Diseño y Desarrollo de Material Multimedia Aplicado C.A.M C.A.M GRAFICOS C.A.M C.A.M C.A.M C.A.M Diseño y Desarrollo de Material Multimedia Aplicado Informacion.Usuarios@cam.es C.A.M 1

Índice: CAPÍTULO 1: CAPÍTULO 2: CAPÍTULO 3: Conceptos básicos de la transmisión de la luz en la naturaleza, su percepción por el ojo humano y su representación y exhibición en los ordenadores CAPÍTULO 2: Diferentes herramientas para diseñar gráficos en un ordenador y que actualmente disponen los artistas electrónicos. CAPÍTULO 3: Examinar los diferentes procesos de crear imágenes estéticas y eficaces.

CAPÍTULO 1: Tecnología de Gráficos 2

Propiedades de la luz y el color

¿Que es la luz?. La luz es un banda de longitudes de onda del espectro electromagnético que podemos caracterizarla por: Amplitud: el ojo humano percibe la amplitud como la brillantez o luminancia. Longitud de onda: la percibimos como el color de las cosas. Los colores son combinaciones de longitudes de onda. Color aditivo en la naturaleza: la percepción humana del color se basa en la TEORÍA TRICOMÁTICA del color; es posible obtener cualquier color mezclando los tres colores básicos o primarios (rojo, verde y azul). La luz directa es la que esta formada por los tres colores primarios. Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 4 3

ADITIVOS SUSTRACTIVOS Colores sustractivos en la luz reflejada: la luz se encuentra influenciada por las propiedades que tienen las ondas de reflexión, absorción, refracción y difracción de los objetos circundantes. Los colores sustractivos primarios son el magenta, turquesa y amarillo. ADITIVOS SUSTRACTIVOS Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 5

Reflexión: la luz se refleja en los objetos con un ángulo igual al complementario del ángulo de incidencia y ambos ángulos se encontrarán en el mismo plano. Dispersión de la luz: durante el proceso de reflexión la luz reflejada puede chocar con los gases de la atmósfera , vibrando y produciendo nuevas fuentes de luz. Reflexión especular: la textura de una superficie va a influir en la brillantez de la misma. Cuanto más plana sea una superficie más luminosa será. Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 6

-Las ondas que transmitan, -El grosor del objeto, Transmisión de la luz : el grado de transparencia de un objeto viene dado por : -Las ondas que transmitan, -El grosor del objeto, -La densidad de su material -Su color. Refracción: la luz cuando viaja por el espacio y entra en otro medio sufre un fenómeno llamado refracción. Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 7

- La distancia con la fuente de luz - Tamaño de dicha fuente. Sombras: las ondas que chocan sobre una superficie de mayor longitud de onda son reflejadas, por esta razón los cuerpos opacos provocan sombras. La longitud de la sombra depende de: - La distancia con la fuente de luz - Tamaño de dicha fuente. Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 8

Monitores

¿Como esta formado internamente un monitor? -Sus principios de funcionamiento para que podamos ver imágenes a color en ellos. Los monitores están formados por: El Tubo de Rayos catódicos (TRC): es un tubo vacío con un cátodo (emisor del haz electrónico) y un ánodo (pantalla recubierta de fósforo) que permite a los electrones viajar desde el terminal negativo (cátodo) al positivo (ánodo) . El yugo del monitor, es un anillo formado por dos bobinas electromagnéticas que desvía la emisión de electrones (horizontal y vertical) repartiéndolo por la pantalla para pintar las diferentes líneas que forman un cuadro o imagen completa. Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 16

Análogamente se produce la sincronía vertical. El patrón básico a seguir es la línea de barrido (línea horizontal de píxeles). La corriente se aplica en forma de dientes de sierra para que recorra toda la pantalla, siendo esto la sincronía horizontal. Análogamente se produce la sincronía vertical. Cuando llega abajo, se produce un intercalado de apagado vertical Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 17

TRC A COLOR: Son combinaciones de tres colores primarios (rojo, verde, azul). Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 18

La pantalla internamente esta recubierta de puntos fosforescentes agrupados en “triadas”. También hay tres cañones, que lanzan un haz de electrones a través de una máscara de sombra para excitar los tres elementos fosforescentes de cada triada Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 19

Tecnología de Exhibición

Las señales que alimentan los cañones de electrones son generadas por los circuitos de la pantalla del ordenador. Y estos pueden estar integrados en la placa base o se añaden al bus del sistema a través de la tarjeta gráfica. Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 21

Memoria de vídeo : todas la imágenes se guardan en memoria y cuando se necesitan se cargan en área de memoria que se llama memoria video o pantalla. Definición de dispositivos : es la medida del número de píxel que es posible representar en un espacio dado en un dispositivo de salida (monitor, impresora...). Se mide en puntos por pulgada. Definición de pantalla : es el número de píxeles que hay en una línea de barrido horizontal multiplicada por el número de líneas. Es independiente de la definición del dispositivo. Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 22

50 dpi 75 dpi Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 23

150 dpi Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 24

Definición de color : cada píxel se representa en memoria de video como un número, cuya representación numérica puede ser de 8, 16 o más bits. Cuanto mayor sea el número de bits necesarios para representar un píxel, mayor variedad de colores podrá tener la imagen y más memoria de video será necesaria para representarla. El número de bits empleados para representar un gráfico se denomina mapa de bits. Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 25

3 bits por píxel 22,407 bytes 4 bits por píxel 24,681 bytes 5 bits por píxel 44,187 bytes 6 bits por píxel 47,517 bytes 8 bits por píxel 53,941 bytes Imagen original JPEG 24 bits Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 26

Aliasing y Anti-aliasing: el efecto aliasing hace que los bordes se vean escalonados, sobre todo en líneas diagonales. Y el anti-aliasing es un proceso que suaviza el aspecto de los bordes añadiendo colores transición. Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 29

Concesiones respecto a la memoria : como la memoria de pantalla es limitada surgen distintas posibilidades para realizar un mejor aprovechamiento de la misma. Búferes de pantalla: el buffer de cuadro tienen capacidad para contener los datos de una sola pantalla. Pero como los datos de la siguiente pantalla se requieren muy rápidamente se utiliza un doble buffer donde se almacena la información de la siguiente pantalla. Mejoras de la velocidad : hay diferentes métodos para mejorar la velocidad, como: Video coprocesado: dedica circuitos a procesar y presentar video sin ayuda de la CPU. Aceleradores gráficos: se encarga de realizar una serie de funciones relacionadas con la presentación de gráficos en pantalla, que de otro modo tendría que hacer el prodesador . Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 30

Gráficos de Mapas de Bits VS. Estructurados

Gráficos de Mapas de bits : Cada píxel se representa con uno o más planos de bits. Características más importantes : No tienen que tener la misma definición que la pantalla Son bastante grandes Desventaja : dependencia con la resolución (no son aptos para cambios de escala y perspectiva). Gráficos estructurados : llamados gráficos orientados a objetos o vectoriales. -Describen objetos tales como líneas, rectángulos y polígonos a las que añaden atributos como puntos de anclaje, tamaño, ángulos, posición, grosor de la línea y características de hueco/relleno. Se genera un mapa de bits con la misma definición que el dispositivo de salida. Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 33

Graficos estructurados Mapas de bits Graficos estructurados Definición Dependientes del dipositivo de salida Independientes del dispositivo de salida Resolución Dependiente de la resolución Independientes de la resolución Tamaño Son bastante grandes Reducen bastante el tamaño de los mapas de bits Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 34

GRAFICO ESTRUCTURADO (.WMF) Tamaño: 64 Kbytes MAPA DE BITS (.BMP) Tamaño: 126 Kbytes GRAFICO ESTRUCTURADO (.WMF) Tamaño: 64 Kbytes Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 35

-Hay que realizar un compresión de acuerdo a pautas ópticas. Compresión JPEG : - Se aplica a imágenes fotorrealistas que requieren un color de 24 bits donde los colores varían sutilmente, incluso entre píxel adyacentes -Hay que realizar un compresión de acuerdo a pautas ópticas. -Estas pautas ópticas se basan en : Las personas distinguen áreas coloridas y bordes con mayor facilidad que las tonalidades sutiles, los detalles y la brillantez absoluta. - Por eso JPEG es un compresión con pérdidas que comprime las imágenes en función del color y la brillantez. Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 36

Postscript (Gráficos estructurados) : es un lenguaje de descripción de páginas (PLD) estructurado, que define las páginas como objetos abstractos. Se ha diseñado para comunicar un documento creado por ordenador a un dispositivo de impresión. La velocidad de impresión es mayor ya que se transmite menos información. Es un producto de Adobe (desventaja: la licencia encarece el precio del dispositivo de impresión). Capítulo 1: Tecnología de Gráficos 39

CAPÍTULO 2: Herramientas para Gráficos por Computador

Sistemas de Coordenadas de dos y tres Dimensiones

La creación de gráficos es el traslado y colocación de objetos visuales dentro de un espacio conceptual. En el computador se utilizan tres, ejes, según se ve en el siguiente gráfico. En los gráficos bidimensionales el ordenador sólo es capaz de dibujar en los ejes X e Y. Los sistemas de 2 ½ dimensiones son planos, pero ahora el ordenador cambia su escala y los gira en espacio tridimensional. Por último los programas de tres dimensiones consideran los tres ejes. Capítulo 2: Herramientas para gráficos de computador 54

Programas de dibujo estructurado

Los programas de dibujo, son programas orientados a objetos, las imágenes se crean a base de descriptores, no píxel a píxel. Por ser estructurados, tienen un tamaño menor. Objetos: los instrumentos utilizados son los mismos que con mapas de bits (círculos, rectángulos...). La diferencia es que ahora se puede interactuar con ellos, manipulando sus asas. Los programas más avanzados utilizan curvas de Bezier, versión electrónica de la curva de la mecánica. Se pueden modificar los atributos en cualquier momento. Capítulo 2: Herramientas para gráficos de computador 71

Capas: cada objeto se dibuja en su propia capa conceptual Capas: cada objeto se dibuja en su propia capa conceptual. Se disponen de mandatos en un menú, como “enviar adelante” o “enviar atrás”, para organizar el orden de las capas. Efectos especiales: los programas orientados a objetos tienen algunos efectos especiales limitados como son el estiramiento, deformación en perspectiva y reflejos. Las paletas de color, la combinación, y los rellenos de gradiente son más limitados que en los programas de mapas de bits. Definición: los programas orientados a objetos normalmente pueden imprimir con una definición mayor que la de la pantalla. Lo mejor de ambos mundos: los programas estructurados son mejores para dibujos donde la información es simple y esta sujeta a cambios constantes. Algunos programas utilizan dos capas una para dibujo estructurado y otras para mapas de bits. Capítulo 2: Herramientas para gráficos de computador 72

Animación en dos Dimensiones

La teoría de la animación es una exhibición de imágenes a una cierta velocidad para percibir un movimiento. Dieciséis cuadros (imágenes) por segundo es suficiente para percibir las imágenes con movimiento. En el cine se utilizan imágenes con velocidad de veinticuatro cuadros por segundo para garantizar la continuidad. Lo que se quiere conseguir, tanto con las técnicas anteriores como con las actuales, es presentar suficientes imágenes por segundo para dar sensación de movimiento. Capítulo 2: Herramientas para gráficos de computador 79

Tipos de animación bidimensional : este tipo de animación tiene una dimensión más, el tiempo, que es la principal diferencia entre unos métodos de animación y otros. Tipos de animación: Hojeado rápido: se basa en el efecto de los bloc de hojas que se flexionan y liberan para hacer que páginas sucesivas, con variaciones graduales, simulen el movimiento. Animación en celuloide: esta animación se utiliza en lo dibujos animados. Solamente es necesario crear un fondo para la escena y crear una serie de cels de primer plano que es el movimiento de los personajes. El proceso requiere paciencia, práctica, destreza y conocimientos de movimiento orgánico. A continuación podemos ver este de tipo de animación en la siguiente imagen. Capítulo 2: Herramientas para gráficos de computador 80

Capítulo 2: Herramientas para gráficos de computador 81

Cuestiones de velocidad y memoria : la velocidad con la que se podrá reproducir una serie de cuadros va a depender de la cantidad de información que es necesario procesar y exhibir en cada cuadro. Además esto influye en el tamaño de los ficheros, aunque hay diversas técnicas para reducir este tamaño: Compresión de movimiento: almacena el cuadro inicial y después calcula y registra las diferencias entre cuadros sucesivos (proceso de diferenciación de cuadros). Después esta información se comprime empleando un método sin pérdidas llamado codificación de duración (RLE). Este tipo de compresión es eficaz cuando tenemos pocos cambios y no se suele realizar en tiempo real. Capítulo 2: Herramientas para gráficos de computador 84

Acceso directo a disco: existen algunos formatos que sólo se pueden reproducir si están almacenados en la RAM, pero actualmente se permite hacerlo desde disco, para que las animaciones puedan ser más largas. Capítulo 2: Herramientas para gráficos de computador 85

Gráficos en tres dimensiones

En estos gráficos se proporciona una descripción tridimensional de las características de cada objeto, espacio en el que se mueven, fuentes de luz y posición del observador. Luego el software realiza los cálculos y genera la escena. El proceso para generar gráficos tridimensionales se puede dividir en varias etapas: modelado, descripción de escenas, ejecución y animación. Capítulo 2: Herramientas para gráficos de computador 87

Modelado tridimensional : es la forma en la que definimos la forma y demás características de los objetos que se generarán y animarán. Hay tres tipos de modelado: Modelado de sólidos: construye los objetos a partir de los tipos primitivos (conos, cilindros, etc). Se utiliza cuando queremos vistas internas de los objetos. Modelado de armazón de alambre: emplea esqueletos en dos o tres dimensiones formado por círculos, cubos, etc. Las curvas se manejan como splines (reglas flexibles) que son líneas curvas con relaciones matemáticas entre dos o más puntos. Capítulo 2: Herramientas para gráficos de computador 88

Capítulo 2: Herramientas para gráficos de computador 89

Modelado de superficies poligonales: emplea polígonos bidimensionales que se pueden agrupar para obtener objetos, siendo el triángulo el más usado. Esta técnica no es buena para conseguir superficies tersas o redondeadas. Propiedades superficiales: una vez que tenemos el objeto, se especifican sus propiedades superficiales, como color, material, índice de refracción, etc.., dejando así los objetos preparados para el proceso de ejecución. Entorno de modelado: como modelar objetos tridimensionales con una pantalla y un ratón es complicado, estos programas tienen una interfaz de usuario con dos vistas, la vista universal donde vemos el objeto, haciendo la navegación mediante rotaciones, acercamientos, etc, controlados por el ratón o combinaciones de teclas. Y una vista triple, donde tenemos una pantalla para cada uno de los tres ejes y el objeto modelado. Capítulo 2: Herramientas para gráficos de computador 90

Descripción de escenas tridimensionales : una vez que tenemos los objetos es necesario introducirlos en una escena. Estas escenas se describen mediante la orientación (postura) de los objetos, mediante tres factores: Rodado (roll) : rotación en el eje X. Desvío (raw) : rotación en el eje Y. Inclinación (pitch) : en el eje Z. Capítulo 2: Herramientas para gráficos de computador 91

Luego tenemos que especificar las fuentes de luz (intensidad, color, foco) y la posición del observador. Capítulo 2: Herramientas para gráficos de computador 92

Animación en tres dimensiones : es una serie de cuadros que parecen en movimiento cuando se les ve en una secuencia rápida; cada cuadro se ejecuta por separado y luego se le da sensación de movimiento mediante cambios de iluminación, en el ángulo del observador, etc. Capítulo 2: Herramientas para gráficos de computador 98