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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO INSTITUTO TECNOLÓGICO DE VERACRUZ

Alumno: EDUARDO AUGUSTO HUITZITL TORRES Profesor: GENARO MÉNDEZ LÓPEZ

Materia: GRAFICACIÓN 16-17 hrs Trabajo: TAREAS DE INVESTIGACIÓN Periodo: ENERO JUNIO 2019

TAREA 1: Definición de Graficación: Es la disciplina para producir dibujos o imágenes usando una computadora incluyendo el modelado, manipulación y almacenaje de objetos geométricos. Graficación por computadora: Se utilizan computadoras tanto para generar imágenes visuales sintéticamente como integrar o cambiar la información visual y espacial recopilada del mundo real. Procesamiento de imágenes: Mejorar el aspecto de las imágenes y hacer más evidentes en ellas ciertos detalles que se desean hacer notar. Reconocimiento de patrones: Es la ciencia que se ocupa de los procesos sobre ingeniería, computación y matemáticas relacionados con objetos físicos o abstractos, con el propósito de extraer información. Geometría computacional: Es una rama de las ciencias de la computación dedicada al estudio de algoritmos que pueden ser expresados en términos de la geometría. TAREA 2: Datos pictóricos: Son los datos numéricos representados y expresados mediante imágenes en el uso de programas de graficación. Rasterización: Es el proceso por el cual una imagen descrita en un formato gráfico vectorial se convierte en un conjunto de píxeles para ser desplegados en un medio de salida digital. Rendering: Es un término usado en computación para referirse al proceso de generar una imagen foto realista desde un modelo 3D. Modelado gráfico: Es un procedimiento de solución de problemas de programación lineal, muy limitado en cuanto al número de variables. Transformación bidimensional: Permiten alterar de una forma uniforme toda la imagen. Traslación: Cambia la posición en un objeto a lo largo de una trayectoria de una línea recta. Rotación: Cambia la posición en un objeto a lo largo de una circunferencia. Escalación: Altera el tamaño de un objeto.

TAREA 3: Ben Laposky: Crea las primeras imágenes graficas en un osciloscopio. Steve Russell: Crea Spacewars, el primer juego de video por computadora. Ivan Sutherland: Considerado el fundador de la graficación por computadora y desarrolla el primer sistema de comunicación grafico humano computadora. Jack Bresenham: Algoritmo de trazado de línea. TAREA 4: OpenGL: Son un conjunto de librerías y son importantes se define como API multilenguaje y multiplataforma para escribir aplicaciones que produzcan gráficos. TAREA 5: Fractal: Es un objeto geométrico cuya estructura básica, fragmentada o irregular, se repite a diferentes escalas. TAREA 6: Compresiones Física: Almacena los datos repetidos de un patrón de bits a otro. Lógica: Se lleva a cabo por razonamiento lógico al sustituir esta información por información equivalente. Simétrica: Se utiliza el mismo método para comprimir y para descomprimir los datos. Asimétrica: Requiere más trabajo para una de las dos operaciones. Sin perdida: Una mayor compresión solo implica más tiempo de proceso. Se utiliza principalmente en la compresión de texto. Con perdida: Puede eliminar datos para disminuir aún más el tamaño, con lo que reduce la calidad.

TAREA INVESTIGACIÓN UNIDAD 5 5.3. Tipos de animación 3D Animación donde los objetos pueden moverse en las tres dimensiones. Tiene un nivel de calidad y detalle que lo vuelve muy cercano a las imágenes de la realidad, en algunos casos haciéndose imperceptible la diferencia entre la animación y un objeto real. Un ejemplo de animación 3D es la película Toy Story 3

5.3.1. Cel-Shaded Técnica que utiliza un tipo de renderización no fotorealística diseñada para hacer que los gráficos por computadora parezcan dibujados a mano. Es comúnmente usado para imitar el estilo de los cómics o dibujos animados. Es una adición relativamente nueva a los gráficos por computadora, común de verse en videojuegos de consolas tales como the legend of zelda the wind waker, Dragon ball Z, Naruto Ultimate Ninja Storm, etc. Esta técnica comienza con un modelo 3D típico y se diferencia de la renderización convencional en su uso de iluminación no fotorrealística, en la forma de sombrear.

5.3.2. Morph Técnica de manipulación de imágenes digitales que permite obtener una animación entre dos imágenes diferentes. Obteniendo una serie determinada de estados intermedios entre dos estados diferentes de la imagen. Hablando de un objeto, morphing es la transformación de un objeto tridimensional en otro, que suele ser denominado “deformación”. Esto no deja de ser el un mismo concepto de “cambio a un nuevo estado de forma”. El cambio de estado puede ocurrir cambiando el color de pixel a pixel en función al valor del pixel final exclusivamente. O donde el pixel cambia de posición y ocurre una direccionalidad o movimiento de la imagen, donde ahora el valor depende de un recorrido en las imágenes.

5.3.3. Skeletal Consiste en animar a un personaje construyendo su esqueleto, añadiendo componentes (que en el caso de un humano serian huesos) de manera jerarquica y manual o algorítmicamente. De esta forma se puede animar cada uno de los componentes, teniendo en cuenta que al estar unidos de forma jerarquica el movimiento de uno de ellos puede afectar a los demás. Una de sus desventajas es que en algunos casos no se genera un movimiento realista del musculo. Se suele utilizar en videojuegos, en la industria del cine y en el ámbito militar para propósitos de entrenamiento.

5.3.4. Motion Capture Tambien conocida como mocap, es una técnica que sirve para almacenar movimientos digitalmente. Como su nombre lo dice capturando movimiento.

Utiliza la técnica de la fotogrametría que determina las propiedades geométricas de los objetos y las situaciones especiales de seres vivos a partir de imágenes fotográficas. Al utilizar dos fotos se puede obtener información tridimensional. Motion Capture, en los últimos años se implementó en el cine y logro mostrarse con gran eficacia en la película Avatar. Lo que se necesita para realizar este tipo de captura de movimiento es un traje con sensores de movimiento, 6 cámaras de captura y un ordenador con un software especializado.

5.3.5. Crowds Esta técnica se inventó con finalidades militares para predecir la reacción de una multitud en casos de emergencia, consiste en una mejora de la Animación de Partículas. Su principal objetivo es simular el movimiento de un gran número de objetos o personajes. Mientras se simulan estas multitudes, se toma en cuenta la interacción del comportamiento humano observado, para replicar la conducta colectiva. Puede simular la acción de partículas distintas sobre todo tipo de materiales. Principalmente se crean los personajes y se les dota de una inteligencia artificial: un objetivo, carácter, una manera de relacionarse con el medio El sistema de uso civil más avanzado es el Programa Massive, que creó Weta Digital para animar a los ejércitos de El Señor de Los Anillos en la película de “Las Dos Torres”.

5.4. Animación 2D o 3D controlada por el usuario. La animación en tiempo real va generando los fotogramas a medida que son necesarios. La animación fotograma a fotograma calcula los fotogramas uno a uno y luego los muestra. A medida que los ordenadores se hacen más rápidos, los algoritmos de generación de imágenes se hacen más complejos, por lo que probablemente siempre existan las dos. Según cual sea el origen de los fotogramas con respecto al ordenador, se distinguen:  

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Procedencia externa: fotogramas dibujados a mano, o generados a partir de la filmación de un movimiento real (técnica denominada rotoscopia). Algunos fotogramas son creados en el ordenador. El animador define manualmente los fotogramas principales de la animación (fotogramas clave, cotas o “keyframes”), y el ordenador calcula los fotogramas restantes mediante métodos de interpolación. Generación completa por el ordenador. Son animaciones procedurales o simulaciones en las que la dinámica del modelo se describe de forma algorítmica.

En un sistema de animación por ordenador, y siguiendo la analogía de un estudio cinematográfico se distinguen: 1. Guión: descripción detallada de las escenas que componen la animación. 2. Decorado: elementos inmóviles de la escena. 3. Actores: elementos móviles definidos mediante unas variables que se modifican a lo largo del tiempo siguiendo unas reglas determinadas. 4. Focos: fuentes de luz que iluminan la escena. Se pueden modificar tanto posición como características a lo largo del tiempo.

5. Cámaras: se definen por su posición, su punto de interés y ángulo de visión. Panorámicas, zooms, fundidos... Otros movimientos de cámara: ecuaciones matemáticas, seguimiento de un actor, técnicas interactivas. Se pueden usar múltiples cámaras virtuales. 6. Coreografía: creación de los elementos, descripción de sus movimientos y sincronización de los mismos. Para todo ello es necesario utilizar un sistema de animación. El proceso de obtención de animaciones lo podemos dividir en varias etapas, que describimos a continuación: 1.

Entrada: Antes de poder usar el ordenador, los dibujos han de ser digitalizados para crear frames, donde las entidades a animar se encuentren en posiciones extremas o características. Estas imágenes digitalizadas pueden ser producidas por el ordenador usando programas adecuados o creados al digitalizar fotos o dibujos. Los dibujos pueden requerir de un cuidadoso post-procesamiento para obtener una buena calidad. 2. Composición: Los frames individuales de una animación completa son generados mediante el uso de técnicas de composición de imágenes par combinar elementos de fondos y de primeros planos. Usando frames de baja resolución de una animación en un gris, podemos generar un trailer usando la característica de pan-zoom disponible en algunos sistemas. Pan implica coger una parte de la imagen y zoom agrandarla hasta tamaño de pantalla completa. Este proceso se puede repetir para varios elementos contenidos en los frames de animación. Si este procedimiento se realiza a la suficiente velocidad obtenemos una sensación de continuidad. Puesto que cada imagen es reducida a un tamaño 1/25 o 1/36 respecto del original y entonces alargado a tamaño completo, podemos reducir de manera efectiva la resolución del monitor. 3. Intermedio: La animación de movimiento de una posición a otra requiere la composición de frames con posiciones intermedias. En animación basada en ordenador, este proceso se realiza usando métodos de interpolación. La animación tradicional tiene muchos años de vida, y es un buen punto de partida para la animación por ordenador. Los estudios de “dibujos animados” llevan desde principios de siglo desmenuzando el movimiento y estudiando cómo se puede reproducir con la máxima naturalidad. Es interesante conocer alguno de los principios básicos de la animación tradicional porque pueden facilitar la síntesis de movimiento por ordenador:  Anticipación. Se prepara la siguiente acción (e.g. antes de salir corriendo, postura forzada en sentido contrario). La anticipación permite:  Preparar los músculos para la acción.  Preparar al espectador y captar la atención hacia la acción principal.  Indicar la velocidad de la acción.  Para conseguir movimientos fluidos y sensación de elasticidad se usan deformaciones de estiramiento y compresión. Los objetos se deforman en la dirección de desplazamiento para dar sensación de peso y gravedad. La deformación es perpendicular a la trayectoria en los impactos. La regla básica consiste en mantener el volumen de los objetos constante. Con estas deformaciones se evita el efecto estroboscópico de forma semejante al difuminado por movimiento.  Solapamiento y continuación de las acciones. El solapamiento consiste en comenzar la siguiente acción antes de terminar la anterior (e.g. para abrir una puerta, uno se acerca y ya está estirando la mano antes de llegar). La continuación significa que los movimientos no se detienen bruscamente, sino que continúan más allá de su posición final (e.g. raquetazo, que continúa por inercia mucho después de haber dado a la bola).

Por lo tanto, las fases en la animación de un movimiento son: 1) anticipación, 2) realización (con estiramientos, compresiones, solapamientos...) y 3) continuación.   

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La asimetría consigue unos personajes más creíbles y realistas. La exageración sirve para llamar la atención sobre los elementos más importantes. Acción principal y acciones secundarias. La acción principal ha de ser única y clara: debe pasar una sola cosa en cada momento. A nivel individual en cada imagen: con la silueta del personaje debería bastar para entender la acción. A nivel global (en toda una secuencia), el lenguaje cinematográfico ha de ser igualmente claro. Sin embargo, se usan acciones secundarias (e.g. anticipación, continuación) que complementan la acción principal sin competir con ella. La mayoría de los desplazamientos siguen trayectorias curvas.

En animación tradicional se usa a menudo la terminología cinematográfica para hacer referencia a las partes de una animación:     

Película (presentación, episodio): es toda la animación en su conjunto. En animación tradicional, suele haber una introducción que se repite en cada episodio. Escena: una cierta continuidad en cuanto a lugares, actores y acciones (e.g. una persecución en coche). Secuencia: sucesión ininterrumpida de planos que integran un tramo coherente y concreto del argumento. Plano: serie de fotogramas captados con la cámara sin dejar de funcionar. Fotograma: cada una de las imágenes individuales.