Resumen de Computación Gráfica PDF

Resumen Computación Gráfica Colores El color es la impresión producida por un tono de luz en los órganos visuales o más concretamente, es una percepción visual que se genera en el cerebro al interpretar señales nerviosas que le envían los fotorreceptores en la retina del ojo, que a su vez interpre...

Resumen Computación Gráfica Colores El color es la impresión producida por un tono de luz en los órganos visuales o más concretamente, es una percepción visual que se genera en el cerebro al interpretar señales nerviosas que le envían los fotorreceptores en la retina del ojo, que a su vez interpretan y distinguen las distintas longitudes de onda que captan de la parte visible del espectro electromagnético. Para observar el color debe de haber luz, cuando la luz se refleja los colores rebotan del objeto. Todo cuerpo iluminado absorbe una parte de las ondas electromagnéticas y refleja las restantes. Las ondas reflejadas son captadas por el ojo e interpretadas en el cerebro como distintos colores según las longitudes de onda correspondientes. El ojo humano sólo percibe las longitudes de onda cuando la iluminación es abundante. Con poca luz se ve en blanco y negro. En la mezcla de luces de diferentes colores (síntesis aditiva de luz), el color blanco resulta de la suma de todas las longitudes de onda visible en la misma proporción, o bien de la suma de al menos dos luces concretas en una proporcion especifica, mientras que el negro es la ausencia de luz. En la mezcla de pigmentos transparentes (sintesis sustractiva de color); el blanco solo se da si el pigmento o el soporte es de ese color, reflejando toda la luz incidente, mientras que el negro es resultado de la superposicion completa de al menos dos pigmentos especificos, en proporciones especeficas. La luz blanca puede ser descompuesta en todos los colores del espectro visible por medio de un prisma. En conclusión, la combinación de los colores luz secundarios (cian. magenta, amarillo) sustraen luz. Y la combinación de los colores luz primarios (verde, rojo, azul) suman luz. La teoría del color es un grupo de reglas básicas en la mezcla de colores para conseguir el efecto deseado combinando colores de luz o pigmentos. El modelo RGB. El modelo RGB consiste en la mezcla del rojo, el verde y el azul, y el uso de estos colores se basa en la síntesis aditiva que consiste en utilizar la luz como componente para obtener el color. Debido a esto, el modelo RGB es el que se usa para reproducir imágenes en la televisión y los móviles. Los colores que obtendrás al combinarlos son los siguientes: ​ Magenta. Se obtiene al mezclar el rojo y el azul. ​ Cian. Se obtiene al mezclar el verde y el azul. ​ Amarillo. Se obtiene al mezclar el rojo y el verde. Sintesis aditiva de color Es un modelo que permite explicar la obtención de un color a partir de la suma de la suma de los componentes de color. El proceso de reproducción aditiva normalmente utiliza luz rojo, verde y azul (modelo RGB) como componentes para producir el resto de colores. Combinando uno de estos colores primarios con otros en proporciones iguales se obtienen los colores aditivos secundarios: cian, magenta y amarillo. Combinando los tres colores primarios de luz con las mismas intensidades, se produce el blanco. Variando la intensidad de cada luz de color finalmente deja ver el espectro completo de estas tres luces. Esta forma de síntesis de los colores se utiliza en todos los medios que reproducen o capturan imágenes que dependen de la emisión directa de luz. Los televisores y los monitores son un claro ejemplo. El modelo CMY o CMYK. El modelo CMY se basa en los colores cian, magenta y amarillo, mientras que, si le añades la K al final, también incluye el color negro(se usa negro porque el cian, magenta y el marillo no pueden combinarse para crear un negro autentico). Estos colores se basan en la síntesis sustractiva del color, es decir, se crean al aplicar pigmentos que absorben las longitudes de ondas y refractan otras. Este es el modelo que se usa para la impresión a color, ya que los colores se vuelven más oscuros al añadir más tinta o al mezclarlos. Cuando mezclas dos de los colores primarios del modelo CMY (cian, magenta y amarillo), obtendrás los siguientes colores secundarios: ​ Azul. Se obtiene al mezclar el cian y el magenta. ​ Rojo. Se obtiene al mezclar el magenta y el amarillo. ​ Verde. Se obtiene al mezclar el amarillo y el cian. Sintesis sustractiva de color La síntesis sustractiva es un modelo que explica la mezcla de pinturas, tintes, tintas y colorantes naturales para crear colores que absorben ciertas longitudes de onda y reflejan otras. El color de un objeto depende de las partes del espectro electromagnético que son reflejadas por él, o dicho de otro modo, de las partes del espectro que no absorbe. Una manzana iluminada por una luz blanca, parece roja. Pero esto no significa que emita luz roja, que sería el caso de una síntesis aditiva. Si lo hiciese, seríamos capaces de verla en la oscuridad. En lugar de eso, absorbe algunas de las longitudes de onda que componen la luz blanca, reflejando solo aquellas que el humano ve como rojas. Los humanos ven la manzana roja debido al funcionamiento particular de los ojos y a la interpretación que hace el cerebro de la información que le llega de ellos. Se necesitan tres cosas para ver un color: una fuente de luz, una muestra y un detector (que puede ser nuestra vista). La síntesis sustractiva de color se aplica en la impresión a color y la fotografía en color, pero también en las artes plásticas y la pintura decorativa. En la síntesis sustractiva del color, los colores primarios y secundarios pueden tener diferentes matices debido a que dependen totalmente de los pigmentos o colorantes usados, los cuales dependen a su vez del tipo y calidad de impresión o la técnica de pintura empleada. Colores Primarios Se consideran colores primarios, antes llamados colores primitivos, a los colores que, al ser mezclados, permiten obtener todos los demás colores, generalmente dentro un gamut determinado. Modelos como el RGB y CMY están basados en la respuesta biológica de las células receptoras del ojo humano (conos) ante la presencia de ciertas longitudes de onda de luz. Colores Imposibles Los colores imposibles son aquellos que, según muchos investigadores, sólo pueden ser percibidos bajo condiciones específicas. Ejemplos de colores imposibles son el verde rojizo y el amarillo azulado. No el amarillo que se obtiene al mezclar luz roja con luz verde, o el tono verde intermedio entre el amarillo y el azul en el espectro visible, sino a colores supuestamente únicos, completamente «nuevos». Algunos de estos fenómenos pueden ser explicados por procesos como la fatiga de los conos en la retina del ojo. Ruedas de colores Es una representación ordenada y circular de los colores de acuerdo con su matiz o tono, en donde se representa a los colores primarios y sus derivados. Su uso es compatible tanto con los modelos Síntesis sustractiva de color (artísticos, pictóricos), como con los modelos Síntesis aditiva de color (lumínicos). Círculo cromático RGB/CMY(K) (o natural) degradado Formato archivos de imagen Tipos de archivos no recomendados: Imagen Digital: - Está compuesta por píxeles, que son elementos de imagen 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: - 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 una matriz bidimensional de enteros y a menudo se comprimen para una mayor eficiencia de almacenamiento. - Imágenes raster comunes incluyen: JPEG, GIF, PNG, raw (p/ captura de alta calidad).​ ​ Imágenes Vectoriales: - Se basan en geometría matemática, consistiendo en trayectorias definidas por un punto de inicio y fin, junto con otros puntos, curvas y ángulos. - Son escalables sin pérdida de calidad y a menudo se utilizan para texto e ilustraciones. - Imágenes vectoriales comunes incluyen: 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 grandes imágenes satelitales, son ejemplos de mosaicos digitales.​ ​ POV-ray ¿Qué es POV-Ray? POV-Ray (Persistence of Vision Raytracer) es un software gratuito y de código abierto para la renderización de gráficos 3D mediante la técnica de ray tracing (trazado de rayos). Utiliza un lenguaje de scripting propio para definir escenas, objetos, luces, cámaras y texturas, lo que permite un alto grado de personalización y precisión en la generación de imágenes fotorrealistas. Características principales: ​ Basado en ray tracing, lo que produce imágenes realistas con reflejos, sombras y refracción. ​ Define escenas a través de 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 (Windows, Linux, macOS). ¿Qué es el Renderizado? El renderizado es el proceso de generar una imagen 2D a partir de una escena 3D utilizando algoritmos matemáticos para calcular la iluminación, sombras, texturas y otros efectos visuales. Tipos de renderizado: 1.​ Ray Tracing (Trazado de Rayos): Simula cómo la luz interactúa con los objetos para lograr imágenes realistas. (Ejemplo: POV-Ray, Blender Cycles). 2.​ Rasterización: Convierte objetos 3D en píxeles rápidamente, ideal para videojuegos. (Ejemplo: OpenGL, DirectX).  3.​ Path Tracing: Variante avanzada del ray tracing que simula la luz con múltiples rebotes para mejorar el realismo. (Ejemplo: NVIDIA RTX, Arnold Renderer). En resumen, POV-Ray es un software que usa el método de ray tracing para renderizar imágenes 3D de alta calidad. Es ideal para generar gráficos fotorrealistas con precisión matemática y artística. En POV-Ray las escenas se definen mediante un lenguaje de scripting declarativo en archivos de texto con extensión.pov. En estos archivos, describes la escena especificando objetos, luces, cámara y materiales usando coordenadas y parámetros específicos. También se pueden aplicar transformaciones como traslación (translate), escalado (scale) y rotación (rotate). Ray Tracing El ray tracing (trazado de rayos) 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? 1.​ Disparo de Rayos ○​ Se disparan rayos desde la cámara (observador) a través de cada píxel de la imagen. ○​ Cada rayo se proyecta en la escena para determinar qué objeto impacta primero. 2.​ 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. 3.​ 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.