Beneficios de la Informática Gráfica


En el ámbito de los gráficos por ordenador, se trata la simplificación de imágenes de objetos reales o abstractos a partir de patrones informáticos. Un campo de trabajo es el proceso digital de imágenes, que trata el proceso inverso, es decir, la reconstrucción de modelos de objetos 2D o 3D a partir de imágenes dadas. La superposición entre los gráficos por computadora y el tratamiento digital de imágenes hoy en día es mayor y de mejor calidad, ya que muchas aplicaciones de un ambiente se apoyan en el otro, como por ejemplo el tratamiento asimétrico de una imagen. El rendimiento dentro de los gráficos por computadora se enfoca en tomar una imagen instantánea de un objeto 3D, o varios creando una escena, según se mira a través de una ventana rectangular, persiguiendo el modelo de cámara sintética. Siguiendo los consejos anteriores, mientras no se indique lo contrario, consideraremos la información gráfica como conjuntos de puntos dados en un espacio de referencia. Según esto, es evidente que para definir la información gráfica que debe procesar el ordenador es preciso establecer un sistema de referencia y definir de algún modo los conjuntos de puntos que constituyen la información visual. En la actualidad, la mayoría de las aplicaciones gráficas (sistemas gráficos) se limitan al tratamiento de la información gráfica definida en espacios de 2 y 3 dimensiones, aunque hay sistemas que permiten el estudio, tratamiento y visualización de información gráfica en espacios de dimensión mayor, espacialmente en 4D. Concluyendo, los datos gráficos con que trabaja la IG están dados por grupos de puntos periódicos, detallados en espacios constantes o por grupos finitos detallados en sitios discretos, es decir, direccionables exclusivamente mediante números enteros. DEFINICIÓN. La informática gráfica (IG) es la rama de la informática que se encarga de la creación de representaciones gráficas con el ordenador a través de software especializado, es decir,es el conjunto de técnicas para la producción, almacenamiento y manipulación de imágenes utilizando la computadora con base en programas informáticos. En la actualidad, la informática gráfica se usa en muchas áreas de la industria, los negocios, la educación, el ocio, etc. La lista de aplicaciones es amplia y crece velozmente porque las computadoras y los programas con capacidades gráficas son más prácticos y efectivos. Los gráficos por computadora se definen como la creación y manipulación de imágenes gráficas por medio de un ordenador. Sin embargo, esta breve definición no describe la variedad de aplicaciones y el impacto de este campo desarrollado por la ciencia de la computación. Indudablemente, los gráficos por computadora iniciaron como una técnica para aumentar la información de la pantalla creada por un ordenador. Esta propiedad de reconocer y transcribir datos numéricos en imágenes ha acentuado representativamente la capacidad del ordenador de presentar información al usuario de una forma clara y entendible. Es aquí donde surgen herramientas tales como la multimedia e informática gráfica, mismas que sirven como aplicaciones básicas para la interfaz gráfica. PRINCIPALES CAMPOS DE APLICACIÓN. La informática gráfica (IG) desarrolla técnicas que facilitan el procesamiento automático de la información gráfica. Sin embargo, existen varias formas de procesar dicha información y cada una de ellas puede dar origen a un campo o subárea de aplicación dentro de la informática gráfica (como se muestra en la figura siguiente). Las incursiones de la IG son muy diversas e incluyen un gran número de áreas y disciplinas así como usos.

Interfaces gráficas. La interfaz gráfica de usuario GUI (Graphical User Interface) es una aplicación que funciona a través de intercomunicación, usando un grupo de imágenes y objetos gráficos para visualizar la información y actividades disponibles en la interfaz. Su función principal radica en facilitar un medio visual sencillo para facilitar la interacción con el sistema operativo de una computadora. Una interfaz es un mecanismo que facilita la comunicación entre dos medios que no comparten el mismo lenguaje. Hablando de aspectos técnicos, se utiliza el concepto interfaz para referirse al conjunto de conexiones y dispositivos que hacen realidad la comunicación entre dos sistemas. Pero, específicamente, al referirnos a la interfaz hablamos del lado visible de los programas tal y como se le presenta al usuario final para que interactúe con la computadora. La interfaz gráfica requiere la existencia de un monitor de computadora o pantalla compuesta por un conjunto de menús e íconos que muestran las opciones que el usuario puede elegir dentro del sistema. Las características básicas de una buena interfaz se resumen en esta figura:

Los expertos en sistemas informáticos sostienen que el éxito de un sistema informático depende verdaderamente de la eficacia de su interfaz, por lo que concluimos que el éxito de un hipertexto depende de su interfaz. Animación. La animación es un procedimiento usado por uno o más diseñadores para dar la apariencia de movimiento a imágenes, dibujos y otro tipo de objetos. A este efecto se le considera un efecto visual óptico. Hay múltiples procedimientos para efectuar animación que van más lejos de los tradicionales dibujos animados. Los recuadros animados se pueden obtener dibujando, iluminando o ilustrando los mínimos cambios hechos repetidamente a un modelo de la realidad o a un modelo tridimensional virtual; es posible también animar objetos y a actores reales. Entre los formatos de animación más comunes que admiten animación podemos encontrar el GIF (Graphic Interchange Format o Formato de intercambio de gráficos), el SWF (Small Web Format o Formato Web Pequeño), la animación flash, etc. Las animaciones en GIF son almacenadas imagen por imagen, aunque existen animaciones que no lo hacen así, sino que son interpretadas y"ensambladas" en tiempo real, al ejecutarse, como las animaciones SWF.

Elaborar una animación puede ser un trabajo complicado y rutinario. Por esta razón, la mayor parte de la producción la realizan empresas de animación que se encargan de desarrollar esta tarea. Aun así, existe la animación de autor, que se genera por el trabajo individual de uno o de unos cuantos animadores. En la actualidad, los diseñadores se apoyan de las nuevas tecnologías para facilitar la animación, inician el proceso de animación cuando desarrollan un modelo del personaje o el objeto que se va a animar, enseguida aplican las técnicas de los programas de animación especializados para apegarse al script preestablecido y así conseguir el objetivo final. Videojuegos. Un videojuego o juego de vídeo es un juego electrónico de habilidad o destreza en el que una persona o más interactúan con el videojuego, el cual puede ser presencial o a distancia, por medio de un controlador o control, con un sistema provisto de imágenes de vídeo. Al dispositivo de entrada utilizado para operar el videojuego se le denomina controlador de videojuego y cambia dependiendo del sistema operativo que lo soporta; un controlador o control puede soportar un solo botón y una palanca de mando(joystick), mientras que otros controles pueden soportar una docena de botones y una o más palancas de control. Generalmente, los videojuegos utilizan otras formas, aparte de la imagen, para proporcionar la interactividad e información al jugador. El audio es casi universal, utilizándose medios de reproducción de audio, tales como altavoces y auriculares. Otro tipo de feedback se obtiene por medio de periféricos hápticos que generan vibración o retroalimentación de fuerza; también a veces se utiliza la vibración para emular la retroalimentación de fuerza. La mayoría de las veces, los videojuegos recrean escenarios y ambientes virtuales en lo sque el participante manipula a uno o más personajes para obtener una o mas metas a través de reglas establecidas. Se interactúa por medio de la ejecución del videojuego en un periférico del tipo salida de multimedia como una laptop, una computadora, un monitor o un proyector. Síntesis de imágenes. La síntesis gráfica se presenta cuando una figura reduce su forma original manteniendoel uso de líneas y planos, pero en mínima cantidad. Cada método usado para simplificar genera un resultado visual distinto, aunque el contorno y la esencia general de la misma permanezca o sufra cambios mínimos. Para lograr una síntesis gráfica debemos considerar la morfología, que en el diseño es la disciplina que se encarga de la reproducción y las propiedades de la forma. La síntesis gráfica se refiere al momento en que una figura simplifica su forma original conservando el uso de líneas y planos, pero en menos proporción. Existen varias formas de conseguir la síntesis de una imagen, entre las más comunes se encuentran:  Síntesis en dibujo lineal: consiste en capturar los mayores detalles de las líneas que dan forma a las figuras.  Síntesis del contorno: se refiere al recorrido de la línea que encierra a la figura para convertirlo en un solo plano que es la forma de la figura. Diseño. Es el proceso a través del cual se dibuja un plan de acción y, en función de este, se escogen determinados elementos con el fin de desarrollar un producto visual que transmita un mensaje a un receptor. Diseñar es el proceso de creación de un nuevo objeto, servicio o mensaje. El diseño se utiliza en todos los entornos y se ubica en todos los segmentos, pero es en la publicidad y en internet donde tiene actualmente su mayor aplicación creativa. La línea es el primer elemento del diseño, organiza la información y permite dirigir el ojo y la atención del lector hacia un propósito determinado. El diseño gráfico se refiere a la creación mediante gráficos y sus principales objetivos son:  Crear una imagen.  Comunicar con ella un mensaje, sea este publicitario o no.  El contexto.  Comunicar mensaje.  Integrarla en un contexto. Sus principales herramientas son: las formas, el color, la tipografía, los medios, los programas, el espacio. El diseño gráfico es la disciplina que permite proponer, elaborar y proyectar todo tipo de ideas o mensajes gráficos, en un ambiente de comunicación visual en el que todo el tiempo estamos relacionados: cuando transitamos por la calle (los carteles), cuando leemos una revista, un periódico o simplemente vemos televisión. TRANSFORMACIÓN 2D. Uno de los más grandes beneficios de los gráficos generados por computadora es la capacidad de efectuar algunas transformaciones o cambios sobre las imágenes. Estos cambios son fáciles de realizar porque la imagen gráfica ha sido codificada en forma de números y almacenada en un archivo. Los números son susceptibles a los procedimientos matemáticos llamados transformaciones. Los objetos se especifican por medio de un conjunto de puntos (números). Las transformaciones son procesos que determinan nuevas ubicaciones de estos puntos, transformado el tamaño y orientación del objeto. Las operaciones básicas de la transformación 2D son:  Traslación.  Escalamiento.  Rotación. Las transformaciones facilitan modificar de una forma uniforme toda la imagen. Estas transformaciones son el medio para construir o modificar imágenes u objetos. La rotación, traslación y escalamiento (entre otras) son tales transformaciones. Cada transformación utiliza un punto (x, y) para generar un nuevo punto (x’, y’). TRANSFORMACIÓN 3D. La representación de las transformaciones en tres dimensiones es una generalización dela de dos dimensiones, es decir, las transformaciones 3D son equivalentes a las transformaciones 2D. Los puntos significan coordenadas homogéneas como cuartetos(ver figura 15) y las matrices de transformación son de 4x4.

Una escena 3D se define por los puntos, las líneas y los planos que la componen. Es necesario un sistema para poder referenciar las coordenadas (al igual que en 2D), pero hace falta un tercer eje, Z, perpendicular al X y al Y para obtener un eje de coordenadas completo y así lograr la transformación 3D. Por ejemplo, en la transformación 2D se cuenta originalmente con coordenadas (matrices) 2x2, pero sólo permite operaciones del tipo:

Por lo que se cambia a matrices 3x3, operando coordenadas homogéneas:

Luego entonces, en 3-D, empleando la misma medida, se tiene que pasar a matrices 4x4:

Esta metodología puede parecer un tanto complicada, pero los softwares de animación lo aplican de manera automática para la animación en 3D.

REFERENCIAS:

  • Booch, Grady. Unified modeling language reference manual. Massachusetts AddisonWesley, 2005, pp. 291-320.

  • Larman, Craig, UML y patrones. Una introducción al análisis y diseño orientado a objetos y al proceso unificado, México, Pearson Prentice Hall, 2003, pp. 432-438.

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