Temas Unidad 1

1.1 Aplicaciones gráficas por computadora.

La gratificación puede ser aplicada en distintas áreas, como en la ciencia, diseño, medicina, arquitectura, entretenimiento, arte, entre otros. A continuación se mostraran algunos ejemplos.

Diseño asistido por computadora.

Este método, también llamado generalmente como CAD (Computer Assisted Desing) ahora se utiliza de forma habitual para el diseño de construcciones, automóviles, aeronaves, embarcaciones.

Normalmente, los paquetes de software de aplicaciones de CAD ofrecen a los diseñadores un entorno con ventanas múltiples; estas diversas ventanas desplegables muestran secciones ampliadas de vistas de diferentes objetos. Estos paquetes de software están dirigidos principalmente para el campo de la arquitectura. Ofrecen a los diseñadores muchas herramientas de simbología para poder crear modelos realistas de sus construcciones. Muchas otras clases de sistemas y productos se diseñan usando ya sea paquetes de CAD generales o software de CAD desarrollado en forma especial.

A continuación mostrare unos ejemplos de CAD.

Entretenimiento

Hoy en día es muy común utilizar métodos de gráficas por computadora para producir películas, videos musicales y programas de televisión. En ocasiones, se despliegan sólo imágenes gráficas y otras veces, se combinan los objetos con los actores y escenas en vivo. Al igual que pueden aparecer personas en forma de armazón combinadas con actores y una escena en vivo. Los videos musicales aprovechan las gráficas de muchas maneras, se pueden combinar objetos gráficos con acción en vivo, o se pueden utilizar técnicas de procesamiento de imágenes para producir una transformación de una persona o un objeto en otro (a este efecto se le conoce como morphing).s, aeronaves, embarcaciones, naves espaciales, computadoras, incluso telas y muchos productos.

A continuación mostrare unos ejemplos de entretenimiento.

 Educación y capacitación.

A menudo, se utilizan como instrumentos de ayuda educativa modelos de sistemas físicos, financieros y económicos, los cuales se generan por computadora. Modelos de sistemas físicos, sistemas fisiológicos, tendencias de población o equipo, pueden ayudar a los estudiantes a comprender la operación del sistema. En el caso de algunas aplicaciones de capacitación, se diseñan sistemas especiales, como los simuladores para sesiones de práctica o capacitación de capitanes de barco, pilotos de avión, operadores de equipo pesado y el personal de control de tráfico aéreo. Algunos simuladores no tienen pantallas de video; por ejemplo, un simulador de vuelo que sólo tiene un panel de control como instrumento de vuelo. No obstante, la mayor parte de los simuladores cuenta con pantallas gráficas para la operación visual.

A continuación se mostrara un ejemplo.

Interfaces Gráficas de usuario.

Hoy por hoy los paquetes de software ofrecen 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. Las interfaces también despliegan menús e iconos para permitir una selección rápida de las opciones de procesamiento o de valores de parámetros. 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 que las descripciones textuales correspondientes y que se pueden entender con mayor rapidez si están bien diseñados. Los menús contienen listas de descripciones textuales e iconos.

A continuación se se mostrara un ejemplo de interfaces gráficas de usuario.

1.2 Dispositivos de hardware y software para el despliegue gráfico.

Hardware

Un sistema gráfico tradicional consta de cuatro componentes: procesador, unidad de procesamiento gráfico, dispositivos de entrada y dispositivos de salida. El procesador desempeña un papel central en cualquier sistema gráfico y cada uno de los demás componentes debe comunicarse en algún momento con otro, o con el procesador mediante un canal de datos.

Los Dispositivos de Entrada:

Estos dispositivos permiten al usuario del computador introducir datos, comandos y programas en el CPU. El dispositivo de entrada más común es un teclado similar al de las máquinas de escribir. La información introducida con el mismo, es transformada por el ordenador en modelos reconocibles. Los datos se leen de los dispositivos de entrada y se almacenan en la memoria central o interna. Los Dispositivos de Entrada, convierten la información en señales eléctricas que se almacenan en la memoria central.

Los mas comunes son:

Teclado: El teclado es un dispositivo eficaz para introducir datos no gráficos como rótulos de imágenes asociados con un despliegue de gráficas. Los teclados también pueden ofrecerse con características que facilitan la entrada de coordenadas de la pantalla, selecciones de menús o funciones de gráficas. 

Ratón ó Mouse: Es un dispositivo electrónico que nos permite dar instrucciones a nuestra computadora a través de un cursor que aparece en la pantalla y haciendo clic para que se lleve a cabo una acción determinada; a medida que el Mouse rueda sobre el escritorio, el cursor (Puntero) en la pantalla hace lo mismo.

Tal procedimiento permitirá controlar, apuntar, sostener y manipular varios objetos gráficos (Y de texto) en un programa. A este periférico se le llamó así por su parecido con un roedor. Existen modelos en los que la transmisión se hace por infrarrojos eliminando por tanto la necesidad de cableado. Al igual que el teclado, el Mouse es el elemento periférico que más se utiliza en una PC.

Micrófono: Los micrófonos son los transductores encargados de transformar energía acústica en energía eléctrica, permitiendo, por lo tanto el registro, almacenamiento, transmisión y procesamiento electrónico de las señales de audio. Son dispositivos duales de los altoparlantes, constituyendo ambos transductores los elementos mas significativos en cuanto a las características sonoras que sobre imponen a las señales de audio.

Scanner: Es una unidad de ingreso de información. Permite la introducción de imágenes gráficas al computador mediante un sistema de matrices de puntos, como resultado de un barrido óptico del documento. La información se almacena en archivos en forma de mapas de bits (bit maps), o en otros formatos más eficientes como Jpeg o Gif.

Cámara Digital: se conecta al ordenador y le transmite las imágenes que capta, pudiendo ser modificada y retocada, o volverla a tomar en caso de que este mal.

Cámara de Video: Graba videos como si de una cámara normal, pero las ventajas que ofrece en estar en formato digital, que es mucho mejor la imagen, tiene una pantalla LCD por la que ves simultáneamente la imagen mientras grabas. Se conecta al PC y este recoge el video que has grabado, para poder retocarlo posteriormente con el software adecuado.

Los Dispositivos de Salida:

Estos dispositivos permiten al usuario ver los resultados de los cálculos o de las manipulaciones de datos de la computadora. El dispositivo de salida más común es la unidad de visualización (VDU, acrónimo de Video Display Unit), que consiste en un monitor que presenta los caracteres y gráficos en una pantalla similar a la del televisor.

Los tipos de Dispositivos de Salida más Comunes Son:

Pantalla o Monitor: Es en donde se ve la información suministrada por el ordenador. En el caso más habitual se trata de un aparato basado en un tubo de rayos catódicos (CRT) como el de los televisores, mientras que en los portátiles es una pantalla plana de cristal líquido (LCD).

Impresora: es el periférico que el ordenador utiliza para presentar información impresa en papel. Las primeras impresoras nacieron muchos años antes que el PC e incluso antes que los monitores, siendo el método más usual para presentar los resultados de los cálculos en aquellos primitivos ordenadores.

En nada se parecen las impresoras a sus antepasadas de aquellos tiempos, no hay duda de que igual que hubo impresoras antes que PCs, las habrá después de éstos, aunque se basen en tecnologías que aún no han sido siquiera inventadas.

Altavoces: Dispositivos por los cuales se emiten sonidos procedentes de la tarjeta de sonido. Actualmente existen bastantes ejemplares que cubren la oferta más común que existe en el mercado. Se trata de modelos que van desde lo más sencillo (una pareja de altavoces estér eo), hasta el más complicado sistema de Dolby Digital, con nada menos que seis altavoces, pasando por productos intermedios de 4 o 5 altavoces.

Auriculares: Son dispositivos colocados en el oído para poder escuchar los sonidos que la tarjeta de sonido envía. Presentan la ventaja de que no pueden ser escuchados por otra persona, solo la que los utiliza.

Software

Una representación gráfica consiste en un conjunto de pixeles que se obtiene apartir de una idea de más alto nivel; como puede ser la descripción de la gráfica en términos de líneas, arcos, colores etc. o incluso en términos de objetos tridimensionales, puntos de vista e iluminación. El cómo llegar de estas descripciones de alto nivel al conjunto de pixeles final es algo de lo que las diferentes partes del sistema se deberán encargar; por lo general el programador dispone de una serie de librerías de programación gráfica que le permiten escribir aplicaciones sin tener que llegar a conocer en detalle el hardware sobre el que se ejecutará su código, y sin tener que escribir desde el principio miles de procedimientos que, además, distan de ser triviales. Ejemplos de estas librerías podrían son OpenGL de SGI y Direct3D de Microsoft.

1.3 Formatos gráficos de almacenamiento.

Al momento de almacenar una imagen digital podemos elegir de entre varios formatos en que la información de tonos, brillos y contrastes va a ser recogida. Unos de ellos son comprimidos: algunos con pérdidas y otros sin ellas; otros en cambio no tienen compresión alguna. En algunos casos nos importará que ocupen poco espacio porque tengamos memoria limitada, o porque queramos que tarden poco en descargarse desde Internet. En otros casos, nos interesará tener la máxima calidad posible y poco importará el espacio que puedan ocupar.

Formatos de ficheros de imágenes digitales

TIFF (Tagged Image File Format o formato de archivo de imágenes con etiquetas): es uno de los formatos de almacenamiento sin pérdidas que usan muchas cámaras digitales. También se usa en los programas de retoque de imágenes digitales. Es un formato de almacenamiento de la más alta calidad. Admite una profundidad de color de 64 bits, aunque gracias al uso de un algoritmo de compresión sin pérdidas consigue reducir su nivel de espacio.

RAW (en inglés significa crudo): se usa como alternativa a TIFF. Consiste en almacenar directamente la información que procede del sensor de la cámara digital. Si hubiera que convertirla a TIFF el proceso tendría una mayor demora y requeriría mayor espacio de almacenamiento. Los formatos RAW suelen ser distintos entre los fabricantes. Como inconveniente tiene que para poder trabajar con las imágenes en un PC o para imprimirlas hay que llevar a cabo su conversión a otro formato estándar, lo cual lleva un cierto tiempo. Sin embargo, el nivel de calidad que tienen las imágenes en RAW es semejante al de las imágenes TIFF.


JPEG (Joint Photographic Experts Group o Grupo de Expertos en un Conjunto de Fotografías): es uno de los formatos más populares, siendo uno de los más usados también en Internet. Permite almacenar y transmitir las imágenes ocupando muy poco espacio, aunque con pérdidas de calidad. Afortunadamente se puede decidir el nivel de pérdidas (y por tanto de calidad) que se desea tener. Aún con los niveles de calidad más altos en JPEG el ahorro de espacio es considerable frente a, por ejemplo, un fichero TIFF.


GIF (Graphics Interchange Format o Formato de intercambio de gráficos): es el otro gran conocido de los internautas. Utiliza un algoritmo de compresión sin pérdidas. Sin embargo, la calidad en las imágenes no llega a ser muy alta por su limitada profundidad de color (sólo 8 bits). Permite transparencias e imágenes rodantes (que reciben el nombre de GIF’s animados).

PNG (Portable Network Graphics o Gráficas Portables para Red): otro de los formatos de Internet, aunque no tan popular como los dos anteriores. Ha sido concebido como el sustituto de GIF, incrementando su profundidad de color (hasta los 48 bits) y usando un mecanismo de compresión sin pérdidas mejorado.


PSD (Extensión de los ficheros creado por Photoshop): se trata del formato nativo del conocido programa de retoque fotográfico Photoshop. Admite capas, texto y almacena el estado de edición / manipulación en que puede haber quedado una imagen. Permite almacenar las imágenes con la calidad más alta, aunque a costa del uso de un gran espacio en disco.


Estas son las principales características de los formatos mencionados:

1.4 Aspectos matemáticos de la gratificación (Geometría Fractal).

La geometría es fundamental para el desarrollo de software de gráficos. Los científicos y programadores de computadoras estudian geometría fractal, geometría descriptiva y perspectiva lineal, que es la geometría 3D, para desarrollar matemáticamente el dibujo de objetos en vez de dibujar con un mouse o un bolígrafo y un lápiz.

Para entender que es la geometría fractal, se debe primero conocer el significado de "Fractal", el cual es un ente geométrico el cual en su desarrollo espacial se va produciendo a si mismo cada vez a una escala menor. 

¿Qué es la geometria fractal?

La geometría fractal es el estudio de los métodos de dibujo automatizados que se basan en una forma geométrica específica o conjunto de formas geométricas específicas. A menudo, los métodos fractales implican la inscripción repetida de una forma geométrica dentro de otra igual. Un ejemplo, es cuando un triángulo equilátero se inscribe dentro de otro triángulo equilátero, en repetidas ocasiones, de manera que cada triángulo equilátero inscrito es sucesivamente más pequeño que el anterior. Cuando el código de computadora es escrito para llevar a cabo este procedimiento, se pueden construir continuamente cada vez más pequeños triángulos equiláteros sin fin y sin intervención humana.

A continuación les mostrares unos ejemplos de geometría fractal:

Práctica #13: Hacer una Ovalo en pycharm:

Codigo:

       

#programa que hace una linea usando Tkinter#

from Tkinter import *
ventanaprincipal=Tk()#crea objeto de tipo ventana#
ventanaprincipal.title('ventana de la Figura con un Boton')#Titulo de la ventana#
ventanaprincipal.config(bg='turquoise')#Fondo de ventana#
ventanaprincipal.geometry('500x500')#Da el ancho y alto dela ventana en pixeles#

#def ejecutar(f):
   # ventanaprincipal.after(200,f)#Forma de ejecutar las funciones#

def circulo(ventanaprincipal):
   circulo=Canvas(width=210,height=210,bg='gray')#Seria el lienzo canvas de una figura#
   circulo.pack()
   circulo.create_oval(20,20,200,100 ,width=10,fill='pink')#Cordenads y caracteristicas de la figura(linea)#

boton = Button(ventanaprincipal,text='Mostrar rectangulo',command=lambda: circulo(ventanaprincipal))
boton.pack()
ventanaprincipal.mainloop()