Наглядность

Компьютер — это устройство для обработки данных, а термин «данные» (информация), казалось бы, означает числа, а не рисунки. Однако рисунки — это в сущности другой способ описать реальные события — факты.

Кроме того, рисунки можно закодировать числами, а затем обработать с помощью компьютера. Графические изображения, созданные компьютером, будем далее называть для краткости компьютерной графикой. Значение этого (когда-то побочного) способа использования компьютеров чрезвычайно возросло в последнее время.

Конечно же, вначале никто не думал развивать компьютерную графику как искусство; она возникла в результате чисто практических научных, технологических и коммерческих исследований. Понимание того, что рисунки значительно удобнее для восприятия, чем длинные перечни чисел, привело к тому, что во всех этих областях числа постепенно вытеснялись гистограммами, криволинейными графиками и т. п.

Этот процесс и привел к появлению и развитию компьютерной графики. Первым, но совершенно неподходящим средством получения компьютерной графики был принтер, который тем не менее доказал эффективность использования наглядных изображений столь убедительно, что механические рисующие приборы, названные графопостроителями, появились как нечто само собой разумеющееся. В графопостроителях используется принцип пера с сервоконтролем (следящим контролем), рисующего на плоской или цилиндрической поверхности. Они позволяют получать с помощью машины чертежи, точность которых вполне достаточна для целей, скажем архитектуры, картографии и т. п. Но следует отметить и один недостаток — крайне медленную работу механических систем по сравнению со скоростью электронных процессов в компьютере. Так, для того чтобы изобразить конфигурации, рассчитанные компьютером за доли секунды, требуются минуты, а иногда даже часы.

Первый серьезный прорыв в компьютерной графике связан с созданием электронного графопостроителя — дисплея, на котором визуальная информация возникает тем же способом и с той же скоростью, что и в электроннолучевой трубке телевизора. Появилось, таким образом, средство построения графических изображений, достаточно быстрое, чтобы поспевать за компьютером. Кроме того, появилась возможность создавать движущиеся и даже взаимодействующие изображения.

Новые способы обработки изображений были развиты на основе более старых методов анализа рисунков и распознавания образов, основой которых в свою очередь послужили методы, используемые в фотографии. Эти способы позволяют значительно легче оценивать образы, возникающие в различных областях науки, технологии и медицины, а в некоторых случаях такая возможность появляется только благодаря им.

Некоторые математики и программисты использовали эстетические возможности графических систем с начала 60-х годов. Большинство из них старались не употреблять слово «искусство» в отношении своих работ, уходя тем самым от конфликта с деятелями искусства. Лишь некоторые решались мужественно противостоять критикам, считая компьютеры новым средством получения произведений изобразительного искусства. Свой метод они назвали «компьютерное искусство», что вызвало множество ожесточенных дискуссий о возможности создания (хотя бы в принципе) произведений искусства с помощью машины. При этом приводилась масса теоретических аргументов против этой идеи. К счастью, эти дискуссии мало влияли на представителей нового направления, и они продолжали свою работу, не обращая внимания на теоретические возражения. И на сегодня уже собрана впечатляющая коллекция компьютерной графики, отражающая технический прогресс — от простого графопостроителя до графических дисплеев с высокой разрешающей способностью.

РИСУНОК КАК СРЕДСТВО ВЫРАЖЕНИЯ

Некоторые специалисты сомневаются в том, что возможен перевод с языка слов на язык рисунков, считая, что качество визуальной информации ниже чем качество словесной. Эта позиция нелогична, напротив, пословица: «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать» подкреплена аргументами из области психологии восприятия.

Визуальные системы могут не только оперировать с информационным потоком приблизительно в 10 раз более интенсивным, чем все остальные сенсорные системы вместе взятые, но и обрабатывать информацию, которая имеет двумерную и даже (в известной степени) трехмерную структуру. Замена слов рисунками — это переход не только к новой системе кодирования информации, но и к новым методам описания окружающего нас мира.

Используя как средство общения язык, т. е. линейными упорядоченные по времени в виде ряда структуры, мы автоматически отдаем предпочтение принципам линейного упорядочивания. Примерами могут служить понятия причинности или исторического процесса. В то же время язык изображений позволяет наблюдать и другие очень важные виды взаимосвязи явлений, например петлевидные процессы, взаимодействия, сети коммуникаций и т. п. Весьма вероятно, что наша неспособность мыслить категориями сетей в немалой степени связана с тем, что мы привязаны к описательной системе языка слов.

Эти рассуждения показывают, что утверждения многих противников использования изобразительных средств совсем не обязаны быть справедливыми. Но если они считают, что рисунки оставляют гораздо меньше места для фантазии, чем написанный текст, то их можно опровергнуть. Даже комиксы требуют творческого доосмысления читателями (это следует из того факта, что некоторые родители не понимают их;). Рисунки действительно фиксируют один из видов информации более жестко, чем слова, но оставляют достаточно пробелов, которые должен заполнить сам зритель. В комиксах, например, логика сюжета, социальные отношения действующих лиц, эмоциональный фон — все это восполняется фантазией зрителя. То же самое справедливо и в отношении других изобразительных средств: фильмов, телевизора, видео и др.

К сожалению, в дискуссиях, касающихся новых компьютерных рисунков, слишком заметное место заняли банальные коммерческие интересы. Основная же проблема, более важная сегодня, чем когда-либо раньше, не упоминалась в этих дискуссиях, а именно, как придать доступную для понимания форму всем сложным взаимосвязям нашего современного мира, как сделать их описание понятным и одновременно исчерпывающим. Чем сложнее ситуация, тем более подходящим становится наглядное изображение.

Одна из основных возможностей для использования компьютерной графики, и, в частности, взаимодействующих изображений открывается в науке и образовании. Оказывается, что изображения, созданные компьютером, позволяют дать самое удивительное и одновременно самое полное из всех известных описание огромного множества математических формул. При этом еще раз подтверждается идея, что кодирование информации в двумерной и (в некотором смысле) трехмерной формах позволяет увидеть взаимосвязи, которые даже представить себе было невозможно, глядя на отдельные формулы. Помимо этого компьютер дает возможность экспериментировать; математик может, например, исследовать влияние параметра на решение задачи, контролировать результаты преобразований или находить предельные значения бесконечных итерационных процессов; физик, скажем, может исследовать, как влияют граничные условия на решение различных физических задач, а химик — проанализировать пространственные структуры агрегатов молекул.