domingo, 21 de agosto de 2011

Historia de la Graficacion


     ENIAC, una de las primeras computadoras, calculaba densidades de neutrón transversales para ver si explotaría la bomba de hidrógeno.

     El siguiente paso en la evolución de las computadoras fue la creación de dispositivos de visualización que permitían al usuario de una computadora observar los resultados del procesamiento en el dispositivo. La primera computadora que utilizó un CRT (Tubo de Rayos Catódicos) como dispositivo de visualización fueWhirlw ind, construida en el MIT (Instituto Tecnológico de Massachussets) en 1950 para simular vuelos de entrenamiento de los escuadrones de bombarderos de la marina de Estados Unidos.


     El sistema para la defensa espacial SAGE, desarrollado para convertir los sonidos de detección de un radar en imágenes, fue el primero en emplear un lápiz óptico para seleccionar símbolos en la pantalla.

     El primer videojuego de la historia fue creado en 1952, con el nombre de OXO. Se elaboro para demostrar la interactividad entre computadoras y seres humanos. El juego era una versión del conocido “tres en raya” y fue escrito para la computadora EDSAC.

     La enorme computadora EDSAC en la que se corría el juego fue la primera computadora electrónica capaz de almacenar programas. El juego aunque tenía un nivel de interacción solo permitía un jugador. En 1961 un estudiante del MIT, Steve Russell creó el primer videojuego interactivo de naves espaciales. Fue en 1963 cuando se creó el primer sistema que permitía la manipulación directa de objetos gráficos y fue el precursor de los sistemas modernos de gráficos por computadora y los programas de diseño asistido por computadora (CAD). El sistema, creado para aplicaciones de diseño e ingeniería fue desarrollado por Ivan Sutherland. El sistema permitía a los usuarios dibujar puntos, segmentos de líneas rectas y arcos circulares directamente sobre la pantalla mediante un lápiz óptico.

     El Sketch pad inventado por Ivan Sutherland fue el primer sistema interactivo de gráficos por computadora utilizado para aplicaciones de diseño e ingeniería.

     En 1966 Sutherland  junto con Bob Sproull fue el primero en implementar un sistema de realidad virtual, a través del cual, con la ayuda de un casco, los usuarios podían ingresar virtualmente en una habitación y mirar en todas direcciones una vez adentro. El primer dispositivo de este tipo fue introducido al mercado por IBM en 1965.

     En 1968 Tektronix introdujo un CRT con tubo de almacenamiento que permitía retener permanentemente un dibujo hasta que el usuario decidiera borrarlo. Sus modelos 601 y 611 fueron los primeros en su línea de productos diseñados especialmente para gráficos por computadora. El primer modelo comercial de Tektronix fue el 4002A con un precio aproximado de 9000 dólares.

     1970 La primera animación por computadora que Catmull vio fue la de si mismo. El creó una animación de su mano abriéndose y cerrándose. Se volvió uno de sus objetivos crear una película entera usando gráficos por computadora.

     A partir de 1970 se comenzaron a introducir los gráficos por computadora en el mundo de la televisión. Computer Image Corporation (CIC) desarrollo sistemas complejos de hardware y software como ANIMAC, SCANIMATE y CAESAR. Todos esos sistemas funcionaban escaneando una imagen existente, para después manipularla, aplastándola, estirándola, girándola y haciéndola volar por la pantalla, etc

     1971, el microprocesador. Usando tecnología de circuitos integrados desarrollada en 1959, la electrónica de un procesador de computadora fue reducida a un único chip, el microprocesador a veces llamado CPU. Primeras microcomputadoras de escritorio diseñada para uso personal fue la Altair 8800 de Micro Instrumentation Telemetry Systems (MITS) se vendia alrededor de los 400 dolares

     En el mismo año Nolan Kay Bushnell  creo elAtari. Después de esto comenzó el desarrollo de un videojuego de arcadia llamado Pong, que se conoció en 1972 y comenzó una industria que continúa siendo hasta hoy una de las que mayor uso hace de los gráficos por computadora.


     1958 por William Higinbotham, quien programó un osciloscopio para que simulara una partida de ping-pong que permitía la interacción entre dos jugadores. El juego fue llamado Tenis for two. 


     Durante la década de los 70’s Don Greenberg creó un laboratorio de gráficos por computadora que produjo nuevos métodos de simulación realista de superficies. El programa es bien conocido por sus trabajos en síntesis de imágenes realistas, incluyendo el método de radiosidad para el cálculo de iluminación directa e indirecta en escenas sintéticas.

     1980 fue mostrada una impactante película titulada “Vol Libre”. Se trataba de un vuelo de alta velocidad a través de montañas fractales generadas por computadora.

     A finales de los 70’s Carpenter había construido modelos en 3D de diseños de aeroplanos.

     En 1986 se formó Pixar cuando la división de gráficos por computadora de Lucasfilm fue adquirida por Steven Jobs. Produjo el famoso software Renderman. Renderman es un API desarrollada por los estudios de animación Pixar para describir escenas tridimensionales y convertirlas en imágenes digitales fotos realistas. Terminator 2 fue estrenada en 1991 e impuso un nuevo estándar para los efectos con imágenes generadas por computadora (CGI).


   El verano de 1994 trajo toda una gama de películas llenas de gráficos por computadora. Algunos efectos sin embargo, eran tan fotorealistas que el uso de la computadora era indetectable.

   En 1995 se presentó la primera película de larga duración con gráficos y animaciones 3D por computadora. La película realizada por Pixar fue llamada Toy  Story.

   1995 Sony lanzó al mercado mundial su consola de juegos Playstation. Hasta entonces las llamadas consolas de videojuegos solamente podían manejar gráficos 2D, pero el Playstation contenía un chip (además del CPU) de 3D acelerado por hardware capaz de dibujar 360,000 polígonos por segundo.
1996 Quake de ID Software. 3D acelerado por hardware se convirtió en la frase de moda y al menos dos fabricantes sacaron al mercado aceleradores gráficos para PC (Diamond Edge de Diamond Multimedia usando el procesador NV1 de nVidia, y Virge de S3).

   En 1997 la industria de los videojuegos experimentó de nuevo una revolución, esta vez fue el acelerador 3DFX Voodoo 3D. Este chip 3D aplastó por completo a la competencia con su increíble y extremadamente práctico desempeño en 3D

   La GeForce (nombre código nv10) fue la primera tarjeta 3D que poseía un motor de hardware llamado Transform & Lighting. Ninguno de los títulos lanzados en 1999 soportaba esta opción con la excepción de Quake III, el cual salió a la venta en diciembre.

     El año 2000 fue realmente “el año de nVidia“. En el 2001 nVidia continuó dominando el mercado con una competencia ocasional por parte de ATI.

  Nintendo lanzó el Gamecube en septiembre de 2001, al igual que el Gameboy Advance. Pero probablemente el gran evento del 2001 fue el lanzamiento de la consola Xbox de Microsoft.

     Empezando los 2000 el mundo de la cinematografia al igual que los videojuegos se vio beneficiada con todos estos avances, al lanzar películas generadas en su mayoría en computadora como lo son:        

    • Jurassic Park
    • A.I.
    • Terminator 2
    • Lord of The Rings
    • X-Men
    • Matrix
     El 2004 fue un buen año para los videojuegos. Algunos de los juegos que aparecieron ese año como FarCry de Ubisoft y Doom 3, primeros juegos en utilizar Direct X 9.0.

     Para la película Spider-Man 3 de 2007 Sony Pictures Imageworks (SPI) usó el software Autodesk Maya para la animación en 3D, el modelado, texturizado y combinación de movimientos de los personajes y efectos visuales aproximadamente en 80% de las tomas realizadas por el estudio. Se usó el sistema de efectos visuales Autodesk Flame para hacer cambios en el rostro de los personajes y para integrar tomas reales de ellos en ambientes generados totalmente por computadora.




jueves, 18 de agosto de 2011

GLOSARIO


Vector Normal. Un vector normal a una entidad geométrica (línea, curva, superficie, etc) es un vector de un espacio de producto escalar que contiene tanto a la entidad geométrica como al vector normal, que tiene la propiedad de ser ortogonal a todos los vectores tangentes a la entidad geométrica. Un vector normal no necesariamente es un vector normalizado o unitario.

Vector normal


Iluminación. Conjunto de luces que se instala en un determinado lugar con la intención de iluminarlo. Se lleva a cabo a través de diversos elementos y artefactos, como lámparas incandescentes (también conocidas como bombillas, bombitas o focos), lámparas fluorescentes o lámparas halógenas.


Intensidad. Grado o nivel de una fuerza que se aplica sobre un objeto natural o sobre un dispositivo mecánico. La intensidad es siempre una cualidad del objeto en sí y es algo que se utiliza para describirlo y definirlo en determinados momentos, espacios o situaciones.

Luminancia. Se define como la densidad angular y superficial de flujo luminoso que incide, atraviesa o emerge de una superficie siguiendo una dirección determinada. Alternativamente, también se puede definir como la densidad superficial de intensidad luminosa en una dirección dada.

Vector. Contiene cuatro elementos:
  • Intensidad o magnitud.- Es el valor numérico de la cantidad vectorial. Puede ser absoluta o relativa.
  • Dirección.- Es la orientación que toma la cantidad vectorial, puede ser definida geográficamente o por medio de un ángulo.
  • Sentido.- El sentido puede ser positivo o negativo, es decir, se toman los sentidos convencionales o pueden ser asignados arbitrariamente.
  • Línea de acción.- Es la línea imaginaria que contiene al vector y se extiende en ambos sentidos del mismo.
Luz Ambiente. Hace referencia a las luces que conforman un sistema de iluminación presente en el conjunto de la escena definiéndola de un modo simple y específico. El ejemplo más claro puede ser la luz solar o una bombilla que, colgando de un cable, ilumina el espacio total de una habitación. Las posibilidades creativas con esta luz son infinitas, más si se utiliza película en blanco y negro.


Renderizar. La renderización es el proceso de generar una imagen (imagen en 3D o una animación en 3D) a partir de un modelo, usando una aplicación de computadora. Se utiliza en la producción de imágenes en 3D para juegos, diseño computacional, efectos especiales del cine y la TV, etc.

Render. Dibujar, crear en forma automática una imagen de acuerdo al modelo tridimensional que existe en el ordenador.

API. interfaz de programación de aplicaciones o API (Application Programming Interface) conjunto de funciones y procedimientos (o métodos, en la programación orientada a objetos) que ofrece cierta biblioteca para ser utilizado por otro software como una capa de abstracción. Son usadas generalmente en las bibliotecas (también denominadas comúnmente "librerías"). Servicios o funciones que el Sistema Operativo ofrece al programador, como por ejemplo, imprimir un caracter en pantalla, leer el teclado, escribir en un fichero de disco, etc.

DirectX. Colección de API desarrolladas para facilitar las complejas tareas relacionadas con multimedia, especialmente programación de juegos y vídeo, en la plataforma Microsoft Windows

Consta de las siguientes API:
  • Direct3D
  • Direct Graphics
  • DirectInput
  • DirectPlay
  • DirectSound
  • DirectMusic
  • DirectShow
  • DirectSetup
  • DirectCompute

Lens Flare. Pueden ser causa de confusión en usuarios novatos, ya que se presentan como pequeños círculos u óvalos de colores a lo largo de la imagen sin tener una razón aparente para su existencia. Es producido cuando algún rayo de luz de una fuente muy potente llega a la lente y se cuela a través de esta. La fuente usual es el sol, pero también puede ser producido por cualquier fuente artificial como luces, lamparas y flashes. Este rayo de luz “intruso” se refleja y rebota dentro de las imperfecciones de la lente creando dos tipos de manifestaciones: en primer lugar se muestra como una bruma, que lava los colores y reduce la saturación de estos, y en segundo lugar como los pequeños círculos


Driver. Es un software (programa) que permite que tu sistema operativo (Windows XP, Vista, Linux, etc) pueda controlar un dispositivo de hardware.

Maquinas de Estado. Modelo de comportamiento de un sistema con entradas y salidas, en donde las salidas dependen no sólo de las señales de entradas actuales sino también de las anteriores. Las máquinas de estados se definen como un conjunto de estados que sirve de intermediario en esta relación de entradas y salidas, haciendo que el historial de señales de entrada determine, para cada instante, un estado para la máquina, de forma tal que la salida depende únicamente del estado y las entradas actuales.

Ray Tracing. Algoritmo para síntesis de imágenes tridimensionales. Propuesto inicialmente por Turner Whitted en 1980, está basado en el algoritmo de determinación de superficies visibles de Arthur Appel denominado Ray Casting (1968). Se determinan las superficies visibles en la escena que se quiere sintetizar trazando rayos desde el observador (cámara) hasta la escena a través del plano de la imagen. Se calculan las intersecciones del rayo con los diferentes objetos de la escena y aquella intersección que esté más cerca del observador determina cuál es el objeto visible.

Clipping. Es la superposición de polígonos, es decir, que un personaje atraviese un elemento del escenario. El popping es que las cosas aparezcan de forma brusca en la pantalla, es decir, que en un juego de carreras aparezca de repente un edificio en el fondo en vez de de manera progresiva.

Transformaciones.  Pueden ser representadas por una matriz. Técnicamente estan compuestas por cualquier combinación de transformaciones lineales: traslación, escalamiento, rotación y deformación. Las transformaciones afines usan un sistema homogéneo de coordenas.

Raster. Una imagen rasterizada, también llamada mapa de bits, imagen matricial o bitmap, es una estructura o fichero de datos que representa una rejilla rectangular de píxeles o puntos de color, denominada raster, que se puede visualizar en un monitor, papel u otro dispositivo de representación.

Pipeline. Conjunto de elementos procesadores de datos conectados en serie, en donde la salida de un elemento es la entrada del siguiente. Los elementos del pipeline son generalmente ejecutados en paralelo, en esos casos, debe haber un almacenamiento tipo buffer insertado entre elementos. Sinónimo de segmentación. Se encuentran en la mayoría de las tarjetas gráficas, consiste en múltiples unidades aritméticas o CPUs completas, que implementan variados escenarios de operaciones típicas de renderizado, por ejemplo, cálculos de luz y colores, renderizado, proyección de perspectiva, etc.

CRT. Tubo de rayos catodicos. Los monitores CRT funcionan enviando flujos de electrones a alta velocidad procedentes del cátodo deltubo. El rayo es desviado al ánodo cubierto de un material fosforescente. Cuando los electrones golpean esta superficie, se emite luz.

LCD. Pantalla de cristal liquido. Tecnología utilizada en monitores de computadoras, televisores, cámaras digitales, etc. que permite una pantalla más delgada y plana, además de una excelente definición. Estas pantallas están integradas por diminutos puntos. Estas pantallas poseen dos capas de material polarizante. Entre las capas se introduce una solución de cristal líquido. Luego una señal eléctrica hace que los cristales se alineen de tal manera que impidan el paso de la luz. Cuando la pantalla se pone negra, todos sus cristales están alineados para que no pase ningún tipo de luz.

VGA. Sistema gráfico de pantallas para PCs desarrollado por IBM. VGA se convirtió en un estándar de facto para PCs. Las tarjetas gráficas VGA estándares traían 256 KB de memoria de video. En modo texto, el sistema VGA provee una resolución de 720 x 400 pixeles. En modo gráfico permite 640 x 480 (con 16 colores) o 320 x 200 (con 256 colores). El número total de colores de la paleta es 262.144 y tasa de refresco de hasta 70 Hz.

DVD. Disco versatil/Video digital. Formato de almacenamiento digital de datos. Tienen el mismo tamaño físico que un CD, 12 cm de diámetro, u 8 cm para los mini; aunque almacenan mucha más información. Los DVD guardan los datos utilizando un sistema de archivos denominado UDF, el cual es una extensión del estándar ISO 9660, usado para CD de datos.

Memoria vram. Memoria de Acceso Aleatorio dedicado a Video. Tipo de memoria RAM usada para la pantalla de la computadora. La VRAM debe ser rápida para mantener la velocidadcon la cual la pantalla es escaneada. En una PC, la VRAM está en el controlador gráfico.

OCR. Tipo de software que se encarga de reconocimiento óptico decaracteres. Se encarga de extraer de una imagen los caracteres de un texto y los guarda en un formato que pueda editarse como texto.

GIF. Compuserve GIF es un formato gráfico utilizado ampliamente en la World Wide Web, tanto para imágenes como para animaciones.

BMP. Es el formato propio del programa Microsoft Paint, que viene con el sistema operativo Windows. Puede guardar imágenes de 24 bits (16,7 millones de colores), 8 bits (256 colores) y menos. Puede darse a estos archivos una compresión sin pérdida de calidad. Se componen de direcciones asociadas a códigos de color, uno para cada cuadro en una matriz de píxeles tal como se esquematizaría un dibujo de "colorea los cuadros" para niños pequeños.

Algoritmo LZW. Es un algoritmo de compresión sin pérdida desarrollado por Terry Welch en 1984 como una versión mejorada del algoritmo LZ78 desarrollado por Abraham Lempel y Jacob Ziv. Diccionario de cadenas que se encuentren dentro del texto a comprimir mientras al mismo tiempo se procede a su codificación.

JPEG. Nombre del comité que desarrolló el estándar JPEG para la compresión de imágenes. El JPEG es un algoritmo diseñado para comprimir imágenes fijas con 24 bits de profundidad o en escala de grises. La compresión es con pérdida de calidad, por lo tanto al descomprimir la imagen no es la misma.

PNG. Es un formato gráfico basado en un algoritmo de compresión sin pérdida para bitmaps no sujeto a patentes. Este formato fue desarrollado en buena parte para solventar las deficiencias del formato GIF y permite almacenar imágenes con una mayor profundidad de contraste y otros importantes datos.

SVG. Gráficos vectoriales escalables] es un formato de imagenes basado en el XML desarrollado por el W3C que permite transferir las imágenes más rapidamente, hacerlas escalables y buscables, además de otras características.

RAW. Formato gráfico que contiene todos los datos tal cual han sido obtenidos por el sensor de la cámara fotográfica digital. Por lo general no utiliza compresión y posee una profunidad de color de 30 o 36 bits por píxeles, esto hace que los archivos en este forma ocupen gran cantidad de almacenamiento.

MPEG-1. Es el nombre de un grupo de estándares de codificación de audio y vídeo normalizados por el grupo MPEG (Moving Pictures Experts Group). MPEG-1 vídeo se utiliza en el formato Video CD. La calidad de salida con la tasa de compresión usual usada en VCD es similar a la de un cassette vídeo VHS doméstico. Para el audio, el grupo MPEG definió el MPEG-1 audio layer 3 más conocido como MP3.

WAV. Es el formato para almacenar sonido en archivos desarrollado en común por Microsoft e IBM. El soporte para archivos WAV fue construido en Windows 95, lo que lo hizo estándar de hecho para archivos de sonido en PCs. Los archivos de sonido WAV terminan con la extensión .wav y se pueden reproducir con casi todas las aplicaciones Windows que soportan sonido.


http://www.masadelante.com/faqs/wav
http://www.alegsa.com.ar/Dic/raw.php
http://www.graphicsperu.com/glosario_internet.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/PNG
http://www.alegsa.com.ar/Dic/jpeg.php
http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_estados
http://www.alegsa.com.ar/Dic/renderizacion.php
http://definicion.dictionarist.com/render
http://es.wikipedia.org/wiki/Interfaz_de_programaci%C3%B3n_de_aplicaciones
http://es.wikipedia.org/wiki/DirectX
http://www.slideshare.net/AlonsoAlvarez/graficos-por-computadora-2-3642351
http://www.alegsa.com.ar/Dic/pipeline.php
http://www.alegsa.com.ar/Dic/crt.php
http://www.alegsa.com.ar/Dic/lcd.php
http://www.alegsa.com.ar/Dic/ocr.php
es.wikipedia.org/wiki/Gif
http://es.wikipedia.org/wiki/LZW
http://es.wikipedia.org/wiki/Vector_normal
http://definicion.de/iluminacion/
http://www.definicionabc.com/general/intensidad.php
http://es.wikipedia.org/wiki/Luminancia
http://html.rincondelvago.com/fisica_22.html
http://www.fotonostra.com/fotografia/luzambiental.htm

martes, 16 de agosto de 2011

Introducción a la graficación por computadora

Aplicaciones:

     Se emplean con fines científicos, artísticos o industriales (por ejemplo, para diseñar, probar y promocionar productos). Los gráficos por ordenador han hecho que las computadoras sean más fáciles de usar: las interfaces gráficas de usuario (GUI, siglas en inglés) y los sistemas multimedia como World Wide Web.

     Antes de mostrar la imagen por pantalla, ésta debe encontrarse en la memoria del ordenador. La ventaja de guardar la imagen en memoria es que se pueden aplicar diversas técnicas matemáticas para modificar la información correspondiente a cada pixel.

Procesado de imágenes

     El procesado de imágenes es una de las herramientas más potentes e importantes dentro de los gráficos por ordenador. Sus técnicas se emplean en muchas aplicaciones, como detectar el borde de un objeto, realzar la imagen y reducir el ruido en el diagnóstico médico por imagen, difuminarla, o aumentar la nitidez o el brillo en películas y anuncios.

Memoria

     Son dispositivos que retienen datos informáticos durante algún intervalo de tiempo. Las memorias de computadora proporcionan una de las principales funciones de la computación moderna, la retención o almacenamiento de información. Es uno de los componentes fundamentales de todas las computadoras modernas.

Frame Buffer

     Es la porción de memoria reservada para mentener temporalmente una imagen raster (frame) a la espera de ser enviada al monitor o a un dispositivo. Es usado para compensar las diferentes tasas de flujo de datos entre los componentes de una computadora.

     El framebuffer es la parte del sistema de video en donde una imagen es almacenada pixel por píxel y es usado para refrescar una imagen ráster. Un frame buffer retiene un frame (o cuadro) de una secuencia de frames (cuadros).

Dispositivos de Entrada:

  • Herramientas utilizadas para poder ingresar todo tipo de datos a la computadora. 
  • Medios por los cuales una persona puede comunicarse con la computador

Algunos de ellos son:
  • Teclado
  • Mouse 
  • Trackball
  • Escaner 
  • Joystick
  • Microfono, etc

Dispositivos de E/S:
  • CD
  • DVD
  • Modem
  • USB

Dispositivos de Entrada:

     Son aquellos que nos permiten obtener la informacion procesada por la computadora. Los mas comunes son: monitor, bocina, impresora, entre otros. 

Disparidad Binocular

     Diferencia entre los dos puntos de vista proporcionados por ambos ojos. La disparidad binocular es la forma de percibir profundidad y relieve más utilizada por el cerebro humano, y es la que permite ser más manipulada, convirtiéndose en la base para la creación de imágenes 3D en superficies llanas. El cerebro coge estos dos puntos de vista distintos y los integra, creando así un objeto en tres dimensiones.

Tipos

     Podemos hablar de dos tipos de disparidad binocular: la cruzada y la no cruzada, cada una de ellas depende de la distancia en que se encuentre el objeto y el punto de fijación en la retina.

     La disparidad binocular cruzada se caracteriza porque el objeto que ve el ojo está más cerca que el punto de fijación

     La disparidad binocular no cruzada se caracteriza porque el objeto que ve el ojo se encuentra más lejos que el punto de fijación.