[ Pobierz całość w formacie PDF ]
cież ten sam rysunek da się taniej uzyskać za pomocą ołówka i kartki papieru. To
prawda, że komputery są szybkie, ale powielanie obrazów kserokopiarką zajmu-
je jeszcze mniej czasu. Pamięci maszyn potrafią zmagazynować sporo informacji
wizualnej, ciągle jednak mniej niż zwykła taśma magnetowidowa. Precyzja w od-
wzorowywaniu złożonych kształtów jest wysoka, lecz taką samą oferuje kamera
filmowa czy aparat fotograficzny.
Grafika komputerowa ma jednak w zapasie argument, który daje jej przewagę
nad tradycyjnymi narzędziami. Umożliwia kreowanie efektów wizualnych trud-
nych lub wręcz niemożliwych do uzyskania innymi sposobami.
Nie znaczy to, że wszystkie takie nierealne sytuacje muszą ocierać się o tema-
tykę science fiction. Zachowanie elektronów w polu magnetycznym, na przykład,
zostało dokładnie opisane przez fizyków, ale zobaczyć się tego nie da. Gdyby
nawet zbudowano dostatecznie silny mikroskop, to i tak z zasady nieoznaczo-
ności Heisenberga wynika, że pozycji elektronu nie dałoby się określić. Model
matematyczny można jednak wprowadzić do komputera, powiększyć elektron do
wymiarów piłeczki golfowej i obserwować jego ruch klatka po klatce.
Tradycyjne sposoby dopasowywania sztucznych stawów do kończyny pacjen-
ta zwykle nie dawały gwarancji, że stawy te będą należycie funkcjonować. Obec-
nie staw projektuje się w komputerze i wyświetla z różnymi poziomami przezro-
czystości wszystko, co go otacza: kości, mięśnie, skórę. Następnie uruchamia się
pakiet animacyjny, aby sprawdzić, czy przy zginaniu łokcia lub kolana wszystko
65
działa bezkolizyjnie, i nanosi się ewentualne korekty.
Ostatni przykład, mój ulubiony, choć zupełnie nienaukowy. Załóżmy, że ka-
zaliśmy komputerowi wyświetlić skrzypce. Niech teraz komputer zduplikuje je
i obróci tak, aby obie pary skrzypiec przecinały się ze sobą. Uzyskanie takiego
efektu w świecie rzeczywistym nie jest proste. Każda próba skrzyżowania dwojga
prawdziwych skrzypiec pociągnie za sobą zniszczenie obu instrumentów, a ręczne
narysowanie tej sytuacji wymagałoby ogromnej wyobrazni przestrzennej.
Dla komputera policzenie linii przecięcia nawet bardzo złożonych obiektów
nie jest żadnym problemem, ponieważ w specjalnym buforze pamięciowym (tzw.
Z-buffer, bufor współrzędnej zetowej) przechowuje on informacje o rozmiesz-
czeniu przedmiotów w wyświetlanej scenie. Przestrzenne zależności pozwalają
określić widzialne części obrazu, gdyż zdarza się przecież, że obiekty pierwszo-
planowe przesłaniają te na drugim planie.
* * *
Grafika komputerowa to czysta synteza danych analizą zajmują się inne
dyscypliny, jak np. rozpoznawanie obrazów. Tak więc scena na ekranie monitora
nie musi mieć jakiegokolwiek odniesienia do rzeczywistości; istnieje tylko w pa-
mięci maszyny. Dla niej zaś jest to po prostu zbiór danych, reprezentujący na po-
czątku punkty o różnej gradacji szarości, a odkąd pojawiły się monitory kolorowe
punkty o rozmaitej intensywności trzech podstawowych kolorów: czerwonego,
niebieskiego i zielonego.
Liczba kolorów w 8-bitowych komputerach była ograniczona do 256. Na
składnik czerwony i zielony przeznaczano po trzy bity, na niebieski dwa bity,
bo psychofizjolodzy uznali go za najmniej istotny. Dawało to 8 (dwa do trzeciej
potęgi) odcieni czerwonego i zielonego oraz 4 odcienie niebieskiego. Kombinując
odcienie, uzyskiwało się 8 x 8 x 4, czyli dokładnie 256 kolorów.
Grafika pożera pamięć łyżkami, więc dopiero kolejne generacje komputerów,
które miały jej więcej, pozwoliły poszerzyć gamę kolorystyczną. We współcze-
snych 32-bitowych stacjach graficznych każda podstawowa barwa ma do dyspo-
zycji 8 bitów, a pozostałe 8 wykorzystuje się na zapamiętanie współczynnika prze-
zroczystości punktu (tzw. alphablending). W sumie daje to ponad 16 milionów ko-
lorów, dużo więcej, niż przeciętny człowiek potrafi rozróżnić które w dodatku
dzięki alphablendingowi można mieszać z tłem.
Do przeszłości należą utyskiwania na nienaturalność barw grafiki komputero-
wej. Oferuje ona obecnie każdy widzialny kolor i odcień. Paradoksalnie, czasami
się z nich rezygnuje, na przykład wówczas, kiedy klienci życzą sobie, by reklama
66
telewizyjna odznaczała się właśnie komputerowym stylem z lekko fosfory-
zującymi barwami i wirującymi odblaskowymi powierzchniami.
To jest nierealne
Indy sprzedawał się wyśmienicie. Była to najdłuższa z produkowanych serii
w historii SGI po świecie rozeszło się ponad 100 tysięcy egzemplarzy tej ma-
szyny. Na tablicy ogłoszeniowej działu marketingu znowu pojawił się archiwal-
ny cytat. Thomas J. Watson, legendarny prezes IBM-u, optymistycznie stwierdził
przed laty: Myślę, że istnieje światowe zapotrzebowanie na mniej więcej pięć
komputerów . Jeszcze zanim wyjechałem na promocję Indy do Polski, na moim
biurku wylądowała propozycja skonstruowania maszyny następnej generacji.
Bogatsi o doświadczenia z dwu poprzednich projektów, wiedzieliśmy już (na-
reszcie!), co trzeba, żeby zrobić naprawdę wystrzałową stację graficzną. Przede
wszystkim powinna mieć trójwymiarową grafikę z prawdziwego zdarzenia: 32-bi-
towy podwójny bufor obrazowy (tzw. bufor ramki), 24-bitowy bufor głębi, szybkie
tekstury. Potrzebne jest wideo w czasie rzeczywistym: kompresja i dekompresja,
przyzwoita kamera. Dysk kompaktowy, jako podstawowy środek przenoszenia
danych, musi być integralną częścią systemu. Konieczna jest też współpraca z In-
ternetem: już trzy lata wcześniej było wiadomo, że Internet rozwinie się na tyle,
iż trzeba będzie usytuować to przyszłe urządzenie w środowisku sieciowym. I,
naturalnie, maszyna powinna być prosta w obsłudze i naprawie.
Gdy wstępna specyfikacja nowego komputera została przygotowana, zaprote-
stował szef grupy hardware owej: To jest absolutnie nierealne. Skomplikowane
maszyny są duże, ponieważ na te wszystkie bloki funkcjonalne potrzeba miejsca.
Jeśli nawet uda nam się upchnąć niezbędne układy w malutkie pudełko, to i tak nie
będzie ono działać. Natychmiast po włączeniu zrobi się korek, bo ogromna liczba
danych krążących między wewnętrznymi blokami zapcha szynę przesyłową .
[ Pobierz całość w formacie PDF ]