Tema 1 Introduccion a los ambientes 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 interfáz gráfica para diseñar lo que se pida.

-Arte digital. Los métodos de graficas 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, videos 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.

VIDEOJUEGOS: Estan basados en la interacción entre una persona y una computadora (ordenador).
Son programas como software siendo grabados en algún medio de almacenamiento como un cartucho, targeta, disquete o CD.

PELICULAS: Se puede utilizar la animación, edición y efectos especiales, siendo estos los que más llaman la atención entre los consumidores. En películas o series de televisión es común que se combinen objetos animados y objetos con actores reales.

VISUALIZACIÓN: Científicos, ingenieros, personal médico, analistas y otros necesitan con frecuencia analizar grandes cantidades de información o estudiar el comportamiento de ciertos procesos.

PROCESAMIENTO DE IMAGENES: A pesar de que los métodos empleados en las gráficas por computadora y en el procesamiento de imagenes se traslapan, las dos áreas realizan, en forma fundamental, operaciones distintas. En las gráficas por computadora se utiliza una computadora para crear una imagen; en el procesamiento de imagenes se aplican técnicas para modificar o interpretar imagenes existentes, como fotografías y rastreos de televisión.

FORMATOS GRÁFICOS DE ALMACENAMIENTO: El almacenamiento de datos que componen una imagen digital en un archivo puede realizarse utilizando diferentes formatos gráficos, cada uno de los cuáles ofrece diferentes posibilidades con respecto a la resolución de la imagen, la gama de colores, la compatibilidad, la rapidéz de carga, etc.

INTERFACES GRÁFICAS DE USUARIO: un componente importante de una interfáz gráfica es un administrador de ventanas que hace posible que un usuario despliegue con ventanas múltiples.

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 

- 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 con el 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 video 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 pixel.

Cada 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 (2dígitos 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.

 -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 video y el monitor.
  •Las tarjetas de video es la parte encargada de realizar todo el preocedimiento de información, dichas tarjetas pueden ser internas o externas. Las tarjetas de video 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

Los mejores 6 softwares gratuitos para el despliegue gráfico

1-GIMP

GIMP o GNU Image Manipulation Program es la alternativa perfecta al popular Adobe Photoshop. Sus herramientas profesionales lo hacen ideal no solo para diseñadores gráficos sino también para fotógrafos. La función de edición de fotos está bastante mejorada, y su flexibilidad permite crear gráficos nítidos.

Una vez comiences a usar GIMP, es probable que decidas que es una de las mejores herramientas que has utilizado. La interfaz del programa es totalmente personalizable y el modo pantalla completa permite editar y ver resultados en tiempo real. Por supuesto, GIMP no es uno de los programas de diseño gráfico más perfectos. Aun así ofrece muchas características que de seguro te resultan útiles.

GIMP se ejecuta en GNU/Linux, Mac OS X, Windows y otros sistemas operativos. Al ser uno de los programas de diseño gráfico compatibles, cuenta con una sólida comunidad de soporte. Esto es, sin lugar a dudas, una de las principales opciones para probarlo.

2-Autodesk 3ds Max

Si encuentras alguna función que 3ds Max de Autodesk no pueda hacer, es probablemente porque sus creadores están trabajando en este momento para que el programa la realice. No quiere decir esto que el programa monopoliza el mundo de los programas de diseño 3D. Sino que el software se encuentra en constante evolución.

Autodesk 3ds Max te permite crear activos 3D de alta resolución para juegos, películas y proyectos gráficos en movimiento. Personaliza, colabora y crea contenido 3D rápidamente con sus funciones de modelado, animación y renderizado 3D.

Por regla general, es siempre el hardware de los ordenadores quien mejora primero y luego el software intenta alcanzarlo. Pero durante casi dos décadas, 3ds Max ha sido un programa pionero que empuja los límites de cada ordenador existente. Asimismo, este es uno de los programas de diseño que se atreve a exigir mejores tecnologías futuras.

Los mejores 2 softwares de paga para despliegue gráfico 

1-Adobe Photoshop

Photoshop es probablemente uno de los primeros nombres que se vienen a la mente al hablar de programas de diseño. Esto ocurre porque desde su aparición, Adobe PS se ha mantenido a la vanguardia en esta rama. Incluso si eres novato, editar imágenes y crear contenido con Photoshop resulta bastante sencillo.

Con Photoshop puedes combinar fácilmente múltiples imágenes e incluso eliminar objetos no deseados de la imagen. Ofrece funciones básicas como corrección de perspectiva, mezcla de canales y herramienta de clonación. Photoshop se ejecuta tanto en Windows como Mac, lo cual resulta una ventaja.

Por esto y muchas cosas más, Adobe Photoshop es considerado como uno de los mejores programas de diseño gráfico. Sobre todo para principiantes, ya que ofrece montones de opciones simplificadas que abarcan:

Opciones básicas: 

Recortar, enderezar, girar y voltear.

Auto-Fix: ajuste con un toque.

Eliminación de manchas y suciedad de la imagen.

Mejoramiento del color.

Más de 20 filtros llamativos para escoger.

Soporte de formato RAW.

Entre muchas otras utilidades. Por otro lado, con PS incluso podrás compartir tus ediciones con un solo clic a través de tus redes sociales. Desde el programa tendrás la opción de acceder a tus cuentas de Facebook, Twitter, Revel, Tumblr y mucho más.

Precio: 600 dólares

2-Adobe Illustrator

Adobe Illustrator es otro de los nombres que resuenan en el mundo de los programas de diseño gráfico. Utiliza arte vectorial para crear logotipos, bocetos, tipografías, iconos o incluso ilustraciones complejas para videos o smartphones. Podrás crear ilustraciones con una alineación perfecta y dibujar formas perfectas para píxeles.

El diseño nunca fue tan rápido como cuando utilizas Ai. Este software ofrece complementos que ayudan a hacer una página web genial desde una página en blanco en pocos pasos. Algunos de estos complementos están diseñados para versiones anteriores del programa. Sin embargo, hay nuevas adiciones y funciones.

Una de las adiciones más notables es acceso a Creative Cloud, que convierte Ai en un programa de diseño ideal. Al ser parte de la Creative Cloud, podrás utilizar el programa en todos tus dispositivos.

Precio: 600 dólares

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 imágen digital:
•Profundidad de color; se trata del número máximo de colores diferentes que puede contener una imágen 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 imagenes 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
  
• RAW 
  

• JPEG (JPG) 
  

• GIF 
  

• PNG 
  
  
  

• PSD 
  

  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.

  
  

  
  

  
  
  
  

Video referente a la geometría fractal: