Introducción a la Computación Gráfica y Diseño Asistido por Computador

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Juan Carlos Ramírez Figueroa
hace 6 años
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1 Introducción a la Computación Gráfica y Diseño Asistido por Computador

2 Áreas involucradas Gráficos y diagramas Diseño asistido por computador Realidad Virtual Visualización de Datos Educación y Formación Arte Entretenimiento Procesamiento de Imágenes Interfaces de Usuario

3 Computador y Dispositivos Periféricos Computador como unidad de de procesamiento que permite manejar insumos de de entrada para ofrecer salida(s) Entrada: Salida: Puertos: Teclado Monitor Serial Ratón Impresora Paralelo Lápiz óptico Laser USB Micrófonos Inyección de tinta Firewire Scanner Matriz de punto Red Cámaras Cera térmica PCMCIA Pantallas sensibles al tacto Plotter SCSI Lector de código de barra

4 Monitores CRT Persistencia del fósforo Resolución Barrido Relación de aspecto (4x3 o 16x9) Velocidad de refrescamiento Barrido por línea y aleatorio Trazado (entrelazado o progresivo) Un byte por color con buffers Tarjetas de video en computadores Tamaño es longitud de la diagonal

5 Pantallas planas Tecnología con menor volumen, peso y potencia siendo más portables. Hay pantallas emisivas (Plasma) y no emisivas (Cristal líquido) Plasma Dos pantallas de cristal con una mezcla de gases (Neon ) Bandas conductoras horizontales y verticales Tensiones en las intersecciones que descompone el gas en luz Cristal Líquido Entre dos cristales, líquido polarizable alineado A cambios de tensión se cambia la alineación y refleja luz Existen sistemas tridimensionales (Space Graph, estereoscopía, )

6 Teclado Funciona por interrupciones Maneja ASCII y se va a UNICODE (2 Bytes => símbolos)

7 Teclado Virtual

8 Ratón Botones y rodillos Tipos: Trackball Trackpad Trackpoint

9 También virtual

10 Lápices y Lectores de Barra

11 Scanner y Pantallas Sensible al Tacto Integrados en fotocopiadora, impresora, Fax Tienen reconocedores de texto para recuperar información Comunes en PDA También reconocen texto bajo un formato predeterminado Aplicaciones con botones en ambientes donde no es útil un teclado o ratón

12 Micrófonos y Cámara Se valen de tarjeta de sonido Reconocimiento de Manuscrita a hablada Hablada a texto Se valen de tarjeta de video Digitalizan a pixel (picture element) Fonema Lexicográfico Fonema Sintáctico Lexicográfico Semántico Sintáctico Pragmático Semántico Retórica Pragmático

13 Impresoras Se Se mide en en dpi (dot per inches) y se se ofrece en en varias tecnologías Laser: Cañon laser apunta al tambor, lo carga electrostáticamente, y la tinta en partículas (con la carga opuesta), se adhiere a la hoja de papel. Cuatro pasadas si es a color (600 a 1800 dpi) > 1200 dpi profesional Inyección de Tinta: Lento pero barato Cualquier papel Cyan, magenta, amarillo y negro Carga Térmica y Sublimación de Tinta: Talleres de impresión Plotter: Impresión en gran formato

14 Dispositivos de Almacenamiento Magnéticos: Discos duros Disquettes Cintas Ópticos: CDROM (700 MB) DVD (4,7 GB) HD-DVD (30 GB, Toshiba) Blue-Ray (50 GB, Sony) FLASH: Llavero USB (Pen Drive) Compact Flash Memory Stick Secure Digital (SD) Multimedia Card (MMC)

15 Serial: Puertos Conectores DB9 y DB25 usando protocolo RS232 (ratón, modem, ) Paralelo: Más rápido (impresoras) PCMCIA: Expansión de laptops SCSI: Para conectar periféricos externos al al computador Cable de extensión del bus interno Ultra2 SCSI: Bus de 8 bits con velocidades de 40 MBps. Wide Ultra2 SCSI: Bus de 16 bits con velocidades de 80 MBps. Tarjetas de red: 10 a 100 Mbps aunque ya estamos a 1 Gbps (normalmente Ethernet) También hay inalámbrico (WiFi, Bluetooth, WiMax, GPRS, )

16 Futuro de los Dispositivos Periféricos Captación de voz para comprender lenguaje natural Pantalla tridimensionales fuera de un objeto físico Selección de objetos sin periféricos Realidad Virtual Telepresencia Exoesqueletos Conexiones inalámbricas

17 Multimedias Texto, sonidos, imágenes fijas y animadas junto con la llegada del computador personal y CDRom Se usa en arte, educación, entretenimiento, ingeniería, medicina, etc Se distribuye en aplicaciones locales o a través de la red Videoconferencia Video a la demanda CATV

18 Multimedia en Red Multimedia e inalámbrico están en la cresta de ola!!! Pero aún debe ser cableado por los bajos anchos de banda de inalámbrico Audio La voz se sitúa entre los 600 Hz y 6000 Hz Sin embargo percibimos sonidos entre 20 Hz a Hz Un perro escucha ultrasonido hasta 35 KHz y un delfín hasta 100KHz Los elefantes al contrario se comunican por infrasonido. Los decibelios miden la relación entre dos sonidos 0 db no oir, 50 db conversación ordinaria y 120 db dolor Ejemplos: Teléfono: 4 KHz => veces por seg => 8 bits => 64 Kbps CD: 22 KHz => veces por seg => 16 bits => Se debe comprimir 705 Kbps (mono) 1,41 Mbps (estereo) casi un T1

19 Video Sonido más imágenes secuenciadas a una cadencia adecuada permiten conformar un video El mínimo a transmitir en secuencia son 25 tramas por segundo para evitar parpadeo El barrido puede ser entrelazado (líneas pares e impares separadas) o progresivo (visualización línea a línea) Visualización de las imágenes con tres haces de luz en el tubo de rayos catódicos RGB (Red/Green/Blue). Un byte por cada señal, es decir, 16 millones de colores. Para que las transmisiones a color puedan verse en televisores blanco y negro se codificaba en una señal la luminancia (brillo) y dos de crominancia (matiz y saturación). El ojo humano es más sensible a la luminancia Por ejemplo: Y = 0,30R G B Luminancia I = 0,60R 0,28G 0.32B Matiz Q = 0.21R 0.52G B Saturación Valores del Sistema Norteamericano y en Venezuela (NTSC)

20 Estándares de TV clásica NTSC (Casi toda América y parte de Asia) 525 líneas. Relación 4:3 30 tramas/seg entrelazado 6 MHz. Analógico y digital SECAM (Francia, sus excolonias y Europa del Este) 625 líneas. Relación 4:3 25 tramas/seg entrelazado 5 MHz. Analógico y digital PAL (Algunos países de Sudamérica, Europa, África y Asia) 625 líneas. Relación 4:3 25 tramas/seg entrelazado 5 MHz. Analógico y digital Diferencia con SECAM por la codificación de la luminancia y las crominancias NTSC Comité Nacional de Estándares de Televisión PAL Líneas de Fases Alternas SECAM Color Secuencial con Memoria

21 HDTV (Televisión Alta Definición) Produce imágenes 5 veces más nítidas porque: Duplica la cantidad de líneas de barrido (1125 o 1250) Relación 16:9 para asemejar al formato cine (35 mm) Visualización progresiva (no entrelazado por tamaño de monitores) Sonido Dolby Digital Surround (6 canales acoplados con cornetas) En 6 MHz (VHF) pero comprimido (sino serían 30 MHz) Codificación digital A 20 tramas/seg A 20 tramas/seg cada una pintada 4 veces Parpadeo Robotiza A 24 bits por pixel y 25 tramas/seg => 472 Mbps (sin comprimir) Aumentar ancho de banda no es factible entonces para evitar parpadeo Los televisores convencionales no usan repintado porque no tienen RAM Los PC si usan RAM y a 25 tramas/seg pintada 2 veces => no usan entrelazado

22 Imagen TV clásica

23 Imagen HDTV

24 Comparación de Formato: NTSC, HDTV

25 Estándares HDTV HDTV en USA 1987 FCC decretó que debía haber compatibilidad usando VHF (6 MHz) y UHF (9 MHz) 1990 FCC optó por HDTV no compatible con NTSC En CATV, FCC no impuso ninguna regulación (puede a 20 MHz) El sistema adoptado fue ATSC (MPEG-2 para video, Dolby para sonido y canal de datos complementario) HDTV en Japón MUSE a 20 MHz y partió en 1979 (más antiguo) Ahora se usa ISDB Dos millones de televisores HDTV vendidos en Japón HDTV en Europa DVB como estándar después del fracaso de HD-MAC CATV usa MPEG-4 (Francia con el Canal+)

26 Aplicaciones Multimedias Costosas pero en franco ascenso Educación a distancia VideoConferencia Juegos en línea

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