Gráficos de computadora - sección de informática, anteriorcuya finalidad es la creación y tratamiento en ordenador a partir de imágenes gráficas (dibujos, dibujos, fotografías, etc.)
Historia de los gráficos por computadora.
Comenzaron a hablar de gráficos por computadora después de los experimentos de Jay W. Forrester (ingeniero del Laboratorio de Computación del Instituto Tecnológico de Massachusetts) en 1951.
Los predecesores de los dibujos por computadora incluyen las primeras imágenes simples de puntos y letras, obtenidas en máquinas de escribir telegráficas y, más tarde, en dispositivos de impresión conectados a una computadora.
Así que al principio había puntos y líneas simples. Este conjunto se enriqueció rápidamente. La década de 1970 vio el uso generalizado de gráficos por computadora. Una de las diferencias más importantes entre las PC modernas es la capacidad de mostrar imágenes gráficas en la pantalla.
Los gráficos por computadora se han convertido en una herramienta accesible para muchos gracias a Ivan Sutherland, autor de uno de los primeros sistemas gráficos.
Direcciones de gráficos por computadora.
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Dirección |
Objetivo |
Software |
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Científico |
Visualización de objetos de investigación científica, procesamiento gráfico de resultados de cálculo, realización de experimentos computacionales con presentación visual de sus resultados. |
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Negocio |
Creación de ilustraciones utilizadas en la elaboración de ilustraciones de informes estadísticos, etc. Utilizado en el trabajo de las instituciones. |
Hojas de cálculo |
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Diseño |
Creación de imágenes planas y tridimensionales. Utilizado en el trabajo de los ingenieros de diseño. |
Sistemas de diseño asistido por computadora (CAD) |
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Ilustrativo |
Creación de dibujos y dibujos arbitrarios. |
editor gráfico |
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Crea imágenes realistas. Se utiliza para crear anuncios, dibujos animados, juegos de computadora, tutoriales en vídeo, presentaciones en vídeo, etc. |
Editores gráficos (con aparatos matemáticos complejos) |
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Animación por computadora |
Creación de imágenes en movimiento en la pantalla del monitor. La palabra "animación" significa "animación". |
Analógico y discreto métodos de presentación
GRÁFICOS
el hombre es capazpercibir y almacenar información en forma de imágenes (visual, sonoro, táctil, gustativo, olfativo).
Imágenes visuales Se pueden guardar como imágenes (dibujos, fotografías,...)
Con representación analógica, una cantidad física toma un número infinito de valores y sus valores cambian continuamente
Con una representación discreta, una cantidad física toma un conjunto finito de valores y su magnitud cambia. de modo espasmódico
Todos los sentidos humanos se ocupan de señales analógicas.
Cualquier información utilizada en sistemas técnicos también comienza y termina con una señal analógica.
Por tanto, la idea de un método analógico debe considerarse como un requisito previo necesario para la transición a las tecnologías digitales.
gráficos rasterizados
Calidad de codificación de imágenes depende de :
Tamaño del punto - cuanto menor sea su tamaño, mayor será el número de puntos en la imagen
- número de colores (paleta) - cuanto mayor sea el número de estados posibles de un punto, mejor será la imagen
Ventajas de los gráficos rasterizados:
1. A cada píxel de vídeo se le puede asignar cualquiera de millones de tonos de color. Si los tamaños de píxeles son similares a los tamaños de píxeles del video, entonces la imagen rasterizada no se ve peor que una fotografía. De este modo, Los gráficos rasterizados presentan eficazmente imágenes de calidad fotográfica.
2. La computadora controla fácilmente los dispositivos de salida que usan puntos para representar píxeles individuales. Por lo tanto, las imágenes rasterizadas se pueden imprimir fácilmente en una impresora.
Desventajas de los gráficos rasterizados:
1. El archivo de imagen rasterizada almacena la información de color de cada píxel de vídeo como una combinación de bits. Las imágenes rasterizadas simples ocupan una pequeña cantidad de memoria (varias decenas o cientos de kilobytes). Las imágenes de calidad fotográfica suelen requerir varios megabytes. De este modo, El almacenamiento de imágenes rasterizadas requiere una gran cantidad de memoria.
La solución más sencilla al problema del almacenamiento de imágenes rasterizadas es aumentar la capacidad de los dispositivos de almacenamiento de su computadora. Los discos duros y las unidades ópticas modernos proporcionan cantidades significativas de espacio de almacenamiento para datos. La desventaja de esta solución es el coste, aunque los precios de estos dispositivos de almacenamiento han bajado notablemente últimamente.
Otra forma de resolver el problema es compresión de archivos gráficos, es decir, utilizar programas que reduzcan el tamaño de los archivos de gráficos rasterizados cambiando la forma en que se organizan los datos. Existen varios métodos para comprimir datos gráficos.
2. El problema con los archivos ráster es escalada:
- Cuando la imagen se amplía significativamente, aparecen granulosidad y gradación.
Con una gran reducción, el número de puntos se reduce significativamente, por lo que los detalles más pequeños desaparecen y hay pérdida de claridad.
Los siguientes editores se utilizan para procesar archivos ráster: MS Paint, Adobe Photoshop
Vector Artes graficas
Las imágenes vectoriales se forman a partir de objetos (punto, línea, círculo, rectángulo...), que se almacenan en la memoria del ordenador en forma de primitivas gráficas y fórmulas matemáticas que los describen.
Ventajas de los gráficos vectoriales
1. Al codificar una imagen vectorial, no se almacena la imagen del objeto en sí, sino las coordenadas de los puntos, mediante las cuales el programa recrea la imagen cada vez.
Es por eso La huella de memoria de las imágenes vectoriales es muy pequeña en comparación con los gráficos rasterizados..
RECTÁNGULO 1, 1, 200, 200, Rojo, Verde
Una descripción ráster sin comprimir de un cuadrado requiere aproximadamente 1333 veces más memoria que una descripción vectorial.
2. Las imágenes vectoriales se pueden escalar fácilmente sin perder calidad.
Esto es posible porque el escalado de la imagen se realiza mediante operaciones matemáticas simples (multiplicando los parámetros de las primitivas gráficas por un factor de escala).
Desventajas de los gráficos vectoriales
1. Los gráficos vectoriales no están destinados a crear imágenes de calidad fotográfica. En formato vectorial, la imagen siempre parecerá un dibujo.
En las últimas versiones de los programas vectoriales, se introducen cada vez más elementos "pintorescos" (sombras, transparencias y otros efectos que antes eran característicos únicamente de los programas de gráficos de mapas de bits).
2. Las imágenes vectoriales a veces no se imprimen o no tienen el aspecto deseado en papel.
Esto sucede porque las imágenes vectoriales se describen mediante miles de comandos.
Durante el proceso de impresión, estos comandos se transmiten a la impresora, que puede, sin reconocer ninguna primitiva, sustituirla por otra similar y comprensible para la impresora.
La información sobre una imagen vectorial está codificada como alfanumérica normal y procesada mediante programas especiales:CorelDRAW, Adobe Illustrator.
fractales Artes graficas
La imagen se construye según la fórmula. No es la imagen lo que se almacena en la memoria del ordenador, sino sólo una fórmula que permite obtener un número infinito de imágenes diferentes.
Fractales Son objetos geométricos con propiedades asombrosas: cualquier parte del fractal contiene su imagen reducida.
Es decir, no importa cuánto agrandes el fractal, una copia más pequeña te mirará desde cualquier parte del mismo.
Construcción de una imagen tridimensional.
Con el crecimiento de la potencia informática y la disponibilidad de elementos de memoria, con la llegada de terminales gráficos y dispositivos de salida de alta calidad, se ha desarrollado un gran grupo de algoritmos y soluciones de software que permiten la formación de una imagen en la pantalla que representa un cierta escena tridimensional. Las primeras soluciones de este tipo estaban destinadas a problemas de diseño de arquitectura e ingeniería mecánica.
Al formar una imagen tridimensional (estática o dinámica), se considera su construcción dentro de un determinado espacio de coordenadas, al que se le llama escenario. La escena implica trabajar en un mundo tridimensional, por lo que la dirección se llama gráficos tridimensionales (3-Dimensional, 3D).
En el escenario se colocan objetos separados compuestos de cuerpos volumétricos geométricos y secciones de superficies complejas (la mayoría de las veces, los llamados B-splines). Para formar una imagen y realizar otras operaciones, las superficies se dividen en triángulos (figuras planas mínimas) y luego se procesan exactamente como un conjunto de triángulos.
En la siguiente etapa “ mundo Las coordenadas de los nodos de la cuadrícula se recalculan mediante transformaciones matriciales en coordenadas. especies, es decir. dependiendo del punto de vista de la escena. Posición del punto de vista generalmente se llama posición de la cámara.
Espacio de trabajo del sistema de preparación
Gráficos 3D de Blender (ejemplo del sitio
http://www.blender.org)
Después de la formación marco("malla de alambre") se realiza pintar sobre- dar a las superficies de los objetos ciertas propiedades. Las propiedades de una superficie están determinadas principalmente por las características de su luz: luminosidad, reflectancia, absortividad y capacidad de dispersión. Este conjunto de características permite determinar el material cuya superficie se está modelando (metal, plástico, vidrio, etc.). Los materiales transparentes y translúcidos tienen otras características.
Normalmente, durante este procedimiento, también cortando superficies invisibles. Existen muchos métodos para realizar este tipo de corte, pero el método más popular es el
búfer Z, cuando se crea una serie de números que indican "profundidad": la distancia desde un punto en la pantalla hasta el primer punto opaco. Los siguientes puntos de la superficie se procesarán solo cuando su profundidad sea menor y luego la coordenada Z disminuirá. El poder de este método depende directamente de la distancia máxima posible de un punto de la escena a la pantalla, es decir del número de bits por punto en el buffer.
Cálculo de una imagen realista. Realizar estas operaciones le permite crear los llamados modelos sólidos objetos, pero esta imagen no será realista. Para formar una imagen realista, fuentes de luz y se ejecuta cálculo de iluminación cada punto de las superficies visibles.
Para dar realismo a los objetos, se “cubre” la superficie de los objetos. textura - imagen(o el procedimiento que lo forma), determinar los matices de la apariencia. El procedimiento se llama "mapeo de textura". Durante la aplicación de texturas se aplican técnicas de estiramiento y alisado. filtración. Por ejemplo, el filtrado anisotrópico mencionado en la descripción de las tarjetas de video no depende de la dirección de transformación de la textura.
Después de determinar todos los parámetros, es necesario realizar el procedimiento de formación de imágenes, es decir. Calcular el color de los puntos en la pantalla. El procedimiento de cálculo se llama representación.Al realizar dicho cálculo, es necesario determinar la luz que incide en cada punto del modelo, teniendo en cuenta el hecho de que puede reflejarse, que la superficie puede bloquear otras áreas de esta fuente, etc.
Hay dos métodos principales utilizados para calcular la iluminación. El primero es el método. trazado de rayos inversos. Con este método Se calcula la trayectoria de los rayos que finalmente inciden en los píxeles de la pantalla.- en reversa. El cálculo se realiza por separado para cada uno de los canales de color, ya que la luz de diferentes espectros se comporta de manera diferente en diferentes superficies.
Segundo método - método de emisividad - Implica calcular la luminosidad integral de todas las áreas que caen dentro del marco y el intercambio de luz entre ellas.
La imagen resultante tiene en cuenta las características especificadas de la cámara, es decir. Espectadores.
Así, como resultado de una gran cantidad de cálculos, es posible crear imágenes que son difíciles de distinguir de las fotografías. Para reducir el número de cálculos, intentan reducir el número de objetos y, cuando sea posible, sustituir el cálculo por fotografía; por ejemplo, al formar el fondo de una imagen.
Modelo sólido y resultado final del cálculo del modelo.
(ejemplo del sitio http://www.blender.org)
Animación y realidad virtual.
El siguiente paso en el desarrollo de tecnologías de gráficos realistas en 3D fue la posibilidad de animación: movimiento y cambios de escena cuadro a cuadro. Al principio, sólo los superordenadores podían manejar semejante volumen de cálculos y con ellos se crearon los primeros vídeos de animación tridimensional.
Posteriormente, se desarrolló hardware diseñado específicamente para informática e imágenes. aceleradores 3D. Esto hizo posible realizar dicha formación de forma simplificada en tiempo real, que se utiliza en los juegos de computadora modernos. De hecho, ahora incluso las tarjetas de video comunes incluyen tales herramientas y son una especie de minicomputadoras para un propósito específico.
Al crear juegos, filmar películas, desarrollar simuladores, en tareas de modelado y diseño de diversos objetos, la tarea de formar una imagen realista tiene otro aspecto importante: modelar no solo el movimiento y los cambios de los objetos, sino modelar su comportamiento correspondiente al entorno físico. principios del mundo circundante.
Esta dirección, teniendo en cuenta el uso de todo tipo de hardware para transmitir las influencias del mundo exterior y aumentar el efecto de presencia, se denomina realidad virtual.
Para implementar tal realismo, se crean métodos especiales para calcular parámetros y transformar objetos: cambios en la transparencia del agua debido a su movimiento, cálculo del comportamiento y apariencia del fuego, explosiones, colisiones de objetos, etc. Estos cálculos son bastante complejos y se han propuesto varios métodos para implementarlos en programas modernos.
Uno de ellos es el procesamiento y uso. sombreadores - Procedimientos que cambian la iluminación.(o posición exacta)en puntos clave según algún algoritmo. Este procesamiento le permite crear efectos de "nube brillante", "explosión", aumentar el realismo de objetos complejos, etc.
Han aparecido y se están estandarizando interfaces para trabajar con el componente "físico" de la formación de imágenes, lo que permite aumentar la velocidad y precisión de dichos cálculos y, por lo tanto, el realismo del modelo del mundo creado.
Los gráficos tridimensionales son una de las áreas más espectaculares y comercialmente exitosas en el desarrollo de la tecnología de la información; a menudo se los considera uno de los principales incentivos para el desarrollo de hardware. Las herramientas de gráficos tridimensionales se utilizan activamente en arquitectura, ingeniería mecánica, trabajos científicos, filmaciones, juegos de computadora y enseñanza.
Ejemplos de productos de software
Maya, 3DStudio, Licuadora
El tema es muy atractivo para estudiantes de cualquier edad y surge en todas las etapas del estudio de un curso de informática. El atractivo para los estudiantes se explica por el gran componente creativo en el trabajo práctico, el resultado visual, así como el amplio enfoque aplicado del tema. Los conocimientos y habilidades en esta área son necesarios en casi todos los sectores de la actividad humana.
En la escuela básica se consideran dos tipos de gráficos: rasterizados y vectoriales. Como resultado, se discuten las cuestiones de distinguir una especie de otra: los aspectos positivos y negativos. Las áreas de aplicación de este tipo de gráficos le permitirán ingresar los nombres de productos de software específicos que le permitirán procesar tal o cual tipo de gráficos. Por lo tanto, los materiales sobre los temas: gráficos rasterizados, modelos de color, gráficos vectoriales tendrán una mayor demanda en las escuelas primarias. En la escuela secundaria, este tema se complementa con la consideración de las características de los gráficos científicos y las posibilidades de los gráficos tridimensionales. Por tanto, serán relevantes los siguientes temas: imágenes fotorrealistas, modelado del mundo físico, compresión y almacenamiento de datos gráficos y de streaming.
La mayor parte del tiempo se dedica al trabajo práctico preparando y procesando imágenes gráficas utilizando editores de gráficos rasterizados y vectoriales. En la escuela básica, suele ser Adobe Photoshop, CorelDraw y/o MacromediaFlach. La diferencia entre el estudio de determinados paquetes de software en la escuela básica y en la secundaria se manifiesta en mayor medida no en el contenido, sino en las formas de trabajo. En la escuela básica, se trata de un trabajo práctico (de laboratorio), como resultado del cual los estudiantes dominan el producto de software. En la escuela secundaria, la forma principal de trabajo se convierte en un taller o proyecto individual, donde el componente principal es el contenido de la tarea en cuestión, y los productos de software utilizados para resolverla siguen siendo solo una herramienta.
Las entradas para escuelas primarias y secundarias contienen preguntas relacionadas tanto con los fundamentos teóricos de la infografía como con las habilidades prácticas en el procesamiento de imágenes gráficas. Partes del tema como el cálculo del volumen de información de imágenes gráficas y las características de la codificación de gráficos están presentes en los materiales de medición de control del examen estatal unificado.
La pantalla de visualización se divide en un número fijo de píxeles de vídeo, que forman una cuadrícula gráfica (raster) de un número fijo de filas y columnas. El tamaño de la cuadrícula de gráficos generalmente se representa en la forma NxM, donde N es el número de píxeles de video horizontalmente y M es el número de píxeles verticales.
En el caso de una imagen en blanco y negro, cada punto de la pantalla puede tener uno de dos estados (blanco o negro), es decir, se necesita 1 bit para almacenar su estado. Es decir, una imagen rasterizada en blanco y negro que consta de 600 líneas y 800 puntos en cada línea (600 x 800) pesa un byte (58,6 KB).
Las imágenes en color se generan según el código de color binario de cada píxel almacenado en la memoria de vídeo. Las imágenes en color pueden tener diferentes profundidades de color, que están determinadas por la cantidad de bits utilizados para codificar el color del punto. Las profundidades de color más comunes son 4, 8, 16 o 24 bits por punto.
Por ejemplo, si el color de un píxel está determinado por 2 bits, entonces tenemos 4 (2 2) combinaciones posibles de 0 y 1: 00, 01, 10, 11. Es decir, se pueden codificar 4 colores. Si la profundidad de color es de 24 bits, entonces la imagen tiene diferentes tonos de color.
Calculemos el volumen de un archivo ráster con una resolución de 800 x 600 con una profundidad de color de 24 bits por píxel 800 * 600 * 24 = bit = byte = 1406,25 KB = 1,37 MB.
Comparación de gráficos rasterizados y vectoriales Criterio de comparación Gráficos rasterizados Gráficos vectoriales Método de representación de la imagen La imagen se construye a partir de muchos píxeles La imagen se describe como una secuencia de comandos Representación de objetos del mundo real Se utiliza eficazmente para representar objetos reales No permite obtener una calidad fotográfica Imagen Calidad de edición de imágenes Al escalar y rotar imágenes, surgen problemas de distorsión Se convierte fácilmente sin pérdida de calidad Funciones de impresión Se imprime fácilmente No se imprime, la calidad no está garantizada Capacidad de almacenamiento Las imágenes rasterizadas requieren una gran cantidad de memoria para almacenarse Las imágenes vectoriales ocupan una cantidad relativamente pequeña cantidad de memoria.
Los modelos de color se pueden dividir en tres clases: Aditivo Aditivo - basado en la suma de colores Sustractivo Sustractivo - basado en la resta de colores Perceptual Perceptual - basado en la percepción (percepción - percepción sensorial, reflejo de las cosas en la mente a través de los sentidos)
Modelo de color aditivo: rojo - rojo, Verde - verde, Azul - azul El modelo de color aditivo suele denotarse con la abreviatura RGB (rojo - rojo, Verde - verde, Azul - azul). El usuario puede crear su propia paleta de colores combinando 256 tonos de rojo, verde y azul (256*256*256= colores)
Modelo de color perceptivo HSB HSB – Tono – tono de color, matiz, Saturación – saturación, contraste, Brillo – brillo. HSV HSV – Tono – tono de color, Saturación – saturación, Valor – valor de brillo. HLS HLS – Tono – tono de color, Luminosidad – iluminación, Saturación – saturación.
Formatos ráster Los archivos de imágenes ráster almacenan: Tamaño de imagen: la cantidad de píxeles de video en la imagen horizontal y verticalmente; Profundidad de bits: la cantidad de bits utilizados para almacenar el color de un píxel de video; Datos que describen el dibujo (el color de cada píxel de vídeo del dibujo), así como alguna información adicional.
TIFF: compatible con la mayoría de los editores de gráficos rasterizados y sistemas de autoedición, editores de gráficos vectoriales que admiten objetos rasterizados. Recomendado para su uso cuando se trabaja con sistemas de publicación. PSD es un formato propietario de Adobe Photoshop. Este formato guarda una imagen con una gran cantidad de información de trabajo que se utilizó para crear la imagen. BMP es un formato para almacenar imágenes rasterizadas en el sistema operativo Windows. Es compatible con todos los editores gráficos que se ejecutan en Windows. Recomendado para almacenar e intercambiar datos con otras aplicaciones. JPEG es un formato de archivo de gráficos rasterizados que implementa un algoritmo de compresión eficaz (método JPEG) para fotografías e ilustraciones escaneadas. El algoritmo de compresión le permite reducir el tamaño del archivo decenas de veces, pero provoca una pérdida irreversible de parte de la información. Compatible con aplicaciones para varios sistemas operativos. Se utiliza para colocar imágenes gráficas en páginas web de Internet. GIF: formato rasterizado con 256 colores y un grado suficiente de compresión de archivos. Aplica únicamente para documentos electrónicos. Incluye un algoritmo de compresión sin pérdidas que le permite reducir el tamaño del archivo varias veces. Recomendado para almacenar imágenes creadas mediante programación (diagramas, gráficos, etc.) y dibujos (como apliques) con un número limitado de colores (hasta 256). Se utiliza para colocar imágenes gráficas en páginas web de Internet. PNG es un formato de archivo de gráficos rasterizados similar al formato GIF. Recomendado para colocar imágenes gráficas en páginas web en Internet. WMF es un formato de archivo de gráficos vectoriales universal para aplicaciones de Windows. Se utiliza para almacenar una colección de gráficos de la Galería de imágenes de Microsoft. El formato de archivo de gráficos vectoriales EPS es compatible con programas para varios sistemas operativos. Recomendado para imprimir y crear ilustraciones en sistemas de autoedición. CDR es un formato de archivo de gráficos vectoriales original utilizado en el sistema de procesamiento de gráficos vectoriales CorelDraw. Si vas a trabajar con un archivo gráfico en una sola aplicación, es recomendable elegir el formato original. Si necesita transferir datos a otra aplicación, otro entorno u otro usuario, debe utilizar un formato universal. Los formatos GIF y JPEG se utilizan principalmente en Internet.
Formatos vectoriales: el formato vectorial no almacena códigos de píxeles, sino parámetros de algoritmos para construir objetos gráficos. Los diferentes formatos vectoriales difieren en el conjunto de comandos y la forma en que están codificados. Por lo tanto, una imagen creada en un editor vectorial, por regla general, no se convierte al formato de otro programa sin errores.
Formatos universales La mayoría de los formatos vectoriales también admiten objetos rasterizados. Esto le permite combinar gráficos vectoriales y rasterizados en un solo dibujo. Los formatos universales le permitirán abrir documentos presentados en estos formatos en cualquier programa gráfico y de publicación.
EPS es el formato de trabajo de Adobe Illustrator. Este formato es compatible con la mayoría de los editores de gráficos vectoriales. La imagen de la pantalla no refleja con precisión la imagen real y requiere visores especiales. CDR es el formato de trabajo del editor de vectores CorelDraw. Muchos programas pueden importar archivos CDR. PDF es independiente del hardware, es decir, la salida de imágenes es aceptable en cualquier dispositivo.
En la era de la tecnología de la información, los gráficos por computadora se han generalizado en todo el mundo. ¿Por qué es tan popular? ¿Dónde se usa? ¿Y qué son los gráficos por computadora? ¡Vamos a averiguar!
Gráficos por computadora: ¿qué es?
Lo más simple es la ciencia. Además, esta es una de las ramas de la informática. Estudia cómo procesar y formatear gráficos usando una computadora.
Hoy en día existen lecciones de infografía tanto en escuelas como en instituciones de educación superior. Y hoy es difícil encontrar un área donde no tenga demanda.
También a la pregunta: "¿Qué son los gráficos por computadora?" - Podemos responder que esta es una de las muchas áreas de la informática y, además, es una de las más jóvenes: existe desde hace unos cuarenta años. Como cualquier otra ciencia, tiene su propio tema, metas, métodos y objetivos específicos.
¿Qué problemas resuelven los gráficos por computadora?
Si consideramos esto en un sentido amplio, podemos ver que las herramientas de infografía nos permiten resolver los siguientes tres tipos de problemas:
1) Traducción de una descripción verbal a una imagen gráfica.
2) La tarea de reconocimiento de imágenes, es decir, traducir una imagen en una descripción.
3) Edición de imágenes gráficas.
Direcciones de gráficos por computadora.
A pesar de que el ámbito de aplicación de esta área de la informática es sin duda sumamente amplio, podemos destacar las principales áreas de la infografía, donde se ha convertido en el medio más importante para resolver problemas emergentes.
En primer lugar, la dirección ilustrativa. Es el más amplio de todos, ya que abarca tareas que van desde la simple visualización de datos hasta la creación de películas animadas.
En segundo lugar, una dirección de autodesarrollo: los gráficos por computadora, cuyos temas y posibilidades son realmente ilimitados, le permiten ampliar y mejorar sus habilidades.
En tercer lugar, la dirección de la investigación. Incluye la representación de conceptos abstractos. Es decir, el uso de gráficos por computadora tiene como objetivo crear una imagen de algo que no tiene un análogo físico. ¿Para qué? Como regla general, para mostrar el modelo con mayor claridad o para rastrear cambios en los parámetros y ajustarlos.
¿Qué tipos de gráficos por computadora existen?
Una vez más: ¿qué es la rama informática de la informática, que estudia métodos y medios para procesar y crear imágenes gráficas utilizando tecnología? Hay cuatro tipos de gráficos por computadora, a pesar de que existe una gran cantidad de programas diferentes para procesar imágenes usando una computadora. Estos son gráficos rasterizados, vectoriales, fractales y 3D.
¿Cuáles son sus características distintivas? En primer lugar, los tipos de gráficos por computadora se diferencian en los principios de formación de ilustraciones cuando se muestran en papel o en la pantalla de un monitor.
gráficos rasterizados
El elemento básico de una imagen o ilustración rasterizada es un punto. Siempre que la imagen esté en la pantalla, el punto se llama píxel. Cada píxel de la imagen tiene sus propios parámetros: color y ubicación en el lienzo. Por supuesto, cuanto más pequeños sean los píxeles y mayor sea su número, mejor se verá la imagen.
El principal problema de una imagen rasterizada es la gran cantidad de datos.
La segunda desventaja de los gráficos rasterizados es la necesidad de ampliar la imagen para ver los detalles.
Además, con un gran aumento, la imagen se pixela, es decir, se divide en píxeles, lo que distorsiona significativamente la ilustración.
Gráficos vectoriales
El componente elemental de los gráficos vectoriales es una línea. Naturalmente, los gráficos rasterizados también contienen líneas, pero se consideran como una colección de puntos. Y en los gráficos vectoriales, todo lo que se dibuja es una colección de líneas.
Este tipo de gráficos por computadora es ideal para almacenar imágenes de alta fidelidad, como dibujos y diagramas.
La información del archivo no se almacena como una imagen gráfica, sino como coordenadas de puntos con cuya ayuda el programa recrea el dibujo.
En consecuencia, se reserva una de las celdas de memoria para cada punto de la línea. Cabe señalar que en los gráficos vectoriales, la cantidad de memoria que ocupa un objeto permanece sin cambios y no depende de su tamaño y longitud. ¿Por qué está pasando esto? Porque una línea en gráficos vectoriales se especifica mediante varios parámetros o, más simplemente, mediante una fórmula. Hagamos lo que hagamos con él en el futuro, solo cambiarán los parámetros del objeto en la celda de memoria. El número de celdas de memoria seguirá siendo el mismo.
Por tanto, podemos llegar a la conclusión de que los archivos vectoriales, en comparación con los archivos ráster, ocupan mucha menos memoria.
gráficos 3D
Los gráficos 3D, o gráficos tridimensionales, estudian métodos y técnicas para crear modelos tridimensionales de objetos que se parecen mucho a los reales. Estas imágenes se pueden ver desde todos los lados.
Se utilizan superficies lisas y diversas formas gráficas para crear ilustraciones tridimensionales. Con su ayuda, el artista primero crea el marco del objeto futuro y luego cubre la superficie con materiales que son visualmente similares al objeto real. A continuación, se introducen la gravedad, la iluminación, las propiedades atmosféricas y otros parámetros del espacio en el que se encuentra el objeto representado. Luego, siempre que el objeto se esté moviendo, se especifica la trayectoria y su velocidad.
gráficos fractales
Un fractal es un patrón que consta de elementos idénticos. Una gran cantidad de imágenes son fractales. Por ejemplo, el copo de nieve de Koch, el conjunto de Mandelbrot, el triángulo de Sierpinski y el “dragón” de Harter-Heitschey.
Un patrón fractal se puede construir utilizando algún algoritmo o creando automáticamente una imagen, que se lleva a cabo mediante cálculos utilizando fórmulas dadas.
La modificación de la imagen ocurre cuando se realizan cambios en la estructura del algoritmo o se cambian los coeficientes en la fórmula.
La principal ventaja de los gráficos fractales es que sólo se guardan fórmulas y algoritmos.
gráficos de computadora
Sin embargo, cabe señalar que la identificación de estas áreas es muy condicional. Además, se puede detallar y ampliar.
Entonces, enumeremos las áreas principales de los gráficos por computadora:
1) modelado;
2) diseño;
3) visualización de información visual;
4) creación de una interfaz de usuario.
¿Dónde se utilizan los gráficos por computadora?
Los gráficos por computadora tridimensionales se utilizan ampliamente en la programación de ingeniería. La informática acudió principalmente en ayuda de ingenieros y matemáticos. Los gráficos tridimensionales se utilizan para modelar objetos y procesos físicos, por ejemplo, en animación, juegos de ordenador y cine.
Ampliamente utilizado en el desarrollo de publicaciones impresas y multimedia. En muy raras ocasiones, las ilustraciones realizadas con gráficos rasterizados se crean manualmente mediante programas informáticos. A menudo se utilizan para este fin imágenes escaneadas que el artista ha realizado sobre fotografías o papel.
En el mundo moderno, las cámaras de fotografía y video digitales se utilizan ampliamente para ingresar fotografías rasterizadas en una computadora. En consecuencia, la gran mayoría de los destinados a trabajar con gráficos rasterizados no se centran en la creación de imágenes, sino en la edición y procesamiento.
Las imágenes rasterizadas se utilizan en Internet si es necesario transmitir toda la gama de colores.
Pero los programas para trabajar con gráficos vectoriales, por el contrario, se utilizan con mayor frecuencia para crear ilustraciones que para procesarlas. Estas herramientas se utilizan a menudo en editoriales, redacciones, oficinas de diseño y agencias de publicidad.
Utilizando gráficos vectoriales, es mucho más fácil resolver problemas de diseño que se basan en el uso de elementos y fuentes simples.
Sin duda, hay ejemplos de obras vectoriales altamente artísticas, pero son la excepción y no la regla, por la sencilla razón de que preparar ilustraciones utilizando gráficos vectoriales es extremadamente difícil.
Para el análisis automático mediante cálculos matemáticos se han creado herramientas informáticas que trabajan con gráficos factoriales. Es en la programación, y no en el diseño o el dibujo, en donde consiste la creación de una composición factorial. Los gráficos factoriales rara vez se utilizan para crear un documento electrónico o impreso, pero a menudo se utilizan con fines de entretenimiento.
Durante los últimos doce años, las tarjetas gráficas se denominaron posteriormente aceleradores 3D,
han recorrido un largo camino en el desarrollo: desde los primeros aceleradores SVGA, nada en absoluto sobre 3D
aquellos que no lo sabían, y a los "monstruos" de los juegos más modernos que se enfrentan
todas las funciones relacionadas con la preparación y formación de una imagen tridimensional,
que los productores llaman "cinemático". Naturalmente, con
Con cada nueva generación de tarjetas de video, los creadores agregaron no solo adicionales
megahercios y megabytes de memoria de vídeo, pero también muchas funciones y efectos diferentes.
Vamos a ver por qué, y más importante, Para qué aceleradores aprendidos
últimos años, y lo que nos aporta a los aficionados a los juegos 3D.
Pero primero sería útil saber qué acciones realiza el programa (o juego).
para finalmente obtener una imagen tridimensional en la pantalla del monitor. Equipo
tales acciones generalmente se llaman transportador 3D- cada etapa del proceso
trabaja con los resultados del anterior (en adelante los términos están en cursiva,
que se tratan con más detalle en nuestro "Glosario de gráficos 3D" al final
artículos).
En la primera etapa preparatoria, el programa determina qué objetos (modelos 3D, partes del mundo tridimensional, sprites, etc.), con qué texturas y efectos, en qué lugares y en qué fase de animación deben mostrarse en el pantalla. También se selecciona la posición y orientación de la cámara virtual a través de la cual el espectador mira el mundo. Toda esta materia prima que es sujeta a un posterior procesamiento se denomina escena 3D.
Luego viene el turno del propio oleoducto 3D. El primer paso es mosaico- el proceso de dividir superficies complejas en triángulos. Los siguientes pasos obligatorios son procesos interconectados. transformación de coordenadas puntos o picos, de los cuales se componen los objetos, su Encendiendo, y cortandoáreas invisibles de la escena.
Consideremos transformación de coordenadas. Tenemos un mundo tridimensional en el que se encuentran varios objetos tridimensionales y, al final, necesitamos obtener una imagen plana bidimensional de este mundo en el monitor. Por lo tanto, todos los objetos pasan por varias etapas de transformación en diferentes sistemas de coordenadas, también llamados espacios (espacios). Al principio local, o modelo, las coordenadas de cada objeto se convierten a global, o mundo, coordenadas. Es decir, utilizando información sobre la ubicación, orientación, escala y cuadro de animación actual de cada objeto, el programa obtiene un conjunto de triángulos en un único sistema de coordenadas. Esto luego se convierte en sistema de coordenadas de la cámara (espacio de la cámara), con la ayuda del cual miramos el mundo simulado. Después de lo cual comenzará la cuenta regresiva desde el enfoque de esta cámara, esencialmente, por así decirlo, "desde los ojos" del observador. Ahora es más fácil excluir completamente invisible ( rechazo, o sacrificio) y "recortar" parcialmente visible ( recorte, o recorte) fragmentos de la escena para el observador.
Producido en paralelo Encendiendo (Encendiendo). Utilizando información sobre la ubicación, color, tipo e intensidad de todas las fuentes de luz colocadas en la escena, se calcula el grado de iluminación y el color de cada vértice del triángulo. Estos datos se utilizarán más adelante cuando rasterización. Al final, después de la corrección de perspectiva, las coordenadas se transforman nuevamente, ahora en espacio de pantalla (espacio de pantalla).
Aquí es donde finaliza el procesamiento de imágenes vectoriales tridimensionales y comienza el turno del procesamiento bidimensional, es decir. texturizar Y rasterización. La escena ahora representa triángulos pseudotridimensionales que se encuentran en el plano de la pantalla, pero con información sobre la profundidad relativa al plano de la pantalla de cada uno de los vértices. El rasterizador calcula el color de todos los píxeles que forman el triángulo y lo pone en búfer de fotograma. Para ello, se aplican texturas a los triángulos, a menudo en varias capas (textura principal, textura de iluminación, textura detallada, etc.) y con diferentes modos. modulación. También se realiza el pago final. Encendiendo usando cualquier modelos de sombreado, ahora para cada píxel de la imagen. En la misma etapa se realiza la eliminación final de las partes invisibles del escenario. Después de todo, los triángulos pueden ubicarse a diferentes distancias del observador, superponerse total o parcialmente o incluso cruzarse. Hoy en día, un algoritmo que utiliza búfer Z. Los píxeles resultantes se colocan en un búfer Z y, una vez que la imagen completa está lista, se puede mostrar en la pantalla y comenzar a construir la siguiente.
Ahora que entendemos el diseño general de un transportador 3D, echemos un vistazo.
sobre las diferencias arquitectónicas entre diferentes generaciones de aceleradores 3D. Cada etapa del proceso 3D
requiere muchos recursos, requiere millones y miles de millones de operaciones para obtener uno
marco de imagen, y las etapas bidimensionales de texturizado y rasterización son mucho más
“Más voraz” que el procesamiento geométrico en las primeras etapas vectoriales.
transportador Así que transfiera tantas etapas como sea posible al hardware de video.
tiene un efecto beneficioso sobre la velocidad de procesamiento de gráficos 3D y alivia significativamente la carga de la CPU.
La primera generación de aceleradores asumió solo la última etapa: texturizar
y rasterización, el programa tuvo que calcular todos los pasos anteriores usando
UPC. El renderizado fue mucho más rápido que sin ninguna aceleración 3D,
después de todo, la tarjeta de vídeo ya estaba haciendo la parte más difícil del trabajo. Pero aún con un aumento
la complejidad de las escenas en los juegos 3D, la transformación del software y la iluminación se volvieron estrechas
cuello que impide el aumento de velocidad. Por lo tanto, en los aceleradores 3D a partir
de los primeros modelos NVidia GeForce y ATI Radeon, un bloque llamado t&bloque L.
Como su nombre indica, es responsable de transformación Y Encendiendo,
es decir, ahora también para las etapas iniciales del proceso 3D. Es aún más correcto llamarlo.
bloque TCL (Transformación—Recorte—Encendiendo), porque el
cortar también es su tarea. Por tanto, un juego que utilice hardware T&L
libera casi por completo al procesador central de trabajar en gráficos,
lo que significa que es posible "cargarlo" con otros cálculos,
ya sea física o inteligencia artificial.
Parece que todo está bien y ¿qué más se puede pedir? Pero no olvide que cualquier transferencia de funciones "al hardware" significa un rechazo de la flexibilidad inherente a las soluciones de software. Y con la llegada del T&L de hardware, los programadores y diseñadores que querían implementar algún efecto inusual se quedaron solo con tres opciones: podían abandonar el T&L por completo y volver a algoritmos de software lentos pero flexibles, o intentar interferir con este proceso realizando tareas posteriores. -procesar imágenes (lo cual no siempre es posible y ciertamente es muy lento)... o esperar la implementación de la función deseada en la próxima generación de tarjetas de video. Los fabricantes de hardware tampoco estaban contentos con esta situación; después de todo, cada expansión adicional de T&L genera una mayor complejidad en el chip gráfico y una "inflación" de los controladores de la tarjeta de video.
Como podemos ver, no había suficiente manera de controlar de manera flexible, en el "nivel micro", la tarjeta de video. Y esta oportunidad fue sugerida por paquetes profesionales para crear gráficos 3D. Se llama sombreador (sombreador). Básicamente, un sombreador es un pequeño programa que consta de un conjunto de operaciones elementales que se utilizan a menudo en gráficos 3D. Un programa cargado en el acelerador y que controla directamente el funcionamiento de la propia GPU. Si antes el programador estaba limitado a un conjunto de métodos de procesamiento y efectos predeterminados, ahora puede componer cualquier programa a partir de instrucciones simples que le permitan implementar una amplia variedad de efectos.
Según sus funciones, los sombreadores se dividen en dos grupos: apical(sombreadores de vértices)
Y píxel(sombreadores de píxeles). Los primeros reemplazan toda la funcionalidad.
Bloques T&L de la tarjeta de video y, como su nombre indica, trabajan con los vértices de los triángulos.
En los últimos modelos de aceleradores, este bloque en realidad se elimina: se emula
Controlador de vídeo que utiliza sombreadores de vértices. Los sombreadores de píxeles proporcionan
opciones flexibles para programar el bloque multitexturizado y trabajar
ya con píxeles de pantalla individuales.
Los sombreadores también se caracterizan por un número de versión: cada uno posterior agrega más y más funciones nuevas a los anteriores. La especificación más reciente de sombreadores de píxeles y vértices es la versión 2.0, compatible con DirectX 9, y tanto los fabricantes de aceleradores como los desarrolladores de nuevos juegos se centrarán en ella. Los usuarios que quieran comprar una tarjeta de vídeo para juegos moderna también deben prestar atención al soporte de hardware. Sin embargo, la expansión de los juegos basados en tecnologías de sombreado apenas comienza, por lo que tanto los sombreadores de vértices más antiguos (1.1) como los sombreadores de píxeles (1.3 y 1.4) se utilizarán durante al menos un año más, al menos para crear efectos relativamente simples, hasta DirectX 9. -Los aceleradores compatibles no se generalizarán.
Los primeros sombreadores consistían en solo unos pocos comandos y eran fáciles de escribir en lenguaje ensamblador de bajo nivel. Pero con la creciente complejidad de los efectos de sombreado, que a veces cuentan con decenas y cientos de comandos, surgió la necesidad de un lenguaje más conveniente y de alto nivel para escribir sombreadores. Dos de ellos aparecieron a la vez: NVidia Cg (C para gráficos) y Microsoft HLSL (High Level Shading Language); este último forma parte del estándar DirectX 9. Las ventajas y desventajas de estos lenguajes y otros matices serán de interés. solo para programadores, por lo que no nos detendremos en ellos con más detalle, seamos
Ahora veamos lo que se necesita para obtener todas esas funciones.
que son proporcionados por una tecnología tan útil como la última generación de sombreadores. Es necesario
siguiente:
- la última versión de DirectX, actualmente DirectX 9.0b;
- tarjeta de video compatible con DirectX 9;
- los controladores de tarjetas de video más recientes (los más antiguos pueden carecer de algunas funciones);
- un juego que aprovecha todas estas características.
Aquí me gustaría disipar posibles ideas erróneas. Algunos interpretan el ahora popular término "tarjeta de video compatible con DirectX 9" de la siguiente manera: "dicha tarjeta de video funcionará y revelará todas sus capacidades solo bajo la API de DirectX 9", o "DirectX 9 debe instalarse en una computadora solo con dicha una tarjeta de video”. Esto no es enteramente verdad. Esta definición significa más bien: "esta tarjeta de vídeo tiene las capacidades que le exige la especificación DirectX 9".
Glosario de gráficos 3D
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| Simulando pelaje usando sombreadores |
Un conjunto de bibliotecas, interfaces y convenciones para trabajar con gráficos 3D. Ahora ampliamente
Se utilizan dos API 3D: OpenGL abierto y multiplataforma (Open Graphics
Biblioteca) y Microsoft Direct3D (también conocido como DirectX Graphics), que forma parte del universal
API multimedia DirectX.
acelerador 3D, o acelerador 3D
Una tarjeta de vídeo capaz de procesar gráficos 3D, liberando así al procesador central de este trabajo rutinario.
Tubería 3D o tubería de renderizado
Un proceso de varios pasos para convertir datos internos del programa en una imagen en la pantalla. Suele incluir como mínimo transformación e iluminación, texturizado y rasterización.
escena 3D
La porción del mundo virtual 3D que se representa en un momento determinado.
Profundidad de campo (profundidad de campo)
Un "efecto de cine" que simula la profundidad de campo (distancia focal) de una cámara de cine real, con los objetos enfocados que aparecen nítidos y otros borrosos.
Mapeo de desplazamiento (texturizado con mapas de desplazamiento)
Un método para modelar pequeños detalles en relieve. Al usarlo especial
textura - mapa de desplazamiento - establece cómo se desplazan las diferentes partes de la superficie.
será convexo o deprimido en relación con el triángulo base al que
se aplica este efecto. A diferencia del texturizado en relieve, este método es
"honesto" y realmente cambia la forma geométrica del objeto. Adiós
Sólo algunos de los aceleradores 3D más nuevos admiten directamente mapas de desplazamiento.
mapeo MIP
Un método secundario para mejorar la calidad y la velocidad del texturizado es crear varias variaciones de textura con resolución reducida (por ejemplo, 128 128, 64 64, 32 32, etc.), llamadas niveles mip. A medida que el objeto se aleje, se seleccionarán opciones de textura cada vez más finas.
Desenfoque de movimiento (también conocido como suavizado temporal)
Una técnica bastante nueva para una transmisión de movimiento más realista "difuminando" la imagen de los objetos en la dirección de su movimiento. Los espectadores están acostumbrados a este efecto típico del cine, por lo que sin él la imagen parece sin vida incluso a altos FPS. El desenfoque de movimiento se implementa dibujando repetidamente un objeto en un marco en diferentes fases de su movimiento o "manchando" la imagen ya al nivel de píxeles.
búfer Z
El almacenamiento en búfer Z es uno de los métodos para eliminar áreas invisibles de una imagen. En
Al usarlo, la distancia se almacena en la memoria de video para cada píxel en la pantalla.
desde este punto al observador. La distancia en sí se llama profundidad de escena, y esto
área de memoria - Z-buffer. Cuando se muestra el siguiente píxel en la pantalla, su profundidad
se compara con la profundidad del píxel anterior almacenado en el búfer Z con el mismo
coordenadas, y si es más grande, entonces el píxel actual no se dibuja, será invisible.
Si es menor, entonces su color se ingresa en el frame buffer y la nueva profundidad
- en el búfer Z. Esto asegura que los objetos distantes se superpongan más de
seres queridos.
Canal alfa y mezcla alfa.
La textura, junto con la información de color en formato RGB para cada píxel, puede almacenar su grado de transparencia, llamado canal alfa. Durante el renderizado, el color de los píxeles dibujados previamente se "transmitirá" en distintos grados y se mezclará con el color del píxel de salida, lo que dará como resultado una imagen con distintos niveles de transparencia. Esto se llama combinación alfa. Esta técnica se utiliza con mucha frecuencia: para simular agua, vidrio, niebla, humo, fuego y otros objetos translúcidos.
Antialiasing
Un método para combatir el efecto "escalonado" y los límites definidos de los polígonos que surgen debido a una resolución de imagen insuficiente. La mayoría de las veces se implementa renderizando una imagen con una resolución mucho mayor que la establecida, seguido de una interpolación a la deseada. Por lo tanto, el antialiasing sigue siendo muy exigente con la cantidad de memoria de video y la velocidad del acelerador 3D.
Detalle de texturas
Una técnica para evitar el desenfoque de texturas a corta distancia del objeto.
y lograr el efecto de relieve superficial fino sin aumentar excesivamente el tamaño
texturas Para hacer esto, use la textura principal de tamaño normal, sobre la cual
se superpone uno más pequeño, con un patrón de ruido regular.
Búfer de fotograma
La sección de la memoria de vídeo en la que se realiza el trabajo de formación de imágenes. Normalmente, se utilizan dos (menos a menudo tres) buffers de cuadros: uno (frontal o front-buffer) se muestra en la pantalla y el segundo (trasero o back-buffer) se usa para renderizar. Tan pronto como el siguiente cuadro de imagen esté listo, cambiarán de roles: el segundo búfer se mostrará en la pantalla y el primero se volverá a dibujar.
Mapas de luz
Un método simple y todavía utilizado con frecuencia para simular la iluminación, que consiste en superponer otro sobre la textura principal: un mapa de irradiancia, cuyas partes claras y oscuras aclaran u oscurecen respectivamente la imagen de la base. Los mapas de luz se calculan de antemano, incluso en la etapa de creación de un mundo 3D, y se almacenan en el disco. Este método funciona bien para superficies grandes con iluminación estática.
Mapeo del entorno
Imitación de superficies reflectantes utilizando una textura especial: un mapa ambiental, que es una imagen del mundo que rodea al objeto.
Multitexturizado
Superposición de múltiples texturas en una sola pasada del acelerador. Por ejemplo, la textura principal,
mapas de irradiancia y mapas de textura detallados. Las tarjetas de video modernas pueden
procese al menos 3-4 texturas a la vez. Si no se admite la textura múltiple
(o es necesario aplicar más capas de texturas de las que puede hacer el acelerador
"de una vez"), luego se utilizan varios pases, que, naturalmente,
mucho más lento.
Encendiendo
El proceso de calcular el color y la iluminación del píxel de cada triángulo.
dependiendo de las fuentes de luz cercanas usando uno
de los métodos de sombreado. A menudo se utilizan los siguientes métodos:
- sombreado plano. Los triángulos tienen la misma iluminación en toda su superficie;
- Sombreado Gouraud. La información sobre el nivel de luz y el color calculada para los vértices individuales del triángulo simplemente se interpola en toda la superficie del triángulo completo;
- Sombreado de phong. La iluminación se calcula individualmente para cada píxel. El método de mayor calidad.
Píxel
Un único punto en la pantalla, un elemento mínimo de la imagen. Se caracteriza por la profundidad del color en bits, que determina el número máximo posible de colores, y el valor del color real.
Espacio o sistema de coordenadas.
Alguna parte del mundo tridimensional, en la que la cuenta atrás se realiza desde algún origen de coordenadas. Debe haber un sistema de coordenadas mundial, en relación con cuyo origen se miden la posición y orientación de todos los demás objetos en el mundo 3D, y cada uno de ellos tiene su propio sistema de coordenadas.
Texturas procesales
Texturas que se generan mediante varios algoritmos sobre la marcha, en lugar de que los artistas las dibujen de antemano. Las texturas procesales pueden ser estáticas (madera, metal, etc.) o animadas (agua, fuego, nubes). Las ventajas de las texturas procesales son la ausencia de un patrón repetitivo y menores costos de memoria de video para la animación. Pero también hay un inconveniente: se requieren cálculos utilizando la CPU o sombreadores.
Mapeo de relieve
El efecto de darle a una superficie rugosa un mapa de relieve utilizando una textura adicional llamada mapa de relieve. La geometría de la superficie no cambia, por lo que el efecto es claramente visible sólo en presencia de fuentes de luz dinámicas.
Representación
El proceso de renderizar una imagen tridimensional. Consta de muchas etapas, denominadas colectivamente tubería.
Texel
Un píxel, pero no una pantalla, sino una textura. Su elemento mínimo.
Texturizado o mapeo de texturas
El método más común para modelar superficies de manera realista es superponer texturas con imágenes. En este caso, por supuesto, se tienen en cuenta la distancia, la perspectiva y la orientación del triángulo.
Textura
Una imagen bidimensional es un mapa de bits, "estirado" sobre un objeto 3D. Usando texturas, se establecen una variedad de parámetros del material del que está compuesto un objeto: su patrón (el uso más tradicional), el grado de iluminación de sus diferentes partes (mapa de iluminancia o mapa de luz), la capacidad de reflejar la luz ( mapa especular) y dispersarlo (mapa difuso), irregularidades (mapa de relieve), etc.
Mosaico
El proceso de dividir polígonos complejos y superficies curvas, descrito mediante funciones matemáticas, en triángulos aceptables para un acelerador 3D. Este paso suele ser opcional; por ejemplo, los modelos 3D en la mayoría de los juegos normalmente ya constan de triángulos. Pero, por ejemplo, las paredes redondeadas de Quake III: Arena son un ejemplo de objeto para el que es necesaria la teselación.
Punto o vértice (vértice)
Un punto en el espacio definido por tres coordenadas (x, y, z). Los puntos individuales rara vez se utilizan, pero son la base para objetos más complejos: líneas, triángulos, duendes de puntos. Además de las coordenadas mismas, se pueden "adjuntar" otros datos a un punto: coordenadas de textura, propiedades de iluminación y niebla, etc.
Transformación
Término general para el proceso de transformación de varios pasos de objetos 3D en una imagen bidimensional en la pantalla. Representa la traducción de un conjunto de vértices de un sistema de coordenadas a otro.
Triángulo
Casi todos los gráficos tridimensionales consisten en triángulos como las primitivas más simples y convenientes para el procesamiento: tres puntos siempre definen inequívocamente un plano en el espacio, lo que no se puede decir de polígonos más complejos. Todos los demás polígonos y superficies curvas se dividen en triángulos (esencialmente áreas planas), que luego se utilizan para calcular la iluminación y aplicar texturas. Este proceso se llama teselación.
Filtrado de texturas
Un método para mejorar la calidad del texturizado cuando cambia la distancia al observador. El método más simple, el filtrado bilineal, utiliza el valor de color promedio de cuatro texturas adyacentes. Uno más complejo, el filtrado trilineal, también utiliza información de los niveles MIP. El método más moderno y de mayor calidad (y al mismo tiempo el más lento) es el filtrado anisotrópico, que calcula el valor resultante utilizando un conjunto completo (generalmente de 8 a 32) de texels ubicados cerca.
Sombreador (sombreador)
Un pequeño programa para el acelerador de la unidad de procesamiento de gráficos (GPU) que especifica
una forma de procesar gráficos tridimensionales.
| Algunas posibilidades implementadas Usando sombreadores
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| Enlaces interesantes
www.escena.org www.nvidia.com/view.asp?PAGE=demo_catalog www.nvidia.com/search.asp?keywords=Demostración www.cgshaders.org |
