UNIDAD 1. TEMA: INTRODUCCIÓN A LOS AMBIENTES DE GRAFICACIÓN.
La computación gráfica es el campo de la informática visual, donde se utilizan computadoras tanto para generar imágenes visuales sintéticamente como integrar o cambiar la información visual y espacial probada del mundo real.
Un gráfico es cuando existe algún trazo o marca que han sido hechos con intencionalidad. Lo gráfico, tiene por objeto representar (tomar el lugar de, o de presentar de nuevo) alguna cosa que no está.
Un gran avance en gráficos por ordenador iba a venir de un estudiante del MIT, Ivan Sutherland. En 1961 Sutherland creó un programa de dibujo informático llamado “Sketch pad”.
Con el uso de un lápiz óptico, Sketchpad permitía a uno dibujar formas simples en la pantalla del ordenador, salvarlos e incluso su posterior recuperarlos. El lápizóptico en sí tenía una pequeña célula fotoeléctrica en la punta. Esta célula emite un pulso electrónico cada vez que se colocaba adelante de la pantalla del ordenador.
1.1 APLICACIONES GRÁFICAS POR COMPUTADORA.
Se puede observar que la graficación por computadora o animación se puede aplicar en:
Visualización científica.
Diseño industrial.
Comunicación.
Análisis: topografía, espacio, movimiento actores, medicina, huellas digitales, matrículas, robótica, fotografía, posicionamiento automático, etc.
Síntesis: publicidad, cine, artes gráficas, ingeniería, investigación científica, interfaces de máquinas, entrenamiento de operadores (sistemas y vehículos).
Áreas de diseño para optimizar la geometría.
Visualización de micro-estructuras de moléculas complejas.
Diagnóstico médico apoyado fuertemente por las imágenes tridimensionales que representan el interior del cuerpo humano.
Los simuladores visuales avanzados crean los mundos virtuales del realismo imponente y son utilizados por la industria del entretenimiento.
En el área de educación, se presentan nuevos métodos de interacción basados en ambientes virtuales. Donde se están introduciendo los métodos multimedia e hipertexto para mejorar las actitudes hacia el aprendizaje de los alumnos de edades tempranas.
Cartografía. La Informática Gráfica se utiliza para producir representaciones fiables y esquemáticas de fenómenos naturales a partir de datos capturados con sensores. Como ejemplo podemos pensaren los mapas de relieve o de vegetación que se obtienen a partir de datos transmitidos por los satélites.
Medicina. La Informática Gráfica está jugando un papel cada vez más importante en campos como la diagnosis médica y cirugía. A través de imágenes el médico diagnostica enfermedades y el cirujano es capaz de realizar intervenciones quirúrgicas con menores riesgos.
Diseño Asistido por Ordenador. En CAD el usuario usa gráficos interactivos para diseñar componentes y sistemas de dispositivos mecánicos, eléctricos y de otros tipos.
Sistemas Multimedia. Como su propio nombre indica, la multimedia implica el uso de más de un medio de comunicación. Por supuesto uno de ellos es el medio visual y es aquí donde la Informática Gráfica juega un papel primordial.
Arte por Computadora. Los métodos de Informática Gráfica se utilizan de forma generalizada tanto en aplicaciones de bellas artes como en aplicaciones de arte comercial y publicidad. La mayoría de ilustraciones que encontramos en las revistas, caratulas de discos etc, se realizan con paquetes informáticos de Diseño Gráfico.
Entretenimiento. En la actualidad se utilizan comúnmente los métodos de Informática Gráfica en la producción de cine, videojuegos etc.
Generación de gráficos. Se utilizan para crear logos ampliables a voluntad así como en el diseño técnico con programas de tipo CAD (Computer Aided Design). Muy populares para generar escenas 3D.
1.2 DISPOSITIVOS DE HARDWARE Y SOFTWARE PARA EL DESPLIEGUE GRÁFICO.
Un sistema gráfico tradicional consta de cuatro componentes: procesador, unidad de procesamiento gráfico, dispositivos de entrada y dispositivos de salida. El procesador desempeña un papel central en cualquier sistema gráfico y cada uno de los demás componentes debe comunicarse en algún momento con otro, o conel procesador mediante un canal de datos.
Generalmente el dispositivo principal de salida de un sistema gráfico es un monitor de video. El tipo más común es un CRT y actualmente se incrementa el uso de los LCD.
La cantidad de memoria de vídeo requerida para almacenar una pantalla se determina multiplicando el número de pixeles horizontales, el número de pixeles verticales y el número de bytes usados para codificar un pixel. Memoria de video = Res. H x Res. V x Núm. de bytes por pixelCada pixel se codifica mediante un conjunto de bits de longitud determinada (la llamada profundidad de color ), por ejemplo, puede codificarse un pixel con un byte, u 8 bits, de manera que cada pixel admite 256 variantes (2 dígitos por bit, elevados a la octava potencia). En las imágenes de color verdadero se suelen usar tres bytes para definir un color, es decir, en total podemos representar un total de 2 elevado a 24, o sea 16,777,216 colores diferentes.
El usuario de un sistema gráfico se comunica con el programa por medio de ciertos dispositivos de entrada y obtiene los resultados en los dispositivos de salida.
Una representación gráfica consisten en un conjunto de pixeles que se obtiene a partir de una idea de más alto nivel; como puede ser la descripción de la gráfica en términos de líneas, arcos, colores etc. o incluso en términos de objetos tridimensionales, puntos de vista e iluminación.El como llegar de estas descripciones de alto nivel al conjunto de pixeles final es algo de lo que las diferentes partes del sistema se deberán encargar; por lo general el programador dispone de una serie de librerías de programación gráfica que le permiten escribir aplicaciones sin tener que llegar a conocer en detalle el hardware sobre el que se ejecutará su código, y sin tener que escribir desde el principio miles de procedimientos que, además, distan de ser triviales. Ejemplos de estas librerías podrían sonOpenGL de SGI y Direct3D de Microsoft.
Al momento de almacenar una imagen digital podemos elegir de entre varios formatos en que la información de tonos, brillos y contrastes va a ser recogida. Unos de ellos son comprimidos: algunos con pérdidas y otros sin ellas; otros en cambio no tienen compresión alguna. En algunos casos nos importará que ocupen poco espacio porque tengamos memoria limitada, o porque queramos que tarden poco en descargarse desde Internet. En otros casos, nos interesará tener la máxima calidad posible y poco importará el espacio que puedan ocupar.
Características de una imagen digital.
Dos son las características fundamentales que varían entre los diferentes formatos:• Profundidad de color: se trata del número máximo de colores diferentes que puede contener una imagen en un formato.• Compresión: si el almacenamiento de la información binaria es tal cual, o previo paso por una etapa de compactación de la información.
¿Compresión o no compresión?
Obviamente, las imágenes en formatos comprimidos de un tamaño y profundidad de color dados ocupan menos que las no comprimidas. Al mismo tiempo, sucede que al abrirlas y escribirlas tras haberlas modificado hay que descomprimirlas en el primer caso y comprimirlas en el otro. Sin embargo, estos procesos de compresión/descompresión no llevan apenas tiempo.Realmente, la pregunta no es tanto: ¿Compresión o No compresión? sino ¿Compresión con pérdidas o no?
¿Qué significa compresión con pérdidas?Se trata de un mecanismo de compactación de la información de las imágenes digitales en que se consiguen unos elevados ratios de compresión. Aunque conllevan una pérdida en la información y por tanto en la calidad de la imagen. En los formatos de compresión con pérdidas se aplican algoritmos que permiten decidir cual es la información menos relevante para el ojo humano y la desechan. A mayor cantidad desechada mayor compresión, menor espacio, pero también menor calidad.
Formatos de ficheros de imágenes digitales.
TIFF (Tagged Image File Format o formato de archivo de imágenes con etiquetas): es uno de los formatos de almacenamiento sin pérdidas que usan muchas cámaras digitales. También se usa en los programas de retoque de imágenes digitales. Es un formato de almacenamiento de la más alta calidad. Admite una profundidad de color de 64 bits, aunque gracias al uso de un algoritmo de compresión sin pérdidas consigue reducir su nivel de espacio.
RAW (en inglés significa crudo): se usa como alternativa a TIFF. Consiste en almacenar directamente la información que procede del sensor de la cámara digital. Si hubiera que convertirla a TIFF el proceso tendría una mayor demora y requeriría mayor espacio de almacenamiento. Los formatos RAW suelen ser distintos entre los fabricantes. Como inconveniente tiene que para poder trabajar con las imágenes en un PC o para imprimirlas hay que llevar a cabo su conversión a otro formato estándar, lo cual lleva un cierto tiempo. Sin embargo, el nivel de calidad que tienen las imágenes en RAW es semejante al de las imágenes TIFF.
JPEG (Joint Photographic Experts Group o Grupo de Expertos en un Conjunto de Fotografías): es uno de los formatos más populares, siendo uno de los más usados también en Internet. Permite almacenar y transmitir las imágenes ocupando muy poco espacio, aunque con pérdidas de calidad. Afortunadamente se puede decidir el nivel de pérdidas (y por tanto de calidad) que se desea tener. Aún con los niveles de calidad más altos en JPEG el ahorro de espacio es considerable frente a, por ejemplo, un fichero TIFF.
GIF (Graphics Interchange Format o Formato de intercambio de gráficos): es el otro gran conocido de los internautas. Utiliza un algoritmo de compresión sin pérdidas. Sin embargo, la calidad en las imágenes no llega a ser muy alta por su limitada profundidad de color (sólo 8 bits). Permite transparencias e imágenes rodantes (que reciben el nombre de GIF’s animados).
PNG (Portable Network Graphics o Gráficas Portables para Red): otro de los formatos de Internet, aunque no tan popular como los dos anteriores. Ha sido concebido como el sustituto de GIF, incrementando su profundidad de color (hasta los 48 bits) y usando un mecanismo de compresión sin pérdidas mejorado.
PSD (Extensión de los ficheros creado por Photoshop): se trata del formato nativo del conocido programa de retoque fotográfico Photoshop. Admite capas, texto y almacena el estado de edición / manipulación en que puede haber quedado una imagen. Permite almacenar las imágenes con la calidad más alta, aunque a costa del uso de un gran espacio en disco.
Estas son las principales características de los formatos mencionados:
¿Que es Fractal?
Un fractal es básicamente un figura geométrica Los fractales tienen una propiedad que les diferencia de las demás representaciones geométricas y es que son Autosemejantes, es decir que las figuras se repiten una y otra vez de una forma infinita. Otra propiedad es que los fractales tienen un numero infinito de vértices.Sin embargo, todos los fractales tienen algo en común, ya que todos ellos son el producto de la iteración, repetición, de un proceso geométrico elemental que da lugar a una estructura final de una complicación aparente extraordinaria. Es decir que cada porción del objeto tiene la información necesaria para reproducirlo todo, y la dimensión fractal no necesariamente entera.
¿Que es Geometria Fractal?
Geometría Fractal es geometría que no distingue entre conjunto matemático y objeto natural. Este nuevo paradigma engulle paradigmas anteriores proyectando un modelo que inagura una nueva zona o región de lo real.También es una de las cosas más vistosas de la matemática, generando figuras de una simetría compleja y desconcertante para el observador no experto.
CONCLUSION.
Como hemos visto la graficacion hecha por computadora es el arte o la ciencia de producir imágenes gráficas con la ayuda de la computadora.
La graficacion por computadora es el campo de de la informática visual, donde se utilizan computadoras tanto para generar imágenes visuales sistemáticamente como integrar o cambiar la información visual y espacial probada del mundo real.
La graficacion es el estudio para crear, manipular y utilizar contenido visual digitalmente. Aunque el termino se refiere a menudo a computación 3D también abarca la computación gráfica 2D.
Los gráficos por computadora los ofrecen como comprender y interpretar mejor ya sea datos es de gran importancia para el mundo laborar como en los negocios y a de mas actividades ya por medio de ellas podemos interpretar mejor
Entretenimiento. En la actualidad se utilizan comúnmente los métodos de Informática Gráfica en la producción de cine, videojuegos etc.
Generación de gráficos. Se utilizan para crear logos ampliables a voluntad así como en el diseño técnico con programas de tipo CAD (Computer Aided Design). Muy populares para generar escenas 3D.
1.2 DISPOSITIVOS DE HARDWARE Y SOFTWARE PARA EL DESPLIEGUE GRÁFICO.
Un sistema gráfico tradicional consta de cuatro componentes: procesador, unidad de procesamiento gráfico, dispositivos de entrada y dispositivos de salida. El procesador desempeña un papel central en cualquier sistema gráfico y cada uno de los demás componentes debe comunicarse en algún momento con otro, o conel procesador mediante un canal de datos.
Generalmente el dispositivo principal de salida de un sistema gráfico es un monitor de video. El tipo más común es un CRT y actualmente se incrementa el uso de los LCD.
La cantidad de memoria de vídeo requerida para almacenar una pantalla se determina multiplicando el número de pixeles horizontales, el número de pixeles verticales y el número de bytes usados para codificar un pixel. Memoria de video = Res. H x Res. V x Núm. de bytes por pixelCada pixel se codifica mediante un conjunto de bits de longitud determinada (la llamada profundidad de color ), por ejemplo, puede codificarse un pixel con un byte, u 8 bits, de manera que cada pixel admite 256 variantes (2 dígitos por bit, elevados a la octava potencia). En las imágenes de color verdadero se suelen usar tres bytes para definir un color, es decir, en total podemos representar un total de 2 elevado a 24, o sea 16,777,216 colores diferentes.
El usuario de un sistema gráfico se comunica con el programa por medio de ciertos dispositivos de entrada y obtiene los resultados en los dispositivos de salida.
El software gráfico.
Una representación gráfica consisten en un conjunto de pixeles que se obtiene a partir de una idea de más alto nivel; como puede ser la descripción de la gráfica en términos de líneas, arcos, colores etc. o incluso en términos de objetos tridimensionales, puntos de vista e iluminación.El como llegar de estas descripciones de alto nivel al conjunto de pixeles final es algo de lo que las diferentes partes del sistema se deberán encargar; por lo general el programador dispone de una serie de librerías de programación gráfica que le permiten escribir aplicaciones sin tener que llegar a conocer en detalle el hardware sobre el que se ejecutará su código, y sin tener que escribir desde el principio miles de procedimientos que, además, distan de ser triviales. Ejemplos de estas librerías podrían sonOpenGL de SGI y Direct3D de Microsoft.
1.3 FORMATOS GRÁFICOS DE ALMACENAMIENTO.
Al momento de almacenar una imagen digital podemos elegir de entre varios formatos en que la información de tonos, brillos y contrastes va a ser recogida. Unos de ellos son comprimidos: algunos con pérdidas y otros sin ellas; otros en cambio no tienen compresión alguna. En algunos casos nos importará que ocupen poco espacio porque tengamos memoria limitada, o porque queramos que tarden poco en descargarse desde Internet. En otros casos, nos interesará tener la máxima calidad posible y poco importará el espacio que puedan ocupar.
Características de una imagen digital.
Dos son las características fundamentales que varían entre los diferentes formatos:• Profundidad de color: se trata del número máximo de colores diferentes que puede contener una imagen en un formato.• Compresión: si el almacenamiento de la información binaria es tal cual, o previo paso por una etapa de compactación de la información.
¿Compresión o no compresión?
Obviamente, las imágenes en formatos comprimidos de un tamaño y profundidad de color dados ocupan menos que las no comprimidas. Al mismo tiempo, sucede que al abrirlas y escribirlas tras haberlas modificado hay que descomprimirlas en el primer caso y comprimirlas en el otro. Sin embargo, estos procesos de compresión/descompresión no llevan apenas tiempo.Realmente, la pregunta no es tanto: ¿Compresión o No compresión? sino ¿Compresión con pérdidas o no?
¿Qué significa compresión con pérdidas?Se trata de un mecanismo de compactación de la información de las imágenes digitales en que se consiguen unos elevados ratios de compresión. Aunque conllevan una pérdida en la información y por tanto en la calidad de la imagen. En los formatos de compresión con pérdidas se aplican algoritmos que permiten decidir cual es la información menos relevante para el ojo humano y la desechan. A mayor cantidad desechada mayor compresión, menor espacio, pero también menor calidad.
Formatos de ficheros de imágenes digitales.
TIFF (Tagged Image File Format o formato de archivo de imágenes con etiquetas): es uno de los formatos de almacenamiento sin pérdidas que usan muchas cámaras digitales. También se usa en los programas de retoque de imágenes digitales. Es un formato de almacenamiento de la más alta calidad. Admite una profundidad de color de 64 bits, aunque gracias al uso de un algoritmo de compresión sin pérdidas consigue reducir su nivel de espacio.
RAW (en inglés significa crudo): se usa como alternativa a TIFF. Consiste en almacenar directamente la información que procede del sensor de la cámara digital. Si hubiera que convertirla a TIFF el proceso tendría una mayor demora y requeriría mayor espacio de almacenamiento. Los formatos RAW suelen ser distintos entre los fabricantes. Como inconveniente tiene que para poder trabajar con las imágenes en un PC o para imprimirlas hay que llevar a cabo su conversión a otro formato estándar, lo cual lleva un cierto tiempo. Sin embargo, el nivel de calidad que tienen las imágenes en RAW es semejante al de las imágenes TIFF.
JPEG (Joint Photographic Experts Group o Grupo de Expertos en un Conjunto de Fotografías): es uno de los formatos más populares, siendo uno de los más usados también en Internet. Permite almacenar y transmitir las imágenes ocupando muy poco espacio, aunque con pérdidas de calidad. Afortunadamente se puede decidir el nivel de pérdidas (y por tanto de calidad) que se desea tener. Aún con los niveles de calidad más altos en JPEG el ahorro de espacio es considerable frente a, por ejemplo, un fichero TIFF.
GIF (Graphics Interchange Format o Formato de intercambio de gráficos): es el otro gran conocido de los internautas. Utiliza un algoritmo de compresión sin pérdidas. Sin embargo, la calidad en las imágenes no llega a ser muy alta por su limitada profundidad de color (sólo 8 bits). Permite transparencias e imágenes rodantes (que reciben el nombre de GIF’s animados).
PNG (Portable Network Graphics o Gráficas Portables para Red): otro de los formatos de Internet, aunque no tan popular como los dos anteriores. Ha sido concebido como el sustituto de GIF, incrementando su profundidad de color (hasta los 48 bits) y usando un mecanismo de compresión sin pérdidas mejorado.
PSD (Extensión de los ficheros creado por Photoshop): se trata del formato nativo del conocido programa de retoque fotográfico Photoshop. Admite capas, texto y almacena el estado de edición / manipulación en que puede haber quedado una imagen. Permite almacenar las imágenes con la calidad más alta, aunque a costa del uso de un gran espacio en disco.
Estas son las principales características de los formatos mencionados:
1.4 ASPECTOS MATEMÁTICOS DE LA GRAFICACION (GEOMETRÍA FRACTAL).
¿Que es Fractal?
Un fractal es básicamente un figura geométrica Los fractales tienen una propiedad que les diferencia de las demás representaciones geométricas y es que son Autosemejantes, es decir que las figuras se repiten una y otra vez de una forma infinita. Otra propiedad es que los fractales tienen un numero infinito de vértices.Sin embargo, todos los fractales tienen algo en común, ya que todos ellos son el producto de la iteración, repetición, de un proceso geométrico elemental que da lugar a una estructura final de una complicación aparente extraordinaria. Es decir que cada porción del objeto tiene la información necesaria para reproducirlo todo, y la dimensión fractal no necesariamente entera.
¿Que es Geometria Fractal?
Geometría Fractal es geometría que no distingue entre conjunto matemático y objeto natural. Este nuevo paradigma engulle paradigmas anteriores proyectando un modelo que inagura una nueva zona o región de lo real.También es una de las cosas más vistosas de la matemática, generando figuras de una simetría compleja y desconcertante para el observador no experto.
Imágenes fractales:
CONCLUSION.
Como hemos visto la graficacion hecha por computadora es el arte o la ciencia de producir imágenes gráficas con la ayuda de la computadora.
La graficacion por computadora es el campo de de la informática visual, donde se utilizan computadoras tanto para generar imágenes visuales sistemáticamente como integrar o cambiar la información visual y espacial probada del mundo real.
La graficacion es el estudio para crear, manipular y utilizar contenido visual digitalmente. Aunque el termino se refiere a menudo a computación 3D también abarca la computación gráfica 2D.
Los gráficos por computadora los ofrecen como comprender y interpretar mejor ya sea datos es de gran importancia para el mundo laborar como en los negocios y a de mas actividades ya por medio de ellas podemos interpretar mejor
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