Пример создания проекта дома в ArchiCad - программе для 3D графики 3D технологией в наше время никого не удивишь. Трехмерная визуализация стала обычной нормой, используемой в архитектуре, строительстве, дизайне, проектировании. Эти технологии входят уже и в другие области, в которых раньше не использовались. Даже хирурги стали использовать их в своих операциях. Мы считаем, что появилось это совсем недавно. Да, в том виде, в каком мы представляем их сейчас, наверное, оно так и есть. Даже компьютеры появились не так давно, которые стали инструментом, создающим различные 3D модели.

Но, если задуматься? Когда вы в детстве уже знали само понятие 3D?

Помните, когда в школе вы начали изображать трехмерные модели на уроках черчения. Пусть это было на двухмерных листах бумаги и без использования компьютера. А изучать перспективу на уроках рисования, чтобы изобразить тот же трехмерный мир на этом же листочке. А помните, когда в школе начали изучать трехмерную систему координат на уроках математики? Всё это - основы, открытые в далеком прошлом, которые привели нас к 3D технологиям и мы пользуемся ими до сих пор. Мы восторгаемся произведениями 3D графики и визуализациями, которые не отличишь от фотографий, выполненных с 3D моделей различными специалистами в этой области. Порой нам кажется это очень сложным. Хотя для специалистов это совсем не сложно. Просто умения и знания специальных программ. Но мало кто задумывается о другом: Что в основе простого, казалось бы, 3D изображения, которое мы видим на экране монитора, лежит очень сложный математический аппарат, размещенный в ядре графической системы компьютера. Вспомните, какое изображение было на первых компьютерах и какие были первые 3D-модели, не говоря уже о программах, в которых они создавались и времени на их обработку.

Иван Сазерленд и Дэвид Эванс Математические модели, схемы и алгоритмы, позволяющие это сделать, были разработаны еще в 1960-х годах. Первые программы, с созданием ещё совсем несложных, трехмерных моделей были созданы в американском университете, в городе Юты. Одним из основателей стал аспирант этого университета Иван Сазерленд, написав первую программу для моделирования простейших объектов с названием Sketchpad. Защитив диссертацию на тему компьютерной графики, Сазерленд вместе с доктором Дэвидом Эвансом открыли первую кафедру компьютерной графики в этом же университете. Среди множества талантливых студентов этой кафедры можно назвать Эда Катмулла, являющегося президентом и техническим директором студии «Paxar». Он тогда первым смоделировал такой сложный объект, как кисть своей руки. В последующем эта студия стала первой, кто выпустил фильм, созданный в программах 3D графики и трехмерной анимации. Назывался он «История игрушек», вышедший в 1995 году и принесший студии небывалый успех и миллионы долларов. Это был первый полноценный полнометражный фильм, а с элементами компьютерной графики фильмы стали появляться гораздо раньше, ещё с 1975 года. В 1969 году два друга, начавшие это дело в Университете, открыли компанию по производству компьютерной графики с названием «Evans & Sutherland», в основном для рекламы и телевидения. Одним из примеров, стал вращающийся логотип фирмы IBM. (Источник: https://vuzlit.com/978412/teoreticheskie_aspekty_sozdaniya_modeley) Дальше уже все технически стало развиваться дальше, видеоадаптеры для обработки двухмерной графики сменились на 3D ускорители. Но все это развитие было невозможно без математических открытий, сделанных десятки и даже сотни лет назад. Без геометрии и функций нельзя задать расположение поверхности в пространстве, без описания этой поверхности невозможно создать эту поверхность в компьютерной графике. И сделали это ученые сотни лет назад, даже не догадываясь, к чему приведут их открытия.

Евклид, конечно, нам известен как основатель «Евклидовой геометрии».

Именно его учения стали систематизированной базой и основой теорем и аксиом в математике и геометрии, хотя и дорабатывались, в последствии, многими учеными.

Виет, который известен в большей степени как создатель нахождения корней квадратного уравнения.

Он положил начало символьному анализу в алгебре, в результате чего появились обозначения трех неизвестных х,у и z и коэффициенты а, b и c.

Декарт стал основоположником системы координат, которую назвали «Декартовой».

Его открытия стали основой понятия «функция» в математике, без которой не было бы современного программирования и многого другого. Причем нельзя забывать, что его учения, сделанные в период инквизиции, могли просто стоить ему жизни. (Источник: https://www.hse.ru/news/communication/150125816.html) Могли ли предвидеть Евклид, Виет и Декарт, к какому технологическому прорыву приведут их открытия и исследования. Об этом можно было только мечтать, как о фантастике.

С гордостью можно заметить, что русские ученые тоже не остались в стороне от зарождения 3D графики.

В начале 20 века русские ученые Борис Делоне и Георгий Вороной внесли незабываемый вклад в развитие трехмерного моделирования, который используется и сейчас. Б.Н.Делоне родился в семье профессора математики в Санкт-Петербурге в 1890 году. Ребенком был одаренным, и образование получил хорошее. Он рисовал, занимался музыкой, футболом, ставил физические опыты, наблюдал за звездным небом и увлекался астрономией. Кроме того ходил в школьные годы в планетарный кружок и занимался альпинизмом.

Б.Н.Делоне - крайний слева, его жена - крайняя справа. Изображение: «Квант» Математическое дарование у мальчика проявилось рано. В 12 с небольшим, он уже знал основы математического анализа и позже приступил к изучению алгебры. Отец - профессор брал мальчика с собой на международные конгрессы, где тот слушал лекции великих ученых. В это время в его жизни появился Георгий Вороной, который стал другом семьи, часто появлялся у них. Маленький Борис. Засыпая, часто слышал споры отца с именитым ученым. Г.Вороной был выдающимся математиком. Хотя напрямую взрослый ученый Г.Вороной и мальчик Б.Делоне общались мало их учения стали основой и применяются до сих пор в анализе данных при кластеризации объектов. Говоря другими словами, Именно Борис первым предложил метод триангуляции, который стал основой создания трехмерных объектов путем разбиения их на так называемые полигоны, который используется в 3D графике и сейчас. А Г.Вороной создал «диаграмму Вороного», которая тесно связана с методом, созданным Делоне. Таким образом, они внесли российские имена в историю развития трехмерной графики. (Источник: https://elementy.ru/nauchno-opulyarnaya_biblioteka/431055/Mnogogrannyy_Delone) Получается тому, что мы сейчас с легкостью можем создавать 3D модели на своих домашних компьютерах, используя программы трехмерного моделирования, делать красивые визуализации за несколько минут, предшествовала большая работа многих ученых еще сотни лет назад. И их открытия, возможно, приведут нас дальше ещё к чему-то большему, о чем мы сейчас не можем догадываться, как Евклид и Декарт когда-то.