Computación Gráfica

 

Antecedentes históricos

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 1963, en el MIT (Massachussets Institute of Technology) Ivan Sutherland presentó su programa Sketchpad (“Tablero de dibujo”) inspirado en la idea de “integrar la representación numérica de un objeto con su representación gráfica, para que al manipular la representación gráfica se pudiera manipular al mismo tiempo la representación numérica.”

 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)

·        Arte

Términos comunes

Bit: Unidad de medida elemental de la memoria. Puede tener dos valores: cero y uno.

Píxel: Contracción de picture element, unidad de medida elemental de una imagen.

Resolución: Tamaño de una imagen, expresado en cantidad de píxeles horizontales por cantidad de píxeles verticales. Ejemplos de resoluciones de pantalla comunes: 640x480; 800x600; 1024x768.

Profundidad de color: Cantidad de colores que pueden ser usados en una imagen. Depende de la cantidad de bits por píxel; cuantos más se utilicen, mayor será la cantidad de combinaciones de valores binarios (ceros y unos) que forman la paleta de colores posibles. Profundidades de color comunes: 1 bit, 8 bits, 16 bits, 24 bits y 32 bits por píxel.

Dithering: Técnica de aproximación de color utilizada para la compresión de imágenes o en caso de que la paleta de colores de una imagen no incluya cierto color específico. En este caso, se combinan unos cuantos píxeles con colores de la paleta, que juntos dan la ilusión de presentar el color que falta (dither: temblor, agitación).

Jaggy: Efecto “de escalerita” que se ve en una imagen o en un texto de la pantalla, a consecuencia de que con la tecnología de despliegue de barrido no se puedan dibujar curvas perfectas. Los pixels no son curvos, pero tienen que dibujar curvas (jagged: dentado).

Anti-aliasing: Técnica de suavizado de curvas que se usa para contrarrestar el efecto “jaggy”. Usualmente se mezclan los colores de los píxeles que forman los bordes encurvados. Como resultado se obtiene una imagen que parece desenfocada pero, aunque suene contradictorio, se ve bastante más clara.

Animación: Secuencia de imágenes que da la ilusión de movimiento.

Patrón de color: Formato específico de medición de colores que se utiliza para representar los colores de una imagen.

CMYK: Patrón de color utilizado en las imprentas que mediante una combinación de cuatro colores únicos se puede obtener cualquier otro color. Cada letra de su nombre representa uno de esos colores: cyan, magenta, yellow (amarillo) y black (negro).

RGB: Patrón de color utilizado en televisores, monitores y otros dispositivos de despliegue similares que se basa en una combinación de tonalidades de rojo, verde y azul (red, green, blue) para obtener cualquier color. Cada tonalidad tiene un valor que va de 0 a 255. Cuando la tonalidad es la misma en los tres casos, se obtiene luz blanca.

Tipos de imagen

Una imagen de computadora puede pertenecer a uno de los siguientes tipos:

·        Bitmap: (Mapa de bits) Cuando la imagen está formada por una matriz de puntos (píxeles) cada uno de ellos compuesto de uno o más bits.

·        Vectorial: Cuando la imagen está formada por elementos tales como rectas, puntos y curvas, cuyo tamaño y disposición varía de acuerdo a fórmulas y coordenadas específicas.

Las fotografías digitales son imágenes del tipo bitmap, como así también la mayoría de los gráficos que se usan en páginas web. Tienen la desventaja de que al modificarse su tamaño, generalmente se pierde la calidad. Por el contrario, las dimensiones de una imagen del tipo vectorial pueden modificarse sin por ello perder la calidad del tamaño original.

Formatos de archivos gráficos más conocidos

Un formato de archivo gráfico es el modelo que se usa para almacenar la información de una imagen en un archivo. Para usar una imagen en un programa de aplicación, éste debe reconocer la estructura del archivo donde se encuentra almacenada la imagen, es decir, la aplicación debe soportar el formato del archivo.

Existe una gran cantidad de formatos de archivos para gráficos, algunos de los cuales ya se encuentran en desuso. Entre los más utilizados hoy en día podemos mencionar a los siguientes:

BMP: (contracción de bitmap) Creado por Microsoft, es el formato nativo para gráficos bitmap en Windows. No utiliza compresión, por lo tanto almacena la información de la imagen de manera ineficiente pero exacta.

GIF: (Graphics Interchange Format, formato de intercambio para gráficos) Formato bitmap propietario, creado por Unisys, muy popular y adecuado para el almacenamiento de imágenes con pocos colores, como logotipos, títulos o fotos sencillas. Permite representar colores de entre una paleta de 256 como máximo. Uno de estos colores puede ser definido como transparente, y el área pintada con este color revelará lo que hay por debajo de la imagen. Otra ventaja del formato GIF es que puede almacenar varias imágenes en un solo archivo, lo que permite la creación de animaciones en base a cuadros temporizados.

JPEG: (Joint Photographic Experts Group, unión de expertos en fotografía) Formato creado por el comité del mismo nombre que permite la compresión de imágenes fotográficas a una gran profundidad de colores (millones de ellos). Esto lo convierte en un formato más adecuado que el GIF para el almacenamiento de fotografías. Como extensión del nombre de archivo se usa, indistintamente, JPG o JPEG (a veces JPE).

PNG: (Portable Network Graphics) Formato de archivo abierto, relativamente nuevo, diseñado para reemplazar al GIF en todo menos en lo que se refiere a animaciones. Ofrece transparencia variable (alpha channels), corrección de gamma (control de brillo entre diferentes plataformas) y un grado ligeramente mayor de compresión que el GIF.

WMF: (Windows Metafile) Formato del tipo vectorial, estándar en Windows.

PSD: (Photoshop Document) Formato nativo de Adobe Photoshop, programa estándar de facto en la edición de imágenes. Permite el almacenamiento de múltiples capas, cada una de las cuales puede contener una imagen del tipo bitmap o vectorial.

 

Referencias