Resumen Material de examen.

Procesamiento de imagenes:

El procesamiento digital de imagenes se distinguen dos niveles principales de manera digital: [DIP-IAU, 2000].

Procesamiento de imagenes de bajo nivel:

• Muy poco uso de conocimiento respecto al conocimiento de imagenes.
• Adquisicion de la imagen, pre-procesamiento, segmentacion de la imagen, descripción y clasificacion del objeto.

Entendimiento de imagenes de alto nivel:

• Realizar tomas de desiciones respecto al conociemiento de las imagenes.

El procesamiento de imagenes esta dado por un conjunto de operaciones llevadas a cabo sobre las imagenes a fin de realizar mediciones cuantitativas para poder describirlas.

Una caracteristica es un atributo usado para hacer decisiones respecto a objetos en la imagen.

El poder realizar mediciones sobre las imagenes generalmente requiere que sus caracteristicas esten bien formadas, los bordes bien delimitados y el color y brillo sean uniformes.

Las herramientas para adquisicion de imagenes transforman la imagen visual de un objeto físico y sus caracteristicas intrinsecas en un conjunto de datos digitalizados, usados para procesarla.

En el procesamiento degital de imagenes, existen diversas aplicaciones y problemas:

• Representación
• Transformación
• Modelado
• Restauración
• Reconstrucción
• Análisis
• Comprensión de datos

Animación por computadora definición y caracteristicas:

La animación es la simulación de un movimiento, creada por la muestra de una serie de imágenes o cuadros. Un ejemplo sencillo de esto son las caricaturas, que pertenecen a la animación tradicional.

La animación por computadora se puede definir como un  formato de presentación digital en movimiento através de una secuencia de imágenes o cuadros creadas o generadas por la computadora se utiliza principalmente en videojuegos y peliculas.

Caracteristicas de la animación en 3D:

Una caracteristica importante de la animacion por computadora es que nos permite crear escenas "realmente" tridimensionales.

Otra ventaja de la animacion es que se puede reutilizar parates de la animación por separado. Incluso una animación puede verse muy diferente simplemente cambiando el angulo de la camara o cambiando el tiempo del moviemiento o de partes de la animación.

Hombre de Gengibre

Uso de la graficaión.

Graficos en la medicina:

Desde hace varios siglos, el hombre se ha venido apoyando en la imagen para conseguir aumentar la fiabilidad y la facilidad de su trabajo en el campo médico. Para ello ha utilizado diversas técnicas, significando cada una de ellas una auténtica revolución respecto a su predecesora. Uno de los “precursores” en el estudio científico y detallado del terreno de la medicina a través de la imagen fue Andreas Vesalio (1514-1564), primero con su “Tabulae Anatomicae Sex” (1538) y luego con una de las obras más importantes del s.XVI, la “De Humani Corporis Fabri” (1543):
La segunda gran revolución fue el descubrimiento y desarrollo de una técnica basada en los rayos X. El éxito de esta técnica viene de que una imagen obtenida en una CT consigue distinguir diferencias mínimas de intensidad, hecho que permitió, por ejemplo, diferenciar, a nivel cerebral, las sustancias gris y blanca.
 La tercera gran revolución lleva el nombre de Imagen por Resonancia Magnética (MR o MRI), que permite desde el estudio del cerebro de enfermos de esquizofrenia hasta el de los ligamentos de los deportistas. La MR es un fenómeno físico basado en las propiedades magnéticas que poseen los núcleos atómicos.
La cuarta gran revolución, la ecografía, está muy ligada a un instrumento bélico, el sonar, desarrollado por científicos franceses durante la Segunda Guerra Mundial. Se trata de una técnica no invasiva basada en la utilización de ultrasonidos (ondas sonoras de alta frecuencia) para estudiar la estructura de los tejidos, diferenciando tejidos sanos de tejidos patológicos. Un aparato llamado transductor emite estos ultrasonidos sobre una zona del cuerpo.
La Imagen Seccional por Resonancia Magnética (MRI funcional o fMRI), que persigue el desarrollo de un mapa cerebral (cartografía cerebral) mediante la detección de cambios de contraste causados por fluctuaciones del flujo sanguíneo y de la oxigenación de la hemoglobina, debido a estímulos externos visuales, auditivos, etc .

Graficos en educación:

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 tiene 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 simulado-res cuenta con pantallas gráficas para la operación visual.

Graficos en publicidad:

La mejor publicidad gráfica siempre ha sido venerada y elevada a la categoría de arte. Propuestas creativas, fotografía, tecnología aplicada a la imagen, etc... todos son ingredientes de una fórmula donde existe un componente especial.
Sin duda el elemento quizás más importante de toda pieza artística y creativa, y como no, también de los anuncios de la publicidad gráfica donde el objetivo principal se fundamente en conseguir la forma más eficaz de transmitirlo sin necesidad apenas de recurrir a las palabras.

Graficación en entretenimiento:

En ocasiones, se despliegan sólo imágenes gráficas y otras veces, se combinan los objetos con los actores y escenas en vivo. Por ejemplo, en una escena gráfica creada para la película Start Treck - The Wrath of Khan, se dibujan en forma de armazón el planeta y la nave espacial y se sonbrean con métodos de presentación para producir superficies sólidas. 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 (morphing).

Fuentes de informacion:

http://www.puromarketing.com/24/9808/ejemplos-anuncios-publicidad-grafica-pondran-marcha-neuronas.html
http://www.mitecnologico.com/Main/BreveHistoriaDeLaGraficacion

Unidad IV "Iluminación y sombreado"

¿Como se colocan los rellenos de poligonos en OpenGL?
Para elegir el color de los polígonos, basta con hacer una llamada a glColor entre la definición de cada polígono.

glBegin(GL_TRIANGLES);
glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
glVertex3f(0.0f,0.0f, 0.0f);     
glVertex3f(2.0f,0.0f, 0.0f);
glVertex3f(1.0f,1.0f, 0.0f); 
glColor3f(0.0f,1.0f, 0.0f);     
glVertex3f(-1.0f,0.0f, 0.0f);     
glVertex3f(-3.0f,2.0f, 0.0f);     
glVertex3f(-2.0f,0.0f, 0.0f);
glEnd();
  Tecnicas de sombrado clásicas y avanzadas.

Iluminación local:

Se denomina como luces que no son extensas, como las reales, sino inextensas, puntuales y son relacionadas con los objetos como mónedas aisladas, sin tener en cuenta la interacción entre ellos.

Las insuficiencias de los métodos de iluminación local se han superado en parte por medio de sistemas de iluminación global que permiten tomar en cuenta la interacción entre objetos. Las dos técnicas principales son el trazado de rayos y la radiosidad.


Renderizado en tiempo real:

La idea fundamental del procesado en tiempo real es que todos los objetos deben ser descompuestos en polígonos. Estos polígonos serán descompuestos a su vez en triángulos. Cada triángulo será proyectado sobre la ventana bidimensional y rellenado con los colores adecuados para reflejar los efectos de la iluminación, texturas, etc. Una vez se han generado los triángulos, en la pipeline existen dos partes claramente diferenciadas: una primera etapa operaciones realizadas sobre cada uno de los vértices, y después de que éstos se proyecten sobre la ventana, entonces comienza una segunda fase de cálculos realizados para cada pixel cubierto por los triángulos.

Iluminación global.

Son sencillos y rápidos pero proporcionan imágenes muy simples, que no representan adecuadamente el modo en que la luz ilumina los objetos y los espacios. Esto no quiere decir que no sean útiles para un gran número de casos, y es muy importante calibrar adecuadamente que es lo que se necesita, pues puede muy bien ocurrir que un cálculo local proporcione imágenes relativamente esquemáticas pero más adecuadas para la representación de un proyecto.


Los métodos principales que existen en la actualidad pueden considerarse como desarrollos, con diferentes variantes, de los dos métodos principales que surgieron en la década de los 1980, ray tracing (introducido por T.Whitted en 1980) y radiosity (hacia 1984 por varios autores). Una base téorica más firme para los algoritmos y métodos de GI (Global Illumination), vino con la publicación, por Kajiya, en 1986 de la rendering equation, que puede encontrarse en un manual especializado.

Trazado de Rayos

El trazado de rayos computa la interacción de la luz desde un punto de vista determinado y es particularmente adecuado para superficies reflectantes. Puede utilizarse como propiedad específica de un determinado material.

Radiosidad

Está basado en principios generales que se pueden encontrar en un manual general sobre rendering. En el estadio inicial la escena consta de dos tipos de objetos: objetos que emiten luz y objetos que reciben luz. A partir de aquí, en una primera vuelta, se computa la luz que recibe cada objeto o, en una aproximación más exacta, cada parte de un objeto, según una subdivisión cuya densidad puede precisarse en sucesivas aproximaciones. Cada una de estas partes, según su grado de reflexividad, su orientación y su distancia con respecto a las fuentes de luz original, se convertirá, en una segunda vuelta, en un nuevo emisor de energía lumínica, una fuente de luz secundaria que iluminará a su vez a los objetos que le rodean.

Cálculos de iluminación por pixel

Iluminación por fragmento (por pixel) puede ser elaborada en hardware de gráficos moderno como un proceso de post-rasterización por medio de un programa de shader.


Pixel Shader (PS) como un pequeño programa que procesa fragments (algo así como pixelscon más datos) y que se ejecuta en la GPU. Al crear un PS, se crea una función de procesado de fragmentos que manipula datos de fragmentos.


Frecuentemente necesitan datos del VS, llegando incluso a veces a ser “conducidos” por éste. Por ejemplo, para calcular una iluminación por pixel, el PS necesita la orientación del triángulo, la orientación del vector de luz y en algunos casos la orientación del vector de vista.

Sombreado Constante o Plano 

Obtenemos una intensidad que aplicamos a un conjunto de puntos de un objeto.


* Aceleramos el proceso de síntesis
* Correcto si se verifica.
* Fuente de luz en el infinito.
* Observador en el infinito.

Interpolación de Intensidades (Gouraud) 
Se basa en la interpolacion de intensidad o color que concidera que facetas planas vecinas proceden de aproximar una superficie curva, elimina en gran medida las discontinuidades de iluminacion. Es sencilla pero produce peores resultados en objetos con brillos espectaculares que el método de Phong implementado en OpenGL. 
Fuentes de Luz

La luz puede dejar una superficie mediante dos procesos fundamentales:

* Emisión propia
* Reflexión

Normalmente se piensa en una fuente de luz como un objeto que emite luz solo mediante fuentes de energía internas, sin embargo, una fuente de luz, como un foco, puede reflejar alguna luz incidente a esta del ambiente. Este aspecto no será tomado en cuenta en los modelos más sencillos.

Fuentes de Luz Distantes


La mayoría de los cálculos de sombreado requieren la dirección de un punto sobre la superficie a la fuente de luz. Según se mueve a lo largo de la superficie, se debe recomputar este vector para calcular la intensidad en cada punto, una computación que es una parte significativa del cálculo del sombreado. Sin embargo, si la fuente de luz está lejos de la superficie, el vector no cambiará mucho según se mueve de un punto a otro, al igual que la luz del sol da en todos los objetos cercanos entre si con el mismo ángulo.

Fuentes de Color

No solamente las fuentes de luz emiten diferentes cantidades de luz en diferentes frecuencias, pero también sus propiedades direccionales varían con la frecuencia. Por lo tanto, un modelos físicamente correcto puede ser muy complejo. Para la mayoría de las aplicaciones, se puede modelar fuentes de luz en base a tres componentes primarios, RGB, y puede usar cada uno de los tres colores fuentes para obtener el componente de color correspondiente que un observador humano vería.