Computación gráfica

De Wikipedia
Saltar a navegación Saltar a la gueta
Esti artículu trata sobre la computación gráfica. Pal diariu de la ACM vease SIGGRAPH.
Una captura de pantalla de Blender.
Una proyeición 2D d'una proyeición 3D d'un Pentácoron (4D) faciendo doble rotación con dos de los sos planos ortogonales.

La computación gráfica o gráficos per ordenador ye'l campu de la informática visual, onde s'utilicen computadores tantu pa xenerar imáxenes visuales sintéticamente como integrar o camudar la información visual y espacial probada del mundu real.

El primera mayor meyora na gráfica realizada por ordenador yera'l desenvolvimientu de Sketchpad en 1962 por Ivan Sutherland.

Esti campu puede ser estremáu en delles árees: Interpretáu 3D en tiempu real (de cutiu usáu en videoxuegos), animación d'ordenador, captura de videu y creación de videu interpretáu, edición d'efectos especiales (de cutiu usáu pa películes y televisión), edición d'imaxe, y modeláu (de cutiu usáu pa inxeniería y oxetivos médicos). El desenvolvimientu na gráfica realizada por ordenador foi primeru alimentáu por intereses académicos y patrociniu del gobiernu. Sicasí, cuando les aplicaciones verdaderes mundiales de la gráfica realizada por ordenador (CG) en televisión y películes demostraron una alternativa vidable a efectos especiales más a les tradicionales y les técniques d'animación, los comerciales financiaron cada vez más la meyora d'esti campu.

De cutiu piénsase que la primer película pa usar gráficos realizaos por ordenador yera 2001: A Space Odyssey (1968), qu'intentó amosar como los ordenadores seríen muncho más gráfiques nel futuru. Sicasí, tolos gráficos d'ordenador naquella película yeren l'animación dibuxada a mano (por casu nes pantalles de televisión asemeyábase'l comportamientu de los ordenadores con dibuxos), y les secuencies d'efectos especiales foi producida dafechu con efectos ópticos y modelos convencionales.

Quiciabes el primer usu de la gráfica realizada por ordenador espresamente pa ilustrar gráfica realizada por ordenador taba en Futureworld (1976), qu'incluyó una animación d'una cara humana y mano - producíu por Ed Catmull y Fred Parke na Universidá de Utah.

Gráficos 2D d'ordenador[editar | editar la fonte]

La primer meyora na computación gráfica foi l'usu del tubu de rayos catódicos. Hai dos acercamientos a la gráfica 2d: vector y gráficos raster. La gráfica de vector almacena datos xeométricos precisos, topoloxía y estilu como posiciones de coordenada de puntos, les uniones ente puntos (pa formar llinies o trayectos) y el color, la grosez y posible rellenu de les formes. La mayor parte de los sistemes de vectores gráficos tamién pueden usar primitives xeométriques de forma estándar como círculos y rectángulos, etc. Na mayor parte de casos una imaxe de vectores tien que ser convertida a una imaxe de trama o raster pa ser vista.

Los gráficos de trames o raster (llamaos comúnmente Mapa de bits) ye una rejilla bidimensional uniforme de pixeles. Cada pixel tien un valor específicu como por casu rellumu, tresparencia en color o una combinación de tales valores. Una imaxe de trama tien un resolvimientu finita d'un númberu específicu de files y columnes. Les demostraciones de computadora estándares amuesen una imaxe de trama de resoluciones como 1280 (columnes) x 1024 (files) pixeles. Güei unu de cutiu combina la trama y lo gráficos vectorizados en formatos d'archivu compuestos (pdf, swf, svg).

Gráficos 3D d'ordenador[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Gráficos 3D por ordenador

Cola nacencia de les estaciones de trabayu (como les máquines LISP, Paintbox computers y estaciones de trabayu Silicon Graphics) llegaron los gráficos 3D, basaos na gráfica de vectores. En cuenta de que l'ordenador almacene la información sobre puntos, llinies y curves nun planu bidimensionales, l'ordenador almacena la posición de puntos, llinies y típiques cares (pa construyir un polígonu) nun Espaciu de tres dimensiones.

Los polígono tridimensionales son el sangre de práuticamente tolos gráficos 3d realizaos n'ordenador. Como consiguiente, la mayoría de los motores de gráficos de 3D tán basaos nel almacenaxe de puntos (per mediu de 3 simples coordenaes dimensionales X, Y, Z), llinies que conecten aquellos grupos de puntos, les cares son definíes peles llinia, y depués una secuencia de cares crean los polígonos tridimensionales.

El software actual pa xeneración de gráficos va más llueñe de namái l'almacenaxe de polígonos na memoria d'ordenador. Les gráfiques de güei nun son el productu de colecciones masives de polígonos en formes reconocibles, elles tamién resulten de técniques nel emplegu de Shading (sombreadores), texturing (texturizado o mapeado) y la rasterización (en referencia a mapes de bits).

Avisiegu (shading)[editar | editar la fonte]

El procesu d'avisiegu o shading (nel contestu de los gráficos realizada por ordenador) implica la simulación d'ordenador (o más esactamente; el cálculu) como les cares d'un polígonu van portase cuando ye allumáu por una fonte de la lluz virtual. El cálculu esactu varia según los datos disponibles sobre la cara avisiega y según la técnica d'avisiegu emplegada.

Xeneralmente este afecta propiedaes de la especularidad y valores d'intensidá, reflexón y tresparencia.

Representación basada n'Imaxe - Image Based Rendering (IBR)[editar | editar la fonte]

La computación gráfica dexa'l llogru d'imáxenes 2D dende modelos tridimensionales. Con cuenta de faese bien esactu y llograr imáxenes fotorealistas, la entrada de los modelos 3D tendría de ser bien esacta en términos de xeometría y colores. La simulación de paisaxes y escenes fotorealilstas qu'utilicen esta técnica rique un gran esfuerciu y talentu con programes de CAD. En cuenta de llograr modelos 3D, Les representaciones basaes n'imaxe (IBR) usen imáxenes tomaes de puntos de vista particulares y trata de llograr nueves imáxenes d'otros puntos de vista. Anque'l términu Representación basada n'Imaxe foi acuñáu apocayá, anque na práutica usar dende l'entamu de la investigación na Visión llograda por Ordenador.

En 1996, fixéronse bien populares dos técniques: los campos de lluz (lightfield n'inglés) y el lumigraph (que nun tien traducción asitiada n'español).

Estes técniques recibieron l'atención especial de la comunidá d'investigación. De magar, munches representaciones pa IBR fueron propuestes. Un métodu popular ye la testures dependientes del puntu de vista, una técnica IBR de la Universidá del Sur de California. La Universidá d'Oxford usó conceutos de la "Máquina d'Aprendizaxe" pa IBR.

  • Sombreador: xeneralmente aplícase-y a los materiales en tou sistema de simulación 3d, conózse-yos tamién como shader.
  • Avisiegu Flat (planu): una técnica que sombrea cada polígonu d'un oxetu basándose nel so vector normal (direición escontra la qu'apunta un polígonu) y la posición ya intensidá d'una fonte de la lluz.
  • Avisiegu de Gouraud: Inventáu por Henri Gouraud en 1971, una técnica rápido y consciente de los recursos disponibles nun ordenador, solía asemeyar superficies selemente avisiegues interpolando colores de vértiz al traviés de la superficie d'un polígonu.
  • Mapeo de testures (Correlación de testura): una técnica p'asemeyar detalle superficial trazando un mapa d'imáxenes (testures) en polígonos.
  • Avisiegu de Phong: Inventáu por Bui Tuong Phong, una técnica d'avisiegu llisa que s'avera a la superficie curva allumada pola interpolación de los vértices normales d'un polígonu al traviés de la superficie; el modelu allumáu inclúi la reflexón de rellumu con un nivel controlable del mesmu.
  • Bump mapping (Correlación de relieve): Inventáu por Jim Blinn, una técnica de perturbación normal (la direición escontra onde apunta un polígonu) solía asemeyar superficies desiguales o engurriaes y con relieve.
  • Ray Tracing (Trazador de rayos): un métodu basáu nos principios físicos de la óptica xeométrica que puede asemeyar reflexones múltiples y la tresparencia.
  • Radiosidad: una técnica pal llume global qu'usa la teoría de tresferencia de radiación p'asemeyar el llume (reflexada) indirecta n'escenes con superficies difuses.
  • Blob: una técnica pa representar superficies ensin especificar una representación divisoria difícil, polo xeneral puesta en práutica como una superficie procesal como una Van der Waals equipotential (en química).

Texturing - Texturizado[editar | editar la fonte]

Les superficies polígonales (secuencia de cares) pueden contener datos correspondiente de más d'un color, pero nel software más avanzáu, pueden ser una lona virtual pa una imaxe, o otra imaxe rasterizada. Tal imaxe ye asitiada nuna cara, o la serie de cares y ye llamada Testura.

Les testures añeden un nuevu grau de personalización tocantes a como les cares y los polígonos que van curiar d'últimes la forma en que van ser avisiegos, según el métodu d'avisiegu, y como la imaxe ye interpretada mientres l'avisiegu.

Ver tamién[editar | editar la fonte]


Computación gráfica