший выбор оружия, сложные лабиринты комнат, более высокий AI (искусственный интеллект) противника, а также, что самое важное, новый уровень динамизма в многопользовательском варианте игры.

XXI век; что же дальше?

Что ж, вот мы и подошли к заключительному этапу исторического развития компьютерной графики. Сегодня мы находимся ещё только в начале нового века, нового тысячелетия, но уже можно достаточно уверенно предугадать дальнейшие вехи эволюции в графическом мире. Делать это будем, разумеется, на примерах, которые позволят нам, что называется, экстраполировать исходные данные в их будущую форму. А начнём мы с наиболее зрелищных приложений компьютерной графики - фильмов. В вышедшей в 2002 году картине "Властелин колец: Две крепости" режиссёра Питера Джексона было 920 эпизодов с компьютерными эффектами и 15 компьютерных персонажей. По приблизительным подсчетам, если бы всех компьютерных персонажей фильма рендерили на обычном домашнем компьютере, на это ушло бы порядка 460 лет, что составляет практически 4 миллиона процессорных часов. На аппаратной базе проводившей основную работу над фильмом студии Weta, состоящей более чем из тысячи рабочих станций Silicon Graphics и IBM Linux, обработка заняла около 10 месяцев. Этот фильм как нельзя лучше отображает текущий уровень машинной графики и технологий. "Властелин колец" наталкивает на мысль, что в обозримом будущем появятся полнометражные фильмы, где мы сможем наблюдать в главных ролях персонажей, полностью выполненных на компьютере и очень естественно и полноценно взаимодействующих с остальными, живыми, актерами. Технологические возможности достигнут таких позиций, что зрителю уже будет крайне трудно отличить вымысел от реальности. Требования киноиндустрии растут с каждым годом, что и приводит к соответствующей, можно сказать, вынужденной, эволюции компьютерной графики. Теперь разберемся с развитием аппаратного обеспечения домашних ПК для реализации нужд компьютерной графики. В 1998 году произошла т.н. трехмерная революция, когда появился десяток новых моделей трехмерных ускорителей, интегрированных в обычные видеокарты. С этого момента рынок переживал планомерное падение удельной цены компьютерной графики для персональных компьютеров. Сейчас положительные внедрения в процесс оптимизации обработки графической информации возникают чуть ли не каждый день, а стоимость аппаратных решений постоянно уменьшается. В конечном итоге можно ожидать появления видеокарт с потрясающими воображение возможностями при совершенно низком уровне цен на них. Компьютерные игры, разработанные в 2002 и 2003 годах, как нельзя лучше отражают текущее состояние компьютерной графики. Дело в том, что производители игр стремятся как можно сильнее приблизиться к заветному рубежу реальности, предъявляя всё более высокие требования к аппаратуре компьютера. А это, в свою очередь, подстёгивает промышленность находить решения для удовлетворения запросов конечных пользователей, которых, разумеется, притягивают современные игры. В итоге получается замкнутый круг, и вырваться из него вряд ли когда-нибудь получится.

Заключение

Уровень компьютерной графики достиг такого идеала, о котором не приходилось и мечтать 30-40 лет назад. С каждым годом мы наблюдаем всё большее и большее совершенствование технологий и программного обеспечения. Ежегодные конференции SIGGRAPH продолжают удивлять и радовать всех тех, кому небезразлично будущее машинной графики. Растут потребности как профессиональных аниматоров, так и конечных пользователей. Компании, специализирующиеся на компьютерной графике, постоянно предлагают свои новые продукты, чтобы удовлетворить самые высокие запросы человечества. I Многие пионеры эпохи компьютерной графики до сих пор продолжают активно заниматься её проблемами. Они так же восторженно отзываются о новых технологиях, как и на заре её становления. Сегодня вы легко можете с ними по общаться, лишь обратившись к Интернету. Это похоже на то, как набрать телефонный номер и поговорить с Моне, Микеланджело, Ренуаром или Рембрандтом. Да, удивителен наш мир удивителен.