Representación 2D y 3D 

En la actualidad, los gráficos por computador se emplean en una gran variedad de aplicaciones, como en interfaces gráficas de usuario, tipografía digital, paseos arquitectónicos virtuales, aplicaciones médicas y juegos de vídeo, entre otras. La computación gráfica comprende una gran variedad de técnicas que pueden ser agrupadas de acuerdo al número de dimensiones que se empleen en la representación del modelo geométrico a visualizar, en 2D y 3D:

Computación gráfica 2D

La computación gráfica 2D corresponde al conjunto de técnicas que tienen como objeto la generación de una imagen digital a partir de modelos geométricos bidimensionales. Estas técnicas son principalmente empleadas en interfaces gráficas de usuario (ver siguiente Sección) y en aplicaciones desarrolladas a partir de tecnologías de impresión y dibujo, como tipografía, cartografía y dibujo técnico, entre otras. El origen de las mismas se remonta a la década de los 50's en la que aparecieron dispositivos con soporte para gráficos vectoriales.

Computación gráfica 3D

La computación gráfica 3D trata acerca de la síntesis de una imagen bidimensional a partir de un modelo geométrico tridimensional. De acuerdo con la complejidad de los cálculos empleados en la generación de las imágenes, las técnicas se clasifican en prerendering y real-time rendering.

Objetivo de la computación gráfica

Proporcionar un contexto dentro del cual se desarrolla la actividad del Cómputo Gráfico, abarcando aspectos históricos y tecnológicos, para así comprender la importancia de ésta área de desarrollo.

Historia y origen de la computacion computación grafica

Historia y origen de la computación grafica

La Computación Gráfica nace en 1955 con SAGE (Semi-Automatic Ground Environment), una máquina creada durante la Guerra Fría por el ejército de los Estados Unidos para rastrear a las naves aéreas que ingresaban al espacio aéreo norteamericano. Esta máquina se integró a los sistemas de radar de la época para proveer la primera aplicación de computación gráfica interactiva.

En 1885 Ferdinand Braun invento el primer CRT. En 1907 Boris Rosing pudo mostrar figuras en el CRT.

El tubo de rayos catódicos (CRT del inglés Cathode Ray Tube) es una tecnología que permite visualizar imágenes mediante un haz de luz constante a una pantalla de vidrio recubierta de fósforo y plomo. En 1917 Philo Farnsworth inventó el disector de imagen . Lo que significó el primer dispositivo raster.

Texturing - Texturizado

Texturing - Texturizado

Las superficies polígonales (secuencia de caras) pueden contener datos correspondiente de más de un color, pero en el software más avanzado, pueden ser una lona virtual para una imagen, u otra imagen rasterizada. Tal imagen es colocada en una cara, o la serie de caras y es llamada Textura.

Las texturas añaden un nuevo grado de personalización en cuanto a como las caras y los polígonos que cuidarán por último la forma en que serán sombreados, según el método de sombreado, y como la imagen es interpretada durante el sombreado.

Sombreado (shading)

El proceso de sombreado o shading (en el contexto de los gráficos realizada por computadora) implica la simulación de computadora (o más exactamente; el cálculo) como las caras de un polígono se comportarán cuando es iluminado por una fuente de la luz virtual. El cálculo exacto varía según los datos disponibles sobre la cara sombreada y según la técnica de sombreado empleada.

Generalmente este afecta propiedades de la especularidad y valores de intensidad, reflexión y transparencia.

¿Cuáles son las funciones de la computación gráfica?

Las funciones de de esta especialidad de los sistemas computacionales son diversas pues agrupa a la ingeniería, informática, programación, edición y en diferentes sectores profesionales:

• Fotografía y video.

• Interfaces.

• Generación de efectos especiales

• Cine

• Ciencia

• Programación

• Medicina

• Diseño

• Video juegos

• Multimedia educativa

Campos de la computación gráfica

Esta área de la informática y de los sistemas computacionales esta ramificada en diversas áreas:

• Interpretación y creación 3D y 2D.
• Animación de computadora.
• Captura de vídeo.
• Creación de vídeo.
• Edición de efectos especiales.
• Creación y edición de imagen.
• Modelado digital.
• Desarrolladores gráficos.

 El diseño por computadora

Esta área de la informática va ligada al diseño asistido por ordenador comúnmente conocido por sus siglas CAD el cual consiste en crear y modificar diferentes representaciones visuales en segunda y tercera dimensión.

Hoy en día esta actividad es ampliamente usada para generar efectos visuales, en el mundo del entretenimiento, la ciencia, la tecnología y hasta en la educación.

Este proceso permite agilizar los diferentes procesos, mejorar las visualizaciones, hacer un diseño más sólido y limpio, reducir el tiempo de elaboración,  tener una mejor precisión en el trabajo realizado y así mismo disminuir errores.

Importancia de la computación gráfica en diferentes áreas del conocimiento

 Importancia de la computación gráfica en diferentes áreas del conocimiento

Geografía

Es usado para representar en 3D zonas geográficas e inclusive réplicas de ciudades con la posibilidad de explorarlas como si el usuario estuviera caminando en dichos lugares.

Animación de personajes

Se crea una representación simplificada del cuerpo del personaje, análogo a un esqueleto. En personajes humanos y animales, muchas partes del modelo de esqueleto, corresponden a la ubicación real de los huesos. Se ha empleado para la realización de películas animadas.

Diseño Industrial

Se esquematizan piezas industriales y máquinas más complejas para su fabricación.

Videojuegos

Se fabrican los videojuegos con gráficas cada vez más realistas.

Aeronáutica

Los simuladores de vuelo son sistemas que son desarrollados tanto para la educación (Aviación) como para el entretenimiento (Juegos de computadora). Intentan replicar la experiencia de volar una aeronave, de la forma más precisa y realista posible. Existen réplicas de cabinas en tamaño real montadas en accionadores hidráulicos o electromecánicos controlados por sistemas computarizados.

Arquitectura

Se usa la computación gráfica en esta área para brindar soluciones gráficas a estudios de arquitectura, apoyo a grupos de desarrollo inmobiliario y particulares que requieran dichos servicios.

Medicina

Se busca un complemento en el estudio médico donde por medio de animaciones se pueden observar células, tejidos, sistemas, anatomía, fisiología, neurología, entre otras que son un apoyo al conocimiento.

Deportes

Con ayuda de gráficos en 3D se puede hacer un análisis del desempeño de los atletas.

Antropología

A través de visitas virtuales se intenta dar a conocer las construcciones más sorprendentes de la humanidad.

Paleontología

Se esquematiza cada silueta jurásica tratando de utilizar los colores más reales para dar vida a dinosaurios usando estas animaciones como material didáctico (documentales).

Aplicaciones de la computación gráfica

Actualmente existen muchas aplicaciones, en diversos campos de la ingeniería e investigación científica, que demandan una gran cantidad de recursos computacionales. La Computación Gráfica cubre áreas muy diversas, que abarcan desde la visualización científica o ingenieril hasta el arte y el tratamiento fotográfico.

• Interfaces Gráficas de Usuario (GUI: Graphical User Interface)
• Gráficos estadísticos
• Cartografía
• Medicina
• Diseño Asistido por Computadora (CAD: Computer-Aided Design)
• Multimedios (educativos)
• Entretenimiento (juegos)