GRAFICAS POR COMPUTADORA

CONTENIDO
PROLOGO XV

1 PANORAMA GENERAL DE LAS GRAFICAS POR COMPUTADORA 1
1-1 Diseño con ayuda de la computadora 2
1-2 Gráficas, diagramas y modelos 8
1-3 Arte por computadora 13
1-4 Animación por computadora 17
1-5 Interfases con el usuario de gráficas 21
1-6 Gráficas para uso doméstico 22
1-7 Procesamiento de imágenes 23
Referencias bibliográficas 28

2 PANORAMA GENERAL DE LOS SISTEMAS DE GRAFICAS 29
2-1 Dispositivos de despliegue 30
Tubos de rayos catódicos de renovación 31
Monitores de rastreo al azar y de rastreo con rastreador 33
Monitores CRT de color 36
Tubos de almacenamiento con vista directa 38
Despliegues en panel de plasma 39
Monitores LED y LCD 41
Dispositivos láser 41
Monitores tridimensionales 42
2-2 Dispositivos de copia dura 44
Impresoras 44
Graficadoras 45
2-3 Dispositivos de entrada interactivos 48
2-4 Procesadores de despliegue 49
Sistemas de rastreo al azar 51
Sistemas DVST 52
Sistemas de rastreo con rastreador 52
2-5 Software de gráficas 54
Representaciones de coordenadas 54
Funciones de gráficas 55
Normas de software 56
Contenido
Referencias bibliográficas
Ejercicios 57
52
3 PRIMITIVAS DE SALIDA
59
3-1 Puntos y líneas
60
3-2 Algoritmos para trazo de líneas
60
Algoritmo DDA
61
Algoritmo de línea de Bresenham
Cargar el buffer de estructura
63
65
3-3 Líneas con antiseudónimos
67
3-4 Comando de líneas
68
3-5 Llenado de áreas
70
3-6 Algoritmos de generación de circunferencias
70
Ecuaciones de circunferencias
70
8-1
Algoritmo de circunferencia de Bresenham
72
Elipses
74
3-7 Otras curvas
75
3-8 Generación de caracteres
76
3-9 Conjuntos de instrucciones para procesadores de despliegue
77
Sistemas de rastreo con rastreador
77
Sistemas de rastreo al azar
78
3-10 Resumen
78
3-11 Aplicaciones
78
Referencias bibliográficas
82
Ejercicios
82
4 ATRIBUTOS DE LAS PRIMITIVAS DE SALIDA
84
4-1 Estilos de líneas
85
Tipo de línea
85
Anchura de línea
85
Color de línea
87
4-2 Color e intensidad
87
Tablas de color
88
Escala del gris
89
4-3 Llenado de áreas
90
Algoritmo de línea de rastreo
90
Fronteras de áreas con antiseudónimos
98
newtto22-5
Algoritmo para llenar fronteras
100
Algoritmo de llenado con flujo
101
Contenido
Comandos de llenado de áreas
102
4-4 Atributos de los caracteres
104
Atributos del texto
104
Atributos del marcador
106
4-5 Funciones de indagación
106
4-6 Atributos amontonados
107
Atributos de líneas
108
Atributos del color y la intensidad
109
Atributos del llenado de áreas
110
Atributos del texto
110
Atributos del marcador
111
4-7 Resumen
111
Referencias bibliográficas
112
Ejercicios
112

5 TRANSFORMACIONES BIDIMENSIONALES
5-1 Transformaciones básicas
116
Traslación
116
Escalación
116
Rotación
117
115
5-2 Representaciones matriciales y coordenadas homogéneas
119
5-3 Transformaciones compuestas
120
Traslaciones
121
Escalaciones
121
Rotaciones
121
Escalación relativa a un punto fijo
121
Rotación alrededor de un punto pivote
122
Direcciones arbitrarias de escalación
122
Propiedades del eslabonamiento
123
Ecuaciones generales de transformación
124
5-4 Otras transformaciones
126
Reflexión
126
Corte
128
5-5 Comandos de transformación
130
5-6 Métodos con rastreador de transformaciones
131
Referencias bibliográficas
132
Ejercicios
132
Contenido
6 COLOCACION DE VENTANAS Y RECORTE
134
6-1 Conceptos de colocación de ventanas
135
6-2 Algoritmos de recorte
138
Recorte de líneas
139
Recorte de áreas
146
Recorte de textos
151
Supresión
151
6-3 Transformación de ventana a puerta de visión
152
Referencias bibliográficas
153
Ejercicios
153

7 SEGMENTOS
155
7-1 Conceptos de segmentos
156
7-2 Archivos de segmentos
157
7-3 Atributos de los segmentos
160
7-4 Estaciones de trabajo múltiples
162
7-5 Resumen
164
Referencias bibliográficas
165
Ejercicios
165

8 MÉTODOS DE ENTRADA INTERACTIVOS
167
8-1 Dispositivos de entrada físicos
168
Teclados
170
Paneles de tacto
171
Plumas linterna
172
Tabletas de gráficas
173
Palancas de mando
175
Esfera de control
176
Ratón
176
Sistemas de voz
176
8-2 Clasificación lógica de los dispositivos de entrada
176
8-3 Dispositivos localizadores
178
8-4 Dispositivos de trazo
179
8-5 Dispositivos de cadena
180
8-6 Dispositivos avaluadores
180
8-7 Dispositivos con elección
181
8-8 Dispositivos recogedores
182
8-9 Técnicas interactivas de construcción de figuras
183
Métodos básicos de posicionamiento
Restricciones 184
183
Retículas 185
Campo de gravedad 185
Métodos de la banda de hule 186
Esbozo 187
Arrastre 188
8-10 Funciones de entrada 188
Modos de entrada 189
Modo de solicitud 190
Modo de muestreo 191
Modo de evento 191
Uso concurrente de modos de entrada 193
8-11 Resumen 193
Referencias bibliográficas 194
Ejercicios 194

9 CONCEPTOS TRIDIMENSIONALES 196
9-1 Sistemas de coordenadas tridimensionales 197
9-2 Técnicas de despliegue tridimensional 198
Proyección en paralelo 199
Proyección en perspectiva 199
Indicación de la intensidad 199
Supresión de líneas ocultas 200
Supresión y sombreado de superficies ocultas 200
Vistas esquemáticas y recortadas 200
Vistas tridimensionales y estereoscópicas 202
9-3 Paquetes de gráficas tridimensionales 202
Referencias bibliográficas 203

10 REPRESENTACIONES TRIDIMENSIONALES 204
10-1 Superficies de polígonos 205
Tablas de polígonos 205
Ecuaciones de planos 207
209
10-2 Superficies curvas
Ecuaciones paramétricas 210
Curvas de Bézier 211
Curvas spline 215
Contenido

Superficies de Bézier 218
Superficies spline 219
Métodos de generación de superficies 220
10-3 Métodos de geometría fractal 221
10-4 Representaciones de recorridos 229
10-5 Métodos de construcción de geometría sólida 230
10-6 Árboles octales 231
Referencias bibliográficas 234
Ejercicios 234

11 TRANSFORMACIONES TRIDIMENSIONALES 237
11-1 Traslación 238
11-2 Escalación 239
11-3 Rotación 240
11-4 Rotación alrededor de un eje arbitrario 241
Repaso de operaciones vectoriales 242
Matrices de transformación 243
11-5 Otras transformaciones 247
Reflexiones 247
Cortes 247
Transformación de sistemas coordenados 248
11-6 Comandos de transformación 249
Referencias bibliográficas 251
Ejercicios 251

12 VISTA TRIDIMENSIONAL 252
12-1 Proyecciones 253
Proyecciones paralelas 254
Proyecciones en perspectiva 257
12-2 Transformación de la visión 260
Especificación del plano de visión 260
Volúmenes con vista 264
Recorte 265
12-3 Implantación de operaciones de visualización 266
Volúmenes con vista normalizada 266
Recorte contra un volumen con vista normalizada 270
12-4 Instrumentaciones de hardware 272
12-5 Programación de vistas tridimensionales 274
12-6 Extensiones
Referencia:
Ejercicios

13 SUPRESION
13-1 Clasifica
13-2 Supresi
13-3 Métode
13-4 Métod
13-5 Métoc
13-6 Méto
13-7 Méto
13-8 Com
13-9 Elim
13-10 Su
13-11 CC
Re
E

14 ма
14-1
12-6 Extensiones al conducto de visión 276
Referencias bibliográficas 277
Ejercicios 277

13 SUPRESION DE SUPERFICIES Y LINEAS OCULTAS 279
13-1 Clasificación de algoritmos 280
13-2 Supresión de la cara anterior 280
13-3 Método del buffer con profundidad 282
13-4 Método de la línea de rastreo 283
13-5 Método de ordenamiento con profundidad 285
13-6 Método de subdivisión de áreas 288
13-7 Métodos del árbol octal 290
13-8 Comparación de métodos de superficie oculta 292
13-9 Eliminación de líneas ocultas 293
13-10 Superficies curvas 294
13-11 Comando de línea oculta y de superficie oculta 295
Referencias bibliográficas 295
Ejercicios 295

14 MODELOS DE SOMBREADO Y COLOR 297
14-1 Modelado de intensidades de luz 298
Fuentes de luz 298
Reflexión difusa 299
Reflexión especular 301
Luz refractada 303
Patrones de textura y superficie 305
Sombras 306

14-2 Despliegue de intensidades de luz 307
Asignación de niveles de intensidad 307
Medio tono 308

14-3 Métodos de sombreado de superficies 311
Intensidad constante 311
Sombreado de Gouraud 312
Sombreado de Phong 314
Algoritmos de trazo de rayas 314
Métodos de árbol octal 316
Superficies fractales 316
Fronteras de superficies con antiseudónimos 317

Contenido
Contenido

14-4 Modelos de color 318
Propiedades de la luz 318
Primarios estándar y el diagrama de cromatismo 321
Conceptos intuitivos del color 322
Modelo de color RGB 322
Modelo de color CMY 324
Conversión entre modelos RGB y CMY 325
Modelo de color HSV 325
Conversión entre modelos HSV y RGB 327
Modelo de color HLS 328
Selección del color 329
Referencias bibliográficas 330
Ejercicios 330

15 METODOS DE MODELADO 334
15-1 Conceptos básicos de modelado 335
Representaciones de modelos 335
Jerarquías de símbolos 336
Paquetes de modelado 338
15-2 Coordenadas maestras y transformaciones de modelo 340
Transformaciones de modelado 340
Jerarquías de símbolos de modelado 344
Procedimientos de despliegue 347
15-3 Archivos de despliegue estructurados 348
15-4 Operaciones con símbolos 349
15-5 Combinación de transformaciones de modelado y visión 350
Recorte en coordenadas maestras 351
Rectángulos limítrofes para símbolos 351
Referencias bibliográficas 353
Ejercicios 353

16 DISEÑO DE LA INTERFASE DEL USUARIO
16-1 Componentes de la interfaz del usuario 356
16-2 Modelo del usuario 356
Minimización de la memorización 355
16-3 Lenguaje de comando 358
Facilidades de ayuda para el usuario 358
Respaldo y manejo de errores 359
Tiempo de respuesta
359
Estilos del lenguaje de comando
360
16-4 Diseño del menú
362
16-5 Retroalimentación
363
16-6 Formatos de salida
365
Formas de iconos y símbolos 365
Proyecto de la pantalla
365
Referencias bibliográficas 367
Ejercicios 367
BIBLIOGRAFIA
368
INDICE ANALITICO 375
INDICE DE FUNCIONES 380

xv
Contenido

En este libro se presentan los principios básicos del diseño, uso y entendimiento de las gráficas. Los autores reflejan el interés despertado por esta diciplina al describir la forma en que las gráficas están revolucionando el uso de las computadoras en todas las áreas. Suponiendo el lector no tenga ningún antecedente de gráficas, los autores examinan los componentes de hardware y software de los sistemas de gráficas. Analizan los algoritmos para crear y manipular despliegues gráficos y muestran técnicas para instrumentar y utilizar algoritmos en diversas aplicaciones.

Ingenieria en Gestion Empresarial