1.1. Breve historia de la graficación
Los gráficos por computadora se han convertido en una potente herramienta para la producción rápida y económica de imágenes.
Los gráficos por computadora son un herramienta versátil que representa una ventaja que puede aplicarse a campos diversos. Los descubrimientos de autores como Euclides, Descartes y Schoenberg representan la base de los gráficos.
A lo largo de la historia han sucedido importantes eventos que han sentado las bases para las gráficas por computadora.
Los 1960s
Se puede decir que la historia de la graficación por computadora comienza con el Proyecto Whirlwind y el sistema computacional SAGE; el lápiz luminoso de la SAGE fue uno de los primeros dispositivos de hardware utilizados para la graficacion.
Además del inicio de la era de las primeras computadoras de tubos de vacío, los1940s vieron nacer el transistor en los Laboratorios Bell (Bell Labs) en 1947. En 1956 la primera computadora de transistores se construyó en el MIT.
Los periféricos eran tarjetas perforadas de Hollerit, impresoras de líneas y plotters depapel en rollo.
El Sketchpad de Iván Sutherland en 1963 permitía el diseño interactivo con el uso de lápiz luminoso, este hecho es considerado por muchos como el nacimiento de los gráficos por computadora. En 1966 se comenzó el desarrollo del primer vídeo juego doméstico denominado Fox Hounds.
El sistema Sketchpad fue creado en el Laboratorio Lincoln del MIT sobre un ordenadorTX-2, una de las mejores máquinas de entonces pues contaba con 320Kb de memoria basey 8Mb de memoria externa en forma de cintas magnéticas.
Otros descubrimientos e invenciones importantes en los 1960s fueron las curvas para métricas, la transformada de Furier, el mouse en los laboratorios Xerox PARC y desarrollo de algoritmos como los de sombreado, iluminación, z-buffer y mapeo de textura.
En 1963, Douglas Englebart inventó el Mouse en los laboratorios de Xerox PARC. Este mouse usaba dos ruedas perpendiculares entre ellas: la rotación de cada rueda era trasladada en movimiento a lo largo de un eje en el plano.
Los 1970s
A principios de los 1970s el Sistema de Imágenes de Evans & Sutherland era una computadora high-end de gráficos.
En los 1971 se comenzó a comercializar el primer video juego como arca de: Computer Space. Pong también marcó un hito en la historia dando pie a la creación de consolas. La microcomputadora Altair de MITS condujo a la revolución del computador personal.
La Altair 8800 de MITS fue un microcomputador diseñado desde 1975, basado en el CPU Intel 8080A. Vendido como un kit a través del la revista Popular Electronics, los diseñadores proyectaron vender solamente algunos cientos a los aficionados, y fueron sorprendidos cuando vendieron sobre diez veces esa cantidad en el primer mes.
En 1976 la Apple I fue el primer éxito de la computación personal, en ese mismo año la película “Futureworld” incluyó la animación de un rostro y mano humanos siendo la primera en utilizar los gráficos por computadora.
Los 1980s
En 1981 la IBM PC comenzó a venderse popularizando el término “computadora personal”. En 1982 se lanzó al mercado la primera tarjeta de vídeo denominada Hércules la cual solo servía para gráficos de un solo color.
La PC original fue un intento de IBM para entrar en el mercado de los ordenadores domésticos, entonces dominado por el Apple II de Apple Computer y varias máquinas con CP/M.
Apple Lisa la primera computadora comercial con interfaz gráfica y ratón, se lanzó en1983. En 1987 se creó en IBM la primera tarjeta gráfica VGA. En 1989 Adobe Photoshop comenzó a comercializarse siendo hoy una aplicación popular.
Se introdujeron los Binary space partitioning o Particionado Binario del Espacio (BSP), que es un método para subdividir recursivamente un espacio en elementos convexos empleando híper planos.
Los 1990s
Unix, X y Silicon Graphics Gl eran el sistema operativo, sistema de ventanas y la Interfaz de Programación de Aplicaciones (API, Application Programming Interface) que los desarrolladores de gráficos utilizaban a principios de los 1990s.
En 1992 OpenGL se convirtió en un estándar de APIs gráficas. El primer navegador gráfico de internet se creó en 1993 con el nombre de Moisaic. En esta época comenzacón a utilizarse los estándares de MPEG.
El Super Mario 64 salió a la venta y es considerado el mejor juego de plataformas; este juego creó el primer sistema de control de cámaras en un juego en 3 dimensiones.
También fueron lanzados varios periféricos: un micrófono que permitía jugar un juego con funciones de reconocimiento de voz, uno que permitía leer cartuchos de Game Boy.
En 1995, se anunció el formato DVD utilizando la especificación desarrollada por 10compañías líderes. En 1996 el puerto AGP fue inventado por Intel solucionando los cuellos de botella producidos en las tarjetas con bus PCI.
2000 - a la fecha
En la actualidad todas las computadoras utilizan tarjetas de vídeo con capacidad demostrar colores reales. Se hace uso de dispositivos como cámaras digitales, tabletas digitalizadoras, mouse y monitores de alta resolución.
Los procesadores ahora tienen núcleo doble que dota a las aplicaciones de recursos que permiten hacerlas más sofisticadas.
Los PDAs son ahora un cliente importante en cuantas aplicaciones de software. Es ahora común el uso de agendas electrónicas, juegos en los teléfonos celulares, llamadas de video, etc.
1.2. Aplicaciones
En los procesos de diseño se hace un uso importante de las gráficas por computadora, en particular para sistemas de ingeniería y arquitectura a través de los métodos CAD. El diseño asistido por computadora (CAD, Computer Aided Design) se trata básicamente de una base de datos de entidades geométricas con la que se puede operar a través de una interfaz gráfica.
En el caso de algunas aplicaciones de diseño, los objetos se despliegan primero en forma de armazón que muestra la forma general y sus características internas. Existen paquetes para el diseño de circuitos electrónicos, los cuales permiten diseñar un sistema colocando sucesivamente los componentes en el esquema y conectando estos componentes.
Los arquitectos utilizan métodos gráficos interactivos para proyectar plantas arquitectónicas como la de la figura anterior, que muestran la disposición de habitaciones, ventanas, escaleras, anaqueles, barras de cocina y otras características de la construcción.
Arte digital
Los métodos de gráficas por computadora se utilizan en forma generalizada tanto en aplicaciones de bellas artes como en aplicaciones de arte comercial.
El arte digital utiliza las gráficas por computadora incluyendo hardware de propósito especial, software y paquetes CAD. Un artista puede dibujar utilizando la tableta digitalizadora para crear ilustraciones tan complejas como se desee. Las aplicaciones contienen herramientas como paintbrush o brochas que tienen propiedades como color, textura, tamaño y presión de trazo.
De igual manera, estas técnicas y programas se utilizan para crear diseños con fines comerciales o personales.
Entretenimiento
Existe también el arte digital matemático que hace uso de funciones matemáticas y procedimientos fractales. El ate digital a diferencia del convencional ofrece ventajas como el uso de capas y no se desgasta con el tiempo.
Animación por computadora
La animación por computadora permite reducir costos de producción y edición en el ámbito del cine y la televisión. El uso de internet ha permitió poner al alcance de todos la animación. Aplicaciones como Flash y Moho, permiten que casi cualquier persona pueda hacer una animación. Aplicaciones más sofisticadas como Mzaya permiten hacer animaciones en 2D y 3D.
La animación de escritorio ha tenido auge en los últimos cinco años, aún cuando el GIF animado surgió hace mucho tiempo, no fue sino hasta la popularización de Internet, que fue posible poner al alcance de todas las animaciones.
Videojuegos
La programación de videojuegos está involucrada con la animación y se complementan. La industria de los juegos a crecido en tal medida que algunas universidades ofrecen programas académicos de programación en videojuegos.
Los videojuegos son programados como un software, siendo grabados en algún medio de almacenamiento (como un cartucho, una tarjeta, un disquette, un CD, etc.)
Películas
Las gráficas por computadora se utilizan en diversas etapas de la creación de películas. Se puede utilizar la animación, edición y efectos especiales, siendo los efectos especiales lo que mas llama la atención entre los consumidores.
Las gráficas también se utilizan en aplicaciones de educación y capacitación. Los simuladores para sesiones de práctica o capacitación de capitanes de barco, pilotos de avión, operadores de equipo pesado y personal de tráfico aéreo permiten a los estudiantes a comprender mejor la operación del sistema y a practicar en un entorno virtual muy apegado a la realidad.
Procesamiento de imágenes
El procesamiento de imágenes se utiliza en áreas muy diversas. Las principales aplicaciones del procesamiento de imágenes son: el mejoramiento de la calidad de la imagen y la percepción de la máquina de información visual.
.Las dos aplicaciones principales del procesamiento de imágenes son:
•El mejoramiento de la calidad de la imagen y
•la percepción de la máquina de información visual, como se utiliza en la robótica.
1.3. Formatos gráficos de almacenamiento
Los formatos gráficos de archivos son la forma en que la información de una imagen se guarda en un archivo. Cada formato utiliza técnicas de codificación especial, métodos de compresión y otras técnicas de para buscar el equilibro entre la calidad, el peso del fichero y la compatibilidad entre plataformas.
En general, todos los ficheros gráficos comienzan con una cabecera que indica las características de la imagen, después se encuentran los datos de la imagen los cuales suelen estar comprimidos.
Los formatos de mapa de bits más utilizados son los siguientes:
•ART
•BMP, Windows Bitmap
•CIN, Cineon
•CPT, Corel Photo Paint
•DPX, Digital Picture eXchange
•DRW, Draw
Existen dos tipos de formatos: los vectoriales y los de mapa de bits también conocidos como rasterizados. Los rasterizados se distinguen de los vectoriales en que estos últimos representan una imagen a través del uso de objetos geométricos como curvas y polígonos mientras que los mapas de bits se almacenan como un conjunto de pixeles
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