コンピュータグラフィックス - ゲームディレクション 第 1 章 コンピュータグラフィックスの概要

序文

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第1章 コンピュータグラフィックスの概要

1. デザイン専攻はなぜコンピューター グラフィックスを学ぶ必要があるのですか?

現代のゲームはコンピューター グラフィックスの応用です。
現代の力はコンピュータグラフィックスの応用です。
コンピュータグラフィックスは物理学を応用したものです。
コンピュータ グラフィックスは生理学を応用したものです。
コンピュータグラフィックスは芸術の延長です。

コンピュータグラフィックスとコンピュータビジョンと他分野との関係

コンピュータグラフィックスの基礎的な独学システム

基本原則: GAMES101
開発リファレンス: openGL または DirectX チュートリアル
ハイエンドの研究:

2. コンピュータグラフィックスの識別と分析

3. コンピュータグラフィックスの発展の歴史（科学）

1951年：フェスティバル・オブ・ブリテンにニムロッドが展示される

英国フェスティバルは、第二次世界大戦の広範な惨禍を受けて、英国の芸術、技術、文化を全国で紹介することを目的として企画されました。お祭りの一環として、コンピューター会社フェランティはサウス ケンジントン (ロンドン) 映画祭イベントにショーケースを提供しました。英国在住のオーストラリア人従業員ジョン・ベネット氏は、NIM をプレイするためのマシンを構築することを提案しました。NIM は、プレーヤーが順番に山からマッチを取り出して、最後にマッチを取り除くことを目指す単純なゲームです。ゲームをプレイするための電気機械装置は、1939 年にニューヨークで開催された万国博覧会で展示されました。エンジニアのレイモンド・スチュアート・ウィリアムズはベネットの設計を実際のマシンに変え、1951 年 4 月 12 日のフェスティバルでデビューしました。フェランティは 1951 年後半にベルリン国際展示会にニムロッドを持ち込んだが、その後解体された。

1952: Alexander Douglas が EDSAC のために OxO を執筆

Alexander Douglas は、OXO として知られる最初のコンピューター ゲームの 1 つである Tic Tac Toe (イギリスでは「Naughtsand Crosses」として知られている) を設計したとき、ケンブリッジ大学の博士課程の学生でした。ケンブリッジの EDSAC コンピューターでプレイされる OXO では、プレーヤーは開始するかマシンに最初の動きをさせるかを選択できます。回転式電話のダイヤルを使用して手を入力すると、EDSAC は 35 x 15 ドットのブラウン管にゲーム ボードを表示します。ケンブリッジ以外で OXO をプレイしたことがある人はほとんどいません。

1957: SEAC で最初のコンピューター スキャン画像

画像の作成と処理のためのコンピューターの最も初期の応用の 1 つは、1957 年の標準東部自動コンピューター (SEAC) に関するラッセル カーシュの研究から始まりました。SEAC チームと協力して、カーシュ氏は幼い息子ウォルデンの画像をデジタル化できるドラム スキャナーを設計しました。画像は 5x5 cm の白黒写真で、最初にスキャンされてコンピューターに取り込まれました。2003 年、ライフ誌はこの写真を「世界を変えた 100 枚の写真」の 1 つとして挙げました。

1958年: ヒギンボサムがブルックヘブン国立研究所でテニス・フォー・ツーを開発

ニューヨーク州ロングアイランドにあるブルックヘブン国立研究所では、家族や地域住民を対象に毎年ビジターズ デーを開催しています。William Higinbotham は訪問者を楽しませる方法を探しており、オシロスコープ モニターに接続された研究室の Donner Model 30 アナログ コンピュータを使用してプレイできる簡単なビデオ ゲームを考案しました。David Porter との協力による Higinbotham の作品では、2 人のプレイヤーがオシロスコープの画面上で「テニス」のゲームをプレイできます。ボールは単純な物理構造を持ち、ボールと接触するたびに音も鳴ります。
Tennis-for-Two は、部品としてリサイクルされるまで 2 年間しか使用されませんでした。このことは、ヒギンボサムがビデオゲーム「ポン」の裁判で証言した後に初めて広く知られるようになった。

ビジュアルデータモデリングの2つの視点

(データ モデル) グリッド パイ VS フォーミュラ パイ

1962年:宇宙戦争! デビュー

MIT は 1961 年の秋に DEC PDP-1 コンピューターを受け取りました。いくつかのデモはありましたが、Steve "Frogger" Russell は、このゲームの方がより良いデモになっていただろうと感じました。Martin "Shag" Graetz と Wayne Wiitanen と一緒に、彼は EE "Doc" Smith の小説レンズマン シリーズに基づいた Spacewar と呼ばれる宇宙戦闘ゲームをデザインしました! 2 隻の船、1 隻は「Wedge」、もう 1 隻は「For the Needle」と呼ばれています星空を背景に飛び立ちます。Peter Samson は、正確な星空の背景を生成する「高価なプラネタリウム」と呼ばれるプログラムを提供しています。その後、ゲームは Digital Equipment Corporation のユーザー グループ DECUS を通じて配布され、技術コミュニティおよび大学コンピューティング コミュニティに広く配布されるようになります。

1963年：ベル研究所でBEFLIX開発

1960 年代初頭、ベル研究所はコンピューター アートとグラフィックスの研究の最前線にありました。研究者の Ken Knowlton は、研究室の IBM 7094 メインフレーム コンピューターを使用して、BEFLIX と呼ばれるコンピューター アニメーション用の特別な言語を開発しました。この言語により、ノウルトン氏とスタン ヴァンダービーク氏やリリアン シュワルツ氏などの共同研究者は、ストロンバーグ カールソン 4020 マイクロフィルム レコーダーでキャプチャできる 8 階調のグレーを使用して 252 × 184 ピクセルの画像とアニメーションを作成することができました。これらの映画の中には、1967 年のモントリオール万国博覧会で上映された『人間とその世界』など、画期的な作品とみなされるものもあります。

1959年：コンピュータ支援設計プログラムDAC-1がリリースされる

1959 年、ゼネラル モーターズ研究所は、自動車設計におけるコンピューターの使用を調査するための専門の研究グループを任命しました。1960 年に IBM がプロジェクトに参加し、DAC-1 と呼ばれる最初の市販のコンピューター支援設計プログラムを作成しました。このプロジェクトの結果、IBM 2250 ディスプレイ端末が誕生し、コンピュータのタイムシェアリングや 2 つ以上の端末での単一プロセッサの使用における多くの進歩がもたらされました。

1966年: ラルフ・ベアがブラウン・ボックスをデザイン

1966 年の夏、サンダース アソシエイツのテレビ エンジニアであるラルフ ベアは、テレビを使ってゲームをプレイする実験を始めました。ブラウン ボックスと呼ばれる彼の最初のデザインでは、ユーザーはコンピュータ、マイクロプロセッサ、ソフトウェアを必要とせずに、標準的なテレビでピンポン (アタリのポンを告げる) ゲームを含むさまざまなゲームをプレイできるようになりました。茶色の箱にはシューティングゲーム用のライトガンアクセサリーも入っています。

1969: SIGGRAPH 設立

1969 年に Andy Van Dam によって設立された Special Interest Group in Computer Graphics (SIGGRAPH) は、コンピューティング分野で最も影響力のあるグループの 1 つになりました。1974 年に始まった年次 SIGGRAPH カンファレンスにはグラフィックスの専門家が集まり、多くの企業や研究者が新しいバージョンや技術を発表するなど、最先端の技術について議論および発表するための重要な会合の場を提供してきました。年次カンファレンスには、世界中からコンピューター グラフィックスの専門家が集まり続けています。

1971年: コンピュータスペースがリリースされる

Steve Russell の Space Wars! やその他の初期の宇宙戦闘ゲームの成功により、Nolan Bushnell と Ted Dabney は最初の電子アーケード ゲームの 1 つである Computer Space をデザインしました。Computer Space は、マイクロプロセッサ、RAM、ROM を使用しないシンプルな技術設計ですが、複雑なゲームプレイを可能にします。非常に複雑なので、多くの人がこのゲームに伴う学習曲線の急峻さに気づいています。「Computer Space」はあまり売れませんでしたが、「ジョーズ」や「ソイレント・グリーン」などの映画で取り上げられました。

1972年: ポンがリリースされる

カリフォルニアの起業家ノーラン・ブッシュネルは、自動車運転ゲームのデザインのために若いエンジニアのアル・アルコーンを雇ったが、当時それは野心的すぎると思われたため、アルコーンにピンポンのバージョンのデザインを依頼した。このゲームはカリフォルニア州グラスバレーとサニーベールのバーでテストされ、非常に人気があることが判明しました。Pong はアーケード業界に革命をもたらし、ビデオ ゲームの現代時代の到来をもたらしました。

1974年：『ザ・ハンガー』デビュー

1950 年代からアニメーション界で国際的に活躍した映画製作者のピーター フォルダーズは、1969 年にカナダ国立研究評議会と協力し始めました。フォルダーズ氏はコンピューター科学者のネストル・バートニク氏と協力し、食料の不平等の概念をテーマにした10分間の映画を監督した。アニメーターが最も重要なフレームを作成し、アシスタントがギャップを埋めるというキーフレーム アニメーションのアニメーション概念を使用して、バートニクはコンピュータがギャップを埋めて画像が流れるように見せるプログラムを考案しました。一つからもう一つへ。ラ・ファイムは、1974 年のカンヌ国際映画祭の審査員特別賞やアカデミー賞のノミネートなど、多くの国際的な賞を受賞しました。

1977: スター・ウォーズ (デス・スターのブリーフィング)

はるか彼方の銀河系を舞台にしたスター・ウォーズは、昔ながらの SF ストーリーテリングと、Industrial Light & Magic による最先端の特殊効果を組み合わせています。効果の 1 つは、デス・スターのブリーフィングで、宇宙ステーションのワイヤーフレーム バージョンが上映されたことです。これは、主要な映画でワイヤーフレーム アニメーションが初めて使用されたものの 1 つです。

1972年：スーパーペイント完成

スーパーペイントはおそらく、フレーム バッファー (特殊な種類の高速メモリ) を使用した最初のデジタル コンピューター描画システムであり、現代のすべてのペイント プログラムの祖先です。最大 1,670 万色で複雑なアニメーションを作成でき、調整可能なブラシやビデオ倍率を備え、描画にはグラフィック タブレットを使用します。ゼロックス・パロアルト研究センター（PARC）のリチャード・シャウプらによって設計された。その設計者は、その発明により 1998 年にアカデミー技術賞を受賞しました。

1977: Atari が Video ComputerSystem ゲーム コンソールを発売

アタリはビデオ コンピュータ システム (vCS) をリリースし、後に Atari 2600 と改名しました。vcS は、広く成功した最初のビデオ ゲーム システムであり、1980 年代には 2,000 万台以上が販売されました。vcS は 8 ビット MOS6507 マイクロプロセッサを使用し、家庭用テレビに接続するように設計されています。アタリの最後の 8 ビット コンソールが 1990 年に登場するまでに、900 以上のゲームがリリースされました。

レイヤーはコンピュータグラフィックスの核となるオブジェクトです

1981: アーニー カッツ、ジョイス ウォーリー カッツ、ビル 1 カンクルが最初のビデオ ゲーム雑誌「エレクトロニック ゲーム」を創刊

1981 年、ジョイス ウォーリー カッツ、アーニー カッツ、ビル カンケルは、アメリカ初の電子ゲーム雑誌であるエレクトロニック ゲームを共同設立しました。当初は年次発行の予定でしたが、早期の成功により、創刊から 1 年以内に月刊発行となりました。1983 年のビデオ ゲームの大失敗により、Electronic Games は Computer Entertainment に社名を変更し、最終的に 1985 年 5 月号で廃刊となりました。

1982: ルーカスフィルムがスタートレック II: カーンの怒りのジェネシス エフェクトを制作

メイン映画『スタートレック: カーンの怒り』は、長編映画における最初の完全にコンピュータで生成された映画画像 (CGI) シーケンスの 1 つです。ジェネシス・エフェクトとして知られるこのシーケンスは、コンピューターで生成された「生命の輪」が惑星の表面を覆い、惑星内に大気と生命を生み出すという荒廃した惑星の再生を示している。

このシリーズはルーカスフィルムのコンピューター グラフィックス チームによって作成されました。彼らは、カリフォルニア工科大学にある NASA のジェット推進研究所向けにジム ブリンが作成した木星と土星のフライバイのシミュレーションに大きな影響を受けました。Alvy Ray Smith が監督する Lucasfilm チームは、2 台の Lucasfilm の DEC VAX コンピューター、2 台の lkona カラー フレーム バッファー、および Evans and Sutherland Picture System ベクトル ディスプレイを使用してエフェクトを作成しました。今ではコンピューター アニメーションと映画製作の古典とみなされているこのシーケンスは、1 分強続き、完了するまでに 2 人年かかりました。

1983: ルーカスフィルムが『ポイント・レイズへの道』を制作

コンピュータ グラフィックスの歴史の中で最も重要な静止画の 1 つである「The Road to Point Reyes」は、ルーカスフィルムの最も重要な初期プロジェクトの 1 つです。1983 年から、ロブ クックが画像を監督し、シーンを構想し、アルヴィー レイ スミス、ローレン カーペンター、トム ポーター、ビル リーブス、デビッド セイシンが影、隠れた表面ルーチン、フラクタルなどの要素に貢献しました。スミス氏が「シングルフレームムービー」と表現したこの画像は、レンダリングに1か月かかり、最終的にボストンのコンピューティング博物館に展示された。

1985: 任天堂が米国で NintendoEntertainment system (NES) を発売

米国のビデオゲーム市場は、パフォーマンスの低いゲームやゲーム機の供給過剰により、1983年以来低迷が続いている。同年、任天堂はファミコンゲームシステムを日本で発売した。NES が北米で発売されたときに Nintendo Entertainment System (NES) と改名され、NES はアメリカのゲーム業界の運命を好転させ始めました。このシステムは 18 種類のゲームを搭載して開始され、配管工マリオをビデオ ゲーム史上最も不朽のキャラクターの 1 つに変える大きな役割を果たしました。

1986: ピクサー設立

ピクサーは元々、ルーカスフィルムの特殊効果コンピューター グループ (1979 年設立) として知られていました。このグループは、『スタートレック: カーンの怒り』や『ヤング ホームズ』などの映画のコンピュータ アニメーション セグメントを作成しました。1986年、アップルコンピュータの共同創設者スティーブ・ジョブズはルーカスフィルム・グループを1000万ドルで買収し、社名をピクサーに変更した。次の 10 年間、ピクサーは大成功を収めた (そしてオスカーを受賞した) アニメーション映画を制作しました。2006年にディズニーが買収。

不気味の谷の先駆者 - ピクサー