В MIT компьютерная графика – это 3D алгоритмы, в некоторых учебниках – это сборник описаний популярных графических редакторов, в кино – спецэффекты, на телевидении – оформление экрана. Всё это – увлекательно и любопытно, но что же такое компьютерная графика?
В разное время мне доводилось работать и с анимацией, и с трёхмерной графикой, и с полиграфией, и с веб, и с видео, причём в весьма различных формах. Двадцать лет я так или иначе чем-то таким занимался и не жалею об этом. И все эти двадцать лет у меня из головы не выходила одна фраза научного руководителя лицея, где в середине 90-х я учился этой самой компьютерной графике:
Вы, конечно, можете освоить инструменты, вы будете владеть программами. Тогда вы будете среди тех немногих, кто это сейчас умеет, но скоро настоящие профессионалы освоят компьютерные технологии, и вам придется тяжело рядом с ними. Поэтому не забудьте получить настоящую профессию, а все эти фотошопы и 3DS – лишь ваши инструменты, ваше конкурентное преимущество сегодня.
Но было и ещё одно обстоятельство, о котором явно не говорили: в какой-то момент я понял, что компьютерная графика «по специальности» – это ещё и биология, физика, и даже химия. И, конечно, математика. В этом посте я расскажу о трехнедельном открытом онлайн-курсе по основам компьютерной графики, который начался совсем недавно – 9 марта, – и попробую объяснить, для кого он сделан, зачем, почему такой, и как знания компьютерной графики помогают в жизни.
Опыт преподавания
Проблема начинающих айтишников в том, что у них очень уж замечательная профессия. Это портит и развращает. Не нужно терпение, ведь результат получается быстро. В области компьютерной графики ситуация аналогична, поэтому там встречаются «эникейщики» – люди, которые хорошо умеют тыкать на кнопки в программах, но не понимают, что при этом происходит, и лучший ли путь они выбрали. До какого-то уровня это допустимо, но профессиональный потолок для таких специалистов очень низкий.
Моё преподавание компьютерной графики началось с семестрового вузовского курса на 50 студентов, с неторопливых и вдумчивых курсовых, и тут… применили «деструктивное сжатие» – курс стал 8 недель, письменный экзамен без всяких курсовых и под 200 человек на потоке. Самое время полностью переосмыслить курсы, которые я веду в институте. И здесь оказалось весьма кстати движение в сторону МООК-ов (массовых открытых онлайн-курсов, MOOC): очень хотелось изменить формат обучения, особенно на лекциях, и автоматизировать проверку работ, желательно не в ущерб их глубине.
Действительно, обычные лекции выглядят несколько странно в потоковой аудитории. Помните, как пытались разглядеть формулу на доске с задних рядов? А вот её уже и стерли. Видеолекции принесли комфорт и наглядность. С практическими задачами все не так однозначно, но тоже неплохо. Массовые онлайн-курсы – ещё одна небольшая революция на нашем веку, которая существенно изменяет часть нашей жизни – то, как мы получаем знания. Не только в школе или вузе, но и в течение всей жизни.
Содержание курса
Основная задача вводного онлайн-курса – не столько изучить что-то новое, сколько собрать целостную картину из тех знаний, которые у всех уже есть, и в этой картине увидеть те подробности, которые раньше могли оставаться незамеченными. Поэтому те, кто уже пользуется инструментами компьютерной графики, смогут освежить в памяти самые основы, порой даже из школьной программы. Кто же совсем не сталкивался с этой областью, смогут получить хорошие фундаментальные знания, чтобы продолжить изучение отдельных инструментов и программ, применяющихся на практике.
Первая неделя посвящена вовсе не компьютерной и вовсе не графике. А физике и биологии, и немного про то, как это переносится в компьютерные цветовые модели.
Вторая неделя рассказывает уже про основы графики, применительно к компьютерам. Это будет наиболее полезно тем, кто ничем таким раньше не занимался и не интересовался. Тогда же будет работа с растровой, векторной графикой и с видео «вручную». То есть, совсем вручную – обработаем фотографии и видео из командной строки, нарисуем что-нибудь векторное в текстовом редакторе. И, поверьте, это бывает нужно по жизни. У вас появляется свобода выбора инструментов, ведь не всё удобно делать, например, в фотошопе. И не всегда уместно.
Третья неделя будет посвящена сжатию изображений. Здесь те, кто изучал кодирование и цифровую обработку сигналов, увидят знакомые темы, но без сложной математики. Основная задача – понять, как это работает.
Курс не подразумевает погружения в математику и программирование. Хорошо, если вы знакомы со школьным курсом математики и информатики, а также понимаете, что бывает двоичная и шестнадцатеричная система исчисления.
Углубленный онлайн-курс
Упоминавшийся выше 8-недельный курс компьютерной графики я веду в бакалавриате МИЭМ НИУ ВШЭ каждый сентябрь и октябрь. Поэтому в сентябре вводный онлайн-курс будет запущен снова, и на нем одновременно будут обучаться студенты МИЭМа и все желающие.
Сразу за ним, в октябре 2015, последует углубленный 4-х недельный онлайн-курс, который ещё находится в разработке, – по конкретным применениям компьютерной графики. К сожалению, в нём не получится рассмотреть все возможные приложения, но в некоторые углубиться успеем. Например, будет раздел про видео, возможно войдёт трехмерная графика и полиграфия. Не войдёт «научная» компьютерная графика – это совсем отдельный мир, достойный самостоятельного курса.
Начнётся второй курс с обзора железа, причём, от раритетов до наших дней. Зачем? Вот простой вопрос: почему телевизор показывает пикселями, изображение передается макроблоками, а кодирование видео для передачи измеряют строками и полукадрами (полями)? Это сложно понять тому, кто знает только плоские ЖК-дисплеи с цифровой картинкой. Оказывается, телевидение отродясь имело больше общего с печатной машинкой, чем с современными форматами и железом. И понимание того, как что работает, помогает правильно выбирать параметры кодирования видео.
TL;DR
- Три недели, начиная с 9 марта 2015, пройдёт онлайн-курс по компьютерной графике, где можно будет сначала вспомнить школьные физику и биологию, потом преодолеть цветовые пространства, изучить разные виды графики и основные понятия в ней, освоить работу с консольным и редакторами видео и графики, потренироваться с векторной графикой и анимацией в SVG. В завершение познакомиться со сжатием изображений. Более близкие знакомства – во второй части курса.
- Четвертая неделя будет для того, чтобы пройти тесты и доделать задания с предыдущих недель.
- Этот курс вряд ли будет интересен тем, кто ожидает погружения в математику и программирование. Он для тех, кто хотел понять компьютерную графику, но боялся преподавателей, которые начинают сыпать математическими формулами и заставляют сразу что-то программировать.
- В курсе не будет рассказываться про Photoshop, Corel Draw и другие популярные редакторы. Для этого есть другие прикладные курсы, и их легко найти в интернете. Будет немного практики в консольных редакторах, этот навык бывает полезен. Например, если вам нужно автоматически обрабатывать картинки или видео на своем сайте.
- 1 сентября этот онлайн-курс будет запущен еще раз, на нем будут обучаться студенты МИЭМ НИУ ВШЭ, сразу за ним будет запущен углубленный онлайн-курс, продолжающий этот.
Вопросы в заключение
- Почему небо синее? Впрочем, это видно из картинки вверху поста.
- Прозрачен ли забор?
- Как мы видим? А как воспринимаем увиденное?
- Где начало цветового круга, и как его поделить?
- Чем отличаются палитры фотографов, печатников и художников?
- Какое самое распространенное цветовое пространство?
- Чем отличаются «точки на дюйм» у принтеров, сканеров и мониторов?
- Какая бывает избыточность в изображениях?
Текст подготовлен Денисом Королевым, преподавателем онлайн-курса «Компьютерная графика: основы».
Автор: vyahhi
