Sesión 01
Introducción al Diseño Asistido por
Computadora
INGENIERÍA TELEINFORMÁTICA
AGENDA
Presentación del silabo
Introducción
Evolución del diseño
•
Evolución de los sistemas gráficos
•
El computador como herramienta industrial
Conceptos básicos
•
Procesamiento de imagen vs. Síntesis de imagen
•Elementos geométricos
Tipos de diseño
Silabo
Contenido Programático
•
Unidad I: Introducción al Diseño Asistido por Computador (4 sem.)
•Unidad II: Herramientas de Dibujo y Edición (8 sem.)
•
Unidad III: Acotaciones y Sombreados (5 sem.)
Metodología
•
Conferencia (teoría)
•
Interrogación didáctica (teoría y práctica)
•Prácticas dirigidas en Laboratorio
… continua
Normativa de la evaluación
•
La evaluación es permanente, de carácter formativo y
acumulativo.
•
La calificación en general se efectuará utilizando el sistema
vigesimal (0 a 20).
•
Para el Promedio Final (PF), la fracción 0.5 o mayor favorece al
estudiante con el entero superior.
•
En caso no se rinda cualquier examen, práctica o trabajo
asignados, la nota será CERO.
… continua
Expresión Gráfica y Diseño
Expresión gráfica
• Arte de expresar ideas, emociones, pensamientos con imágenes. • Simple dibujo o complejo plano
• Lápiz y papel o sofisticado programa de computadora
Diseño
• El arte de imaginar y crear cosas útiles capaces de satisfacer necesidades, manifiestas o
latentes, del individuo o de la comunidad.
• Plasmar el pensamiento de la solución mediante esbozos, dibujos, bocetos o esquemas
trazados en cualquiera de los soportes, durante o posteriores a un proceso de observación de alternativas o investigación.
… continua
Diseño
• Campo de conocimiento multidisciplinario, implica su aplicación en distintas profesiones, puede ser estudiado, aprendido y enseñado. • Actividad técnica y creativa encaminada a idear un proyecto útil,
funcional y estético que pueda llegar a producirse en serie.
• Utilizado habitualmente en el contexto de la ingeniería, arquitectura y otras disciplinas creativas.
• El acto intuitivo de diseñar podría llamarse creatividad: inspiración abstracción, síntesis, ordenación y transformación.
… continua
Una forma de expresar un diseño es mediante los
gráficos.
El mundo de los gráficos por computadora es un campo
muy atractivo.
Su área de influencia va más allá del terreno puramente
informático: arte, ciencia, ingeniería, música, danza, cinematografía, etc.
El Diseño Asistido por Computadora (CAD,
Computer Aided Design) es el uso de un amplio rango de herramientas
computacionales que asisten a ingenieros, arquitectos y a otros profesionales del diseño, para creación de prototipos virtuales.
Evolución de los Sistemas Gráficos
Evolución paralela al avance computacional
•
Grandes y potentes máquinas calculadoras
•Interfaz hombre-máquina inexistente.
•
Personal cualificado.
•Alto coste.
Años 80, era de los computadores personales
•Pantallas digitales.
•
En el campo de los gráficos:
Aplicaciones específicas de difícil manejo Hardware específico muy caro
… continua
Concepto de mapa de bits
•
Imágenes representadas por una rejilla de celdas
(píxeles) que tienen un valor de color y luminosidad
propios, que en conjunto crean la ilusión de una
imagen de tono continuo.
•
Profundidad de color: cantidad de colores diferentes
que puede contener cada píxel, depende de la
cantidad de información (bits) que puede almacenar
un píxel.
… continua
Las aplicaciones gráficas cobran popularidad, como Microsoft
Windows, X-Windows
•
Fáciles de utilizar, a costes muy bajos.
•
Interfaz hombre-máquina se simplifica, objetivo fundamental de los
… continua
El desarrollo de hardware con gran capacidad
computacional facilita:
•
La generación de gráficos o imágenes sintéticas
realistas en 3D.
•
Dibujos complejos con un alto grado de realismo.
•Modelos de representación geométricos
(matemática aplicada) y modelos de iluminación:
gráficos vectoriales.
•
Aplicaciones comerciales que, si bien están
El Computador como Herramienta Industrial
Interfaces de usuario.
•
Modelo de ventanas. Accesibilidad a las aplicaciones (herramientas
ofimáticas, navegadores, graficadores, etc).
Presentación de resultados en áreas como la medicina,
negocios, ciencia, etc.
… continua
Diseño asistido por computador (CAD).
• Conjunto de herramientas computacionales que asisten
a ingenieros, arquitectos y a otros profesionales del diseño en sus respectivas actividades.
• Se dividen básicamente en programas de dibujo en dos
dimensiones (2D) y modeladores en tres dimensiones (3D).
• Las herramientas en 2D se basan en entidades
geométricas vectoriales como puntos, líneas, arcos y polígonos, con las que se puede operar a través de una interfaz gráfica.
• Los modeladores en 3D añaden superficies y sólidos. • Permiten el diseño de componentes, sistemas
… continua
Simulación y animación para visualización científica.
•
Comprobar el comportamiento en tiempo real de los sistemas bajo
estudio, examinando los posibles errores y solucionándolos antes
de su construcción física.
•
Entrenamiento en situaciones de alto riesgo (pilotos, cirugía,
… continua
Cinematografía.
•
La industria del cine se ha involucrado en el desarrollo tecnológico
de los gráficos 3D.
•
Contribución financiera muy fuerte.
Efectos especiales en la película Piratas del Caribe
Procesamiento de Imagen y Síntesis de Imagen
Procesos complementarios pero independientes.
Procesamiento de imágenes: Las escenas son reales,
captadas mediante un dispositivo físico (cámara) y digitalizadas
(escáner) para su almacenamiento y posterior tratamiento en
el computador (transformaciones matriciales).
Aplicaciones típicas: visión 3D, reconocimiento de objetos,
recuperación de documentos, etc.
… continua
Síntesis de imágenes: A partir de modelos geométricos e
iluminación se crean imágenes sintéticas, inexistentes en
la realidad.
Su calidad (realismo) depende de los algoritmos empleados en
su diseño.
El procesamiento computacional que requiere obliga, en
muchas ocasiones, a utilizar hardware específico.
Aplicaciones típicas: aplicaciones CAD, aplicaciones de
simulación, realidad virtual, multimedia, etc.
Elementos Geométricos
CAD: Los diseños se elabora en base a los elementos geométricos
fundamentales: punto, recta, y plano, generando diversas formas complejas, denominadas elementos vectoriales. Algunos sistemas, además permiten la incorporación de mapas de bits.
Vectores: Conservan sus propiedades a cualquier escala de representación. Punto: Elemento geométrico adimensional, no es un objeto físico; describe una
posición en el espacio, determinada en función de un sistema de coordenadas preestablecido.
Recta: Línea recta, posee una dimensión y contiene infinitos puntos, compuesta
de infinitos segmentos (unión entre dos puntos).
… continua
Sistema de coordenadas: Conjunto de valores y puntos
que permiten definir unívocamente la posición de cualquier
punto de un espacio.
Origen de coordenadas: Punto de referencia de un sistema
de coordenadas. El valor de todas las coordenadas del sistema
es nulo.
Origen de un sistema bidimensional
Clasificación del Diseño por Tipos
Según se actúe en el plano o en el espacio
• Bidimensional (2D) • Tridimensional (3D)
Según el tipo de aplicación o finalidad
• Artes visuales: Dibujo, pintura, escultura, cine, animación, fotografía • Creatividad en objetos: Diseño de modas, diseño de interiores
• Diseño gráfico: Proyección de mensajes visuales (edición, publicidad e
identidad, diseño web) impresos o digitales.
• Diseño arquitectónico: Obras de ingeniería, elementos urbanos
• Diseño industrial: Creación, desarrollo y humanización de los procesos
industriales (en serie). Electrodomésticos, muebles
Ingeniería y Expresión Gráfica
Expresión gráfica y el diseño
• Las capacidades de análisis de problemas y síntesis de soluciones se
representan fundamentalmente mediante la expresión gráfica.
• Proveen al ingeniero de un lenguaje preciso para la representación de una
determinada idea, objeto, pieza o máquina, caracterizada por tres dimensiones, en un sistema de exclusivamente dos, como puede ser el papel o la pantalla de un computador.
• Representación clara y sin ambigüedades, comprendido por todos los
profesionales.
• La expresión debe efectuarse siguiendo las normas que lo regulan.
… continua
La ingeniería necesita aplicar los conocimientos de la geometría
porque:
• Realiza construcciones gráficas de medida, comparación de magnitudes de
figuras y volúmenes, que son operaciones planas y espaciales, y sirve para representar formas e ideas.
• Necesita abstraer y reducir a un plano bidimensional comprensible la
tridimensionalidad de las formas reales o ideales, y viceversa.
La Ingeniería emplea el dibujo técnico porque:
• Es instrumento de proyecto y diseño.
• Precisa representar en el plano formas tridimensionales.
• Habitualmente pretende la descripción objetiva de formas técnicas. • Emplea códigos gráficos universales y racionales.
Herramientas CAD
Herramientas de dibujo por computador vs. Herramientas CAD
• Los datos del dibujo no se transfieren a otro programa que los necesite en el control del proceso de producción: Corel Draw
• Integración en los sistemas diseño y producción orientados al intercambio de información con otras aplicaciones: AutoCAD, ArchiCAD
Parte del conjunto de técnicas asistidas por computador: CAD,
CAM, CAE
CAD Diseño Asistido por Computadora CAM Fabricación Asistida por Computadora CAE Ingeniería Asistido por Computadora… continua
Aplicaciones
•
Diseño de circuitos electrónicos
•Industria aeronáutica
•
Industria del automóvil
•Industria pesada
•
Diseño industrial: edificios y plantas industriales
•Diseño arquitectónico e ingeniería civil
•
Industria textil, de calzado, de plásticos
•Artes gráficas y animación
La Ingeniería y el Diseño Asistido por Computadora
El computador es indispensable como herramienta en la
ingeniería para alcanzar niveles de productividad aceptables.
Es el CAD la base para el resto de aplicaciones técnicas
mediante computadora.
Los sistemas CAD/CAE/CAM son tecnologías fundamentales
debido a la mejora de la calidad.
La tecnología disminuye al mínimo los posibles errores de
fabricación.
Conceptos Clave
Expresión gráfica
Diseño, creatividad
Creatividad
CAD/CAM/CAE
Mapa de bits y gráficos vectoriales
Procesamiento y síntesis de imágenes
Punto, recta, plano
Actividad de Extensión
