Теперь перейдем к рассмотрению понятия интерактивной компьютерной графики. Как уже было сказано в самом начале этого интерактивного учебного пособия, под компьютерной графикой понимают автоматизацию процессов подготовки, преобразования, хранения и воспроизведения графической информации с помощью компьютера. Под графической информацией понимаются модели объектов и их изображения.
Интерактивная компьютерная графика - это так же использование компьютеров для подготовки и воспроизведения изображений, но при этом пользователь имеет возможность оперативно вносить изменения в изображение непосредственно в процессе его воспроизведения, т.е. предполагается возможность работы с графикой в режиме диалога в реальном масштабе времени.
Интерактивная графика представляет собой важный раздел компьютерной графики, когда пользователь может динамически управлять содержимым изображения, его формой, размером и цветом на поверхности дисплея с помощью интерактивных устройств управления.
Программы моделирования позволяют довольно естественно представить некую реальность с помощью движущегося изображения и звука в сочетании с интерактивной способностью такой системы. Такие системы в начале своего существования были весьма сложны и дороги, поэтому использовались лишь для военных нужд.
С помощью такой системы танковые сражения, воздушные битвы проводились «всухую». Такое применение выгодно и в финансовом плане, если подумать об огромных затратах на один час реального (на природе) учения (материалы, персонал, боеприпасы, горючее и - не надо забывать о возмещении ущерба).
Система моделирования для использования в гражданских условиях возникла как «продукт отходов» (например, в компаниях гражданского воздушного сообщения). Здесь точно также можно проигрывать ситуации (происшествия, конъюнктуру), близкие к реальной жизни, находить ошибки и проводить тренировки.
Область, в которой возникает взаимодействие человека и компьютера и которая проявляется в создании виртуальной (кажущейся) реальности - называемая также CYBErSPACE (кибернетическое пространство) - расширяет и обогащает это новое направление применения мультимедиа. Этот виртуальный трехмерный изображаемый мир динамично реагирует на интерактивное общение с пользователем.
Такие виртуальные миры создаются, как правило, на базе компьютера и программ CAD (Computer Aided Design - проектирование с помощью компьютера). Используя специальные сооружения и соответствующее оборудование, зритель может передвигаться в таком пространстве.
Но эта идея совсем не нова. Уже в конце шестидесятых - начале семидесятых годов в Америке была создана интерактивная система, которая, например, регистрировала присутствие человека в помещении с помощью видеокамеры и датчиков перемещения, затем передавала данные в компьютер, который производил соответствующие эффекты.
После серьезных успехов в деле миниатюризации приборостроения были созданы комфортабельные условия для дальнейшего творчества. Специальный шлем, по размерам несколько больший, чем обычный шлем мотоциклиста, был оборудован двумя маленькими мониторами, расположенными прямо против глаз. Эти мониторы служат для пользователя «глазами в мир», предоставляя полный электронный обзор. Если пользователь поворачивает голову, изображение на мониторах также отслеживает смену направления взгляда без заметной задержки.
Перчатки с датчиком дополняют «вооружение» пользователя. Эти перчатки при помощи датчиков преобразуют движение руки или даже отдельных пальцев в электрические импульсы. Датчики регистрируют положение рук и направление их движения. Кабель из стекловолокна, проложенный между двух слоев ткани внутри перчаток, реагирует, даже если пошевелить пальцем. Комплексное движение передается некой виртуальной руке в компьютере, и там решается вопрос об ответных действиях и реакции. Дальнейшее развитие идея перчаток нашла в разработке полностью укомплектованного датчиками костюма.
В его конструкцию заложен тот же принцип преобразования движений тела в электрические сигналы. Главным образом поддержку этим разработкам оказывало американское космическое ведомство NASA, которое хотело с помощью этих конструкций управлять, например, роботами.
Таким образом, можно отметить, что в машинной графике существует два направления: режим пакетной обработки графики и интерактивная машинная графика.
При пакетной обработке графической информации система машинной графики обеспечивает выдачу графической информации на экран дисплея без участия пользователя. Эту выдачу обеспечивают графопостроитель, устройство микрофильмирования и другие устройства, которые позволяют получать графические документы.
Интерактивная машинная графика позволяет использовать средства вычислительной техники для организации оперативного, в основном диалогового взаимодействия пользователя с компьютером. В этой системе применяются графические дисплеи, оснащенные «мышью», световым пером, функциональной клавиатурой, кодирующим планшетом и другими устройствами обратной связи разработчика с компьютером, позволяющими ему в диалоге изменять графическое изображение, выводимое на экран дисплея.
Графическая система — это система программных и технических средств, автоматизирующая решение графических и геометрических задач. Графические системы делятся на системы общего назначения и специализированные графические системы.
В графических системах общего назначения реализуются процедуры обработки графической информации различного типа: для машиностроения, архитектуры, разработки РЭС. Пользователь этих систем — прикладной программист. К таким системам относятся ГРАФОР (графическое расширение Фортрана), базовые графические системы (например, GKS).
Специализированные графические системы предназначены для реализации процессов обработки графической информации о некоторой специальной области. Существуют отличия систем в зависимости от области применения программ: в САПР РЭС — графические зависимости, характеристики, схемы, конструкции; в САПР СБИС — плоские изображения; в САПР авиа- и судостроения — объемные аналитические поверхности. Пользователь специализированных графических систем — непосредственный разработчик устройств, изделий, аппаратуры.