(1950) Whirlwhind de la Mit: pantalla capaz de representar gráficos

(1959) DAC-1(Design Augmented by Computers) por General Motors e IBM

Rotar y Cambiar ángulo imagen

(1955) SAGE (Semi Automatic Ground Environment)

(1960-1970) Ivan Suterland (Estudiante de MIT), creó un programa que llamó Sketchpad, mediante el cual podía realizar trazos en la pantalla de la computadora auxiliándose de una pluma de luz

(1961)Steve Rusell primer juego de video “ Spacewar”

(1970-1980) Televisión. ANIMAC, SCANIMATE y CAESAR (1978) "Matematical elements for computer graphics"

1980 – 1990 Raytracing

Principios, técnicas y algoritmos para la

generación y manipulación de imágenes mediante una computadora.

Importancia de la Graficación

1.2 Dispositivos de hardware y software para el despliegue grafico

Permiten obtener representaciones en soporte físico Tarjeta Grafica, tarjeta de vídeo, placa de vídeo,

tarjeta aceleradora de gráficos o adaptador de pantalla Monitor de video

Dedicadas y separadas Integradas en la placa base

Monitores CRT a color LCD Panel o Pantalla de Plasma LED Dispositivos de visualización 3D

Memoria Alimentación Dispositivo Refrigerante Dispositivos de E/S?

GPU esta altamente segmentada Unidad funcional que procesa vértices Unidad funcional que procesa pixeles

Memoria Almacena resultados intermedios de las

operaciones y las texturas a utilizar. RAMDAC: Digital a Analógico Alimentación Dispositivos Refrigerantes Salidas

SVGA/Dsub-15: (1990) Ruido eléctrico y distorsión por la conversión de digital a analógico, error de muestreo al evaluar los píxeles a enviar al monitor.

DVI: Digital. Evita distorsión y ruido al corresponder directamente un píxel a representar con uno del monitor en la resolución nativa del mismo

HDMI: Transmisora de audio y vídeo digital de alta definición, cifrado sin compresión en un mismo cable

Cientos de procesadores Shaders Unificados: Vertex Shader (geometría de los objetos) : Transformaciones como

rotación o movimiento de las figuras Clipping: Parte de los vértices que se verán. Rasterización: Vértices en pixeles Pixel Shader (rasterización de texturas): Transformaciones a los pixeles,

aplicación de texturas, antialiasing, etc. Se almacenan pixeles en la cache ROP (Raster operation processor): toman la información guardada

en la caché y preparan los píxeles para su visualización Se almacena la salida en el frame buffer. Se despliegan en forma analógica (DAC) o digital

Contenido dentro de una tarjeta grafica Implementa ciertas operaciones graficas llamadas

primitivas optimizadas para el procesamiento grafico Antialising: suaviza los bordes de las figuras y les da un

aspecto mas realista. Dibujar rectángulos, triángulos, círculos, arcos, etc.

Las GPU pueden superar la frecuencia de reloj de una CPU.

Su potencia y ritmo de desarrollo se debe a Alta especialización de las GPU (Una sola tarea)

▪ Mas silicio Alto grado de paralelismo inherente

▪ Sus unidades fundamentales de calculo (vértices y pixeles) son completamente independientes.

Especificaciones importantes al adquirir una

tarjeta grafica

Características Tarjeta Grafica o Procesador grafico

Numero de núcleos o cores Memoria Capacidad (2GB,4GB, 8GB...) Tipo (GDDR2, GDDR3, GDDR5)

Interfaz memoria o bus de datos (bits)

Nvidia GTX 660 960 núcleos memoria GDDR5 interfaz de memoria de 192 bits

msinfo32 Name Mobile Intel(R) 945GM Express Chipset Family Adapter RAM 128.00 MB (134,217,728 bytes) Resolution 1280 x 768 x 60 hertz Bits/Pixel 32

La cantidad de memoria de video requerida para almacenar una pantalla

Res.H: número de pixeles horizontales Res.V: número de pixeles verticales Memoria de video = Res. H x Res. V x Núm. de

bytes por pixel

Llamadas a servicios de interrupción de la BIOS Lenguaje ensamblador especifico a cada

modelo Interfaces de programación de aplicaciones

(API) especificas para gráficos. Direct3D: Microsoft,1996. Forma parte de la librería

DirectX OpenGL: Silicon Grahics, 1990. Gratuita, libre y

multiplataforma.

Programas especializados en animaciones, renderizado de imágenes y efectos visuales. Utilizan los mapas de bits donde se está usando píxeles y vectores que se define como una línea que se extiende entre dos puntos finales.

Paquetes de propósito especial(special-purpose packages, SPP)

Autodesk Maya:Graficos3D, efectos especiales, animación

Enorme impacto en la industria cinematográfica como herramienta de efectos visuales

•Autocad: Diseño asistido por computadora •Dibujo 2D y modelado 3D

LightWave 3D: modelados en 3D, renderizado y animación.

Soporta características avanzadas, tales como reflexión y refracción realista, radiosidad y causticas entre otras

Windows, MacOS, Mac OS X

Blender: multiplataforma, modelado, iluminación, renderizado, animación y creación de gráficos tridimensionales.

Composición digital utilizando la técnica procesal de nodos, edición de vídeo, escultura (incluye topología dinámica) y pintura digital

Vídeo juegos, posee un motor de juegos interno

Autodesk 3ds Max: Gráficos y Animación 3D Arquitectura basada en plugins Creación de videojuegos, anuncios de

televisión, en arquitectura o en películas

Paquetes de programación de uso general (general-programming packages).

Java2D Java3D VRML (Virtual Reality Modeling Language) GL OpenGL (1992) Direct3D

Fundamentalmente existen dos formas de representar y almacenar objetos gráficos en la memoria de una computadora Gráficos de barrido o raster Gráficos vectoriales Representación hibrida

Establece la manipulación directa de los pixeles que conforman las imágenes. Estos objetos gráficos son conocidos típicamente como mapas de bits.

Manipulación de imágenes a nivel de pixel Tipo Paint, retoque de fotos Picasa de Google, Photoshop,

GIMP Formatos: bmp, gif, jpg, png,etc

Establece la manipulación de las características descriptivas de los objetos

Se almacenan los puntos de inicio y fin de un segmento de recta y su ancho, en lugar de los pixeles que la conformarían Se almacena el punto de la esquina superior

izquierda de un cuadrado y su ancho y alto, en lugar de almacenar los pixeles de sus cuatro lados

Se almacena el centro y radio de un círculo y el grueso de su circunferencia, en lugar de almacenar los pixeles de toda la circunferencia

Orientados a la ingeniería y en general al diseño asistido por computadora (CAD). Algunas aplicaciones típicas que funcionan así son: AutoCAD de AutoDesk, Google SketchUp,OO.org Draw, Inkscape, QCad, Dia, etc.

Formatos:dia, .svg, .dwg, .dxf, .odg,

Aplicaciones con funcionalidades híbridas. Por ejemplo, en aplicaciones típicamente de

barrido como GIMP (o Photoshop), el texto puede almacenarse como imagen, pero también como una cadena de caracteres inmersos en un rectángulo descrito vectorialmente, dentro del área de trabajo

Así mismo, en aplicaciones primariamente vectoriales como OO.org Draw, se pueden insertar archivos de imagen de barrido (png, gif, jpg) y cambiarles, por ejemplo, el

contraste a dicha imagen.

El almacenamiento de datos que componen una imagen digital en un archivo binario se puede realizar utilizando diferentes formatos

Cada uno ofrece distintas posibilidades con respecto a la resolución de la imagen, la gama de colores, la compatibilidad, la rapidez de carga, etc

La finalidad de un formato grafico es almacenar la imagen manteniendo un equilibrio entre calidad, tamaño del archivo y compatibilidad entre plataformas.

Cada formato se basa en una o mas técnicas diferentes, que pueden incluir codificación especial, métodos de compresión, etc.

Todo fichero grafico comienza con una cabecera (header) de estructura variable, que indica al programa que lo solicite las características de la imagen que almacena: Tipo tamaño resolución modo de color profundidad de color numero de colores de la paleta

Después de la cabecera se encuentran los datos propios de la imagen, generalmente comprimidos con un algoritmo específico de ese formato, que contienen información sobre: el color de cada píxel de la imagen (mapas de bits) o una tabla con las características propias de cada

objeto (gráficos vectoriales) En caso de usarse una paleta de colores, la

información sobre dicha paleta también deberá estar contenida en el fichero.

Los ficheros gráficos de mapas de bits contienen pues una cabecera, los datos de los píxeles (generalmente comprimidos) y la paleta de colores (salvo si se usan 24 bits por píxel, caso en el que no es necesaria ninguna paleta).

Los ficheros vectoriales, una cabecera y una tabla con las características de cada vector componente del gráfico.

Gráficos rasterizados Dependiendo de su tamaño (dimensiones en pixeles)

estas imágenes tienen distinto numero de pixeles. Su calidad depende del numero de pixeles y el

numero de colores. Entre mas calidad, mas espacio de almacenamiento

Gráficos vectoriales No se definen píxeles individuales, dependiendo la

calidad y el peso final del formato concreto en que se almacenen.

ART BMP, Windows Bitmap CIN, Cineon CPT, Corel Photo Paint DPX, Digital Picture eXchange DRW, Draw EXR, Extended Dynamic Range Image File Format FPX, Flashpix GIF, Graphics Interchange Format JPG / JPEG, Joint Photographic Experts Group MNG, Multiple-image Network Graphics PBM, Portable Bitmap Format PCX, Picture eXchange PGM, Portable Graymap Format PIC, Pictue PNG, Portable Network Graphics PPM, Portable Pixmap Format

PSD, PhotoShop Document PSP, PaintShop Pro Document TGA, Truevision TGA TIFF, Tagged Image File Format WBMP, Wireless Application Protocol Bitmap

Format XBM, X BitMap XCF, eXperimental Computing Facility XPM, X-Pixmap

AI, Adobe Illustrator Document CDR, CorelDRAW CGM, Computer Graphics Metafile DXF, ASCII Drawing Interchange DWG, AutoCAD Drawing Database EMF, Enhanced MetaFileEPS, Encapsulated

PostScript FHX, Macromedia Freehand Document

FLA, Fichero fuente de Macromedia Flash PDF, Portable Document Format PS, PostScript SVG / SVGZ, Scalable Vector Graphics SWF, ShockWave Flash WMF, Windows MetaFile

Archivo de intercambio que sirve para transportar datos entre varios sistemas o programas. Es común que las compañías de software creen sus propios archivos para facilitar el manejo de los datos de las imágenes creadas en sus aplicaciones.

Un metaformato puede ser vectorial o de mapa de bits.

El color de cada pixel está definido individualmente

Paleta de 8 bits (1 byte) para usar hasta 256

colores Actualmente el color se especifica (y almacena)

a través de estándares internacionales

Mezcla aditiva de luz RGB y RGBA

Mezcla sustractiva de luz (CMY(K))

Representa un color mediante la mezcla por adición de los tres colores rojo, verde y azul

Conjunto con tres bytes continuos (24 bits) Los primeros 8 bits de derecha a izquierda representan la intensidad

del azul Los segundos 8 bits la intensidad del verde Los últimos 8 bits la intensidad de luz roja

En una superficie negra su suma a nula intensidad, resulta en negro y

en una superficie blanca su suma a máxima intensidad resulta en blanco.

RGBA Utiliza 32 bits. Los últimos 8 bits representan la medida de opacidad/transparencia

Representa un color mediante la mezcla sustractiva de los colores cyan, magenta y amarillo.

Impresos sobre un papel blanco, su mezcla a mínima intensidad no absorbe nada y la luz se refleja blanca, pero se si mezclan a máxima intensidad, absorben la luz completamente, por lo que no se ve luz reflejada (color negro)

Los gráficos complejos se construyen a partir de elementos simples

Los elementos simples se conocen como primitivas de graficación

Puntos Líneas Polígonos Triángulos, rectángulos y otros

Parábolas Hipérbolas Curvas splines

Ecuaciones que las representan Sus coordenadas son fáciles de calcular Se han estudiado optimizaciones

Sin Compresión Con perdidas Sin perdidas

Codificación de longitud de recorrido Codificación LZW Codificación Huffman o código prefijo Codificación aritmética Método de reconocimiento de patrones

1. Monitor LCD 2. Monitor de Plasma 3. Monitor LED 4. BMP 5. JPEG 6. PNG 7. SVG 8. Codificación Huffman