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Colores

• El color es la impresión producida por la luz en los órganos visuales, una percepción cerebral de las señales de los fotorreceptores de la retina que distinguen longitudes de onda del espectro electromagnético.
• La percepción del color requiere luz, ya que el color se produce cuando la luz se refleja en los objetos.
• Los cuerpos absorben ondas electromagnéticas y reflejan las restantes, las cuales son captadas por el ojo e interpretadas como colores según su longitud de onda.
• El ojo solo percibe longitudes de onda con iluminación abundante; con poca luz, se ve en blanco y negro.
• En la mezcla aditiva de luces, el blanco resulta de la suma de todas las longitudes de onda visibles en la misma proporción, o al menos dos luces concretas en una proporción específica.
• El negro es la ausencia de luz.
• En la mezcla sustractiva de pigmentos transparentes, se obtiene blanco si el pigmento refleja toda la luz.
• El negro se da por la superposición de al menos dos pigmentos específicos en proporciones específicas.
• La luz blanca puede ser descompuesta en los colores del espectro visible usando un prisma.
• La combinación de los colores luz secundarios (cian, magenta, amarillo) sustrae luz.
• La combinación de los colores luz primarios (verde, rojo, azul) suma luz.
• La teoría del color establece reglas básicas para mezclar colores y lograr efectos deseados combinando luz o pigmentos.

Modelo RGB

• El modelo RGB utiliza la mezcla de rojo, verde y azul, basándose en la síntesis aditiva que usa la luz para obtener el color.
• Este modelo se usa para reproducir imágenes en televisión y móviles.
• Los colores obtenidos al combinar los colores primarios son:
• Magenta: rojo + azul
• Cian: verde + azul
• Amarillo: rojo + verde

Síntesis aditiva de color

• La síntesis aditiva explica la obtención de un color a partir de la suma de los componentes de color.
• Usa luz roja, verde y azul (modelo RGB) para producir el resto de colores.
• La combinación de un color primario con otro en proporciones iguales produce los colores aditivos secundarios (cian, magenta y amarillo).
• La combinación de los tres colores primarios de luz con la misma intensidad genera el blanco.
• La variación en la intensidad de cada luz de color revela el espectro completo de estas tres luces.
• Esta síntesis se usa en medios que reproducen o capturan imágenes que dependen de la emisión directa de luz, como televisores y monitores.

Modelo CMY o CMYK

• El modelo CMY se basa en los colores cian, magenta y amarillo.
• El modelo CMYK añade el negro, ya que cian, magenta y amarillo no crean un negro auténtico.
• Estos colores se basan en la síntesis sustractiva del color, donde los pigmentos absorben ciertas longitudes de onda y refractan otras.
• Este modelo se utiliza en la impresión a color, pues los colores se oscurecen al añadir más tinta.
• La mezcla de dos colores primarios del modelo CMY produce los siguientes colores secundarios:
• Azul: cian + magenta
• Rojo: magenta + amarillo
• Verde: amarillo + cian

Síntesis sustractiva de color

• La síntesis sustractiva mezcla pinturas, tintes y colorantes que absorben ciertas longitudes de onda y reflejan otras.
• El color de un objeto depende de las partes del espectro electromagnético que refleja.
• Una manzana iluminada con luz blanca parece roja porque absorbe ciertas longitudes de onda y refleja las que el humano percibe como rojas.
• La percepción del color depende del funcionamiento de los ojos y la interpretación cerebral.
• Para ver un color se necesita una fuente de luz, una muestra y un detector (la vista).
• La síntesis sustractiva se aplica en la impresión a color, la fotografía y las artes plásticas.
• En la síntesis sustractiva, los colores primarios y secundarios varían según los pigmentos o colorantes usados, dependiendo del tipo y calidad de impresión o técnica de pintura.

Colores primarios

• Los colores primarios (antes primitivos) son aquellos que, al mezclarse, permiten obtener todos los demás colores dentro de un determinado gamut.
• Modelos como RGB y CMY se basan en la respuesta biológica de las células receptoras del ojo (conos) a ciertas longitudes de onda de luz.

Colores imposibles

• Los colores imposibles solo pueden ser percibidos bajo condiciones específicas, como el verde rojizo y el amarillo azulado.
• No es el amarillo que se obtiene mezclando luz roja y verde, ni el tono verde intermedio entre el amarillo y el azul visible, sino colores supuestamente únicos y «nuevos».
• Algunos fenómenos pueden ser explicados por procesos como la fatiga de los conos en la retina.

Ruedas de colores

• Las ruedas de colores representan los colores de forma ordenada y circular según su matiz o tono, incluyendo los colores primarios y sus derivados.
• Su uso es compatible con la síntesis sustractiva (artística, pictórica) y aditiva (lumínica).

Formatos de archivos de imagen

• A continuación, se presentan los distintos formatos de archivos de imagen, su uso principal, sus ventajas y desventajas, y sus alternativas:
• APNG (Imágenes animadas): alta calidad sin pérdida, soporte de transparencia/tamaño de archivo mayor, soporte limitado en navegadores/AVIF, WebP
• AVIF (Imágenes y animaciones): excelente compresión, soporte de HDR, amplia gama de colores, transparencia/soporte limitado en algunos navegadores, sin renderización progresiva/WebP, JPEG, PNG
• GIF (Imágenes simples y animaciones): soporte universal, fácil de usar/baja calidad (256 colores), tamaño grande para animaciones largas/WebP, APNG, AVIF
• JPEG (Imágenes fijas): alta compresión con pérdida, tamaño pequeño/pérdida de calidad, sin transparencia/PNG, WebP, AVIF
• PNG (Imágenes fijas con transparencia): alta calidad, compresión sin pérdida, soporte de transparencia/tamaño grande/WebP, AVIF
• SVG (Gráficos vectoriales): escalabilidad sin pérdida, tamaño pequeño, editable/no adecuado para imágenes complejas/PNG, JPEG
• WebP (Imágenes y animaciones): buena compresión, soporte de transparencia y animación, tamaño menor/soporte limitado en navegadores más antiguos/AVIF, PNG, JPEG

Tipos de archivos no recomendados

• BMP (Imágenes en Windows): tamaño grande, pobre compresión, soporte limitado/PNG, JPEG, WebP
• ICO (Íconos de escritorio en Windows): uso limitado, no moderno/PNG, SVG
• TIFF (Imágenes alta calidad): tamaño grande, soporte limitado/PNG, JPEG, WebP

Imagen Digital

• Una imagen digital se compone de píxeles, que son elementos con valores numéricos que representan la intensidad o el nivel de gris.
• Derivan de funciones bidimensionales basadas en coordenadas espaciales (x, y).
• Suelen ser imágenes raster o mapas de bits.

Imágenes Raster

• Las imágenes raster están formadas por un conjunto finito de píxeles organizados en filas y columnas.
• Cada píxel tiene valores cuantificados que representan el brillo y el color en un punto específico.
• Se almacenan como matrices bidimensionales de enteros y se comprimen.
• Formatos comunes: JPEG, GIF, PNG, raw.

Imágenes Vectoriales

• Las imágenes vectoriales se basan en geometría matemática, con trayectorias definidas por puntos de inicio y fin, curvas y ángulos.
• Son escalables sin pérdida de calidad y se utilizan para texto e ilustraciones.
• Formatos comunes: EPS, PDF, AI.

Mosaicos e imágenes gigapixel

• Un mosaico es una combinación de imágenes no superpuestas organizadas en una teselación.
• Las imágenes gigapixel, como las satelitales, son ejemplos de mosaicos digitales.

POV-Ray

• POV-Ray (Persistence of Vision Raytracer) es un software gratuito para renderizar gráficos 3D mediante ray tracing.
• Utiliza un lenguaje de scripting para definir escenas, objetos, luces, cámaras y texturas, permitiendo alta personalización y precisión en la generación de imágenes fotorrealistas.

Características principales de POV-Ray

• Basado en ray tracing para imágenes realistas con reflejos, sombras y refracción.
• Define escenas con un lenguaje declarativo en archivos de texto.
• Soporta primitivas geométricas como esferas, cilindros, planos y superficies de Bézier.
• Permite efectos avanzados como caustics, radiosidad e iluminación global.
• Compatible con múltiples plataformas como Windows, Linux y macOS.

Renderizado

• El renderizado es el proceso de generar una imagen 2D a partir de una escena 3D mediante algoritmos matemáticos para calcular iluminación, sombras, texturas y otros efectos visuales.
• Tipos de renderizado:
• Ray Tracing: simula la luz para lograr imágenes realistas (POV-Ray, Blender Cycles).
• Rasterización: convierte objetos 3D en píxeles rápidamente (OpenGL, DirectX).
• Path Tracing: simula la luz con múltiples rebotes para más realismo (NVIDIA RTX, Arnold Renderer).
• En resumen, POV-Ray usa ray tracing para renderizar imágenes 3D de alta calidad, ideal para gráficos fotorrealistas con precisión matemática y artística.
• Las escenas en POV-Ray se definen mediante un lenguaje de scripting declarativo en archivos de texto con extensión .pov, especificando objetos, luces, cámara y materiales usando coordenadas y ciertos parámetros.
• Se pueden aplicar transformaciones como traslación (translate), escalado (scale) y rotación (rotate).

Ray Tracing

• El ray tracing es una técnica de renderizado utilizada en gráficos por computadora para simular cómo la luz interactúa con los objetos en una escena, produciendo imágenes realistas con sombras, reflejos y refracciones precisas.

¿Cómo funciona el Ray Tracing?

• Disparo de Rayos:
• Se disparan rayos desde la cámara a través de cada píxel de la imagen.
• Cada rayo se proyecta en la escena para determinar qué objeto impacta primero.
• Cálculo de Iluminación:
• Si el rayo golpea un objeto, se calcula cómo interactúa con la luz:
• Sombra: Si el rayo no llega a una fuente de luz, el punto está en sombra.
• Reflexión: Si la superficie es reflectante, se genera un rayo reflejado.
• Refracción: Si la superficie es transparente, el rayo cambia de dirección según el material.
• Recursividad para Efectos Complejos:
• Cada nuevo rayo reflejado o refractado se sigue trazando hasta cierto límite.
• Esto permite capturar múltiples rebotes de luz, logrando efectos realistas.