3D`nin Tarihçesi

CGI (computer generated imagery) : Bilgisayarla hazırlanmış resimler

CG Tarihine baktığımızda 1950`li yıllarda bilgisayarların güçlenmesi ile ortaya çıkan bu terimin başlarda uçak endüstrisinde kullanıldığını görüyoruz. 1951 de uçuş simulasyonu için kullanılan ilk yazılım, sadece bir osiloskop ekranında yazılar ve grafikler gösteriyordu ama bunun gerçek zamanlı ilk yazılım olduğu söylenebilir. ( Airplane Stability and Control Analyzer ) Daha sonra askeri havacılıkta kullanılmak üzere geliştirilen sistemler bugünkü grafik sistemlerinin ilk atalarını oluşturmuştur.

Bu gelişme aşamalarında en çok göze çarpan kurumlardan biri Massachusetts Teknoloji Enstitüsüdür (Massachusetts Institute of Technology, MIT).
1960`da bu üniversitede John McCarthy yeni bir programlama dili geliştirdi. Lisp (List Processing) isimli bu dil farklı çeşitleri ile hala kullanılmaktadır.
1960 ta Boeing uçak firmasında çalışan William Fetter ilk defa Bilgisayar Grafiği ( Computer Graphics ) terimini ünvan olarak kullanmıştır ve uçak firmasında yaptığı iş de tam olarak buydu. Fetter ergonomi üzerine tasarımlar yapıyordu ve o dönemde çizdiği insan figürü firmanın sembolü olmuştu.

ilk CG filmi

John Whitney , bilgisayar grafiğinden bahsedilirken hatırlanması gereken bir isim, 1950 li yıllarda Whitney üzerinde çalıştığı bir proje için eski bir uçaksavar satın alarak bunu modifiye etmiş ve üzerine bir kamera yerleştirerek bununla farklı görüntüler elde etme yoluna gitmiştir. onun bu çalışması birçok film kuruluşu ile işbirliği yapmasını sağlamıştır. 1960`ta Motion Graphics firmasını kurduktan sonra Alfred Hitchcock`un Vertigo isimli filminin açılışında bu analog cihazı kullanmıştır. Kurduğu firma filmlerin giriş bölümünde ve reklam sektöründe hizmet vermekteydi. 1960 lı yıllarda IBM firmasından destek aldı ve bu dönemde IBM programcıları ile grafik araçlarının güçlendirilmesi için bir yazılım dili üzerinde çalıştı. daha sonra MIT için gelişmiş görsel eğitim konusunda görev yaptı. ve UCLA fakültesinde birçok öğrenciye animasyon konusunda ders verdi. Onun Digital Harmony isimli filmi 1984 Siggraph gösterimine dahil edildi. onun temel felsefesi şuydu "Bu ahenk sadece müzikte değil görsellikte ve hayatta da bulunur." Whitney 1995 te öldü.

İlk 3d Yazılımı
Ivan Sutherland, grafik kullanıcı arabirimi ve etkileşimli bilgisayar grafiği konusunda "büyükbaba" olarak kabul edilebilir. 1963 te yazdığı Sketchpad isimli program kullanılarak etkileşimli çizim yapılabiliyordu ve onun bu çalışması grafik ortamını askeri boyuttan kurtarıp mühendislik ve dizayn boyutuna taşıdı. Bu yazılım 2000:1 boyunda çizim alanı sunmaktaydı. Objeleri hafızada depolama, zoom, ve esnek bant çizimi gibi özellikleri bulunmaktaydı, köşeleri ve eklemleri mükemmel çizebiliyordu. Bu terim o dönemde kullanılmıyor olsa da bu ilk Grafik arabirim sayılabilirdi.

1964 Sketchpad ile çizilmiş araba

Sutherland Sketchpad ile çizim yaparken

İlk Oyun

1961 de MIT`de genç bir programcı olan Steve Russell ilk bilgisayar oyununu yapan takıma öncülük ediyordu. oyunu yazmaları 200 saat kadar sürdü. Oyuna Spacewar adını verdiler. kullandıkları PDP-1 isimli bilgisayarın işletim sistemi aynı anda birden fazla kişinin bilgisayarı kullanmasına olanak veriyordu ve bu spacewar oynamak için mükemmeldi. oyunda iki uçak birbirine ateş ederken aynı zamanda güneşin çekim gücüne de karşı koyması gerekiyordu. Russel daha sonra Stanford Universitesine transfer edildi. Burada mühendislik öğrencisi Nolan Bushnell`e bu programı anlattı. Nolan buradan yola çıkarak ilk jetonlu bilgisayarı yaptı ve bu Atari Computers firmasının başlangıcı oldu.

1960`larda DEC firması fiyat performans açısından IBM in 18-bit makinasından daha aşağısını hedefliyordu. 1964 `te DPD-8 isimli 12-bit kelime işlemciyi tanıttılar. bu nispeten daha küçüktü ve 16000 $ a satıldı. böylece son kullanıcılar için büyük bilgisayarlara göre iyi bir alternatif olmuştu. yeni yazılım ve donanım deneyimi ile birçok küçük grafik laboratuvarı bu bilgisayarı alabilecekti. şüphesiz PDP serisindeki en önemli bilgisayar PDP-11 olmuştu, 16 bit işlemci ve ASCII sistemi ile hala kullanımda olan standartlar getirmiştir. Birçok işletim sistemini destekliyor olsa da en önemlisi Bell Laboratuvarının yeni UNIX sistemi eğitim kurumları için üretilmişti. 1976 `da DEC tamamen 32 bit platforma geçmeye karar verdi.

İlk Cad Yazılımı 

1959 başlarında General Motors ve IBM birlikte bilgisayar destekli bir dizayn ortamı oluşturmak üzere çalışmaya başladı. Orjinal adı "Digital Design" olan bu çalışmanın adı daha sonra DAC olarak değiştirildi ( Design Augmented by Computer) , Bunun tarihteki ilk CAD sistemi olduğu söylenebilir. Bu sistemle geometrik cisimlerin değiştirilmesi , döndürme ve zoom, görünüm dışı bırakma(Clipping) gibi özellikleri vardı. bu program ışıklı kalemle kullanılıyordu. DAC görsel konsolu IBM 7094 bilgisayarına bağlıydı. Aynı dönemde farklı firmaların grafik cihazları üzerine yenilikleri olmuştur. örneğin Adage isimli sistem tamamen Cad üzerine kurulu bir sistemdi ve diğerlerine göre daha hızlı işlem yapabiliyordu.
CAD= Computer-Aided Design ; Bilgisayar Destekli Tasarım

Buraya kadar saydıklarımız ; Bilgisayar Grafiği ve 3D için başlangıç noktası sayılabilir. Askeri takip, Uçak sanayii, Film, Otomotiv, Oyun, Mimari, Mühendislik... şimdi de bu dönemde önemli rol oynayan kurumlara kısaca bakalım:

Cornell Universitesi (New York)
Bu üniversitedeki Grafik programını yürüten Donald P. Greenberg ekibi ile birlikte bugün bile hala kullanılmakta olan birçok tekniğin temellerini atmıştır. Kurulan labaratuvarın esas amacı gerçekçi ışık hesaplamaları ile gerçek dünya ölçütlerinde görüntüler elde etmekti. ünlü Lightscape render sistemi de Cornell araştırmalarının bir sonucudur. Greenberg 1987`de ACM-SIGGRAPH tarafından bilgisayar grafiklerine yaptığı destekten ötürü ödüllendirildi.

1971 Cornell Universitesi
(çizim:Donald Greenberg ve öğrencileri)

NYIT ( New York Institute of Technology )

Alex Schure, bilgisayar kullanarak uzun metrajlı bir animasyon filmi yapmak istiyordu. 1974 te bir laboratuvar kurarak çalışmaya başladı. en iyi bilgisayarları ve özel efekt cihazlarını satın aldı. Bu konuda en yetenekli kişileri topladı , birçok uzmanla büyüyen ekip sayesinde o dönemde birçok yazılım ve teknoloji konusunda öncülük ettiler. Bu ekip fractals, morphing, image compositing, texture mapping Mip-Map yaklaşımı gibi birçok önemli tekniği buldu. Bu ekipteki Ed Catmull ve Lance Williams 1993 ve 2001 yılında (ACM-SIGGRAPH Coons) yaşam boyu destek ödülü aldı. Williams 2002 de animasyon dalında Akademi ödülü aldı. Garland Stern 2001 de " Cel Paint" sistemi sayesinde akademi ödülü aldı. Alvy Ray Smith 1997 de Paint sistemi sayesinde Akademi ödülü aldı. Ayrıca o dönemde Terminator ve The Abyss gibi filmlerde kullanılan "reflection mapping" tekinği de bu ekipteki bazı elemanlar tarafından geliştirilmiştir.

UNC (University of North Carolina)
1980 de bu fakültede, Grafik analiz merkezinde, 3d grafik için bilgisayar mimarisini araştırmaya başladılar. Henry Fuchs ,Pixel-Planes isimli bir projeye başladı. Burada geliştirilen yapı ile bugünkü tıbbi sistemleri destekleyecek ultrason ve laparoskopik ameliyat sistemlerinin temelleri atıldı. Fuchs 1992`de (ACM/Siggraph) bilgisayar grafik alanında başarı ödülü aldı.

Cal Tech (Computer Science Department)
1976 Robert Cannon tarafından kurulmuştur. beraberindeki gurup tarafından fiziksel cisimlerin hesaplanmasında matematiksel yaklaşım temelleri atılmıştır. David Immel ve Jim Kajiya tarafından geliştirilen render formülü bugün gerçekçi render almakta kullanılan birçok yazılıma ışık tutmaktadır. Kajiya ayrıca anisotropic yansıma ile ilgilenmiştir. bunlar kumaş, saç ve kürk gibi cisimlerin yaptığı yansımalardır. bu gibi konularda matematiksel yaklaşımlar geliştirmişlerdir.

Kaynaklar:
http://design.osu.edu/carlson/history/lessons.html
http://hem.passagen.se/des/hocg/hocg_1960.htm
http://mag.awn.com/index.php?ltype=search&sval=digital%20harmony&article_no=719
http://design.osu.edu/carlson/history/html-files/cornell-awb.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Rendering_equation
http://www.siggraph.org