UNIDAD 1 FUNDAMENTOS DE COMPUTACIÓN GRÁFICA ... 7
UNIDAD 1 FUNDAMENTOS DE COMPUTACIÓN GRÁFICA ... 7
CAPÍTULO 1 Evolución de la computación gráfica CAPÍTULO 1 Evolución de la computación gráfica... 9... 9
Lección 1 Anticipando la tecnología ... 9
Lección 1 Anticipando la tecnología ... 9
Lección 2 Los primeros aportes ... 11
Lección 2 Los primeros aportes ... 11
Lección 3 Teorías y planteamientos ... 13
Lección 3 Teorías y planteamientos ... 13
Lección 4 La revolución ... 16
Lección 4 La revolución ... 16
Lección 5 Lección 5 Cronología en Cronología en el el desarrollo desarrollo de de la la computación gráfica computación gráfica ... 17.. 17
CAPÍTULO 2 Fundamentos de computación gráfica CAPÍTULO 2 Fundamentos de computación gráfica ... 21 ... 21
Lección 6 Tipos de graficación computacional ... 21
Lección 6 Tipos de graficación computacional ... 21
Lección 7 Sistema de coordenadas ... 25
Lección 7 Sistema de coordenadas ... 25
Lección 8 Introducción a la teoría del color ... 27
Lección 8 Introducción a la teoría del color ... 27
Lección 9 Modelos de color... 31
Lección 9 Modelos de color... 31
Lección Lección 10 10 Representación del Representación del color color en en computación computación gráfica gráfica ... 35... 35
CAPÍTULO 3 El hardware y el software para computación gráfica CAPÍTULO 3 El hardware y el software para computación gráfica... 39.... 39
Lección 11 Dispositivos de vectores ... 41
Lección 11 Dispositivos de vectores ... 41
Lección 12 Dispositivos de ráster ... 42
Lección 12 Dispositivos de ráster ... 42
Lección 13 Lección 13 Hardware gráfico Hardware gráfico para monitores para monitores - La - La tarjeta de tarjeta de video video ... ... 4343 Lección 14 Dispositivos de entrada ... 46
Lección 14 Dispositivos de entrada ... 46
Lección 15 Software de graficación ... 49
ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO
El contenido didáctico del curso académico
El contenido didáctico del curso académico Computación GráficaComputación Gráfica fue diseñadofue diseñado inicialmente en el año 2005 por Adriana rocío Lizcano Dallos, docente de la UNAD, inicialmente en el año 2005 por Adriana rocío Lizcano Dallos, docente de la UNAD, Bogotá, ingeniera de sistemas, en su desempeño como tutora.
Bogotá, ingeniera de sistemas, en su desempeño como tutora. Se han realizado las siguientes actualizaciones al
Se han realizado las siguientes actualizaciones al contenido didáctico:contenido didáctico:
Adecuación Adecuación del del diseño diseño según según plantilla plantilla material material didáctico didáctico UNAD.UNAD.
Distribución Distribución de de unidades, capíunidades, capítulos tulos y y lecciones lecciones según el según el estándar estándar CORE.CORE.
Adición Adición del del capítulo capítulo 4 4 Requerimientos Requerimientos de de software.software.
Actualización Actualización de de herramientas herramientas para para el el desarrollo, desarrollo, codificación codificación y y librerías.librerías.
Estos cambios fueron realizados por Oscar Javier Abaunza García, docente de la Estos cambios fueron realizados por Oscar Javier Abaunza García, docente de la UNAD, CEAD Bucaramanga, ingeniero de sistemas, especialista en educación UNAD, CEAD Bucaramanga, ingeniero de sistemas, especialista en educación superior a distancia, en su desempeño como tutor y director del curso a nivel superior a distancia, en su desempeño como tutor y director del curso a nivel nacional.
INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN
Gracias a la paranoia de la Guerra Fría, el Departamento de Defensa de Estados Gracias a la paranoia de la Guerra Fría, el Departamento de Defensa de Estados Unidos creó la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (ARPA, por sus Unidos creó la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (ARPA, por sus siglas en inglés). En torno a esta organización, jóvenes ingenieros trabajaron en siglas en inglés). En torno a esta organización, jóvenes ingenieros trabajaron en varios centros académicos de Estados Unidos para lograr que la computación varios centros académicos de Estados Unidos para lograr que la computación dejara de ser un campo reservado a expertos, como lo era a mediados del siglo dejara de ser un campo reservado a expertos, como lo era a mediados del siglo XX. Efectivamente, a inicios de la década de los sesenta, la computación ya se XX. Efectivamente, a inicios de la década de los sesenta, la computación ya se había abierto un poco a las universidades, pero seguía siendo asunto de una élite. había abierto un poco a las universidades, pero seguía siendo asunto de una élite. Sin embargo, a principios de la siguiente década, la computación se convirtió en Sin embargo, a principios de la siguiente década, la computación se convirtió en una industria y comenzó a perfilarse como una subcultura.
una industria y comenzó a perfilarse como una subcultura.
El equipo que durante varios años fue auspiciado por el ARPA estuvo dirigido por El equipo que durante varios años fue auspiciado por el ARPA estuvo dirigido por Douglas C. Engelbart. El concepto de microcomputadora actual surgió de aquel Douglas C. Engelbart. El concepto de microcomputadora actual surgió de aquel grupo; Engelbart insistía en que las nuevas computadoras debían poder ser grupo; Engelbart insistía en que las nuevas computadoras debían poder ser utilizadas por personas no especialistas. Para ello, fue necesario el desarrollo e utilizadas por personas no especialistas. Para ello, fue necesario el desarrollo e integración de la computación gráfica, la computación interactiva y la de tiempo integración de la computación gráfica, la computación interactiva y la de tiempo compartido.
compartido.
Ivan Sutherland, del Lincoln Laboratory del MIT y parte del grupo de Engelbart, Ivan Sutherland, del Lincoln Laboratory del MIT y parte del grupo de Engelbart, desarrolló el campo de la computación gráfica, es decir, la incorporación de una desarrolló el campo de la computación gráfica, es decir, la incorporación de una pantalla a una computadora. En 1962, creó el primer sistema de interfaz gráfica, el pantalla a una computadora. En 1962, creó el primer sistema de interfaz gráfica, el Sketchpad. Poco después, la computadora DEC-PDP-1, financiada por la DEC Sketchpad. Poco después, la computadora DEC-PDP-1, financiada por la DEC (Digital Equipment Corporation), y diseñada por ingenieros del MIT, fue la primera (Digital Equipment Corporation), y diseñada por ingenieros del MIT, fue la primera microcomputadora que mostraba información en una pantalla. Atrás quedaba la microcomputadora que mostraba información en una pantalla. Atrás quedaba la penosa comunicación con la computadora por medio de tarjetas y cintas que penosa comunicación con la computadora por medio de tarjetas y cintas que confundía la interpretación y requería de un especialista en todo momento.
confundía la interpretación y requería de un especialista en todo momento.
El segundo concepto, el de la computación interactiva, se refiere al uso de una El segundo concepto, el de la computación interactiva, se refiere al uso de una computadora en tiempo real; es decir, durante los primeros años de la década de computadora en tiempo real; es decir, durante los primeros años de la década de los sesenta, en paralelo a la evolución de la computación gráfica, se desarrollaron los sesenta, en paralelo a la evolución de la computación gráfica, se desarrollaron las técnicas que permitieron que las computadoras pudieran usarse como un las técnicas que permitieron que las computadoras pudieran usarse como un músico lo hace con su instrumento: al tiempo que lo toca escucha el resultado de músico lo hace con su instrumento: al tiempo que lo toca escucha el resultado de su operación. La intención fue dejar atrás la mecánica de uso asincrónica, al menos su operación. La intención fue dejar atrás la mecánica de uso asincrónica, al menos en tres tiempos: el acceso de información y/o programas por medio de tarjetas y en tres tiempos: el acceso de información y/o programas por medio de tarjetas y cintas perforadas, el lapso de espera mientras la máquina procesaba, y la salida de cintas perforadas, el lapso de espera mientras la máquina procesaba, y la salida de resultados también en forma impresa. La computación interactiva se desarrolló resultados también en forma impresa. La computación interactiva se desarrolló fundamentalmente en el Instituto de Investigaciones de la Universidad de Stanford. fundamentalmente en el Instituto de Investigaciones de la Universidad de Stanford. En tercer lugar, también durante los años 60, surge la computación de tiempo En tercer lugar, también durante los años 60, surge la computación de tiempo compartido, el sistema por medio del cual una misma computadora puede dar compartido, el sistema por medio del cual una misma computadora puede dar servicio a muchas personas, a través de terminales. La trascendencia de la servicio a muchas personas, a través de terminales. La trascendencia de la computación de tiempo compartido estriba en que gracias a dicha forma de trabajo computación de tiempo compartido estriba en que gracias a dicha forma de trabajo
se desarrollaron una serie de técnicas encaminadas a permitir la transmisión de se desarrollaron una serie de técnicas encaminadas a permitir la transmisión de información
información – –comunicación- entre los usuarios; ejemplo derivado de ello es elcomunicación- entre los usuarios; ejemplo derivado de ello es el correo electrónico.
correo electrónico.
Finalmente, durante una conferencia de cómputo celebrada en San Francisco, Finalmente, durante una conferencia de cómputo celebrada en San Francisco, California, en 1968, el propio Douglas C. Engelbart presentó el resultado de la California, en 1968, el propio Douglas C. Engelbart presentó el resultado de la integración del trabajo de los equipos financiados por ARPA: el primer sistema integración del trabajo de los equipos financiados por ARPA: el primer sistema computacional que incluía teclado, tablero, mouse, monitor y ventanas computacional que incluía teclado, tablero, mouse, monitor y ventanas desplegables (interfaz gráfica).
desplegables (interfaz gráfica).
La interfaz gráfica de usuario fue mejorada enormemente a partir de 1971 en Xerox La interfaz gráfica de usuario fue mejorada enormemente a partir de 1971 en Xerox y poco después en el MIT. Una década más tarde, estos esfuerzos culminaron en y poco después en el MIT. Una década más tarde, estos esfuerzos culminaron en un producto real, cuando Steve Jobs tuvo la sabiduría para introducir la Macintosh, un producto real, cuando Steve Jobs tuvo la sabiduría para introducir la Macintosh, un microcomputador que permitía interactuar fácilmente utilizando ventanas y un microcomputador que permitía interactuar fácilmente utilizando ventanas y donde era posible ejecutar una aplicación con un clic del ratón, este fue el principal donde era posible ejecutar una aplicación con un clic del ratón, este fue el principal paso hacia adelante en el mercado y, en comparación con ese avance, desde paso hacia adelante en el mercado y, en comparación con ese avance, desde entonces no ha sucedido nada importante. Copiar la Mac de Apple les llevó más de entonces no ha sucedido nada importante. Copiar la Mac de Apple les llevó más de cinco años a todas las demás empresas.
cinco años a todas las demás empresas. Aun
Aun cuando ecuando el sistema l sistema gráfico gráfico de de interacción pointeracción por ventanr ventanas as ya no ya no es es una una novedad,novedad, los desarrollos en la representación de gráficos mediante el computador se han los desarrollos en la representación de gráficos mediante el computador se han multiplicado a diversidad de campos: los juegos interactivos, la realidad virtual, las multiplicado a diversidad de campos: los juegos interactivos, la realidad virtual, las simulaciones gráficas de procesos químicos, físicos y matemáticos, el cine, el simulaciones gráficas de procesos químicos, físicos y matemáticos, el cine, el diseño asistido por computador y hasta el arte.
diseño asistido por computador y hasta el arte.
Pero detrás de toda la parafernalia de hardware y de la complejidad del software Pero detrás de toda la parafernalia de hardware y de la complejidad del software para realizar representaciones en 2D y 3D, se encuentran un conjunto de principios para realizar representaciones en 2D y 3D, se encuentran un conjunto de principios matemáticos y algoritmos que la sustentan. Todo inicia con el punto y la recta, matemáticos y algoritmos que la sustentan. Todo inicia con el punto y la recta, desde allí es posible generar la multiplicidad de aplicaciones que hoy en día desde allí es posible generar la multiplicidad de aplicaciones que hoy en día impactan y hacen pensar en una realidad paralela por su expresión y realismo. impactan y hacen pensar en una realidad paralela por su expresión y realismo. Con el fin de proporcionar a los estudiantes de ingeniería de sistemas la posibilidad Con el fin de proporcionar a los estudiantes de ingeniería de sistemas la posibilidad de conocer estos fundamentos matemáticos y algorítmicos, que hacen posible la de conocer estos fundamentos matemáticos y algorítmicos, que hacen posible la representación gráfica en el computador, es que la Facultad de Ciencias básicas e representación gráfica en el computador, es que la Facultad de Ciencias básicas e Ingeniería de la UNAD presenta el curso de Computación Gráfica. Este curso tiene Ingeniería de la UNAD presenta el curso de Computación Gráfica. Este curso tiene asignados 3 créditos académicos y corresponde al campo de formación Electivo del asignados 3 créditos académicos y corresponde al campo de formación Electivo del Programa de Ingeniería de sistemas. Tiene un carácter teórico-metodológico pues Programa de Ingeniería de sistemas. Tiene un carácter teórico-metodológico pues la pretensión principal está encaminada a que usted conozca los fundamentos de la la pretensión principal está encaminada a que usted conozca los fundamentos de la graficación, especialmente en dos dimensiones, además de realizar un trabajo de graficación, especialmente en dos dimensiones, además de realizar un trabajo de uso de las posibilidades que proporcionan las API gráficas, en este caso las que uso de las posibilidades que proporcionan las API gráficas, en este caso las que proporciona el lenguaje de programación Java para el dibujo. Este lenguaje fue proporciona el lenguaje de programación Java para el dibujo. Este lenguaje fue seleccionado dado su carácter de libre distribución y la amplia gama de seleccionado dado su carácter de libre distribución y la amplia gama de posibilidades que proporciona para la graficación tanto en dos como en tres posibilidades que proporciona para la graficación tanto en dos como en tres dimensiones.
dimensiones.
Este curso, le proporcionará una base conceptual sólida para que posteriormente a Este curso, le proporcionará una base conceptual sólida para que posteriormente a través del aprendizaje autónomo usted emprenda la profundización y la práctica en través del aprendizaje autónomo usted emprenda la profundización y la práctica en
el aprendizaje de otras herramientas de graficación, lo mismo que el desarrollo de el aprendizaje de otras herramientas de graficación, lo mismo que el desarrollo de gráficos que puedan ser útiles en múltiples campos de desempeño, como los gráficos que puedan ser útiles en múltiples campos de desempeño, como los mencionados en párrafos anteriores.
mencionados en párrafos anteriores. A
A través través del del desarrollo desarrollo de de las las diferentes diferentes unidades unidades temáticas temáticas usted usted conocerá conocerá loslos fundamentos conceptuales de la graficación en computador, así como los fundamentos conceptuales de la graficación en computador, así como los elementos matemáticos y algorítmicos para dibujar gráficos en dos y tres elementos matemáticos y algorítmicos para dibujar gráficos en dos y tres dimensiones. También adquirirá las destrezas necesarias para utilizar las dimensiones. También adquirirá las destrezas necesarias para utilizar las facilidades proporcionadas por una API gráfica.
facilidades proporcionadas por una API gráfica.
Para lograrlo se ha estructurado el curso en tres unidades didácticas: Fundamentos Para lograrlo se ha estructurado el curso en tres unidades didácticas: Fundamentos de computación gráfica, Algoritmos básicos de dibujo en dos dimensiones y de computación gráfica, Algoritmos básicos de dibujo en dos dimensiones y Trabajando con un API gráfica.
Trabajando con un API gráfica.
En la unidad de Fundamentos de computación gráfica se estudiará su concepto y En la unidad de Fundamentos de computación gráfica se estudiará su concepto y evolución, el hardware y software necesario para realizar desarrollos en evolución, el hardware y software necesario para realizar desarrollos en computación gráfica con altas especificaciones, los principales tipos de graficación, computación gráfica con altas especificaciones, los principales tipos de graficación, la terminología comúnmente utilizada y se presentarán algunas consideraciones la terminología comúnmente utilizada y se presentarán algunas consideraciones sobre el manejo del color y su representación computacional.
sobre el manejo del color y su representación computacional.
En Algoritmos básicos de dibujo en dos dimensiones se plantean los fundamentos En Algoritmos básicos de dibujo en dos dimensiones se plantean los fundamentos para la creación de líneas, círculos, llenado de áreas y polígonos, además de para la creación de líneas, círculos, llenado de áreas y polígonos, además de conocer los aspectos sobre el manejo de coordenadas espaciales en el conocer los aspectos sobre el manejo de coordenadas espaciales en el computador. En esta unidad se realizarán prácticas en los computadores con el fin computador. En esta unidad se realizarán prácticas en los computadores con el fin de realizar pequeños desarrollos gráficos utilizando principios básicos de dibujo del de realizar pequeños desarrollos gráficos utilizando principios básicos de dibujo del lenguaje Java.
lenguaje Java.
Finalmente, en la unidad correspondiente a Trabajando con un API gráfica se Finalmente, en la unidad correspondiente a Trabajando con un API gráfica se presentan las principales clases y algunos ejemplos que muestran las posibilidades presentan las principales clases y algunos ejemplos que muestran las posibilidades que ofrecen este tipo de interfaces para la creación de programas que requieren el que ofrecen este tipo de interfaces para la creación de programas que requieren el tratamiento de gráficos. Para ello se asume el estudio del API 2D y del API 3D de tratamiento de gráficos. Para ello se asume el estudio del API 2D y del API 3D de Java a partir de las presentación y comentario de ejemplos.
Java a partir de las presentación y comentario de ejemplos.
Para el desarrollo de las diferentes unidades del Módulo del curso Computación Para el desarrollo de las diferentes unidades del Módulo del curso Computación Gráfica se ha intentado recopilar la información más relevante y actualizada, Gráfica se ha intentado recopilar la información más relevante y actualizada, organizándola de forma coherente y didáctica,... por lo menos es la esperanza de la organizándola de forma coherente y didáctica,... por lo menos es la esperanza de la autora que el lector encuentre en esta recopilación un material agradable, legible y autora que el lector encuentre en esta recopilación un material agradable, legible y actual. Se ha puesto especial interés en asegurar fuentes de calidad, pues aunque actual. Se ha puesto especial interés en asegurar fuentes de calidad, pues aunque la principal fuente de consulta es internet, se han seleccionado los materiales de la principal fuente de consulta es internet, se han seleccionado los materiales de fuentes reconocidas que se podrán identificar y consultar en la sección final de fuentes reconocidas que se podrán identificar y consultar en la sección final de cada Unidad didáctica. Se ha acudido especialmente a traducciones de los cada Unidad didáctica. Se ha acudido especialmente a traducciones de los tutoriales y documentación proporcionada por Sun Microsystems y por reconocidos tutoriales y documentación proporcionada por Sun Microsystems y por reconocidos autores del área.
autores del área.
Cada unidad didáctica está estructurada en tres componentes básicos, la Cada unidad didáctica está estructurada en tres componentes básicos, la presentación de la Unidad, el desarrollo temático y las fuentes relacionadas. La presentación de la Unidad, el desarrollo temático y las fuentes relacionadas. La presentación de la Unidad incluye la introducción, intencionalidades formativas, presentación de la Unidad incluye la introducción, intencionalidades formativas,
mapa conceptual y productos de aprendizaje, con el fin de recordar y orientar el mapa conceptual y productos de aprendizaje, con el fin de recordar y orientar el estudio de la misma. Estos componentes también los podrá encontrar en la Guía estudio de la misma. Estos componentes también los podrá encontrar en la Guía didáctica del curso. Posteriormente se encuentra el desarrollo de los diferentes didáctica del curso. Posteriormente se encuentra el desarrollo de los diferentes temas, en algunos casos se proporcionan recomendaciones para la ampliación del temas, en algunos casos se proporcionan recomendaciones para la ampliación del tema mediante consultas en Internet y se suministran las direcciones tema mediante consultas en Internet y se suministran las direcciones recomendadas de búsqueda y lectura. Se espera que el estudiante asuma el recomendadas de búsqueda y lectura. Se espera que el estudiante asuma el estudio independiente de los diferentes temas, mediante lectura autorregulada y estudio independiente de los diferentes temas, mediante lectura autorregulada y construyendo mapas conceptuales, fichas de lectura y de conceptos, las cuales construyendo mapas conceptuales, fichas de lectura y de conceptos, las cuales deberá archivar en el portafolio personal. Finalmente, las fuentes relacionadas deberá archivar en el portafolio personal. Finalmente, las fuentes relacionadas reconocen todas las fuentes utilizadas para la recopilación y redacción del reconocen todas las fuentes utilizadas para la recopilación y redacción del contenido temático.
contenido temático. Además,
Además, como como material material de de consulta consulta adicional adicional se se recomienda recomienda que que usted usted acceda acceda aa otros recursos documentales como la biblioteca de la Universidad otros recursos documentales como la biblioteca de la Universidad (www.unad.edu.co), enlaces internet (que se proporcionan en cada unidad del (www.unad.edu.co), enlaces internet (que se proporcionan en cada unidad del módulo), bases de datos como ProQuest a los que se tiene acceso gratuito desde módulo), bases de datos como ProQuest a los que se tiene acceso gratuito desde las salas de informática de la UNAD.
las salas de informática de la UNAD.
Este módulo no aborda toda la extensión de algoritmos y tópicos de la computación Este módulo no aborda toda la extensión de algoritmos y tópicos de la computación gráfica, pero si compendia los conceptos fundamentales que le faciliten una gráfica, pero si compendia los conceptos fundamentales que le faciliten una profundización posterior, según los intereses del lector.
profundización posterior, según los intereses del lector.
Como es de esperarse, este módulo es una primera aproximación que se espera Como es de esperarse, este módulo es una primera aproximación que se espera enriquecer con los aportes de los tutores y estudiantes que a nivel nacional enriquecer con los aportes de los tutores y estudiantes que a nivel nacional desarrollen el curso, es por tanto no solo fuente de consulta, sino también material desarrollen el curso, es por tanto no solo fuente de consulta, sino también material de discusión para el mejoramiento de los procesos de aprendizaje de la de discusión para el mejoramiento de los procesos de aprendizaje de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia.
UNIDAD 1 FUNDAMENTOS DE COMPUTACIÓN GRÁFICA UNIDAD 1 FUNDAMENTOS DE COMPUTACIÓN GRÁFICA Introducción
Introducción Al comienzo
Al comienzo todo era todo era tinieblas. El tinieblas. El procesamiento en procesamiento en el computador el computador se realizaba se realizaba enen lotes, cargando innumerables tarjetas perforadas y ejecutando un único programa a lotes, cargando innumerables tarjetas perforadas y ejecutando un único programa a la vez, cuya salida solamente era visible en el formato impreso. La necesidad de la vez, cuya salida solamente era visible en el formato impreso. La necesidad de hacer posible el uso de este sofisticado elemento (el gran computador) por hacer posible el uso de este sofisticado elemento (el gran computador) por personas no especialistas fue el aliciente para que los investigadores de múltiples personas no especialistas fue el aliciente para que los investigadores de múltiples institutos y universidades plantearan la posibilidad de realizar un computador con institutos y universidades plantearan la posibilidad de realizar un computador con una pantalla de monitor que permitiera visualizar los datos de diferentes formas, al una pantalla de monitor que permitiera visualizar los datos de diferentes formas, al igual que dispositivos que hicieran posible la interacción humano-máquina de forma igual que dispositivos que hicieran posible la interacción humano-máquina de forma intuitiva. Aparece entonces la idea de la computación gráfica.
intuitiva. Aparece entonces la idea de la computación gráfica.
Después de esto, su evolución vertiginosa está estrechamente relacionada con dos Después de esto, su evolución vertiginosa está estrechamente relacionada con dos componentes: el mundo de los videojuegos y del cine animado. De hecho, los componentes: el mundo de los videojuegos y del cine animado. De hecho, los grandes ejemplos de los logros en los algoritmos, hardware y software para diseño grandes ejemplos de los logros en los algoritmos, hardware y software para diseño asistido por computador son en su mayoría de estas áreas de trabajo.
asistido por computador son en su mayoría de estas áreas de trabajo.
Esta primera unidad busca familiarizarlo con la evolución del concepto de Esta primera unidad busca familiarizarlo con la evolución del concepto de computación gráfica, los diferentes hitos que marcan su historia y algunos computación gráfica, los diferentes hitos que marcan su historia y algunos conceptos fundamentales necesarios para su efectivo estudio.
conceptos fundamentales necesarios para su efectivo estudio.
Intencionalidades Formativas Intencionalidades Formativas Propósitos
Propósitos Aportar
Aportar a a la la fundamentación fundamentación teórica teórica del del estudiante, estudiante, como como base base para para lala construcción de un discurso coherente y sustentado, a través de la construcción de un discurso coherente y sustentado, a través de la profundización en la terminología, fundamentos tecnológicos, físicos y profundización en la terminología, fundamentos tecnológicos, físicos y matemáticos de la representación gráfica en el computador.
matemáticos de la representación gráfica en el computador. Objetivos
Objetivos
Comprender y emplear los diferentes conceptos relacionados con la Comprender y emplear los diferentes conceptos relacionados con la representación de gráficos en el computador y los componentes de hardware representación de gráficos en el computador y los componentes de hardware y software necesarios partiendo de los fundamentos teóricos y tecnológicos y software necesarios partiendo de los fundamentos teóricos y tecnológicos de esta disciplina.
de esta disciplina.
Identificar el establecimiento de un sistema de coordenadas en la pantalla Identificar el establecimiento de un sistema de coordenadas en la pantalla del computador como base fundamental para la graficación a través del del computador como base fundamental para la graficación a través del estudio de los fundamentos matemáticos que la estructuran.
Competencias Competencias
El estudiante describe y caracteriza de manera adecuada los conceptos y El estudiante describe y caracteriza de manera adecuada los conceptos y elementos tecnológicos relacionados con la presentación de gráficos en el elementos tecnológicos relacionados con la presentación de gráficos en el computador.
computador. Metas
Metas
Al finalizar esta unidad didáctica el estudiante estará en capacidad de: Al finalizar esta unidad didáctica el estudiante estará en capacidad de:
Enumerar los Enumerar los diferentes diferentes elementos elementos que que se se requieren para requieren para la la realizaciónrealización
de gráficos en el computador. de gráficos en el computador.
Definir y comparar términos relacionados comúnmente con la Definir y comparar términos relacionados comúnmente con la
computación gráfica. computación gráfica.
Mapa Conceptual de la Unidad Mapa Conceptual de la Unidad
Productos de Aprendizaje Productos de Aprendizaje Individual
Individual
Lectura autorregulada Lectura autorregulada de la de la Unidad DiUnidad Didáctica dáctica realizando fichas realizando fichas textuales textuales yy
mapas conceptuales para archivar en el portafolio. mapas conceptuales para archivar en el portafolio.
Construir un Construir un glosario glosario con los con los términos términos desconocidos y desconocidos y su su correspondientecorrespondiente
significado. significado.
Pequeño Grupo Colaborativo Pequeño Grupo Colaborativo
Documento original-traducido y diapositivas que permitan presentar un artículo Documento original-traducido y diapositivas que permitan presentar un artículo consultado en internet o en la biblioteca virtual, de mínimo 3 páginas en inglés que consultado en internet o en la biblioteca virtual, de mínimo 3 páginas en inglés que demuestre una aplicación o avance en torno a la computación gráfica.
demuestre una aplicación o avance en torno a la computación gráfica. Grupo de Curso
Grupo de Curso
Socialización Socialización de de los los productos iproductos individuales ndividuales y y en pequeño en pequeño grupo cgrupo colaborativo.olaborativo.
Consolidación de Consolidación de conceptos, glosario técnico conceptos, glosario técnico y mapa y mapa conceptual de conceptual de lala
unidad. unidad.
CAPÍTULO 1 Evolución de la computación gráfica CAPÍTULO 1 Evolución de la computación gráfica
En este capítulo se realiza una inspección histórica de los principales antecedentes En este capítulo se realiza una inspección histórica de los principales antecedentes e hitos que marcan el desarrollo de la representación computacional. Para ello se e hitos que marcan el desarrollo de la representación computacional. Para ello se ha utilizado especialmente una síntesis presentada por el profesor Víctor Simón ha utilizado especialmente una síntesis presentada por el profesor Víctor Simón Theoktisto Costa de la Universidad de Simón Bolívar de Venezuela.
Theoktisto Costa de la Universidad de Simón Bolívar de Venezuela.
La sabiduría popular dice que la historia no se repite y que el pasado no aplica La sabiduría popular dice que la historia no se repite y que el pasado no aplica exactamente al presente. Las recetas del pasado, si se aplican ahora resultan en exactamente al presente. Las recetas del pasado, si se aplican ahora resultan en general en algo diferente. ¿Cómo entonces inferir del pasado? ¿Cómo lograr un general en algo diferente. ¿Cómo entonces inferir del pasado? ¿Cómo lograr un modelo de la evolución que pueda ayudar a saber y entender lo que está pasando modelo de la evolución que pueda ayudar a saber y entender lo que está pasando ahora en el presente y poder tomar las acciones adecuadas y necesarias?
ahora en el presente y poder tomar las acciones adecuadas y necesarias?
En tecnología está siempre la tendencia de mirar el futuro, pero muchos de sus En tecnología está siempre la tendencia de mirar el futuro, pero muchos de sus elementos, así como la mayoría de las cosas, tienen sus fundamentos y su elementos, así como la mayoría de las cosas, tienen sus fundamentos y su significado en el pasado que siguen actuando en el presente.
significado en el pasado que siguen actuando en el presente.
Lección 1 Anticipando la tecnología Lección 1 Anticipando la tecnología
Esta síntesis se plantea desde la perspectiva histórica presentada por Baecker y Esta síntesis se plantea desde la perspectiva histórica presentada por Baecker y Buxton en "Human-Computer Interaction" de Jenny Preece y Laurie Keller (ver en Buxton en "Human-Computer Interaction" de Jenny Preece y Laurie Keller (ver en enlaces relacionados de la unidad), para quizás entender o apreciar a donde enlaces relacionados de la unidad), para quizás entender o apreciar a donde hemos llegado, para inspirarnos o motivarnos a dar nuevos pasos que puedan hemos llegado, para inspirarnos o motivarnos a dar nuevos pasos que puedan continuar un camino ya comenzado por otros o quizás por qué no, poder aportar continuar un camino ya comenzado por otros o quizás por qué no, poder aportar nuevas luces.
nuevas luces. Aunque
Aunque nuestras nuestras computadoras computadoras digitales digitales están están sustentadas sustentadas en en conceptosconceptos de
desarrollados en siglos pasados, no es sino hasta los años 1930’s y los 1940’s quesarrollados en siglos pasados, no es sino hasta los años 1930’s y los 1940’s que son realmente disponibles para los investigadores. La motivación principal era son realmente disponibles para los investigadores. La motivación principal era
acelerar los cálculos requeridos para los cómputos de la energía balística y acelerar los cálculos requeridos para los cómputos de la energía balística y atómica. Quizás la primera persona que concibió la computadora más allá de este atómica. Quizás la primera persona que concibió la computadora más allá de este uso fue VANNEVAR BUSH en 1945.
uso fue VANNEVAR BUSH en 1945.
Vio a la computadora como una herramienta para transformar el pensamiento y la Vio a la computadora como una herramienta para transformar el pensamiento y la actividad creativa del hombre. En su trabajo "As we may think", describe las actividad creativa del hombre. En su trabajo "As we may think", describe las dificultades que el hombre tiene para conseguir, revisar, manejar y transmitir los dificultades que el hombre tiene para conseguir, revisar, manejar y transmitir los resultados de su investigación. Para resolver este problema el inventa MEMEX, un resultados de su investigación. Para resolver este problema el inventa MEMEX, un dispositivo con aspecto de escritorio con teclado y conjunto de botones y manillas, dispositivo con aspecto de escritorio con teclado y conjunto de botones y manillas, donde el individuo podía guardar todos sus libros, sus registros y comunicaciones donde el individuo podía guardar todos sus libros, sus registros y comunicaciones para consultarlos de manera rápida y flexible. La tecnología propuesta para este fin para consultarlos de manera rápida y flexible. La tecnología propuesta para este fin fue la técnica de los microfilms. Memex fue la primera versión del computador fue la técnica de los microfilms. Memex fue la primera versión del computador personal, donde Bush no sólo fue un visionario de la aplicación de la computadora personal, donde Bush no sólo fue un visionario de la aplicación de la computadora para almacenamiento y recuperación de información, y el valor del indexamiento para almacenamiento y recuperación de información, y el valor del indexamiento asociativo en esa actividad, sino también anticipó la naturaleza multimedia del uso asociativo en esa actividad, sino también anticipó la naturaleza multimedia del uso del computador en el futuro. El predijo el desarrollo de una máquina que escribiera del computador en el futuro. El predijo el desarrollo de una máquina que escribiera cuando se le dictara, y especuló sobre las posibilidades de establecer algún día un cuando se le dictara, y especuló sobre las posibilidades de establecer algún día un camino más directo entre la palabra escrita y el cerebro. Con la emergencia de los camino más directo entre la palabra escrita y el cerebro. Con la emergencia de los CD/ROM (Lambert and Ropiequet 1986) y la computación multimedia personal de CD/ROM (Lambert and Ropiequet 1986) y la computación multimedia personal de hoy se hace posible construir el MEMEX, el cual no se llegó a realizar en su hoy se hace posible construir el MEMEX, el cual no se llegó a realizar en su momento.
momento.
Otras personas también vieron el potencial del computador como un facilitador de Otras personas también vieron el potencial del computador como un facilitador de aspectos humanos como la creatividad y la resolución de problemas. Entre éstos aspectos humanos como la creatividad y la resolución de problemas. Entre éstos tenemos a J.C.R. LICKLIDER (1960), quien concibió un acoplamiento sinergético tenemos a J.C.R. LICKLIDER (1960), quien concibió un acoplamiento sinergético entre las capacidades del hombre y la máquina, a lo que llamó "man-computer entre las capacidades del hombre y la máquina, a lo que llamó "man-computer symbiosis". La simbiosis se define como una forma de vida cooperativa en una symbiosis". La simbiosis se define como una forma de vida cooperativa en una asociación íntima o unión cerrada entre dos organismos disimilares. Las asociación íntima o unión cerrada entre dos organismos disimilares. Las computadoras están pensadas para resolver problemas ya formulados y para computadoras están pensadas para resolver problemas ya formulados y para procesar datos de acuerdo a procesos predeterminados. En la realidad aparecen procesar datos de acuerdo a procesos predeterminados. En la realidad aparecen giros inesperados en el razonamiento para llegar a una solución y no siempre es giros inesperados en el razonamiento para llegar a una solución y no siempre es fácil la formulación del problema; la simbiosis del hombre y la máquina pretendería fácil la formulación del problema; la simbiosis del hombre y la máquina pretendería entonces incorporar a la computadora de manera íntima en todo el proceso de entonces incorporar a la computadora de manera íntima en todo el proceso de formulación y solución de problemas técnicos, logrando así integrarse formulación y solución de problemas técnicos, logrando así integrarse efectivamente en los procesos del pensamiento.
efectivamente en los procesos del pensamiento.
En un trabajo posterior con Clark en 1962, ellos listan aplicaciones en el área En un trabajo posterior con Clark en 1962, ellos listan aplicaciones en el área militar, programación, juegos de guerra, planificación, educación, investigación militar, programación, juegos de guerra, planificación, educación, investigación científica. Con una extraordinaria visión listan algunos problemas cuyas soluciones científica. Con una extraordinaria visión listan algunos problemas cuyas soluciones son prerrequisitos para una verdadera simbiosis entre el hombre y la computadora. son prerrequisitos para una verdadera simbiosis entre el hombre y la computadora.
A corto plazo: A corto plazo:
Las Las aplicaciones aplicaciones de de tiempo tiempo compartido compartido entre entre varios varios usuarios.usuarios.
La interfaz electrónica de entrada-salida para el despliegue y la La interfaz electrónica de entrada-salida para el despliegue y la
comunicación de la información simbólica y gráfica. comunicación de la información simbólica y gráfica.
Los sistemas iLos sistemas interactivos y nteractivos y de tiempo real de tiempo real para el procesamiento para el procesamiento y lay la
programación de la información. programación de la información.
La La posibilidad posibilidad de de concurrencia.concurrencia.
A largo plazo: A largo plazo:
La La lectura lectura óptica óptica de de caracteres.caracteres.
El El reconocimiento reconocimiento y y la la producción producción de de la la voz voz humana.humana.
La La comprensión comprensión del del lenguaje lenguaje natural.natural.
La La programación programación heurística.heurística.
Lección 2 Los primeros aportes Lección 2 Los primeros aportes
Ya en los años 50’s era obvio que el computador podía manipular imágenes son Ya en los años 50’s era obvio que el computador podía manipular imágenes son gráficos y dibujos tan bien como el texto o los números (oscillon, wirlwind, el juego gráficos y dibujos tan bien como el texto o los números (oscillon, wirlwind, el juego spacewar y sage ya se habían construido). Se comienza entonces a explorar el spacewar y sage ya se habían construido). Se comienza entonces a explorar el potencial de la comunicación gráfica entre el hombre y la máquina. Fue IVAN potencial de la comunicación gráfica entre el hombre y la máquina. Fue IVAN SUTHERLAND en su trabajo pionero en el MIT Lincoln Laboratory llamado el SUTHERLAND en su trabajo pionero en el MIT Lincoln Laboratory llamado el sistema 'Sketchpad'.
sistema 'Sketchpad'.
Figura 1 Ivan Sutherland y el Sketchpad Figura 1 Ivan Sutherland y el Sketchpad
Este programa permitía dibujar formas Este programa permitía dibujar formas simples en la pantalla de un computador simples en la pantalla de un computador mediante un lápiz óptico, salvarlas y volver mediante un lápiz óptico, salvarlas y volver a cargarlas más tarde.
a cargarlas más tarde.
Sketchpad supuso una revolución en los Sketchpad supuso una revolución en los programas gráficos. Muchas de las técnicas programas gráficos. Muchas de las técnicas inventadas para este programa se siguen inventadas para este programa se siguen usando hoy en día, sin embargo lo usando hoy en día, sin embargo lo realmente revolucionario de sketchpad era realmente revolucionario de sketchpad era la estructura de datos empleada. Se trataba la estructura de datos empleada. Se trataba de un modelo del objeto a representar y no de un modelo del objeto a representar y no sólo un dibujo del mismo.
Algunas de las nuevas y poderosas ideas y conceptos fueron: Algunas de las nuevas y poderosas ideas y conceptos fueron:
Estructura Estructura jerárquica jerárquica interna interna de de los los gráficos.gráficos.
La definición La definición de objetos de objetos modelos y modelos y sus instancias que sus instancias que son versionesson versiones
transformadas de las primeras. Estos conceptos sirvieron de base para la transformadas de las primeras. Estos conceptos sirvieron de base para la programación orientada a objetos.
programación orientada a objetos.
La noción de La noción de restricciones para la restricciones para la especificación de los especificación de los detalles de ldetalles de laa
geometría de un dibujo. geometría de un dibujo.
La utilizLa utilización de iconos ación de iconos para la para la representación simbólica representación simbólica de los de los objetos yobjetos y
restricciones. restricciones.
El uso El uso de los de los lápices de lápices de luz ("light luz ("light pen") para lpen") para la construcción a construcción interactiva deinteractiva de
los dibujos. los dibujos.
La separación La separación de los de los sistemas de sistemas de coordenadas para coordenadas para describir el describir el mundo y mundo y elel
espacio de representación en el computador. espacio de representación en el computador.
La aplicación La aplicación de operaciones recursivas de operaciones recursivas como mover como mover y borrar y borrar a toda a toda lala
jerarquía que defina un objeto o escena gráfica. jerarquía que defina un objeto o escena gráfica.
Sketchpad propició el nacimiento de la ciencia de gráficas controladas por Sketchpad propició el nacimiento de la ciencia de gráficas controladas por computadora. Dos años más tarde, Sutherland colaboraría con el doctor David computadora. Dos años más tarde, Sutherland colaboraría con el doctor David Evans para iniciar la exploración de mezclas entre arte y ciencia (computacional). Evans para iniciar la exploración de mezclas entre arte y ciencia (computacional). Fue la universidad de Utah la primera que tuvo un laboratorio académico específico Fue la universidad de Utah la primera que tuvo un laboratorio académico específico para desarrollar gráficas por ordenador. De la investigación realizada en la para desarrollar gráficas por ordenador. De la investigación realizada en la universidad de Utah, hoy toman sus bases los paquetes gráficos, de los de diseño universidad de Utah, hoy toman sus bases los paquetes gráficos, de los de diseño hasta los de realidad virtual.
hasta los de realidad virtual.
No pasó mucho tiempo sin que las compañías se empezaran a interesar por las No pasó mucho tiempo sin que las compañías se empezaran a interesar por las gráficas en computadora, IBM, por ejemplo lanzó al mercado la IBM 2250, la gráficas en computadora, IBM, por ejemplo lanzó al mercado la IBM 2250, la primera computadora comercial con un sistema gráfico. La compañía Magnavox, a primera computadora comercial con un sistema gráfico. La compañía Magnavox, a su vez obtuvo la licencia para distribuir un sistema de videojuegos creado por su vez obtuvo la licencia para distribuir un sistema de videojuegos creado por Ralph Baer, el producto fue denominado Odyssey. El Odyssey fue el primer Ralph Baer, el producto fue denominado Odyssey. El Odyssey fue el primer producto orientado al consumidor con gráficas generadas por computador.
producto orientado al consumidor con gráficas generadas por computador.
Dave Evans fue contratado por la universidad de Utah para crear el laboratorio de Dave Evans fue contratado por la universidad de Utah para crear el laboratorio de ciencias de la computación. Evans tomó como interés principal el desarrollar ciencias de la computación. Evans tomó como interés principal el desarrollar gráficas por computadora. Evans contrató a Sutherland, y es en Utah donde gráficas por computadora. Evans contrató a Sutherland, y es en Utah donde Sutherland perfecciona una interfaz de HMD (head mounted display), que había Sutherland perfecciona una interfaz de HMD (head mounted display), que había desarrollado algunos años antes. En ese periodo, Evans y Sutherland eran desarrollado algunos años antes. En ese periodo, Evans y Sutherland eran frecuentemente asesores de compañías, no obstante, constantemente se frecuentemente asesores de compañías, no obstante, constantemente se encontraban frustrados por la falta de tecnología, razón que más adelante los llevó encontraban frustrados por la falta de tecnología, razón que más adelante los llevó a fundar su propia empresa.
Un estudiante de la clase de Sutherland en la universidad de Utah, EDWIN Un estudiante de la clase de Sutherland en la universidad de Utah, EDWIN CATMULL vislumbró a la animación por computadora como una evolución natural CATMULL vislumbró a la animación por computadora como una evolución natural de la animación tradicional; creó una animación, se trataba de su mano abriéndose de la animación tradicional; creó una animación, se trataba de su mano abriéndose y cerrándose. De la universidad de Utah surgió un gran avance tecnológico en el y cerrándose. De la universidad de Utah surgió un gran avance tecnológico en el campo, JOHN WARNOCK fue uno de los pioneros digitales y fundó una de las campo, JOHN WARNOCK fue uno de los pioneros digitales y fundó una de las empresas más importantes que cambió el curso de la historia en cuanto a diseño empresas más importantes que cambió el curso de la historia en cuanto a diseño digital se refiere, fundó Adobe. Otro egresado de la universidad de Utah no es digital se refiere, fundó Adobe. Otro egresado de la universidad de Utah no es menos notorio, Jim Clark, fundador de Silicon Graphics Inc. (SGI).
menos notorio, Jim Clark, fundador de Silicon Graphics Inc. (SGI).
Lección 3 Teorías y planteamientos Lección 3 Teorías y planteamientos
1970 también marcó una revolución en el mercado televisivo. Cadenas como la 1970 también marcó una revolución en el mercado televisivo. Cadenas como la CBS empezaron a usar productos desarrollados para animar en la computadora. La CBS empezaron a usar productos desarrollados para animar en la computadora. La empresa Computer Image Corporation (CIC) desarrolló combinaciones de empresa Computer Image Corporation (CIC) desarrolló combinaciones de Hardware y Software para acelerar procesos de animación tradicional, por medios Hardware y Software para acelerar procesos de animación tradicional, por medios digitales. CIC ofrecía ANIMAC, SCANIMATE y CAESAR, con estos programas se digitales. CIC ofrecía ANIMAC, SCANIMATE y CAESAR, con estos programas se podían escanear los dibujos, crear trayectorias, aplicar principios de animación podían escanear los dibujos, crear trayectorias, aplicar principios de animación tradicional tales como estiramiento y encogimiento.
tradicional tales como estiramiento y encogimiento.
En el campo de la animación 3D, se creó un nuevo tipo de representación digital, el En el campo de la animación 3D, se creó un nuevo tipo de representación digital, el algoritmo de HENRI GOURAUD. Este permite que los contornos de los polígonos algoritmo de HENRI GOURAUD. Este permite que los contornos de los polígonos no se vean tan lineales, ya que esto destruía la sensación de una superficie suave. no se vean tan lineales, ya que esto destruía la sensación de una superficie suave. El algoritmo crea la interpolación de color entre polígonos y de esta forma logra una El algoritmo crea la interpolación de color entre polígonos y de esta forma logra una mejor representación de superficies curvas. La ventaja sobre el método tradicional mejor representación de superficies curvas. La ventaja sobre el método tradicional (la representación plana) es que la superficie en efecto parece perder dureza en la (la representación plana) es que la superficie en efecto parece perder dureza en la representación, con sólo una pequeña penalización en el tiempo que toma hacer la representación, con sólo una pequeña penalización en el tiempo que toma hacer la representación.
representación.
En 1971 surge el microprocesador, utilizando tecnología de circuitos integrados, los En 1971 surge el microprocesador, utilizando tecnología de circuitos integrados, los componentes electrónicos fueron miniaturizados. La compañía Atari fue creada y componentes electrónicos fueron miniaturizados. La compañía Atari fue creada y en 1972 crea el primer videojuego de "máquina" (arcade), Pong. Evans y en 1972 crea el primer videojuego de "máquina" (arcade), Pong. Evans y Sutherland (E&S) se encontraban ya fabricando hardware propio para evitar Sutherland (E&S) se encontraban ya fabricando hardware propio para evitar algunas de las limitantes tecnológicas que algunos años antes habían algunas de las limitantes tecnológicas que algunos años antes habían experimentado. Uno de los sistemas más impresionantes creó precisamente por experimentado. Uno de los sistemas más impresionantes creó precisamente por E&S era "Picture System", incluía una tableta gráfica y un buffer en color. Triple I, E&S era "Picture System", incluía una tableta gráfica y un buffer en color. Triple I, en 1974 desarrolló un equipo para poder filmar las imágenes realizadas en en 1974 desarrolló un equipo para poder filmar las imágenes realizadas en computadora. Otro de sus inventos fue la creación de aceleradores gráficos. Los computadora. Otro de sus inventos fue la creación de aceleradores gráficos. Los desarrollos de Triple I fueron un gran avance que permitía que las gráficas desarrollos de Triple I fueron un gran avance que permitía que las gráficas sintéticas pudieran ser utilizadas en cine.
Ed Catmull realizó su tesis de doctorado Ed Catmull realizó su tesis de doctorado sobre una nueva manera de representar sobre una nueva manera de representar las superficies. Esta nueva técnica llamada las superficies. Esta nueva técnica llamada z-buffer ayuda en el proceso de esconder z-buffer ayuda en el proceso de esconder las partes de las superficies que no serán las partes de las superficies que no serán vistas por el usuario en la representación vistas por el usuario en la representación final. Además del z-buffer, Catmull incluyó final. Además del z-buffer, Catmull incluyó un nuevo concepto, el de mapeo de un nuevo concepto, el de mapeo de texturas. La historia cuenta que en una texturas. La historia cuenta que en una discusión con otro de sus compañeros, a discusión con otro de sus compañeros, a Catmull se le ocurrió que si a un objeto en Catmull se le ocurrió que si a un objeto en la vida real se le podían aplicar imágenes la vida real se le podían aplicar imágenes para representar a otra cosa, en un mundo para representar a otra cosa, en un mundo virtual no había razón para no hacerlo.
virtual no había razón para no hacerlo. Figura 2 Aplicación de texturas a Figura 2 Aplicación de texturas a objetosobjetos
El matemático francés Dr. BENOIT MANDELBROT publicó un ensayo que permitió El matemático francés Dr. BENOIT MANDELBROT publicó un ensayo que permitió añadir realismo a las escenas generadas por computadora. El documento "A añadir realismo a las escenas generadas por computadora. El documento "A Theory of Fractal Sets", explica que una línea es un objeto unidimesional, el plano Theory of Fractal Sets", explica que una línea es un objeto unidimesional, el plano es un espacio bidimensional; no obstante, si la línea describe una curva de manera es un espacio bidimensional; no obstante, si la línea describe una curva de manera que cubra la superficie del plano deja de ser unidimensional, aunque tampoco es que cubra la superficie del plano deja de ser unidimensional, aunque tampoco es bidimensional.
bidimensional.
Figura 3 Modelo de terreno usando Figura 3 Modelo de terreno usando
geometría fractal geometría fractal
El Dr. Mandelbrot se refirió a este espacio El Dr. Mandelbrot se refirió a este espacio como una dimensión fraccionaria. Las como una dimensión fraccionaria. Las aplicaciones principales que se le dieron a aplicaciones principales que se le dieron a las teorías de Mandelbrot fueron la de las teorías de Mandelbrot fueron la de creación de terrenos aleatorios, así como la creación de terrenos aleatorios, así como la creación de texturas en las cuales existen creación de texturas en las cuales existen subdivisiones dentro de un mismo patrón. subdivisiones dentro de un mismo patrón. Después de su graduación, Catmull fue Después de su graduación, Catmull fue contratado por la empresa Applicon, donde contratado por la empresa Applicon, donde no duró mucho tiempo, ya que recibió una no duró mucho tiempo, ya que recibió una oferta de trabajo para fundar el laboratorio oferta de trabajo para fundar el laboratorio de animación por computadora del Instituto de animación por computadora del Instituto Tecnológico de Nueva York (NYIT).
Algunos
Algunos de de los los trabajadores trabajadores de de la la Universidad Universidad de de Utah Utah también también fueron fueron invitados invitados yy aceptaron el trabajo en el NYIT. Los primeros programas de animación aceptaron el trabajo en el NYIT. Los primeros programas de animación desarrollados dentro del NYIT fueron para apoyar la animación tradicional. La desarrollados dentro del NYIT fueron para apoyar la animación tradicional. La primera aplicación que Catmull desarrollo fue "tween", que permitía realizar la primera aplicación que Catmull desarrollo fue "tween", que permitía realizar la interpolación entre cuadros. También se desarrolló un sistema de escaneo y pintura interpolación entre cuadros. También se desarrolló un sistema de escaneo y pintura que posteriormente se convirtió en el sistema de producción de Disney, el CAPS que posteriormente se convirtió en el sistema de producción de Disney, el CAPS (Computer Animation Production System).
(Computer Animation Production System).
El NYIT creó un departamento dedicado a la investigación de gráficas 3D, y por dos El NYIT creó un departamento dedicado a la investigación de gráficas 3D, y por dos años su principal proyecto fue el de crear una película, "the works", nunca fue años su principal proyecto fue el de crear una película, "the works", nunca fue concluida, de hecho, pruebas preliminares fueron bastante desalentadoras. Ante el concluida, de hecho, pruebas preliminares fueron bastante desalentadoras. Ante el fracaso del corto "Tubby the tuba", varios empleados salieron del NYIT. Al parecer fracaso del corto "Tubby the tuba", varios empleados salieron del NYIT. Al parecer el director del instituto nunca aceptó que se contrataran directores de cine para el director del instituto nunca aceptó que se contrataran directores de cine para crear la película, razón por la cual el resultado no era el mejor que se podía haber crear la película, razón por la cual el resultado no era el mejor que se podía haber obtenido.
obtenido.
En 1978 JAMES BLINN, desarrolló un En 1978 JAMES BLINN, desarrolló un algoritmo similar al de texturado, pero en algoritmo similar al de texturado, pero en vez de representar color representaba vez de representar color representaba profundidad. Los colores mapeados profundidad. Los colores mapeados provocan que la superficie tenga un relieve provocan que la superficie tenga un relieve o una depresión. Las partes blancas de la o una depresión. Las partes blancas de la imagen son representadas como imagen son representadas como protuberancias, mientras las partes protuberancias, mientras las partes oscuras representan las depresiones.
oscuras representan las depresiones. Figura 4 Aplicación de texturas y relievesFigura 4 Aplicación de texturas y relieves
con “bump map” con “bump map”
Dotando de texturas y relieves se pueden crear modelos bastante realistas. El Dotando de texturas y relieves se pueden crear modelos bastante realistas. El algoritmo fue nombrado "bump map". Otro algoritmo presentado por Blinn es el de algoritmo fue nombrado "bump map". Otro algoritmo presentado por Blinn es el de reflectividad, con el cual se simula un reflejo del ambiente en el que se encuentra el reflectividad, con el cual se simula un reflejo del ambiente en el que se encuentra el objeto.
objeto.
De la universidad de Cornell, ROB COOK planteó un nuevo algoritmo que De la universidad de Cornell, ROB COOK planteó un nuevo algoritmo que erradicaba algunas de las limitantes de las representaciones anteriores. Cook erradicaba algunas de las limitantes de las representaciones anteriores. Cook aprecio que las representaciones de la época eran de apariencia plástica. Usando aprecio que las representaciones de la época eran de apariencia plástica. Usando la variable de energía luminosa que emite la luz virtual logró crear un material que la variable de energía luminosa que emite la luz virtual logró crear un material que se parece al de un metal pulido. Los métodos anteriores consideraban el brillo de la se parece al de un metal pulido. Los métodos anteriores consideraban el brillo de la luz sintética.
Lección 4 La revolución Lección 4 La revolución
Sin duda la década de cambios más vertiginosos fue la de 1980. El surgimiento de Sin duda la década de cambios más vertiginosos fue la de 1980. El surgimiento de las máquinas PC, aunque con capacidades gráficas limitadas, permitió la las máquinas PC, aunque con capacidades gráficas limitadas, permitió la popularización de sistemas y aplicaciones que crearon un mercado exigente y popularización de sistemas y aplicaciones que crearon un mercado exigente y competitivo (por ejemplo con el Autocad). También comenzaron a diseñarse competitivo (por ejemplo con el Autocad). También comenzaron a diseñarse herramientas gráficas de interfaz hombre máquina, como por ejemplo el sistema herramientas gráficas de interfaz hombre máquina, como por ejemplo el sistema operativo de la Macintosh II, los lenguajes de programación visual y el hipertexto. El operativo de la Macintosh II, los lenguajes de programación visual y el hipertexto. El rol que no alcanzaron a cumplir los Comités de estandarización (por ejemplo, el rol que no alcanzaron a cumplir los Comités de estandarización (por ejemplo, el GSK fue aprobado recién en 1985, cuando hacía varios años que ya era obsoleto) GSK fue aprobado recién en 1985, cuando hacía varios años que ya era obsoleto) fue cubierto por las compañías comerciales que al crear una aplicación novedosa fue cubierto por las compañías comerciales que al crear una aplicación novedosa se transformaban en estándares de facto en el mercado (por ejemplo el Poscript, el se transformaban en estándares de facto en el mercado (por ejemplo el Poscript, el OpenGL y X Windows).
OpenGL y X Windows).
También esta década marcó el segundo cambio de paradigma, porque la evolución También esta década marcó el segundo cambio de paradigma, porque la evolución de los modelos gráficos, junto con la capacidad de representación de los monitores de los modelos gráficos, junto con la capacidad de representación de los monitores y la integración de los sistemas gráficos a otro tipo de aplicaciones (simulaciones y la integración de los sistemas gráficos a otro tipo de aplicaciones (simulaciones en ingeniería, sensores remotos, datos de satélites, etc.) permitió desarrollar en ingeniería, sensores remotos, datos de satélites, etc.) permitió desarrollar herramientas para la representación gráfica de conjuntos enormemente complejos herramientas para la representación gráfica de conjuntos enormemente complejos de datos. Estas ideas, que con el tiempo fueron el fundamento de la Visualización de datos. Estas ideas, que con el tiempo fueron el fundamento de la Visualización Científica, apelan a la enorme capacidad de comprensión visual humana. De esa Científica, apelan a la enorme capacidad de comprensión visual humana. De esa manera es posible representar, por ejemplo, millones de datos meteorológicos en manera es posible representar, por ejemplo, millones de datos meteorológicos en un único gráfico que permite comprender a golpe de vista las características un único gráfico que permite comprender a golpe de vista las características esenciales de una determinada situación climática.
esenciales de una determinada situación climática.
Figura 5 Computación gráfica en Figura 5 Computación gráfica en
diferentes ámbitos diferentes ámbitos
La popularización de la computación gráfica La popularización de la computación gráfica significó, además, el surgimiento y significó, además, el surgimiento y desarrollo de aplicaciones en las áreas más desarrollo de aplicaciones en las áreas más diversas. Durante los ‘80 comenzaron a diversas. Durante los ‘80 comenzaron a utilizarse herramientas gráficas para el utilizarse herramientas gráficas para el diseño en Ingeniería en todas sus diseño en Ingeniería en todas sus actividades, desde aviones y barcos hasta actividades, desde aviones y barcos hasta circuitos integrados. En Arquitectura e circuitos integrados. En Arquitectura e Ingeniería Civil se utilizan sistemas para la Ingeniería Civil se utilizan sistemas para la simulación, el diseño y la elaboración y simulación, el diseño y la elaboración y análisis de modelos. En Medicina podemos análisis de modelos. En Medicina podemos mencionar desde el diagnóstico por mencionar desde el diagnóstico por imágenes hasta la simulación y imágenes hasta la simulación y planeamiento de operaciones quirúrgicas o planeamiento de operaciones quirúrgicas o el desarrollo de implantes.
En animación y videojuegos se dio un desarrollo espectacular en la calidad e En animación y videojuegos se dio un desarrollo espectacular en la calidad e imaginación con los que surgieron universos de fantasía.
imaginación con los que surgieron universos de fantasía.
Figura 6 Largometrajes completamente desarrollados por computador Figura 6 Largometrajes completamente desarrollados por computador
Durante los 90’s, Hollywood proporciona una gran publicidad gracias a la Durante los 90’s, Hollywood proporciona una gran publicidad gracias a la producción de largometrajes totalmente computarizados, ya habían sido premiados producción de largometrajes totalmente computarizados, ya habían sido premiados algunos cortos de Pixar con anterioridad. El pionero en largometrajes animados por algunos cortos de Pixar con anterioridad. El pionero en largometrajes animados por computador es Toy History y a partir de allí se han generado gran cantidad de computador es Toy History y a partir de allí se han generado gran cantidad de películas. El reto continúa, por hacer creíbles para los humanos, los gráficos películas. El reto continúa, por hacer creíbles para los humanos, los gráficos creados por computador.
creados por computador.
Lección 5 Cronología en el desarrollo de la computación gráfica Lección 5 Cronología en el desarrollo de la computación gráfica A con
A continuación se tinuación se presenta unpresenta una cronoa cronología de logía de los prlos principales hitos incipales hitos en en el desarel desarrollorollo de la computación gráfica tomada y traducida libremente de www.comphist.org. de la computación gráfica tomada y traducida libremente de www.comphist.org. En los años 50: Salida usando teletipos, impresoras, y tubos de rayos catódicos En los años 50: Salida usando teletipos, impresoras, y tubos de rayos catódicos (CRT). Usando caracteres blanco y negro, se podía reproducir un cuadro.
(CRT). Usando caracteres blanco y negro, se podía reproducir un cuadro.
1950 1950 o
o Ben Laposky creó las Ben Laposky creó las primeras imágenes primeras imágenes gráficas, un gráficas, un osciloscopio,osciloscopio,
generado por una máquina electrónica (análoga). La imagen fue generado por una máquina electrónica (análoga). La imagen fue producida manipulando vigas electrónicas y registrándolas sobre una producida manipulando vigas electrónicas y registrándolas sobre una película alta de la velocidad.
1951 1951 o
o UNIVAC-I: la primera computadora UNIVAC-I: la primera computadora comercial de comercial de propósito general,propósito general,
usaba dispositivos en copia dura e impresoras de línea. usaba dispositivos en copia dura e impresoras de línea.
o
o MIT MIT – – WirldWind: la primera computadora que permitía mostrar vídeo WirldWind: la primera computadora que permitía mostrar vídeo
en tiempo real, era capaz de exhibir texto y eráfico en tiempo real en en tiempo real, era capaz de exhibir texto y eráfico en tiempo real en una pantalla grande de osciloscopio.
una pantalla grande de osciloscopio.
En los años 60: El comienzo de los gráficos interactivos modernos, salida son En los años 60: El comienzo de los gráficos interactivos modernos, salida son gráficos vectoriales y gráficos interactivos. Uno de los grandes problemas era el gráficos vectoriales y gráficos interactivos. Uno de los grandes problemas era el costo y la inaccesibilidad de las máquinas.
costo y la inaccesibilidad de las máquinas.
1960 1960 o
o Guillermo Fetter acuña el Guillermo Fetter acuña el término computactérmino computación gráfica ión gráfica para describirpara describir
nuevos métodos de diseño nuevos métodos de diseño
1961 1961 o
o Steve Russel, Steve Russel, primer primer juego juego de de video video SpacewarsSpacewars
1963 1963 o
o Douglas Englebart Douglas Englebart - - primer primer ratónratón o
o Ivan Sutherland - Sketchpad. Ivan Sutherland - Sketchpad. Sistema inSistema interactivo de teractivo de CG, un CG, un sistemasistema
gráfico de comunicación humano-computadora. gráfico de comunicación humano-computadora.
Menús Menús pop-uppop-up
Modelamiento Modelamiento jerárquicojerárquico
Utilizó Utilizó un un lápiz lápiz de de luz luz para para la la interacción.interacción.
o
o Sutherland formuló las ideas de usar primitivSutherland formuló las ideas de usar primitivas para el dibujo as para el dibujo dede
líneas, polígonos, arcos, etc.; desarrolló los algoritmos de dragging, líneas, polígonos, arcos, etc.; desarrolló los algoritmos de dragging, rubberbanding y transformación; introdujo las estructuras de datos rubberbanding y transformación; introdujo las estructuras de datos para almacenar. Es considerado el fundador de los gráficos por para almacenar. Es considerado el fundador de los gráficos por computadora.
computadora.
1964 1964 o
o Guillermo Fetter - Primer mGuillermo Fetter - Primer modelo por computador de una odelo por computador de una figurafigura
humana humana
1965 1965 o
o Jack Bresenham - Jack Bresenham - Algoritmo Algoritmo para para el el dibujo dibujo de de líneaslíneas
1968 1968 o
o Tektronix - Un computador Tektronix - Un computador basado en basado en tubos de tubos de rayos catódicos, rayos catódicos, queque
permitía el almacenamiento, el teclado y el ratón, un computador con permitía el almacenamiento, el teclado y el ratón, un computador con una interfaz simple de US$15.000, que permitía el uso de gráficos. una interfaz simple de US$15.000, que permitía el uso de gráficos.
o