Это база: Зачем нужна математика в повседневной жизни

А предназначалась она для работы с более общей проблемой, не имеющей отношения к «железу»: с геометрией в трехмерном пространстве. С сегодняшней точки зрения потенциальная связь этой области с компьютерной графикой очевидна. Но она была похожа не на геометрию, а скорее на алгебру. Если, конечно, не считать, что она нарушает одно из базовых алгебраических правил. Придумал ее ирландский математический гений сэр Уильям Роуэн Гамильтон, который назвал свое изобретение кватернионами. По иронии судьбы кватернионы оказались не совсем тем, что он искал, и это было не случайно.

Того, что он искал, попросту не существовало.

* * *

Сегодня на нашей планете компьютеров больше, чем людей. Как известно, представителей рода человеческого насчитывается 7,6 млрд. А одних только ноутбуков на Земле больше 2 млрд, а еще существует почти 9 млрд смартфонов и планшетов, причем те и другие часто обладают большей вычислительной мощностью, чем лучший суперкомпьютер, который можно было купить в 1980 году{52}. А если учесть еще крохотные компьютеры, которые производители массово втискивают в посудомоечные машины, в тостеры, холодильники, стиральные машины и дверцы для кошки, то количество компьютеров превысит численность людей вчетверо.

Сейчас трудно представить, что так было не всегда. Инновационные изменения носят взрывной характер. Первые домашние компьютеры – Apple II, TRS-80, Commodore PET – появились на потребительском рынке в 1977 году, то есть больше 40 лет назад. Почти с самого начала одной из главных сфер применения домашних компьютеров стали игры. Графика была примитивной, игры очень простыми.

По мере того как компьютеры становились все быстрее, память росла, а цены падали, качество картинок росло, и компьютерная графика начала завоевывать киноиндустрию. Первым полнометражным анимационным фильмом, целиком сделанным на компьютере, стала «История игрушек» в 1995 году, хотя более короткие ролики начали появляться десятилетием раньше. К сегодняшнему дню спецэффекты стали сверхреалистичными и используются так широко, что мы едва их замечаем. Когда Питер Джексон снимал трилогию «Властелин колец», он не беспокоился об освещении вообще: с ним разбирались после, при последующей компьютерной обработке.

Мы настолько привыкли к высококачественной, быстро движущейся графике, что редко задумываемся, откуда это все взялось. Когда появилась первая видеоигра? За 30 лет до того, как мир увидел первые домашние компьютеры. В 1947 году пионеры телевидения Томас Голдсмит – младший и Эстл Рэй Манн оформили патент на «развлекательное устройство на основе катодно-лучевой трубки». Катодно-лучевая трубка – это короткая толстая стеклянная бутылка с широким, слегка выпуклым основанием – экраном – и узкой горловиной. Устройство в горловине бомбардирует экран потоком электронов, а электромагниты изменяют направление этого потока так, что он делает на экране последовательные горизонтальные проходы, подобно движению человеческого глаза при чтении текста. Электронный луч, попадая на переднюю часть трубки, вызывает свечение специального покрытия и создает яркую точку. В большинстве телевизоров для создания изображения использовались именно катодно-лучевые трубки (еще их называют электронно-лучевыми), пока в 1997 году на рынке не появились телевизоры с плоским экраном. Игра Голдсмита и Манна родилась под впечатлением от радарных дисплеев Второй мировой войны. Световая точка представляла летящую ракету, а игрок пытался заставить ее попасть в цель, которую рисовали на бумаге и прикрепляли к экрану.

К 1952 году большая вычислительная машина EDSAC одолела головокружительные высоты игры в крестики-нолики. Хитом у пользователей стала игра Pong – одна из первых диалоговых видеоигр компании Atari – упрощенная двумерная игра в настольный теннис с шариком, отскакивавшим от двух ракеток, каждой из которых управлял один игрок. По сегодняшним меркам графика там была очень примитивной – ракетки изображали два подвижных прямоугольника, а шарик – маленький квадратик. Действие в этой игре почти отсутствовало, но до появления более совершенных технологий она была заметным достижением.