sábado, 18 de agosto de 2012

Introducción a la graficación por computadora


Los gráficos por computadora se han convertido en una potente herramienta para la producción rápida y económica de imágenes.
Actualmente los gráficos por computadora se usan en campos tan diversos como las ciencias, las artes, la ingeniería, los negocios, la industria, la medicina, las administraciones públicas, el entretenimiento, la publicidad, la educación, la formación y en aplicaciones caseras.

1.1. Breve historia de la graficación
Las bases

  • Euclides, su fórmula de geometría provee una base para los conceptos gráficos.
  • Filippo Brunelleschi, arquitecto y escultor, es reconocido por su uso de la perspectiva.
  • René Descartes , hizo aportaciones a la geometría analítica, en particular, el sistema de eje coordenado que provee una base para describir la localización y forma de objetos en el espacio.
  • Gottfried Wilhelm Leibniz e Issac Newton , inventaron el cálculo que permite la descripción de sistemas dinámicos.
  • James Joseph Sylvester , inventó la notación matricial. Los gráficos son hechos con matrices.
  • I. Schoenberg, descubrió los splines, un tipo fundamental de curva.
  • J. Presper Mauchly y John William Mauchly , construyeron la computadora ENIAC
  • Alexander S. Douglas desarrolla en 1952 Nought and crosses. El juego era una versión computarizada del tres en raya que se ejecutaba sobre el EDSAC.

1960`S 

Se puede decir que la historia comienza con el Proyecto Whirlwind y el sistema computacional SAGE que fue diseñado para apoyar el estado de alerta militar.
Whirlwind inició como un esfuerzo para construir un simulador de vuelo y SAGE para proveer un sistema de defensa aéreo en los Estados Unidos como protección contra un ataque nuclear.
La estación de trabajo SAGE se usaba para dibujar planes de vuelo sobre las regiones de los Estados Unidos.
IBM, Sperry-Rand, Burroughs y otras pocas compañías de computadoras existían a principios de los 1960s. Las computadoras tenían unos pocos kilobytes de memoria, ni hablar de sistemas operativos o monitores que desplegaran gráficos.

Los únicos lenguajes de programación eran ensamblador, FORTRAN y Algol.
En 1963 Iván Sutherland presentó su artículo Sketchpad que permitía el diseño interactivo en un monitor de gráficos de vectores con un lápiz luminoso como dispositivo de entrada.
Jack Bresenham nos enseñó como dibujar líneas en un dispositivo rastre a mediados de los 1960s. Después extendió su método para dibujar círculos. Larry Roberts señaló la utilidad de las coordenadas homogéneas, las matrices 4 x 4 y los algoritmos de detección de líneas ocultas. Stevens Coons introdujo las superficies paramétricas y desarrolló los primeros conceptos de diseño geométrico asistido por computadora.

Appel desarrolló en IBM algoritmos para superficies ocultas y sombras que fueron precursoras del trazado de rayos.

En 1963, Douglas Englebart inventó el Mouse en los laboratorios de Xerox PARC. Este mouse usaba dos ruedas perpendiculares entre ellas: la rotación de cada rueda era trasladada en movimiento a lo largo de un eje en el plano.

En 1966 Ralph Baer empezó a desarrollar junto a Bob Tremblay y Ted Dabney un proyecto de videojuego llamado Fox and Hounds dando inicio al video juego doméstico.

El algoritmo de sombreado fue creado por Gouraud y Phong en la Universidad de Utah cuando en 1968 la universidad le pidió a David Evans que dirigiera un programa de investigación en gráficos por computadora; además del sombreado, otros algoritmos se desarrollaron tales como el de iluminación.
Phong también introdujo un modelo de reflexión que incluía rayos de luz especulares. Se hicieron demostraciones de animación basada en cuadros clave para gráficos en 3D. Xeroc PARC desarrolló un programa de dibujo o editor de mapa de bits llamado Markup para la computadora Alto.

1970´s

A principios de los 1970s el Sistema de Imágenes de Evans & Sutherland era una computadora high-end de gráficos. El primer microprocesador para computadoras fue creado en Intel en 1971, este era de 8 bits e inicio la serie de los “8”.

Los videojuegos como árcade nacieron en 1971 cuando Nolan Bushnell comenzó a comercializar Computer Space, una versión de Space War.

La eclosión de los videojuegos llegó con Pong, un videojuego muy similar Tennis forTwo y diseñador por Al Alcorn para Bushnell. El juego se presentó en 1972 y fue la piedra angular del videojuego como industria. Durante los años siguientes se implantaron numerosos avances técnicos en los videojuegos.

La Altair 8800 de MITS fue un microcomputador diseñado desde 1975, basado en el CPU Intel 8080A.

El primer lenguaje de programación para la máquina fue el Altair BASIC, escrito por Bill Gates y Paul Allen, quienes inmediatamente después fundarían Microsoft.

En 1976 la computadora Apple I fue el primer éxito comercial de la computación personal. 

El Apple I fue uno de los primeros computadores personales, y el primero en combinar un teclado con un microprocesador y una conexión a un monitor.

Es común pensar que el primer filme que usó gráficas por computadora es “2001: Una odisea en el espacio” (1968), la cual pretendía mostrar cómo las computadoras se volverían más gráficas en el futuro. Sin embargo, los efectos por computadora en esa película fueron animados a mano y las secuencias de efectos especiales fueron producidas con óptica y efectos convencionales.

Quizá el primer uso de las gráficas por computadora, específicamente la ilustración de gráficas por computadora fue en “Futureworld” (1976), que incluyó la animación de un rostro y mano humanos producida por Ed Catmull y Fred Parke en la Universidad de Utah

1980’´S

La IBM PC comenzó a ser vendida en agosto de 1981. La frase "computadora personal" era de uso corriente antes de 1981, y fue usada por primera vez en 1972 para denominar al Xerox PARC's Alto.

La PC original fue un intento de IBM para entrar en el mercado de los ordenadores domésticos, entonces dominado por el Apple II de Apple Computer y varias máquinas con CP/M. En lugar de utilizar el proceso de diseño normal de IBM, el cual ya había fallado en el diseño de una computadora económica (como el IBM 5100), se reunió a un equipo especial para descartar las restricciones de la compañía e ingresar rápidamente al mercado. Al proyecto se le dio el nombre código de Project Chess (proyecto ajedrez).

Loren Carpenter comenzó a explorar fractales en gráficos por computadora a principios de los 1980s. El es un cofundador de los Estudios de Animación Pixar. En 1982 John Warnock desarrolló el Postcript.

En 1982 se lanzó la tarjeta Hércules, la primera tarjeta de video. Esta tarjeta se podía visualizar gráficos y textos simultáneamente. En modo texto, soportaba una resolución de 80 x 25 puntos.

En 1983 Jobs se dio cuenta de que el futuro eran los iconos y los entornos agradables, y los patrocinó creando el Apple Lisa, primer ordenador comercial con interfaz gráfica y ratón, y posteriormente en 1984 el primer Apple Macintosh.

El 28 de junio de 1985, un par de años después del primer aviso de Windows en noviembre de 1983 se lanzo Microsoft Wndows 1.0. En la caja azul se anunciaba una interface gráfica de Windows con las ventanas embaldosadas. 

En 1989 Adobe Photoshop comenzó a ser comercializado siendo hoy una de las aplicaciones clásicas para el manejo de imágenes. Aunque en su primera versión, solo estaba disponible para Macintosh. 

La tarjeta VGA (Video Graphics Array) fue creada en 1987 por IBM. 

1990´S

En 1991 las computadoras Hand-held se inventaron en HP (HewlettPackard). 

En 1992OpenGL se convirtió en un estándar de APIs gráficas. OpenGL es una biblioteca gráfica desarrollada originalmente por Silicon Graphics Incorporated (SGI). OpenGL significa OpenGraphics Library, cuya traducción es biblioteca de gráficos abierta.

Mosaic fue creado en 1993 por Marc Andressen en la Universidad de Illinois en el Centro Nacional para Aplicaciones Científicas. Que el primer navegador gráfico disponible para visualizar páginas web.

La Web nació alrededor de 1989 a partir de un proyecto del CERN, en el que Tim Berners-Lee construyó el prototipo que dio lugar al núcleo de lo que hoy es laWorld Wide Web.

En esta época, se comenzaron a utilizar los estándares de MPEG para la compresión de video. Los sistemas dinámicos que permiten animación con colisiones, gravedad, fricción y causa y efecto también comenzaron a usarse.

Las tarjetas gráficas tales como la 3DFX de Nvidia se comenzaron a popularizar en1995. Las tarjetas Nvidia utilizan el puerto AGP inventado por Intel en 1996 como soluciona los cuellos de botella que se producían en las tarjetas gráficas que usaban el bus PCI.

El formato de DVD se anuncio en septiembre de 1995.

2000 A LA FECHA

En la actualidad la mayoría de las personas que trabajan con gráficos utilizan computadoras de grandes capacidades: discos duros de terabytes, tarjetas gráficas aceleradoras de video con memoria en gigabytes, mouse óptico y memoria RAM en el orden de los gigas. 

También son muy utilizadas las computadoras Macintosh especialmente en lo relacionado a efectos especiales y gráficos de animación.

Los procesadores ahora tienen núcleo doble que dota a las aplicaciones de recursos que permiten hacerlas más sofisticadas.

Aunque las cámaras digitales aparecieron en los 1990s, es hasta ahora que comienzan a popularizarse, existiendo una gran variedad en cuanto a marcas, precios y características.

Los PDAs son ahora un cliente importante en cuantas aplicaciones de software. Es ahora común el uso de agendas electrónicas, juegos en los teléfonos celulares, llamadas de video, etc.

En general, el hardware y software utilizado en lo que va de esta década es la popularización de tecnologías creadas anteriormente pero que en el pasado no se habían difundido, eran costosas o no estandarizadas.

1.2 APLICACIONES

DISEÑO ASISTIDO POR COMPUTADORA

El diseño asistido por computadora, abreviado DAO, se trata básicamente de una base de datos de entidades geométricas (puntos, líneas, arcos, etc.) con la que se puede operar a través de una interfaz gráfica. Permite diseñar en dos o tres dimensiones mediante geometría alámbrica, esto es, puntos, líneas, arcos, splin es, superficies y sólidos para obtener un modelo numérico de un objeto o conjunto de ellos.

La base de datos asocia a cada entidad una serie de propiedades como color, capa, estilo de línea, nombre, definición geométrica, etc., que permiten manejar la información de forma lógica.

Con frecuencia, se usan las animaciones en las aplicaciones CAD. Las animaciones de tiempo real que utilizan armazones son útiles para probar el comportamiento de un vehículo o un sistema.

Existen paquetes para el diseño de circuitos electrónicos, los cuales permiten diseñar un sistema colocando sucesivamente los componentes en el esquema y conectando estos componentes. Esto permite que el diseñador experimente con esquemas de circuitos alternativos para reducir al mínimo el número de componentes o el espacio requerido para el sistema. Cuando los diseños de objetos están completos, o casi completos, se aplican modelos de iluminación realista y presentaciones de superficie para mostrar la apariencia del producto final. También se crean vistas realistas para la publicidad de automóviles y otros vehículos mediante efectos especiales de iluminación y escenas de fondo.

ARTE DIGITAL

Los métodos de gráficas por computadora se utilizan en forma generalizada tanto en aplicaciones de bellas artes como en aplicaciones de arte comercial.
El artista puede dibujar utilizando la tableta digitalizadora o inclusive el Mouse o ratón para crear un dibujo simple o muy detallado. Herramientas como los “paintbrush” o brochas, incluidos en la mayoría de los programas de dibujo, permiten que los artistas “pinten” imágenes con distintas brochas, las cuales tienen propiedades como color, textura, tamaño y presión de trazo.

Existe también el arte digital matemático en el que los artistas utilizan una combinación de funciones matemáticas, procedimientos fractales con el fin de crear una variedad de formas tridimensionales y bidimensionales, al igual que pares de imágenes estereoscópicas.

De igual manera, estas técnicas y programas se utilizan para crear diseños con finescomerciales o personales. Entre los usos comerciales se encuentra la creación de logotipos, páginas de revistas, etc. En lo que respecta al uso personal, los usuarios suelen modificar las propiedades de las imágenes y hacer fotomontajes.

Una ventaja que ofrece el arte digital es que a diferencia del convencional, el primero permite el uso de “layers” o capas, las cuales permiten añadir profundidad a las imágenes. 

De igual manera, el arte digital no se desgasta con el tiempo ni las condiciones normales alas que se somete el arte gráfico común.

ENTRETENIMIENTO

En la actualidad, se utilizan comúnmente métodos de gráficas por computadora para producir películas, videos musicales y programas de televisión. En ocasiones se despliegan solo imágenes gráficas y otras veces se combinan objetos con actores u objetos reales.

ANIMACIÓN POR COMPUTAADORA

La animación por computadora es para la mayoría de la gente un sinónimo de grandes eventos de la pantalla grande tales como Star Wars, Toy Story y Titanic. Pero no todas las animaciones, o al menos la mayoría, son hechas en Hollywood. No es inusual que las caricaturas sean hechas enteramente en computadora. Los juegos de computadora son un adelanto al estado del arte de las técnicas de gráficas de computadora.

La animación de escritorio ha tenido auge en los últimos cinco años, aún cuando el GIF animado surgió hace mucho tiempo, no fue sino hasta la popularización de Internet, que fue posible poner al alcance de todos la animación.

Paquetes de software como Macromedia Flash, Moho y algunos otros, han  permitido que casi cualquier persona pueda hacer una animación fácilmente. Otras aplicacionescomo Maya, permiten hacer animaciones más sofisticadas en 2D y 3D y con una gran calidad.

Las secuencias de animación son por lo general creadas en plataformas Macintosh. Los estudios de animación tales como Pixar, han creado enormes laboratorios de computadoras Mac para crear sus películas.

VIDEOJUEGOS

Un videojuego es un programa informático, creado expresamente para divertir, formando parte del sector audiovisual. Los videojuegos están basados en la interacción entre una persona y una computadora. Los videojuegos recrean entornos virtuales en los cuales el jugador puede controlar a un personaje o cualquier otro elemento de dicho entorno, y así conseguir uno o varios objetivos por medio de unas reglas determinadas.

Los videojuegos son programados como un software, siendo grabados en algún medio de almacenamiento (como un cartucho, una tarjeta, un disquette, un CD, etc.) El hardware que ejecuta los videojuegos puede ser una computadora, o un artefacto especialmente creado para ello, las videoconsolas, divididas a su vez en árcade, caseras, portátiles o de bolsillo  y más recientemente los teléfonos móviles.

La programación de videojuegos está involucrada con la animación y se complementan. La industria de los videojuegos ha crecido tanto, que algunas universidades ofrecen programas académicos de programación de videojuegos, es decir, que existen ingenieros especialistas en videojuegos. Entre las consolas más populares se encuentran GameBoy, XBox, Nintendo, y PlayStation.

PELÍCULAS

Gráficas por computadora se utilizan en diversas etapas de la creación de películas. Se puede utilizar la animación, edición y efectos especiales, siendo los efectos especiales lo que más llama la atención entre los consumidores.

Utilizando programas de edición, un productor puede mezclar, dividir, cortar o modificar escenas de una película con relativa facilidad. Los efectos especiales, son por lo general la última fase de edición de una película.

La digitalización ha logrado reducir el costo en la filmación de películas; muchos productores, por lo general independientes, pueden llevar a cabo sus proyectos utilizando el formato digital en lugar del convencional.

EDUCACIÓN Y CAPACITACIÓN 

En el caso de algunas aplicaciones de capacitación, se diseñan sistemas especiales. Como ejemplos de tales sistemas especializados, podemos mencionar los simuladores para sesiones de práctica o capacitación de capitanes de barco, pilotos de avión, operadores de quipo pesado y el personal de control de tráfico aéreo.

Algunos simuladores no tienen pantallas de video, por ejemplo, un simulador de vuelo solo tiene un panel de control como instrumento de vuelo. Sin embargo, la mayor parte de los simuladores cuenta con pantallas gráficas para la operación visual. Otro tipo de simulador es en el que se monta una pantalla con paneles múltiples en frente del simulador y proyectores a color despliegan la escena del vuelo en la pantalla.

VISUALIZACIÓN

Las simulaciones numéricas que se efectúan en supercomputadoras a menudo producen archivos de datos que contienen en miles e incluso millones de valores de datos.

De modo similar, cámaras vía satélite y otras fuentes acumulan grandes archivos de datos más rápido de lo que se puede interpretar. El rastreo de estos grandes conjuntos de número para determinar tendencias y relaciones es un proceso tedioso e ineficaz. Pero si se convierten a una forma visual es frecuente que se perciban de inmediato las tendencias y los patrones.

Existen muchas y clases de conjuntos de datos y los esquemas de visualización efectivos dependen de las características de los datos. 

La codificación de colores es solo una manera de visualizar un conjunto de datos. Las técnicas adicionales incluyen trazos, gráficas y diagramas de contorno, presentaciones de superficie y visualizaciones de interiores de volumen.

PROCESAMIENTO DE IMÁGENES

En las gráficas por computadora, se utiliza una computadora para crear una imagen. Por otro lado, en el procesamiento de imágenes se aplican técnicas para modificar o interpretar imágenes existentes, como fotografías y rastreos de televisión. Las dos aplicaciones principales del procesamiento de imágenes son:

  • El mejoramiento de la calidad de la imagen
  • La percepción de la máquina de información visual, como se utiliza en la robótica.

Para aplicar los métodos de procesamiento de imágenes, primero digitalizamos una fotografía u otra imagen en un archivo de imagen. Entonces, se pueden aplicar métodos digitales para reordenar partes de imágenes, para mejorar separaciones de colores o para aumentar la calidad del sombreado.

Las aplicaciones médicas también hacen uso importante de técnicas de procesa-miento de imágenes para mejorar fotografías, en tomografías y simulacros deoperaciones. La tomografía es una técnica de fotografía por rayos X la cual permite el despliegue de vistas transversales de sistemas fisiológicos.

Por lo general, el procesamiento de imágenes y las gráficas por computadora se combinan en muchas aplicaciones. Por ejemplo, en medicina se utilizan estas técnicas para modelar y estudiar funciones físicas, para diseñar miembros artificiales, así como planear y practicar cirugías.

INTERFACES GRÁFICAS DE USUARIOS

Es común que los paquetes de software ofrezcan una interfaz gráfica. Un componente importante de una interfaz gráfica es un administrador de ventanas que hace posible que un usuario  despliegue áreas con ventanas múltiples. Cada ventana puede contener un proceso distinto que a su vez puede contener despliegues gráficos y no gráficos.

Un icono es un símbolo gráfico diseñado para semejarse a la opción de procesamiento que representa. La ventaja de los iconos es que ocupan menos espacio en la pantalla quelas descripciones textuales correspondientes y que se pueden entender con mayor rapidez si están bien diseñados. Los menús contienen listas de descripciones textuales e iconos.

Otras interfaces que se están popularizando cada vez más, son las interfaces web, estas tienen la singular característica de modificarse en minutos, lo cual es una gran ventaja contra las aplicaciones de escritorio. Muchos desarrolladores de software prefieren desarrollar aplicaciones web no solo por su facilidad en la programación sino porque son mas intuitivas que las interfaces de escritorio.

1.3 FORMATOS GRAFICOS DE
      
ALMACENAMIENTO

El almacenamiento de los datos que componen una imagen digital en un archivo binario puede realizarse utilizando diferentes formatos gráficos, cada uno de los cuales ofrece diferentes posibilidades con respecto a la resolución de la imagen, la gama decolores, la compatibilidad, la rapidez de carga, etc.

La finalidad última de un formato gráfico es almacenar una imagen buscando un equilibrio adecuado entre calidad, peso final del fichero y compatibilidad entre plataformas.

Generalmente, todo fichero gráfico comienza con una cabecera  de estructura variable, que indica al programa que lo solicite las características de la imagen que almacena (tipo, tamaño, resolución, modo de color, profundidad de color, número decolores de la paleta si la hay, etc.).

La imagen puede estar formada por un número diferente de píxeles, dependiendo de su tamaño y resolución, y tener más o menos colores. En función del número de píxeles y del número de colores la imagen tendrá más o menos calidad, pero cuanto más calidad tenga, más ocupará el fichero necesario para almacenarla. En el caso de los gráficos vectoriales no se definen píxeles individuales, dependiendo la calidad y el peso final del formato concreto en que se almacenen.

Los ficheros gráficos de mapas de bits contienen pues una cabecera, los datos de los píxeles (generalmente comprimidos) y la paleta de colores (salvo si se usan 24 bits por píxel, caso en el que no es necesaria ninguna paleta). Los ficheros vectoriales, una cabecera y una tabla con las características de cada vector componente del gráfico.

Cada formato es independiente. Las posibilidades que ofrece cada formato con respecto a la gama de colores, a la compatibilidad, a la rapidez de carga, etc., merece ser explicada para determinar cuál de ellos es el más adecuado para la tarea que estamos realizando.

Existen dos tipos de formatos: los vectoriales y los de mapa de bits también conocidos como rasterizados.

Una imagen rasterizada es una estructura o fichero de datos que representan generalmente una rejilla rectangular de pixeles o puntos de color en un monitor de ordenador, papel u otro dispositivo de representación.

Los gráficos rasterizados se distinguen de los gráficos vectoriales en que estos últimos representan una imagen a través del uso de objetos geométricos como curvos y polígonos, no del simple almacenamiento del color de cada pixel.

Los gráficos vectoriales son los que se representan en los gráficos por ordenador por medio de "trazos", es decir, por primitivas geométricas como puntos, líneas, curvas o polígonos. 

Al contrario que un bitmap, una imagen vectorial puede ser escalada, rotada o deformada, sin que ello perjudique en su calidad. Normalmente un conjunto de trazos se puede agrupar, formando objetos, y crear formas más complejas que permiten el uso de curvas bezier, degradados de color, etc.

AL, ADOBE LLUSTRATOR

Los ficheros AI admiten cabecera de pre visualización (thumbnail) y pueden trabajar con vectores y mapas de bits. Permiten texturas, degradados, fotos integradas o vinculadas a ficheros externos, textos trazados o con fuentes incluidas y manejo de capas y máscaras.

Es un formato muy popular, válido para PC y MAC, apto para intercambiar gráficos entre diferentes aplicaciones, pero teniendo siempre en cuenta la versión de Ilustrator que creó el archivo original, ya que deben de ser versiones compatibles.

BMP, BITMAP

Normalmente, se caracterizan por ser muy poco eficientes en su uso de espacio en disco, pero pueden mostrar un buen nivel de calidad. A diferencia de los gráficos vectoriales, al ser rescaldados a un tamaño mayor, pierden calidad. Otra desventaja de los archivos BMP es que no son utilizables en páginas web debido a su gran tamaño en relaciona su resolución.

CDR, COREL DRAW

CDR es el formato nativo del programa de gráficos vectoriales Corel Draw, siendoválido para PC y MAC.

Una de las principales desventajas de este formato es su falta de compatibilidad con el resto de aplicaciones gráficas, al ser éstas incapaces de almacenar imágenes bajo este formato.

CIN, CINEON

El formato Cineon fue diseñado específicamente para representar imágenes escaneadas de películas. Tiene algunas diferencias interesantes con otros formatos tales como el tiff y jpeg.

El formato tiene una noción del “lumbral negro” y el “lumbral blanco”, convencionalmente 95 y 685 en la escala de 0 - 1024. Los pixeles cerca de 685 son definidos como “más brillantes que el blanco” tales como los soles, luces cromadas, etc. 

El formato Cineon fue definido en un documento de Kodak por Glenn Kennel. El formato se reemplazó tiempo después por el formato DPX que es muy similar y está basado en el Cineon.

CPT, COREL PHOTOPAINT

Formato propietario usado por defecto en los documentos de Corel PhotoPaint.Dispone de importantes características extra, como la composición por capas. Compatible con muy pocos programas aparte de los de la misma casa. Su tamaño suele ser menor que el de los documentos creados por Adobe Photoshop.

DPX, DIGITAL PICTURE EXCHANGE

DPX es un formato común para películas digitales y es un estándar ANSI/SMPTE. El formato representa la densidad de cada canal de color de un negativo escaneado en un formato de 10 bits de longitud donde la gama del negativo original es preservado tal como se tomo del escáner. DPX ofrece gran flexibilidad en el almacenamiento del color y otra información de intercambio para detalles de producción. Posee múltiples formas de empaquetado y alineación.

DRW, DRAW

Formato gráfico vectorial usado por diferentes programas que funcionan bajo DOS y Windows, como Micrografx Designer o Windows Draw. Los gráficos .drw pueden ser incluidos en presentaciones creadas con PowerPoint, en diagramas de Microsoft Visio 2000 o en documentos de Microsoft Word.

DXF, DRAWING INTERCHANGE FORMAT

El formato DXF es un formato vectorial que la empresa Autodesk lanzó para permitir el intercambio de archivos de dibujo entre los diferentes programas de CAD. Soporta hasta256 colores (8 bits)

EMF, ENHANCED METAFILE

EMF es un meta formato gráfico vectorial de 32 bits, reconocido por casi todas las aplicaciones de diseño gráfico y compatible con los sistemas operativos Windows, pudiendo ser usado en las aplicaciones del paquete Office.

Junto a las características propias de los formatos vectoriales presenta la ventaja adicional de que sus ficheros pueden ser creados rápidamente, ya que lo que se encola en la impresora son comandos de dibujo, con lo que se puede evitar la sobrecarga en el caso de impresión remota  de  ficheros gráficos. Además, este formato es más eficiente porque genera un archivo relativamente pequeño y genérico, que es compatible con todas las impresoras.

EPS, ENCAPSULATED POSTSCRIPT

PostScript encapsulado, o EPS, es un formato de archivo gráfico. Un archivo EPS es un archivo PostScript que satisface algunas restricciones adicionales. Estas restricciones intentan hacer más fácil a programas de software el incluir un archivo EPS dentro de otro documento PostScript.

¿Es ps y eps lo mismo?
PostScript/ (PS) es un lenguaje de programación para describir páginas. Como lenguaje estructurado permite la programación (tiene estructuras de control y bucles), y recuerda el lenguaje de programación FORTH. Originalmente fue desarrollado por Adobe.

El formato PS se basa en describir cada página desde un origen de coordenadas que se sitúa en la esquina inferior izquierda de la página. PS permite, sin embargo, redefinir el origen, de forma que se puede recomenzar la descripción de un bloque de una página desde un origen arbitrario.

EXR, EXTENDED DYNAMIC RANGE IMAGE FILE FORMAT

OpenEXR es el formato de código libre para imágenes de alto rango dinámico (Highdynamic-range o HDR) desarrollado por la industria Light & Magic para la generación de imágenes en las producciones de cine. La principal ventaja del formato es que soporta píxels en coma flotante de más de 32 bits y múltiples algoritmos de compresión sin pérdidas, con un ratio superior al 2:1 en imágenes con grano.

FLA, MACROMEDIA FLASH DOCUMENT

Fla es el formato utilizado por Macromedia Flash para la creación y edición de sus populares animaciones. Un archivo fla guarda todos los datos de una película: los gráficos y textos en forma vectorial, las imágenes incluidas en la película, los sonidos o algún otro elemento tal como un vídeo, así como la información de la animación en sí y los actionscripts.

FHX, MACROMEDIA FREEHAND FILE

Puede llevar las fotos integradas o vinculadas a ficheros externos y textos trazados o con fuentes incluidas. Es posible importarlo a diferentes programas gráficos, como Macromedia Flash o AdobeIlustrator, pero no es soportado por ningún navegador web.

GIF, GRAPHICS INTERCHANGE FORMAT

GIF es un formato gráfico utilizado ampliamente en la World Wide Web, tanto para imágenes como para animaciones, s un formato sin pérdida de calidad, siempre que partamos de imágenes de 256colores o menos. Una imagen de alta calidad, como una imagen de color verdadero (profundidad de color de 24 bits o superior) debería reducir literalmente el número decolores mostrados para adaptarla a este formato, y por lo tanto existiría una pérdida de calidad.

JPEG, JOINT PHOTOGRAPHIC EXPERTS GROUP

JPEG es un algoritmo diseñado para comprimir imágenes con 24 bits de profundidad o en escala de grises. JPEG es también el formato de fichero que utiliza este algoritmo para comprimir imágenes. JPEG sólo trata imágenes fijas, pero existe un estándar relacionado llamado MPEG para videos. El formato de archivos JPEG se abrevia frecuentementeJPG debido a que algunos sistemas operativos sólo aceptan tres letras de extensión.

JPEG es un algoritmo de compresión con pérdida. Esto significa que al descomprimir la imagen no obtenemos exactamente la misma imagen que teníamos antes de la compresión.

El formato de ficheros JPEG o JPG fue creado por un grupo independiente, llamado JFIF (JPEG Fila Interchange Format), quienes se encargan solo de la utilización del algoritmo 
JPEG para almacenar imágenes. Existen otros formatos de fichero que también utilizan el algoritmo JPEG, el más conocido de ellos es JNG.

CODIFICACIÓN

Muchas de las opciones del estándar JPEG se usan poco. Esto es una descripción breve de uno de los muchos métodos comúnmente usados para comprimir imágenes cuando se aplican a una imagen de entrada con 24 bits por pixel (ocho por cada rojo, verde, y azul). 
Esta opción particular es un método de compresión con pérdida.

Transformación del espacio de color

Lo primero que se realiza es convertir la imagen desde su modelo de color RGB a otro llamado YUV. Este espacio de color es similar al que usan los sistemas de color para televisión PAL y NTSC, pero es mucho más parecido al sistema de televisión MAC.

Submuestreo

Una opción que se puede aplicar al guardar la imagen, es reducir la información del color respecto a la de brillo. Hay varios métodos: si este paso no se aplica, la imagen siguen su espacio de color YUV, (este submuestreo se entiende como 4:4:4), con lo que la imagen no sufre pérdidas.

Cuantización  
El ojo humano es muy bueno detectando pequeños cambios de brillo en áreas relativamente grandes, pero no cuando el brillo cambia rápidamente en pequeñas áreas (variación de alta frecuencia), esto permite eliminar las altas frecuencias, sin perder excesiva calidad visual. 

Codificación entrópica

La codificación entrópica es una forma especial de la compresión sin pérdida de datos.
JP2, JOINT PHOTOGRAPHIC EXPERTS GROUP 2000
JPEG 2000 es una norma de compresión de imágenes basada en la transformada discreta de wavelet. Fue creada por el comité Joint Photographic Experts Group que anteriormente había creado el algoritmo JPEG. Su objetivo fue el de mejorar el algoritmo JPEG, basado en la transformación discreta del coseno. Usualmente los archivos con este formato utilizan la extensión .jp2.JPEG 2000 puede trabajar con niveles de compresión mayores a los de JPEG sin incurrir en los principales defectos del formato anterior con altas tasas de compresión.

Comparación con PNG

Si bien JPEG 2000 admite compresión sin pérdida, no está diseñado para reemplazar el formato PNG, que es uno de los más utilizados en la actualidad para este fin. PNG soporta algunas características, como la transparencia, que no están disponibles en JPEG 2000. 

Problemas legales por el uso de JPEG2000

JPEG 2000 no está ampliamente admitido por los navegadores actuales por el peligro que desempeñan las Patentes de software en el método de compresión matemático, este área de matemáticas está empezando a ser muy patentado en general. JPEG 2000 no espora sí mismo una licencia libre, pero las compañías y organizaciones contribuyentes acordaron que las licencias para la primera parte — el corazón del sistema de codificación —pueden ser obtenidas libres de cargo desde todos los contribuidores.

MNG, MULTIPLE-IMAGE NETWORK GRAPHICS

El MNG es un formato de fichero, libre de derechos, para imágenes animadas. Las iniciales significan Multiple-image Network Graphics. El formato MNG está estrechamente vinculado al formato de imagen PNG. Cuando comenzó el desarrollo de PNG a principios del año 1995, se decidió no incorporar la gestión de la animación, porque se empleaba poco esta capacidad del formato GIF en ese tiempo. Sin embargo, se desarrolló rápidamente un formato que soportaba la animación, el formato MNG, una extensión del formato PNG.

La estructura de los ficheros de formato MNG es básicamente idéntica a la de los ficheros PNG, difiriendo solamente en la firma y en la utilización de unidades de información discretas que proporcionan una gran variedad de dispositivos de animación. Las imágenes utilizadas en la animación se almacenan en el fichero MNG como una encapsulación de imágenes con formato PNG o JNG.

PBM, PORTABLE BITMAP FORMAT

Formato simple para gráficos en blanco y negro. Utiliza 1 bit por pixel. A diferencia del resto de formatos gráficos, un fichero PBM contiene texto plano y puede ser modificado con un simple procesador de texto. Está relacionado con los formatos PGM (escala de grises) y PPM (color).

PCX, PICTURE EXCHANGE

PCX fue desarrollado por Zsoft Corporation de Marietta, Georgia. Fue el formato nativo para el programa Paintbrush de PC, el cual fue uno de los primeros programas de gráficos populares que funcionaban bajo DOS en los primeros PCs. Su popularidad también se debe a que era uno de los formatos utilizados por el Deluxe Paint, junto con el ILBM. La mayoría de los archivos PCX usan una paleta de color indexada, pero el formato fue ampliado para permitir imágenes de 24 bits. PCX fue bastante popular en sistemas bajo DOS o Windows, pero actualmente es poco común, siendo en buena parte reemplazado por formatos con mejor compresión y prestaciones, tal como el PNG o el JPEG.

PDF, PORTABLE DOCUMENT FORMAT

PDF es un formato de almacenamiento de documentos, desarrollado por la empresa Adobe Systems. En esencia no es un formato gráfico propiamente dicho, sino un formato de almacenamiento de documentos, que permite almacenar texto con formato, imágenes de diferentes tipos, etc. Es una versión simplificada de PostScript; permite contener múltiples páginas y enlaces. Está especialmente ideado para documentos susceptibles de ser impresos, ya que especifica toda la información necesaria para la presentación final del documento, determinando todos los detalles de cómo va a quedar, no requiriéndose procesos ulteriores de ajuste o maquetación

PGM, PORTABLE GRAYMAP FORMAT

PGM es un formato de gráficos simple en escala de grises. Utiliza 8 bits por píxel. A diferencia del resto de formatos gráficos, un fichero PGM contiene texto plano y puede ser modificado con un simple procesador de texto. Está relacionado con los formatos PBM (blanco y negro) y PPM (color).

PIC, PICTURE

Este formato puede almacenar una imagen de mapa de bits con dos posibilidades: 256 colores a una resolución máxima de 320 x 200 píxeles y 16 colores a una resolución de 640 x 480 píxeles. También puede almacenar una secuencia de imágenes en cada fichero, siendo en este caso sólo posibles imágenes en tonos de gris.

Las principales desventajas de este formato son la escasez de colores posibles en altas resoluciones y la incompatibilidad entre formatos PIC, que hacen que sea uno de los menos utilizados en la actualidad.

PNG, PORTABLE NETWORK GRAPHIC

PNG es un formato gráfico basado en un algoritmo de compresión sin pérdida para bitmaps no sujeto a patentes.

Historia y desarrollo

Las motivaciones para crear el formato PNG se generaron en 1995, después de que Unisys anunciara que haría cumplir la patente de software del algoritmo de compresión de datos 

LZW utilizado por el GIF.

El PNG ganó mayor popularidad en agosto de 1999 cuando Unisys puso fin a su política de licencias de patente libre de royalties para los desarrolladores de software libreo no comercial.

Detalles técnicos

Las imágenes en formato PNG pueden ser imágenes de paleta indexada o estar formadas por uno o varios canales. Si existe más de un canal, todos los canales tienen el mismo número de bits por pixel.

PPM, PORTABLE PIXMAP FORMAT

PPM es un formato gráfico simple en color. Utiliza 24 bits por píxel: 8 para el rojo, 8para el verde y 8 para el azul. A diferencia del resto de formatos gráficos, un fichero PPM contiene texto plano y puede ser modificado con un simple procesador de texto. Está relacionado con los formatos PGM (escala de grises) y PBM (blanco y negro).

PSD (PHOTOSHOP DIGITAL FORMAT)

Es un formato sin compresión, por lo que no produce pérdidas de calidad, y admite todos los Modos de Color, canales alfa, tintas Planas, guías, trazados, selecciones, textos, capas simples y de ajuste y máscaras.

PSP, DOCUMENTO DE PAINT SHOP PRO
Formato estándar de los documentos de Paint Shop Pro, similar a los documentos .psd de Photoshop. Compatible con muy pocos programas.

SVG, SCALABLE VECTOR GRAPHICS

SVG es un lenguaje para describir gráficos vectoriales bidimensionales, tanto estáticos como animados (estos últimos con ayuda de SMIL), en XML. SVG se convirtió en una recomendación del W3C en Septiembre de 2001, por lo que ya ha sido incluido de forma nativa en el navegador web del W3C Amaya.

La versión 1.5 de Mozilla Firefox soporta gráficos hechos con SVG y desde su versión8, también el navegador Opera ha implementado SVG 1.1 Tiny en su núcleo. Otros navegadores web, necesitan un conector o plug-in, para lo que se puede utilizar el 
Visualizador SVG de Adobe.

SWF, CHOCKWAVE FLASH

SWF es la extensión de los archivos creados con Macromedia Flash, y significa ShockWave Flash. Los archivos SWF pueden protegerse para que no sean editables, y son una compilación y compresión del archivo de autor (FLA) editable desde Flash. Los ficheros SWF están construidos principalmente por dos elementos: objetos basados en vectores e imágenes. Las versiones más modernas también incorporan audio, vídeo (en formato Flash Video-FLV) y multitud de formas diferentes de interacción con el usuario.

El formato SWF fue desarrollado por Macromedia y tiene un objetivo principal: crear ficheros de reducido tamaño pero de gran calidad que permita interactividad. La idea fue disponer de un formato que pudiese funcionar sobre cualquier sistema y sobre un reducido ancho de banda (cómo un navegador de internet conectado a través de un módem).El plugin que permite reproducir ficheros SWF está disponible en Macromedia para diferentes navegadores y diferentes sistemas operativos, incluido Microsoft Windows, Apple Macintosh y Linux. Este plugins está instalado en un 98% de los ordenadores de los internautas. El formato es bastante simple, si bien es cierto que está en formato binario y por lo tanto no es de lectura accesible como su rival SVG basado en XML

TGA, TRUEVISION TGA

El formato TGA es un formato gráfico de mapa de bits desarrollado por la empresa True visión para las tarjetas Targa y Vista, válido para PC y MAC, que permite guardar imágenes monocromáticas  y con diferentes niveles de profundidad de color, utilizando o no una paleta gráfica.

Permite almacenar los archivos comprimidos o sin comprimir, aunque la mayoría de programas que lo soportan solo pueden abrir archivos TGA sin compresión, siendo entonces el que el peso de los ficheros es muy elevado. Este formato está especialmente indicado para retocar diseños profesionales que se vayan a reproducir en pantalla, debido a que la amplia gama de colores produce un efecto muy realista y sumamente elaborado.

TIFF, TAGGED IMAGE FILE FORMAT

La denominación en inglés Tagged Image File Format (formato de archivo de imágenes con etiquetas) se debe a que los ficheros TIFF contienen, además de los datos de la imagen propiamente dicha, "etiquetas" en las que se archiva información sobre las características de la imagen, que sirve para su tratamiento posterior.

Como desventajas, no tiene soporte para vectores ni texto, por lo que todos los tipos deben ser convertidos a mapas de bits antes de aplicarse al archivo. También, que debido a la flexibilidad que presenta respecto a los sistemas de compresión y a la compatibilidad entre aplicaciones, los programas diseñados para leer archivos TIFF deben disponer de la misma flexibilidad para entender los datos contenidos en ellos, lo que desafortunadamente no siempre ocurre.

WMF, WINDOWS METAFILE FORMAT

WMF es un formato vectorial y escalable, que funciona copiando en un archivo los comandos para realizar la imagen en cuestión, ahorrando con ello una cantidad considerable de  espacio.  Teóricamente puede almacenarcualquier elemento gráfico, ya sean imágenes bitmap, textos o gráficos vectoriales complejos.

XBM, X BITMAP

Formato nativo en blanco y negro del sistema X Window, compatible con la mayoría de navegadores web. Se trata de un formato ASCII sin compresión diseñado de tal forma que los ficheros tienen sintaxis de C/C++, pudiendo ser incluidos en el código fuente.

XCF, EXPERIMENTAL COMPUTING FACILITY

Formato nativo para el programa The GIMP, con múltiplescaracterísticas extra, como la composición por capas. Usado, sobre todo, en The GIMP, pero también leíble por ImageMagick.

X-PIXMAP (.XPM)

Inspirado en el formato XBM, es usado casi exclusivamente en plataformas UNIX, Linux, BSD con el sistema X Windows

DIFERENCIA ENTRE LOS FORMATOS: LOS VECTORIALES Y LOS DE MAPAS DE BITS TAMBIEN CONOCIDOS COMO RESTERIZADOS


  • Imágenes vectoriales pueden agrandarse y achicarse sin perder calidad, al contrario de las imágenes reste rizada.
  • En la mayoría de los casos, las imágenes vectoriales requieren menos ancho de banda y pueden ser accesados y vistos más rápidamente que los mapas de bit.
  • Imágenes vectoriales pueden manipularse más fácilmente que los mapas de bit.
  • Metadata y texto en imágenes vectoriales puede buscarse fácilmente, como texto en HTML

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