UNIDAD 1.- INTRODUCCIN A LOS AMBIENTES DE GRAFICACINQu es la Graficacin?La Graficacin es el arte o ciencia de producir imgenes grficas con la ayuda de una computadora.Es una de las reas ms importantes de las ciencias de la comunicacin y su principal objetivo es establecer los principios, tcnicas y algoritmos para la manipulacin de imgenes mediante una computadora.stas pueden ser de distinta complejidad tanto bidimensionales hasta tridimensionales donde se requiere producir imgenes de aspecto realista.Los grficos por computadora se han convertido en una potente herramienta para la produccin rpida y econmica de imgenes. Prcticamente no existe ninguna tarea en la que la representacin grfica de la informacin no pueda aportar alguna ventaja y, por tanto, no sorprende encontrar grficos por computadora en muchos sectores.Aunque las primeras aplicaciones de ciencia e ingeniera requeran equipos caros y aparatosos, los avances en la tecnologa informtica han hecho de los grficos interactivos una herramienta muy til.Actualmente, los grficos por computadora se usan a diario en campos tan diversos como las ciencias, las artes, la ingeniera, los negocios, la industria, la medicina, las administraciones pblicas, el entretenimiento, la publicidad, la educacin, la formacin y en aplicaciones caseras. E incluso podemos transmitir imgenes alrededor del mundo a travs de Internet.

1.1.- Aplicaciones grficas por computadoraLa graficacin puede ser aplicada en distintas reas, como en la ciencia, diseo, medicina, arquitectura, entretenimiento, arte, entre otros. A continuacin se mostraran algunos ejemplos.*Interfaces Grficas de Usuario (GUI: Graphical User Interface)Grficos estadsticosCartografaMedicina Diseo Asistido por Computadora (CAD: Computer-Aided Design) Multimedios (educativos) Entretenimiento (juegos) Arte. Educacin y capacitacinLas computadoras almacenan y manipulan colores representndolos como una combinacin de tres nmeros. Por ejemplo, en el sistema de colores RGB (siglas en ingls dered-green-blue, 'rojo-verde-azul'). Otros sistemas pueden representar otras propiedades del color, como por ejemplo el matiz (frecuencia de la luz), la saturacin (la intensidad cromtica) y el brillo.

Efecto de escalonado (aliasing) y reduccin del mismoComo un monitor informtico es esencialmente una rejilla de cuadrados coloreados contiguos, las lneas diagonales tienden a representarse con un aspecto escalonado. Por ejemplo, si el pxel est directamente sobre la lnea, recibe el color ms oscuro, y si slo est parcialmente alineado, recibe un color ms claro.

Procesado de imgenesEl procesado de imgenes es una de las herramientas ms potentes e importantes dentro de los grficos por ordenador. Sus tcnicas se emplean en muchas aplicaciones, como detectar el borde de un objeto, realzar la imagen y reducir el ruido en el diagnstico mdico por imagen, difuminarla, o aumentar la nitidez o el brillo en pelculas y anuncios.Grficos y diagramas:Las primeras aplicaciones de los grficos por computadora fueron para visualizar grficos de dalos que, frecuentemente, se impriman con impresoras de caracteres. Todava la representacin grfica de datos es una de las aplicaciones ms comunes, pero hoy podemos generar fcilmente grficos que muestren complejas relaciones entre datos para realizar informes escritos o para presentarlos mediante diapositivas, transparencias o animaciones en video. Los grficos y los diagramas se usan comnmente para realizar resmenes financieros, estadsticos, matemticos, cientficos, de ingeniera y econmicos, para realizar informes de investigacin, resmenes de gestin, boletines de informacin al consumidor y otros tipos de publicaciones.Los diagramas y grficos tridimensionales se usan para mostrar informacin adicional, aunque algunas veces simplemente se usan para causar efecto, dando mayor dramatismo y haciendo ms atractivas las presentaciones de relaciones entre datos.Diseo asistido por computadora (CAD): Uno de los mayores usos de los grficos por computadora se encuentra en los procesos de diseo, particularmente en arquitectura e ingeniera, aunque ahora muchos productos se disean por computadora.Generalmente, se conoce como (CAD, Computer Aided Design, diseo asistido por computadora) o CADD (Computer Aided Drafting and Design). Estos mtodos se emplean rutinariamente en el diseo de edificios, automviles, aeronaves, barcos, naves espaciales, computadoras, telas, electrodomsticos y muchos otros productos.En algunas aplicaciones de diseo, los objetos se visualizan primero en su modelo almbrico mostrando su forma general y sus caractersticas internas. El modelo almbrico permite a los diseadores ver rpidamente los efectos de los ajustes interactivos que se hacen en las formas sin esperar a que la superficie completa de los objetos est completamente generada.Las formas empleadas en un diseo representan los diferentes componentes del circuito o de la red.Los paquetes de diseo suelen suministrar formas estndar de mecnica, electricidad, electrnica y circuitos lgicos. Para otro tipo de aplicaciones, el diseador puede crear smbolos personalizados para construir la red o el circuito. El sistema es entonces diseado mediante sucesivas copias de los componentes posicionadas en el plano y unidas automticamente entre s mediante enlaces proporcionados por el paquete grfico. Esto permite que el diseador pueda probar diferentes configuraciones para el circuito y as optimizar al mnimo el nmero de componentes usados o el espacio requerido para el sistema.Entornos de realidad virtual:Una aplicacin ms reciente de los grficos por computadora es la creacin de los entornos de realidad virtual en los que el usuario puede interactuar con los objetos en una escena tridimensional.Dispositivos hardware especializados proporcionan efectos de visin tridimensional y permiten al usuario tomar los objetos de la escena. Los entornos de realidad virtual animados se usan frecuentemente para formar a los operadores de equipo pesado o para analizar la efectividad de diferentes configuraciones de cabina y localizaciones de control.Visualizacin de datos:La generacin de representaciones grades de conjuntos de datos o procesos de naturaleza cientfica, de ingeniera o de medicina es otra nueva aplicacin de los grficos por computadora. Generalmente, esto se conoce como visualizacin cientfica.Y el termino visualizacin de negocios se usa para conjuntos de datos relacionados con el comercio, la industria y otras reas no cientficas.1.2.- Dispositivos de hardware y software para el despliegue grfico.Son herramientas para el campo de la informtica grfica, se pueden encontrar diferentes dispositivos de salida; desde los que permiten obtener representaciones en soporte fsico hasta sofisticados sistemas de "inmersin" capaces de generar todo un entorno de realidad virtual alrededor del usuario y programas especializados en animaciones, renderizado de imgenes y efectos visuales.

Aplicaciones de grficos de computadora: Es el arte o la ciencia de reproducir imgenes grficas con la ayuda de una computadora.-Despliegue de informacin: Todas las computadoras necesitan de un componente de hardware para poder desplegar grficos. Existen dos componentes bsicos para el despliegue grfico: Latarjeta de videoy el monitor.

-La tarjeta de video es la parte encargada de realizar todo el procedimiento de informacin, dichas tarjetas pueden ser internas o externas. Las tarjetas de video definen su capacidad en la resolucin. El uso de sistemas operativos grficos, videojuegos, procesos de simulacin, etc. han fortalecido el uso de dispositivos de despliegue grfico.

-Diseo: Se define como el proceso previo de configuracin mental "pre-figuracin" en la bsqueda de una solucin en cualquier campo.

-Simulacin y animacin: Estos programas producen un efecto de movimiento de las figuras representadas. Pretenden crear un efecto artstico y real.

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

SISTEMA DE GRFICOS

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

-Funcionamiento: El procesador es un circuito electrnico que funciona a la velocidad de un reloj interno; la velocidad del reloj corresponde al nmero 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 algn intervalo de tiempo. En la actualidad se refiere a formas de almacenamiento rpido de estado slido, conocido comomemoria RAMy otras veces se refiere a otras formas de almacenamiento rpido pero temporal.

-Frame buffer: Es la porcin 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 seal con informacin (impresora, monitor, auriculares, altavoz).

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

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

-Informacin monocular: Interpretacin Perspectiva atmosfrica Gradiente de textura Perspectiva lineal Tamao Altitud Movimiento relativo

Hardware

Un sistema grfico tradicional consta de cuatro componentes: procesador, unidad de procesamiento grfico, dispositivos de entrada y dispositivos de salida. El procesador desempea un papel central en cualquier sistema grfico y cada uno de los dems componentes debe comunicarse en algn momento con otro, o con el procesador mediante un canal de datos.Generalmente el dispositivo principal de salida de un sistema grfico es un monitor de video. El tipo ms comn 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 nmero de pixeles horizontales, el nmero de pixeles verticales y el nmero de bytes usados para codificar un pixel. Memoria de video = Res. H x Res. V x Nm. 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 (2dgitos por bit, elevados a la octava potencia). En las imgenes 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 grfico se comunica con el programa por medio de ciertos dispositivos de entrada y obtiene los resultados en los dispositivos de salida.

1.3.- Formatos grficos de almacenamientoAl momento de almacenar una imagen digital podemos elegir de entre varios formatos en que la informacin de tonos, brillos y contrastes va a ser recogida. Uno de ellos son comprimidos: algunos con prdidas y otros sin ellas; otros en cambio no tienen compresin alguna. En algunos casos nos importar que ocupen poco espacio porque tengamos memoria limitada, o porque queramos que tarden poco en descargarse desde Internet. En otros casos, nos interesar tener la mxima calidad posible y poco importar el espacio que puedan ocupar.BMP: (contraccin de bitmap) Creado por Microsoft, es el formato nativo para grficos bitmap en Windows. No utiliza compresin, por lo tanto almacena la informacin de la imagen de manera ineficiente pero exacta.

CIN:(image/cineon Cineon) Es un subconjunto del formato ANSI/SMPTE DPX con cabeceras fijasTIFF(Tagged Image File Format o formato de archivo de imgenes con etiquetas): es uno de los formatos de almacenamiento sin prdidas que usan muchas cmaras digitales. Tambin se usa en los programas de retoque de imgenes digitales. Es un formato de almacenamiento de la ms alta calidad. Admite una profundidad de color de 64 bits, aunque gracias al uso de un algoritmo de compresin sin prdidas consigue reducir su nivel de espacio.

RAW(en ingls significa crudo): se usa como alternativa a TIFF. Consiste en almacenar directamente la informacin que procede del sensor de la cmara digital. Si hubiera que convertirla a TIFF el proceso tendra una mayor demora y requerira mayor espacio de almacenamiento. Los formatos RAW suelen ser distintos entre los fabricantes. Como inconveniente tiene que para poder trabajar con las imgenes en un PC o para imprimirlas hay que llevar a cabo su conversin a otro formato estndar, lo cual lleva un cierto tiempo. Sin embargo, el nivel de calidad que tienen las imgenes en RAW es semejante al de las imgenes TIFF.

JPEG(Joint Photographic Experts Group o Grupo de Expertos en un Conjunto de Fotografas): es uno de los formatos ms populares, siendo uno de los ms usados tambin en Internet. Permite almacenar y transmitir las imgenes ocupando muy poco espacio, aunque con prdidas de calidad. Afortunadamente se puede decidir el nivel de prdidas (y por tanto de calidad) que se desea tener. An con los niveles de calidad ms 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 grficos): es el otro gran conocido de los internautas. Utiliza un algoritmo de compresin sin prdidas. Sin embargo, la calidad en las imgenes no llega a ser muy alta por su limitada profundidad de color (slo 8 bits). Permite transparencias e imgenes rodantes (que reciben el nombre de GIFs animados).

PNG(Portable Network Graphics o Grficas 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 compresin sin prdidas mejorado.

PSD(Extensin de los ficheros creado por Photoshop): se trata del formato nativo del conocido programa de retoque fotogrfico Photoshop. Admite capas, texto y almacena el estado de edicin / manipulacin en que puede haber quedado una imagen. Permite almacenar las imgenes con la calidad ms alta, aunque a costa del uso de un gran espacio en disco.

1.4 Aspectos matemticos de la graficacin (Geometra Fractal)La geometra es fundamental para el desarrollo de software de grficos. Los cientficos y programadores de computadoras estudian geometra fractal, geometra descriptiva y perspectiva lineal, que es la geometra 3D, para desarrollar matemticamente el dibujo de objetos en vez de dibujar con un mouse o un bolgrafo y un lpiz.Para entender que es la geometra fractal, se debe primero conocer el significado de "Fractal", el cual es un ente geomtrico el cual en su desarrollo espacial se va produciendo a si mismo cada vez a una escala menor.

Qu es la geometra fractal?

La geometra fractal es el estudio de los mtodos de dibujo automatizados que se basan en una forma geomtrica especfica o conjunto de formas geomtricas especficas. A menudo, los mtodos fractales implican la inscripcin repetida de una forma geomtrica dentro de otra igual. Un ejemplo, es cuando un tringulo equiltero se inscribe dentro de otro tringulo equiltero, en repetidas ocasiones, de manera que cada tringulo equiltero inscrito es sucesivamente ms pequeo que el anterior. Cuando el cdigo de computadora es escrito para llevar a cabo este procedimiento, se pueden construir continuamente cada vez ms pequeos tringulos equilteros sin fin y sin intervencin humana.

Tringulo o Alfombra de Sierpinski

CONCLUSINLa graficacin es la ciencia de producir imgenes grficas mediante una computadora. Existen varias reas en las que la graficacin puede ser usada como una forma para mejorar la representacin visual de diversos recursos. Puede ser usada en la medicina, educacin, artes, diseo, entre otras, a pesar de que estas especialidades no tienen que ver una con otra. Es por esto que la graficacin es muy importante, ya que facilita la forma en que se ven diversas cosas, por ejemplo, puede ayudar a crear simulaciones por computadora de cuerpos humanos para el estudio de estos sin la necesidad de utilizar un cuerpo verdadero, asi como para crear planos o mapas de casas sin llevar a cabo el laborioso trabajo de hacerlos a mano, permite retocar imagenes y editarlas asi como un sin fin de usos que se le puede dar. Para llevar a cabo esto, una computadora debe contar con distintos dispositivos como el procesador, una unidad de procesamiento grfica y perifricos de E/S, como sera un mouse, una tableta de dibujo, monitor etc. Estos al ser controlados por un software adecuado, permite la creacin y manipulacin de los graficos. Pueden ser almacenados con diferentes formatos, entre los que estn el TIFF y RAW, los cuales guardan el grafico con una calidad idntica a la que fue creada, evitando la perdida de sta. Otros como el JPEG, PNG y GIF que son populares en Internet, suelen perder la calidad, salvo por el PNG que es el mejor entre ellos y el PSD, un formato propio de Photoshop, que es capaz de guardar varias imgenes en capas y en el estado que estaban mientras eran modificadas, sin perder nada de calidad, sin embargo, el peso que ocupan en el disco duro el TIFF, RAW y PSD es muy grande a comparacin de los otros formatos. En la geometria fractal, una figura geometrica se reproduce a si misma en una escala menor y cambiando su posicion n numero de veces, dando un efecto interesante. En la graficacion de hace uso de esto mas que nada en el area del arte, debido a que la imagen resultante se muy agradable a la vista cuando se agregan colores.