Si Rembrandt estuviera vivo hoy, ¿Seguiría pintando con óleo sobre lienzo.. o se sentaría tranquilamente en un escritorio, con la mano en el ratón y dibujaría gráficos deslumbrantes en la pantalla de una computadora?
La mayoría de nosotros admitiría felizmente tener menos talento en ambas manos que el que tenía un gran pintor como este en un milímetro de su meñique, pero las computadoras pueden convertirnos en artistas cotidianos razonablemente competentes de todos modos.
Ya sea que sea un arquitecto o un diseñador web, un estudiante de moda o un científico, los gráficos por computadora pueden hacer que su trabajo sea más rápido, más fácil y mucho más efectivo. ¿Cómo? ¡Miremos más de cerca!
¿Qué son los gráficos por computadora?
Gráficos por computadora significa hacer dibujos en una pantalla de computadora. ¿Qué tiene eso de bueno? Dibuja algo en papel —un hombre o una casa— y lo que tienes es una pieza de información analógica : lo que dibujas es una semejanza o analogía de algo en el mundo real. Dependiendo de los materiales que utilice, cambiar lo que dibuje puede ser fácil o difícil: puede borrar las marcas de lápiz o carbón con bastante facilidad, y puede raspar las pinturas al óleo.y rehacerlos sin problema.
Pero alterar las acuarelas o los marcadores permanentes es muchísimo más complicado. Esa es la maravilla del arte, por supuesto, captura el toque fresco de la creatividad, y eso es exactamente lo que nos encanta de él. Pero en lo que respecta a los gráficos cotidianos, la inmediatez del arte también es un gran inconveniente. Como todo niño dibujante sabe muy bien, si dibuja la primera parte de su imagen demasiado grande, tendrá dificultades para exprimir todo lo demás en la página … y qué pasa si cambia de opinión sobre dónde poner algo o si quiere cambiar rojo por naranja o verde por azul? ¿Alguna vez ha tenido uno de esos días en los que rompe una hoja tras otra de papel estropeado y lo tira a la basura?
Es por eso que muchos artistas, diseñadores y arquitectos se han enamorado de los gráficos por computadora. Haz un dibujo en la pantalla de una computadora y lo que tienes es una pieza de información digital . Probablemente se parezca a lo que habrías dibujado en papel, la idea fantasmal que rondaba en tu mente para empezar, pero dentro de la computadora tu imagen se almacena como una serie de números. Cambie los números y podrá cambiar la imagen, en un abrir y cerrar de ojos o incluso más rápido. Es fácil cambiar la imagen por la pantalla, escalarla hacia arriba o hacia abajo, rotarla, intercambiar los colores y transformarla de muchas otras formas. Una vez terminado, puede guardarlo, incorporarlo a un documento de texto, imprimirlo, cargarlo en una página web ,información digital.
Gráficos vectoriales y ráster
Todo el arte por computadora es digital, pero hay dos formas muy diferentes de dibujar imágenes digitales en una pantalla de computadora, conocidas como gráficos rasterizados y vectoriales. Los programas de gráficos de computadora simples como Microsoft Paint y PaintShop Pro se basan en gráficos de trama, mientras que los programas más sofisticados como CorelDRAW, AutoCAD y Adobe Illustrator usan gráficos vectoriales. Entonces, ¿cuál es exactamente la diferencia?
Gráficos de trama
Mira fijamente la pantalla de su computadora y notará que las imágenes y las palabras están formadas por pequeños puntos o cuadrados de colores llamados píxeles . La mayoría de las imágenes gráficas de computadora simples que encontramos están pixeladas de esta manera, al igual que las paredes están construidas con ladrillos. Las primeras pantallas de computadora, desarrolladas a mediados del siglo XX, funcionaron de manera muy parecida a los televisores , que solían construir sus imágenes en movimiento “escaneando” haces de electrones (diminutas partículas cargadas dentro de los átomos , también llamadas rayos catódicos) de ida y vuelta desde la parte superior. hacia abajo y de izquierda a derecha, como una especie de pincel electrónico instantáneo. Esta forma de hacer una imagen se llama escaneo ráster y es por eso que crear una imagen en la pantalla de una computadora a partir de píxeles se llama gráficos de trama.
Mapas de bits
Probablemente haya oído hablar de binario , la forma en que las computadoras representan números decimales (1, 2, 3, 4 y así sucesivamente) usando solo los dos dígitos cero y uno (por lo que el número decimal 5678 se convierte en 1011000101110 en lenguaje binario de computadora). Suponga que es una computadora y desea recordar una imagen que alguien está dibujando en su pantalla. Si está en blanco y negro, puede usar un cero para almacenar un área blanca de la imagen y uno para almacenar un área negra (o viceversa si lo prefiere). Copiando cada píxel por turno, podría transformar una imagen que llena una pantalla completa de, digamos, 800 píxeles de ancho por 600 píxeles hacia abajo en una lista de 480.000 (800 x 600) ceros y unos binarios. Esta manera de convertir una imagen en un archivo de computadora compone de bi digi nario ts (que se llaman bits de para abreviar) se llama mapa de bits , porque hay una correspondencia directa (un “mapeo” uno a uno) entre cada píxel de la imagen y cada bit del archivo. En la práctica, la mayoría de los mapas de bits son imágenes en color. Si usamos un solo bit para representar cada píxel, solo podemos saber si el píxel está encendido o apagado (blanco o negro). Si usamos (digamos) ocho bits para representar cada píxel, podríamos recordar ocho colores diferentes, pero necesitaríamos ocho veces más memoria (espacio de almacenamiento dentro de la computadora) para almacenar una imagen del mismo tamaño. Cuantos más colores queramos representar, más bits necesitamos.
Los gráficos de trama son fáciles de usar y es fácil ver cómo los programas que los usan hacen sus cosas. Si dibuja una imagen de píxeles en la pantalla de su computadora y hace clic en un botón en su paquete de gráficos para “reflejar” la imagen (voltearla de izquierda a derecha o de derecha a izquierda), todo lo que hace la computadora es invertir el orden de los píxeles por invirtiendo la secuencia de ceros y unos que los representan. Si escala una imagen para que tenga el doble de tamaño, la computadora copia cada píxel dos veces (por lo que los números 10110 se convierten en 1100111100), pero la imagen se vuelve notablemente más granulada y pixelada en el proceso. Ese es uno de los principales inconvenientes del uso de gráficos rasterizados: no se escalan muy bien a diferentes tamaños. Otro inconveniente es la cantidad de memoria. ellos requieren. Una foto realmente detallada puede necesitar 16 millones de colores, lo que implica almacenar 24 bits por píxel y 24 veces más memoria que una imagen básica en blanco y negro. (Haga las sumas y encontrará que una imagen que llena completamente un monitor de computadora de 1024 x 768 y usa 24 bits por píxel necesita aproximadamente 2.5 megabytes de memoria).
Resolución
El número máximo de píxeles en una imagen (o en la pantalla de una computadora) se conoce como resolución . La primera computadora que usé correctamente, una Commodore PET , tenía una pantalla de resolución ultrabaja con 80 caracteres de ancho por 25 líneas hacia abajo (por lo que un máximo de 2000 letras, números o signos de puntuación podrían estar en la pantalla en cualquier momento) ; dado que cada carácter se construyó a partir de un cuadrado de 8 × 8 píxeles, eso significaba que la pantalla tenía una resolución de 640 × 200 = 128.000 píxeles (o 0,128 megapíxeles, donde un megapíxel es un millón de píxeles). La computadora portátil que estoy usando ahora tiene una resolución de 1280 × 800 = 1.024 megapíxeles, que es aproximadamente de 7 a 8 veces más detallada. Una camara digital con una resolución de 7 megapíxeles sería aproximadamente siete veces más detallada que la resolución de la pantalla de mi computadora portátil o aproximadamente 50 veces más detallada que la pantalla PET original de Commodore.
Anti-aliasing
Mostrar curvas dibujadas con suavidad en una pantalla pixelada puede producir bordes horriblemente irregulares (“irregularidades”). Una solución a esto es difuminar los píxeles en una curva para dar la apariencia de una línea más suave. Esta técnica, conocida como anti-aliasing , se usa ampliamente para suavizar las fuentes en pantallas de computadora pixeladas.
Gráficos vectoriales
Existe un método alternativo de gráficos por computadora que soluciona los problemas de los gráficos rasterizados. En lugar de construir una imagen con píxeles, la dibuja un poco como lo haría un niño usando líneas simples rectas y curvas llamadas vectores o formas básicas (círculos, curvas, triángulos, etc.) conocidas como primitivas.. Con los gráficos de mapa de bits, puede hacer un dibujo de una casa construyéndolo a partir de cientos, miles o millones de píxeles individuales, lo que es más importante, cada píxel no tiene conexión con ningún otro píxel excepto en su cerebro.
Con gráficos vectoriales, puede dibujar un rectángulo para la casa básica, rectángulos más pequeños para las ventanas y la puerta, un cilindro para la chimenea y un polígono para el techo. Mirando la pantalla, una casa de gráficos vectoriales todavía parece estar dibujada a partir de píxeles, pero ahora los píxeles están relacionados con precisión entre sí: son puntos a lo largo de las diversas líneas u otras formas que ha dibujado. Dibujar con líneas rectas y curvas en lugar de puntos individuales significa que puede producir una imagen más rápidamente y almacenarla con menos información.
a mayoría de los paquetes de gráficos por computadora modernos le permiten dibujar una imagen usando una combinación de gráficos rasterizados o vectoriales, como lo desee, porque a veces un enfoque funciona mejor que otro y, a veces, es necesario mezclar ambos tipos de gráficos en una sola imagen. Con un paquete de gráficos como el GIMP (Programa de manipulación de imágenes GNU), puede dibujar curvas en la pantalla trazando y luego completando “rutas” (técnicamente conocidas como curvas de Bézier ) antes de convertirlas en píxeles (“rasterizarlas”) para incorpórelos en algo como una imagen de mapa de bits.
Gráficos 3D
La vida real no es como un juego de computadora o una simulación de realidad virtual . Las mejores animaciones CGI (imágenes generadas por computadora) son fáciles de diferenciar de las realizadas en película o video con actores reales. ¿Porqué es eso? Cuando miramos objetos en el mundo que nos rodea, no parecen estar extraídos de píxeles o vectores. En un abrir y cerrar de ojos, nuestro cerebro recopila mucha más información del mundo real que la que los artistas pueden incluir incluso en las imágenes gráficas por computadora más realistas. Para hacer que una imagen computarizada parezca tan realista como una fotografía (y mucho menos una escena del mundo real), necesitamos incluir mucho más que simplemente millones de píxeles coloreados.
Los programas de gráficos por computadora realmente sofisticados utilizan toda una serie de técnicas para hacer que las imágenes bidimensionales dibujadas a mano (y a menudo completamente imaginarias) parezcan al menos tan realistas como las fotografías. La forma más sencilla de lograr esto es confiar en los mismos trucos que los artistas siempre han usado, como la perspectiva (cómo los objetos retroceden en la distancia hacia un “punto de fuga” en el horizonte) y la eliminación de la superficie oculta (donde las cosas cercanas en parte oscuros que están más lejos).
Si desea obras de arte en 3D realistas para cosas como CAD (diseño asistido por computadora) y realidad virtual , necesita técnicas gráficas mucho más sofisticadas. En lugar de dibujar un objeto, crea un modelo de computadora en 3D dentro de la computadora y lo manipula en la pantalla de varias maneras. Primero, construye un contorno tridimensional básico del objeto llamado marco de alambre (porque se extrae de vectores que parecen ser pequeños alambres de metal). Luego, el modelo se manipula , un proceso en el que diferentes partes del objeto se unen un poco como los huesos de un esqueleto para que se muevan juntos de una manera realista. Finalmente, el objeto se renderiza, que implica sombrear las partes exteriores con diferentes texturas (patrones de superficie), colores, grados de opacidad o transparencia, etc. El renderizado es un proceso enormemente complejo que puede llevar a una computadora poderosa horas, días o incluso semanas en completarse. Se utilizan matemáticas sofisticadas para modelar cómo la luz cae sobre la superficie, generalmente usando el trazado de rayos (un método relativamente simple para trazar cómo la luz rebota en la superficie de los objetos brillantes en líneas rectas) o la radiosidad (un método más sofisticado para modelar cómo los objetos cotidianos reflejan y dispersan la luz de formas más apagadas y complejas).
¿Para qué se utilizan los gráficos por computadora?
Los usos obvios de los gráficos por computadora incluyen el arte por computadora, las películas generadas por computadora, los dibujos arquitectónicos y el diseño gráfico, pero también hay muchos usos no obvios y no todos son “artísticos”. La visualización científica es una forma de producir resultados gráficos a partir de modelos de computadora para que sea más fácil de entender para las personas. Los modelos computarizados del calentamiento global producen vastas tablas de números como resultado, que solo un doctorado en ciencias del clima podría descifrar.
Pero si produce una visualización animada acelerada, con la Tierra volviéndose más azul a medida que se enfría y más roja a medida que se calienta, cualquiera puede entender lo que está sucediendo. Imagenes medicas es otro buen ejemplo de cómo los gráficos hacen que los datos informáticos sean más significativos. Cuando los médicos le muestran un escáner cerebral o corporal, está viendo una representación gráfica por computadora dibujada con grandes cantidades de datos producidos a partir de miles o quizás incluso millones de mediciones. Las asombrosas fotos transmitidas desde el espacio por asombrosos dispositivos como el Telescopio Espacial Hubble generalmente se mejoran con la ayuda de un tipo de gráficos por computadora llamados procesamiento de imágenes, eso puede sonar complejo, pero no es muy diferente de usar un paquete de gráficos como PhotoShop para retocar tus instantáneas navideñas).
Y ese es realmente el punto clave de los gráficos por computadora: convierten la informática compleja en un arte cotidiano que todos podemos comprender, de manera instantánea e intuitiva. En la década de 1980, cuando estaba programando un Commodore PET, la única forma de lograr que hiciera algo era escribir pequeñas palabras sin sentido como PEEK y POKE en una pantalla verde y negra horriblemente hostil. Prácticamente todas las computadoras modernas ahora tienen lo que se llama una GUI (interfaz gráfica de usuario), lo que significa que usted opera la máquina señalando las cosas que desea, haciendo clic en ellas con el mouse o el dedo, o arrastrándolas por su “escritorio”. Tiene mucho más sentido porque somos criaturas visuales: algo así como un tercio de nuestra corteza (cerebro superior) se dedica a procesar la información que entra en nuestra cabeza a través de nuestros ojos. Es por eso que una imagen realmente vale más que mil palabras (a veces muchas más) y por qué las computadoras que nos ayudan a visualizar cosas con gráficos de computadora han revolucionado verdaderamente la forma en que vemos el mundo.