nuevas técnicas mejoran el diseño digital de imágenes borrosas

Permiten imitar los efectos que causa el movimiento en una imagen de manera mucho más rápida y fácil

Un equipo de investigación del Instituto Tecnológico de Massachusetts, en colaboración con la Universidad sueca de Lund, ha desarrollado dos nuevas técnicas que mejoran el diseño de gráficos por ordenador. Sus propuestas permiten reproducir digitalmente las imágenes borrosas causadas por objetos en movimiento, de una forma más eficaz y en mucho menos tiempo que los sistemas convencionales. Por Elena Higueras.

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Fuente: Photoxpress.

Las fotografías de objetos en movimiento resultan casi siempre un poco borrosas (o mucho si los objetos se están moviendo demasiado rápido). Para hacer que el trabajo de los animadores de películas y videojuegos se parezca lo más posible a la imagen del cine convencional, un grupo profesionales trata de reproducir la falta de definición.

Pero, al contrario de lo que pueda parecer, diseñar por ordenador imágenes borrosas es en realidad más complejo que la producción de formas absolutamente perfectas.

El próximo mes de agosto, en la conferencia Siggraph de este año - la primera conferencia de gráficos por ordenador - los investigadores del Grupo de Computación Gráfica del Laboratorio de Inteligencia Artificial e Informática del MIT (el Instituto Tecnológico de Massachusetts), en colaboración con científicos de la Universidad de Lund en Suecia, presentarán un par de documentos que describen nuevas técnicas para el cálculo del desenfoque de forma mucho más eficiente, publica el MIT en un comunicado.

El resultado podría resultar muy atractivo para los diseñadores de videojuegos e imágenes digitales, que cambiarían las horas que invierten en hacer esta parte de su trabajo por tan sólo unos minutos.

La dificultad de representar imágenes borrosas

El sensor de imagen en una cámara digital, e incluso la película en una cámara convencional, puede ser entendido como una red de detectores de color, donde cada uno de ellos corresponde a un píxel en la imagen final. Si los objetos que fotografiamos se mantienen quietos durante una exposición única, cada detector registra el color de un solo punto de la superficie de un objeto.

Pero si los objetos están en movimiento, la luz que proviene de diferentes puntos de un objeto, e incluso de diferentes objetos, será registrada por un solo detector, que realizará un promedio de los colores de todos los puntos, por lo que el resultado final será una imagen borrosa.

Por otra parte, la representación digital de video es un proceso computacionalmente intensivo, que tiene varias etapas. En primer lugar, el equipo tiene que determinar cómo se mueven los objetos en la escena.

A continuación, debe calcular la cantidad de rayos de luz de una fuente imaginada que se refleja en los objetos. Y por último, tiene que determinar que los rayos de luz realmente llegan a un objetivo imaginado. Si los objetos en el vídeo se están moviendo demasiado despacio el equipo tiene que pasar por ese proceso una sola vez por fotograma. Por el contrario, si los objetos se están moviendo rápidamente, puede tener que pasar por este sistema decenas o incluso cientos de veces.

Teniendo en cuenta lo difícil que es representar una imagen borrosa, se podría pensar que los animadores simplemente la ignoran. Pero si fuese así, el resultado sería un vídeo muy poco convincente, como señala Jaakko Lehtinen, investigador del grupo del MIT que ahora presta sus servicios al fabricante de chips gráficos Nvidia: "El movimiento no se ve fluido en absoluto".

Para hacerse una idea de lo que significa un vídeo sin desenfoque de movimiento, el investigador pone como ejemplo a la película de animación "Rudolph, el reno de la nariz roja". "El film no tiene el desenfoque de movimiento, debido a que la escena es en realidad inmóvil cuando se toma la foto. Sólo se ve entrecortada por lo que el movimiento no resulta natural", señala Lehtinen.

Dos nuevas soluciones

Los investigadores del MIT llevaron a cabo dos enfoques diferentes para simplificar el cálculo del desenfoque, que corresponden a dos etapas diferentes en la representación de gráficos. El estudiante de postgrado Jonathan Ragan-Kelley es el autor principal de uno de los documentos que se presentará en Siggraph, junto con el profesor asociado Frédo Durand, quien dirige el Grupo de Informática Gráfica en el que también colabora Jaakko Lehtinen. Junto a ellos, participan en el estudio los investigadores de la Universidad de Lund en Suecia Jiawen Chen y Michael Doggett.

Imágenes borrosas mejoradas. Fuente: Jaakko Lehtinen (MIT).

En ese documento, el equipo parte del supuesto simplificador de que la forma en que la luz se refleja en un objeto en movimiento no cambia en el transcurso de un solo fotograma. Para cada píxel en la imagen final, el algoritmo hace un promedio de los colores de varios puntos en las superficies de los objetos, pero calcula esos colores de una sola vez.

Los investigadores encontraron una forma de representar la relación entre los cálculos de color y las formas de los objetos asociados como entradas de una tabla. Para cada píxel en la imagen final, el algoritmo simplemente busca los valores correspondientes en la tabla, lo que simplifica drásticamente el cálculo, pero tiene poco efecto sobre la imagen final.

El segundo de los documentos del grupo reduce la carga computacional que supone determinar la cantidad de rayos de luz que llegan a una lente imaginada. Para producir un movimiento borroso convincente, los animadores digitales normalmente considerarían las contribuciones que más de 100 puntos discretos sobre las superficies de los objetos en movimiento aportan al valor del color de un solo píxel.

Reducción del tiempo de producción de las imágenes

El nuevo algoritmo de Lehtinen y sus colegas, sin embargo, se centra en un número menor de puntos (tal vez 16 o menos) y hace una conjetura acerca de los valores de color del resto de puntos. El resultado es que un fotograma de vídeo digital cuya representación normalmente llevaría alrededor de una hora con esta técnica podría tardar tan solo unos diez minutos.

Ambas técnicas no sólo se aplican en el desenfoque del movimiento, sino también en el tipo de desenfoque que se produce, por ejemplo, en el fondo de una imagen cuando la cámara se centra en un objeto en primer plano.

Eso también es algo que los animadores tratan de reproducir fielmente. "Cuando el director y el director de fotografía optan por un enfoque determinado de la lente, están dirigiendo su atención hacia un punto en concreto de forma sutil. Si una película de animación no tiene “fallos” en el enfoque hay algo malo en ello. No se parece a una película" afirma Lehtinen. A pesar de que el documento aún no se ha presentado, varias grandes empresas de efectos especiales ya se han puesto en contacto con los investigadores para interesarse por su trabajo.

DISEÑO Y NUEVAS TECNOLOGÍAS

Eva Mª Domínguez Gómez

Profesora de la Universidad de Extremadura

Dpto. Dca. Expresión Musical, Plástica y Corporal.

Centro Universitario de Mérida

evadomin@unex.es

El sistema gráfico de comunicación ha sido siempre una de las bases del progreso humano, porque hace posible transmitir conocimiento en el tiempo y en el espacio sin que sufran alteraciones. Ha ido creciendo y perfeccionándose paralelamente a las necesidades del hombre. Por ejemplo, un método riguroso de representación, como el de las proyecciones ortogonales, se desarrolla entre los siglos XVII y XIX durante la revolución industrial, es decir, cuando empezaban a difundirse métodos de producción basados en la división del trabajo y en una clara separación entre quien diseñaba los productos industriales y quien los construía. Con el transcurso del tiempo las herramientas se fueron modificando y perfeccionando para hacer el trabajo más fácil y efectivo. Hoy no es menos y el avance en el área gráfica ha sido espectacular, se ha producido un salto tecnológico de proporciones inconmensurables; los nuevos soportes técnicos han evolucionado y aumentado vertiginosamente; los retos cada vez son mayores y los sistemas gráficos han traspasado los límites a los que nos tenía acostumbrados, produciendo una enorme confusión y descontextualización de las técnicas tradicionales.

Existe y está harto divulgada la idea de que para diseñar no es necesario saber dibujar o tener conocimientos artísticos, ya que el avance tecnológico actual nos permite hacerlo a través de un ordenador. Parece ser que si disponemos de las últimas versiones del software para gráficos ya sea de dibujo técnico o artístico, llámese Photoshop, Corel, Freehand, Ilustrator, 3DStudio, Autocad…, no necesitamos nada más. Estas herramientas están al alcance de todos y podemos encontrar infinidad de información sobre ellas en la red[1]. Programas como Freehand, Ilustrator o Corel, el más conocido, nos permiten múltiples posibilidades gráficas con técnica vectorial, como realizar todo tipo de dibujos e ilustraciones. El diseñador, gracias a estos programas podrá disponer de reglas para establecer mediciones, herramientas para dibujar en cualquier ángulo y dimensión, cuadrados, ovoides, herramientas para realizar dibujo a mano alzada, líneas, conexiones entre rectas, o entre rectas y curvas, “cuchillas”, “pegamento”, color para rellenos o color sólo de líneas, texto para insertar en cualquier posición, y un largo etcétera.[2] Para retoque fotográfico uno de los más utilizados es Photoshop, programa específico para tratamiento de imágenes que manipula mapa de bits, es decir, imágenes compuestas por una serie de puntos o píxeles. Este programa nos permite el acceso a técnicas de cuarto oscuro, corrección y separación de color, y a los medios técnicos propios de un estudio de creación artística profesional.[3] No necesitamos pues del laboratorio fotográfico ni apenas conocimientos básicos de fotografía, los filtros que nos proporciona este programa nos ayudará a realizar trucos y montajes de alta calidad. Por último se abre ante nosotros el

mundo de las tres dimensiones, donde con programas como 3Dstudio o Autocad, podremos obtener dibujos con una alta sensación de realidad gracias a los gráficos tridimensionales, además de trabajos de dibujo técnico de alta precisión. La mayoría de los productos orientados a la modelación y animación que se pueden encontrar en el mercado permiten simular, precisamente, la falta de esa tercera dimensión. Además, cuentan con herramientas para “alegrar” los elementos generados con los mismos; véanse, por ejemplo, las fuentes de luz o los efectos de cámara.[4] Como podemos observar son infinitos los recursos que nos ofrecen las nuevas tecnologías en el campo de creación gráfica, teniendo en cuenta que aún faltaría por citar todas aquellas aplicaciones informáticas relacionadas con el diseño digital y multimedia o los periféricos, como la cámara digital o el scanner, que nos permiten generar una gran fuente de imágenes, o todos aquellos programas relacionados con la creación de películas animadas, efectos especiales, etc., que en esta ocasión no entraremos a detallar para no extendernos demasiado.

Con todo este despliegue apabullante de medios tecnológicos que cada día se supera a sí mismo y nos ofrece nuevas posibilidades insólitas, hasta se podría entender que para diseñar no fuera necesario conocer las técnicas tradicionales de dibujo y pintura, pero este pensamiento tan generalizado, es erróneo. Pensar así es como pensar que para ser artista sólo necesitamos pintura, lienzo y pinceles, sin tener conocimientos previos de dibujo, composición, color, forma, etc. Es decir, la herramienta no proporciona talento al diseñador, aunque colabora a que lo ejerza.[5]Deconstruyamos pues esta idea errónea que predispone a algunos estudiantes a un camino profesional equivocado, o por lo menos clarifiquémoslo para que nadie se lleve a engaños.

Comencemos por ver una de las definiciones del término Diseño, tomemos por ejemplo la dada por Joan Costa y José Menal en la introducción del libro Imagen Didáctica (1992):

“Diseño es, para nosotros, todo el conjunto de actos de reflexión y formalización material que intervienen en el proceso creativo de una obra original (gráfica, arquitectónica, objetal, ambiental), la cual es fruto de una combinatoria particular –mental y técnica– de planificación, ideación, proyección y desarrollo creativo en forma de un modelo o prototipo destinado a su reproducción /producción /difusión por medios industriales.”[6]

Algo que no se refleja en esta definición es el factor detonante de cualquier propuesta de diseño, que se evidencia en la mayoría de las ocasiones, aun siendo importante para el análisis inicial de la propuesta; podríamos decir que el factor motivante principal es la repuesta a una necesidad, pero la gama de necesidades humanas cubre un área enorme. Pueden ser inmediatas y prácticas, guardar relación con asuntos mundanos de la vida diaria o preocuparse de necesidades más altas, como la expresión de un sentimiento o una idea[7]. Podemos decir que ante una necesidad emergente el diseñador reflexiona para dar una posible solución, es decir, genera un abanico de ideas que posteriormente tendrá que formalizar. Cada especialidad de diseño se preocupará de confeccionar proyectos que cubran las diferentes

necesidades desde un punto de vista nuevo y original, aunque el resultado de cada ámbito varíe de soporte final e incluso los materiales de su ejecución sean muy diferentes, todas las especialidades de diseño parten de un mismo lenguaje y una misma formalización de la idea, el dibujo.

Los nuevos medios han creado nuevos lenguajes, o nuevos dialectos de lenguajes artísticos tradicionales, con su propia especificidad estética[8], lo que no quiere decir que no debamos tener conocimientos de los lenguajes tradicionales y las técnicas que los configuran, pues los conceptos del dibujo son los mismos, siguen presente y seguirán por mucho tiempo ya que tanto en la creación artística y en la proyección técnica, el Dibujo es la herramienta de comunicación por excelencia y si hablamos de la disciplina que engloba estos dos aspectos del dibujo, el Diseño, la necesidad es aún más evidente por lo que

para diseñar hay que desarrollar al máximo la capacidad comunicativa a través de las técnicas manuales del dibujo, que nos permitirán dotar de personalidad, expresión y carácter cualquier proyecto de diseño. Todo pintor, todo diseñador, todo el que se interese por la comunicación visual por medio del diseño, se preocupa por sensibilizar este signo. Sensibilizar equivale a dar una característica gráfica visible por la cual el signo se desmaterializa como signo vulgar, común, y asume una personalidad propia. [9]

Es más sencillo transcribir nuestras ideas cuando utilizamos herramientas sencillas, como un lápiz, una pluma o un pincel, que nos permiten fluir en la práctica a través de trazados simples y sueltos, ya que la agilidad que nos ofrecen estas herramientas son muy ricas y variadas. Por ello, hay que aprender los procesos de configuración gráfica tradicionales y ensayar con las diversas técnicas para generar un estilo o personalidad gráfica y que se convierta en el lenguaje de comunicación del diseñador, saltándose cualquier barrera idiomática o física, sensibilizando el trazo y cargándolo de significado y vida. Así pues, ¿cómo se puede sensibilizar un signo? Utilizando diversos instrumentos, sobre papel o sobre superficies diversas. Un signo hecho con la regla es frío y mecánico, hecho a mano con un bolígrafo ya lo es menos, hecho con una plumilla y por tanto con espesor variable lo es aún menos, hecho con la misma plumilla, pero sobre papel rugoso empieza a ser interesante, hecho con pastel sobre papel de estraza es aún más expresivo, y así sucesivamente.[10]

Sensibilizar un signo gráfico en un soporte digital no es tarea sencilla, es necesario previamente saberlo hacer en soporte manual, ya que la experiencia directa con el soporte tradicional es ineludible en cualquier proyecto de diseño pues nos sensibiliza el gusto, la vista y el tacto. Resulta imprescindible, en el proceso de aprendizaje del diseño, educar la mano y la vista para que puedan ser testigo fieles de nuestras ideas.

Es muy cierto y muy acertado que de la informática se sirve con provecho el diseñador de hoy y ese beneficio se dirige a campos muy diversos; pero también es muy cierto que si a la hora de enfrentarnos a un proyecto de diseño, por muy simple que sea, evidenciamos la fase preliminar de bocetado o contacto previo con el papel y los útiles de dibujo tradicionales, bien por desconocimiento de las técnicas artísticas como por comodidad, estamos perdiendo posibilidades para la obtención de un resultado más auténtico, más expresivo, más personal, y posiblemente nos dejaremos mediatizar por una herramienta complejísima, con múltiples efectos y posibilidades gráficas que impresionan nuestra retina en un clic de ratón, que en ninguno de los casos cubrirá la falta de talento artístico del diseñador aun sabiendo con profundidad el manejo técnico de las diferentes funciones. He aquí una nueva problemática que surge de no entender los nuevos medios y hacer una interpretación y un uso muy pobre de ellos. Digamos ante todo que cada medio de comunicación visual se ha de utilizar de acuerdo con sus características y con sus posibilidades…[11], para lo cual el perfecto conocimiento de todas las técnicas tanto tradicionales como digitales es imprescindible.

Una vez dominadas las técnicas manuales estamos preparados para afrontar el aprendizaje de las técnicas digitales, que nos serán de gran ayuda para obtener resultados profesionales en cualquier proyecto de diseño, ofreciéndonos un perfecto acabado y una presentación impecable, pero que por lo contrario no nos servirán de mucho si no están avaladas por una rica experiencia artístico-plástica en el sentido más tradicional de la palabra.

Así que, ¿Nuevas Tecnologías? Sí, por supuesto, cuantas más mejor, pero partiendo de una gran base de conocimientos y habilidades gráficas y técnicas tradicionales, que nos ayuden en el proceso de configuración y desarrollo de la idea antes de pasar a utilizar una herramienta también muy poderosa, el ordenador, que nos puede embaucar en filtros estandarizados, elementos prediseñados, y hacer de nuestras ideas algo común, vulgar y sin fuerza, corriendo el peligro de centrarnos más bien en

resolver problemas técnicos de software que problemas creativos y estéticos de diseño.

No debemos tener duda alguna de que si Leonardo, considerado por algunos como el primer diseñador, hubiese podido disponer de un ordenador para transmitir su obra, lo hubiera empleado sin detrimento alguno de su genio ni de sus creaciones.

Bibliografía:

AA.VV. Técnicas de Pintura y Diseño. Diseño por ordenador. Posibilidades creativas. Ed: Génesis. Madrid.1992

Chaves, Norberto. El oficio de Diseñar

Ed: Gustavo Gili, S.A.

Dondis. D.A. La sintaxis de imagen. Introducción al alfabeto visual.

Ed: Gustavo Gili. Barcelona 1976

Gubern, Román. Medios icónicos de masas. Colección Conocer el Arte.

Ed: Historia 16, 1997

Munari,Bruno. Diseño y comunicación visual. Contribución a una metodología didáctica.

Ed: Gustavo Gili. Barcelona.1997

Ortl, Aicher. El mundo como proyecto.

Ed: Gustavo Gili 1994

Quarante, Danielle. Diseño Industrial 1 y 2

Ed: CEAC, Barcelona 1992

Ricard,André. Diseño ¿Por qué?. Colección Punto y Línea.

Ed: Gustavo Gili. Barcelona, 1982

Satué, Enric. Los demiurgos del diseño gráfico.

Ed: Mondadori. Madrid. 1992con Editorial Labor, Barcelona 1984.

Imágenes:

Alumnos del Centro Universitario de Mérida.

Trabajos de alumnos de I.T. en Diseño Industrial. Centro Universitario de Mérida.

[1] Direcciones Web donde podemos encontrar manuales, información y foros sobre software de creación gráfica, tanto técnica como artística:

http://manuales.astalaweb.com

http://usuarios.lycos.es/supermanuales/diseño/index.htm

http://www.manualesgratis.com

http://e-manuales.com

http://www.cristiangomez.com.ar/manuales.htm

http://www.nuevafase.com/informática/manuales/index.htm

http://www.softdownload.com.ar

[2] AA.VV. Técnicas de Pintura y Diseño. Diseño por ordenador. Posibilidades creativas. Ed: Génesis. Madrid.1992

[3] AA.VV. Técnicas de Pintura y Diseño. Diseño por ordenador. Posibilidades creativas. Ed: Génesis. Madrid.1992

[4] AA.VV. Técnicas de Pintura y Diseño. Diseño por ordenador. Posibilidades creativas. Ed: Génesis. Madrid.1992

[5] AA.VV. Técnicas de Pintura y Diseño. Diseño por ordenador. Posibilidades creativas. Ed: Génesis. Madrid.1992

[6] Costa, Joan y Moles, Abraham. Imagen Didáctica. Ed: CEAC,S.A. Enciclopedia del Diseño. Barcelona,1992.

[7] D.A.Dondis. La sintaxis de imagen. Introducción al alfabeto visual. Ed: Gustavo Gili. Barcelona 1976

[8] Gubern, Román. Medios icónicos de masas. Colección Conocer el Arte.

Ed: Historia 16, 1997. Pág.21

[9] Munari,Bruno. Diseño y comunicación visual. Contribución a una metodología didáctica. Ed: Gustavo Gili. Barcelona.1997

[10] Munari,Bruno. Diseño y comunicación visual. Contribución a una metodología didáctica. Ed: Gustavo Gili. Barcelona.1997

[11] Munari,Bruno. Diseño y comunicación visual. Contribución a una metodología didáctica. Ed: Gustavo Gili. Barcelona.1997