1. В 1978 году компьютерную графику (КГ) называли "средством от неизвестной болезни". Сейчас ее рассматривалают как "средство от всех известных болезней", которое обеспечивает мощную взаимосвязь между человеком и компьютером, заставляя компьютер говорить с человеком на языке изображений. Прошло несколько лет, пока компьютерная графика стола основным средством связи между человеком и компьютером, постоянно расширяющим сферы своего применения. Компьютер Whirlwind («Вихрь») был разработан в Лаборатории цифровых компьютеров Массачусетского технологического института, которая со временем стала одним из подразделений Линкольновской лаборатории. Но проект под названием Whirlwind стартовал существенно раньше, еще во время Второй мировой войны, когда возникла необходимость в создании имитатора полетов для решения задач стабилизации поведения самолетов и отработки точности бомбометания. Директором проекта был Джей Форрестер, а его заместителем — Роберт Эверетт. Созданием Whirlwind занималась команда численностью 175 человек, из которых 70 были инженерами и техниками. Работа началась в 1947 году. В декабре 1950-го был собран первый екземпляр. Whirlwind задумывался как часть лабораторного стенда, по­этому он был адаптирован к работе в реальном времени и имел в качестве устройства ввода/вывода экран с электронно-лучевой трубкой.

2. В 50-х годах IBM получила очередной крупный заказ от правительства на разработку компьютеров для системы SAGE (Semi Automatic Ground Environment). Это военная система, предназначенная для отслеживания и перехвата бомбардировщиков вероятного противника. Данный проект позволил голубому гиганту получить доступ к исследованиям Массачусетсткого технологического института. Тогда он работал над первым компьютером, который запросто мог послужить прообразам современных систем. Так он включал встроенный экран, магнитный массив памяти, поддерживал цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразования, имел некий вариант компьютерной сети, мог передавать цифровые данные по телефонной линии, поддерживал многопроцессорность. Кроме того к нему можно было подключать так называемые "световые пистолеты", ранее широко применявшиеся как альтернатива джойстику у приставок и игровых автоматов. Даже имелась поддержка первого алгебраического компьютерного языка. 

3. Базовый принцип работы светового пера на удивление прост и заключается в определении областей экрана с повышенной яркостью (для чего в наконечнике пера установлен фотоэлемент, который и реагирует на свет). Задача по определению места расположения пера на экране решается по тому же принципу, что и поиск льва в пустыне - то есть, сначала экран делится пополам, одна половина засвечиватеся, потом определяется, в котрой из половинок был сигнал, потом эта половина снова делится пополам, ну и так далее, пока не находится перо. Световое перо было таким удобным инструментом для ввода графической информации, что в течение некоторого времени компьютеры от IBM снабжались им в обязательном порядке. Суть сенсорного экрана сводится к фиксации перемещений указательного устройства, которое находится в руках пользователя, и фиксации касаний (нажатий) экрана этим устройством. Существует пять наиболее распространенных технологий распознавания: инфракрасная, акустическая, резистивная, емкостная и индукционная. Резистивный метод, как наименее зависящий от внешних факторов, получил наибольшее распространение. Сенсорная панель, выполненная по резистивной технологии, представляет собой две пластины (обычно одна стеклянная, вторая - пленочная), покрытые тончайшим слоем токопроводящего материала. Слои разделены крошечными изоляторами (их можно увидеть как маленькие полупрозрачные точки), предохраняющими поверхности от соприкосновения. В момент нажатия слои контактируют, и происходит замыкание цепи. Вычисление же координат касания становится возможным благодаря тому, что при замыкании образуется эквивалент резистивного делителя (как следствие ненулевых сопротивлений проводящих слоев), с которого снимается аналоговый сигнал, пропорциональный координате точки контакта.

4. TX-2 ? DEC-PDP1 ??

5. Sketchpad был первой программой, реализующей графический интерфейс пользователя, позволяющий работать световым пером. Система представляла собой примерно то же, что сейчас называют планшетом. Sketchpad мог принимать ограничения и задавать взаимосвязи между сегментами и дугами, например диаметр дуг. Он мог рисовать горизонтальные и вертикальные линии, и комбинировать их в различные фигуры. Их можно было копировать, перемещать, поворачивать или масштабировать, сохраняя их основные свойства. Также Скетчпад впервые реализовывал алгоритм прорисовки окон и алгоритм обрезки, позволяющие масштабировать. Скетчпад работал на компьютере Lincoln TX-2 и повлиял на разработку oN-Line System. Автор программы - Ivan Sutherland.

…………………………………………………………………………………………….

6-10 ?

………………………………………………………………………………………………….

11. Определение компьютерной графики. Растровая графика. Принципы, положенные в основу. Составляющие элементы. Применение.

Компью́терная гра́фика (также маши́нная графика) — область деятельности, в которой компьютеры используются как инструмент для синтеза (создания) изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира.

Ра́стровое изображе́ние — представляет собой сетку пикселей или цветных точек (обычно прямоугольную) на компьютерном мониторе, бумаге и других отображающих устройствах и материалах (растр).

Растровая графика всегда оперирует двумерным массивом (матрицей) пикселей. Каждому пикселю сопоставляется значение — яркости, цвета, прозрачности — или комбинация этих значений. Растровый образ имеет некоторое число строк и столбцов.

Растровая графика применяется:

• для хранения и обработки полутоновых изображений (сканированные или изначально созданные на компьютере картины, фотографии);

• ретуширование, реставрирование фотографий в цифровом виде;

• создание и обработка видео. Фотомонтаж.

11. Достоинства и недостатки растровой графики. Примеры.

Достоинства

• Растровая графика позволяет создать (воспроизвести) практически любой рисунок, вне зависимости от сложности, в отличие, например, от векторной, где невозможно точно передать эффект перехода от одного цвета к другому без потерь в размере файла.

• Распространённость — растровая графика используется сейчас практически везде: от маленьких значков до плакатов.

• Высокая скорость обработки сложных изображений, если не нужно масштабирование.

• Растровое представление изображения естественно для большинства устройств ввода-вывода графической информации, таких как мониторы (за исключением векторных), матричные и струйные принтеры, цифровые фотоаппараты, сканеры, а также сотовые телефоны.

Недостатки

• Большой размер файлов у простых изображений.

• Невозможность идеального масштабирования.

• Невозможность вывода на печать на плоттер.

11. Форматы растровой графики. Сравнительный анализ. Сферы применения.

Растровые изображения обычно хранятся в сжатом виде. В зависимости от типа сжатия может быть возможно или невозможно восстановить изображение в точности таким, каким оно было до сжатия (сжатие без потерь или сжатие с потерями соответственно).

Сжатие без потерь:

• BMP или Windows Bitmap — обычно используется без сжатия, хотя возможно использование алгоритма RLE. В настоящее время один из самых распространенных графических форматов, поддерживаемый практически всеми графическими программами.

• GIF (Graphics Interchange Format) — устаревающий формат, поддерживающий не более 256 цветов одновременно. Всё ещё популярен из‑за поддержки анимации, которая отсутствует в чистом PNG, хотя ПО начинает поддерживать APNG.

• PCX устаревший формат, позволявший хорошо сжимать простые рисованые изображения (при сжатии группы подряд идущих пикселов одинакового цвета заменяются на запись о количестве таких пикселов и их цвете).

• PNG (Portable Network Graphics) - Графика может быть сохранена с чередованием не только строк, но и столбцов. Таким образом изображение будет проявляться и по строкам, и по столбцам. Поддерживается 256 степеней прозрачности и автоматическая коррекция яркости.

Сжатие с потерями:

• JPEG очень широко используемый формат изображений. Сжатие основано на усреднении цвета соседних пикселей и отбрасывании высокочастотных составляющих в пространственном спектре фрагмента изображения. При детальном рассмотрении сильно сжатого изображения заметно размытие резких границ и характерный муар вблизи них.