Unidad 1. Introducción al ambiente de graficacion

1.1 Aplicaciones gráficas por computadora.

La computación gráfica o graficos por ordenador es el campo de la informatica visual, donde se utilizan computadoras tanto para generar imágenes sintéticamente como integrar o cambiar la información visual y especial probada del mundo real.

El primer avance en la gráfica realizada por computadora era el desarrollo de Sketchpad en 1962 por Ivan Sutherland.

Este campo puede ser dividido en varias áreas:

   •Interpretando en 3D en tiempo real (usado en juegos de video).

   •Animación por computadora.

   •Captura de video y creación de video interpretado.

   •Edición de efectos especiales (a menudo usado para películas y televisión).

   •Edición de imagen y modelo (usado para ingeniería y objetivos médicos).

En la actualidad casi todo lo que es para uso de gráficos es una computadora. El CAD se utiliza casi siempre en el diseño de automóviles, aeronaves, embarcaciones, naves espaciales, computadoras, telas, construcciones, software y muchos otros productos.

El diseño asistido por computadora en siglas DAO o mejor conocido como CAD (Computer Aided Desing) se trata básicamente de una base de datos de entidades geométricas como puntos, líneas o arcos, etc. Con el CAD se puede operar una interfaz gráfica para diseñar lo que se pida.

Arte digital. Los métodos de gráficas por computadora se utilizan en forma general tanto en aplicaciones de bellas artes como en aplicaciones de arte comercial.

Entretenimiento. En la actualidad se utilizan más las gráficas por computadora para producir películas, vídeos musicales y programas de televisión.

Animación por computadora. La animación pertenece al ámbito del cine y a la televisión; aunque la relación que existe entre estos dos es directa a las artes visuales clásicas, dibujo, pintura y escultura, así como la fotografía.
Para la animación se requieren ciertas técnicas.

1.2 Dispositivos de hardware y software para el despliegue gráfico.

-Aplicaciones de gráficos de computadora: Es el arte o la ciencia de reproducir imágenes gráficas con la ayuda de una computadora.

-Despliegue de información: Todas las computadoras necesitan de un componente de hardware para poder desplegar gráficos. Existen dos componentes básicos para el despliegue gráfico: La tarjeta de vídeo y el monitor.
•Las tarjetas de vídeo es la parte encargada de realizar todo el procedimiento de información, dichas tarjetas pueden ser internas o externas. Las tarjetas de vídeo definen su capacidad en la resolución.

El uso de sistemas operativos gráficos, videojuegos, procesos de simulación, etc. han fortalecido el uso de dispositivos de despliegue gráfico.

-Diseño: Se define como el proceso previo de configuración mental "pre-figuración" en la búsqueda de una solución en cualquier campo.

-Simulación y animación: Estos programas producen un efecto de movimiento de las figuras representadas. Pretenden crear un efecto artístico y real.

-Interfaces de usuario: Es el medio con el que el usuario puede comunicarse con la máquina, un equipo o una computadora; y comprende todos los puntos de contacto entre el usuario y el equipo.

SISTEMA DE GRÁFICOS

-Procesador: El procesador (CPU) viene siendo "el cerebro del ordenador". Permite el procesamiento de información numérica, es decir, información ingresado en formato binario.

-Funcionamiento: El procesador es un circuito electrónico que funciona a la velocidad de un reloj interno; la velocidad del reloj corresponde al numero de impulsos por segundo (expresado en hertz).

-Memoria: Se refiere a la parte de los componentes que forman parte de una computadora.
Dispositivos que tienen datos informativos durante algún intervalo de tiempo. En la actualidad se refiere a formas de almacenamiento rápido de estado sólido, conocido como memoria RAM y otras veces se refiere a otras formas de almacenamiento rápido pero temporal.

-Frame buffer: Es la porción de la memoria (buffer) reservada temporalmente para mantener una imagen raster (frame) a la espera de ser enviada al monitor o a un dispositivo.

-Dispositivo de salida: Es aquel que emite una señal con información (impresora, monitor, auriculares, altavoz).

-Dispositivo de entrada: Son las herramientas utilizadas para ingresar todo tipo de datos a la computadora.
Son señales recibidas por la unidad y se define como los medios a través de los cuales una persona o sistema puede comunicarse con la computadora.

-Disparidad binocular: Es la diferencia entre las imágenes percibidas por la retina izquierda y derecha de nuestros ojos; debido a la separación de 7cm entre ellas.

-Información monocular:

• Información monocular
• Interpretación
• Perspectiva atmosférica
• Gradiente de textura
• Perspectiva lineal
• Tamaño
• Altitud
• Movimiento relativo

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. Uno de ellos son comprimidos.

-Características de una imagen digital:

• Profundidad de color; se trata del número máximo de colores diferentes que puede contener una imagen en un formato.
• Comprensión; si el almacenamiento de la información binaria es tal cual, o previo paso por una etapa de compactación de la información.

-Comprensión con perdidas: Se trata de un mecanismo de capacitación de la información de las imágenes digitales en que se consiguen unos elevados ratios de comprensión, se aplican algoritmos que permiten decidir cuál es la información menos relevante para el "ojo humano" y la desechan.

-Formatos de ficheros de imágenes digitales:

• TIFF (Tagged Image File Format) es un formato de archivo informático para almacenar imágenes sin contenido de un mapa de bits. Es prevalen te en la industria gráfica y en la fotografía no profesional por su lenta versatilidad y compresión no destructiva.
• RAW (entiéndase como "bruto" o "en crudo" siguiendo el término anglosajón para denominar a los brutos de cámara) es un formato de archivo digital de imágenes que contiene la totalidad de los datos de la imagen tal y como ha sido captada por el sensor digital de la cámara, ya sea fotográfica u otro tipo.
• JPEG es el nombre de un comité de expertos que creó un estándar de compresión y codificación de archivos e imágenes fijas. Este comité fue integrado desde sus inicios por la fusión de varias agrupaciones en un intento de compartir y desarrollar su experiencia en la digitalización de imágenes.
• GIF (Graphics Interchange Format) es un formato gráfico utilizado ampliamente en la World Wide Web, tanto para imágenes como para animaciones.
• PNG (Portable Network Graphics) es un formato gráfico basado en un algoritmo de compresión sin pérdida para bitmaps no sujeto a patentes. Este formato fue desarrollado en buena parte para solventar las deficiencias del formato GIF y permite almacenar imágenes con una mayor profundidad de contraste y otros importantes datos.

1.4 Aspectos matemáticos de la graficación (Geometría Fractal).

La geometría es fundamental para el desarrollo de software de gráficos. Los científicos y programadores de computadoras estudian geometría fractal, geometría descriptiva y perspectiva lineal, que es la geometría 3D, para desarrollar matemáticamente el dibujo de objetos en vez de dibujar con un mouse o un bolígrafo y un lápiz.

Para entender que es la geometría fractal, se debe primero conocer el significado de "Fractal", el cual es un ente geométrico el cual en su desarrollo espacial se va produciendo a si mismo cada vez a una escala menor.

¿Que es la geometria fractal?
La geometría fractal es el estudio de los métodos de dibujo automatizados que se basan en una forma geométrica específica o conjunto de formas geométricas específicas. A menudo, los métodos fractales implican la inscripción repetida de una forma geométrica dentro de otra igual. Un ejemplo, es cuando un triángulo equilátero se inscribe dentro de otro triángulo equilátero, en repetidas ocasiones, de manera que cada triángulo equilátero inscrito es sucesivamente más pequeño que el anterior. Cuando el código de computadora es escrito para llevar a cabo este procedimiento, se pueden construir continuamente cada vez más pequeños triángulos equiláteros sin fin y sin intervención humana.