1. Breve Historia De La Graficacion
1. Introducción
El uso adecuado y provechoso de la tecnología han hecho de la computadora un
dispositivo poderoso para producir imágenes en forma rápida y económica. Actualmente
en todas las áreas es posible aplicar gráficas por computadora con algún objetivo, por ello
se ha generalizado la utilización de gráficas por computadora. De igual modo las gráficas
por computadora se utilizan de manera rutinaria en diversas áreas, como en la ciencia,
ingeniería, empresas, industria, gobierno, arte, entretenimiento, publicidad, educación,
capacitación y presentaciones gráficas.
Breve Historia
Las computadoras se han convertido en una herramienta poderosa para producir
imágenes, interpretar información o mejorar la calidad de visualización de las mismas en
forma rápida y económica. Debemos aclarar que los métodos que se utilizan en las
gráficas por computadora y en procesamiento de imágenes tienen caracteristicas similares
pero no son iguales es decir, las dos áreas realizan, en forma fundamental operaciones
distintas. Las herramientas para graficación por computadoras, se utilizan para crear una
o mas imagenes. Por otro lado, en el procesamiento de imágenes se aplican técnicas para
modificar o interpretar imágenes existente como fotografías y rastreos de televisión. El
interes por los métodos de tratamiento o procesamiento digital de imágenes deriva de dos
áreas principales:
La mejora de la información para la interpretación humana
El procesamiento de los datos de la escena para la percepción autónoma por una
maquina.
Procesamiento de Imágenes
Para aplicar los métodos de procesamiento de imágenes primero digitalizamos una
fotografía u otra imagen en un archivo de imagen. Una de las aplicaciones iniciales a
principios de la década de 1920 consistió en mejorar fotografías digitalizadas de un
periódico enviadas por cable submarino entre Londres y Nueva York aquí un equipo
especializado de impresión codificaba la imagen para la transmisión y luego la
reconstruían en el extremo de la recepción. Las mejoras en los métodos de procesamiento

2. para las imágenes digitales transmitidas continuaron durante los siguientes 35 años; sin
embargo el advenimiento de computadoras digitales de gran potencia y del programa
espacial fue lo que puso de manifiesto el potencial de los conceptos de tratamiento digital
de imágenes. La tarea de usar técnicas computacionales para mejorar imágenes recibidas
de una sonda espacial se inicio en el laboratorio de propulsión espacial (Pasadena,
California) en 1964 cuando las imágenes de la Luna transmitidas por el RANGER 7
fueron procesadas para corregir diversos tipos de distorsión. Desde 1964 hasta la
actualidad el tratamiento digital de imágenes ha progresado vigorosamente, además de
aplicaciones al programa espacial, las técnicas de procesamiento digital se emplean para
resolver problemas diversos como en medicina1 los procedimientos informatizados
realzan el contraste o codifican los niveles de intensidad en colores para facilitar la
interpretación de las imágenes de rayos X y de otras imágenes biomédicas como es el
caso de las tomografias. La tomografía es básicamente una colección de cortes planos
transversales, cada uno de los cuales se obtiene por reconstrucción a partir de la medición
de la radiación absorbida cuando se ilumina al cuerpo con un haz de rayos contenidos en
ese plano, y desde varios ángulos alrededor del eje.
Los geógrafos emplean las misma o similares técnicas para estudiar los patrones de
polución a partir de imágenes aéreas o de satélite. Los procedimientos de mejora de las
imágenes y de restauración se emplean para procesar imágenes degradadas de objetos
irrecuperables, o bien, resultados experimentales demasiado costosos para ser duplicados.
En la arqueología los métodos de procesamiento de imágenes han servido para restaurar
con éxito imágenes borrosas que eran los únicos registros existentes de piezas extrañas,
perdidas o dañadas después de haber sido fotografiadas. En la física las técnicas de
ordenador realzan de forma rutinaria imágenes de experimentos en áreas como los
plasmas de alta energía y la microscopía del electrón. De forma similar, los conceptos del
tratamiento de imágenes se aplican con éxito en astronomía, biología, medicina nuclear,
investigaciones judiciales, defensa y aplicaciones industriales. Los avances en la
tecnología de la computación han hecho que las gráficas interactivas por computadora
sean una herramienta practica, estas se utilizan en diversas áreas como la ciencia, la
ingeniería, empresas, industria, gobierno, arte, entretenimiento, publicidad, educación,
capacitación y presentaciones gráficas.

3. Aplicaciones de Graficación por Computadora.
Diseño Asistido por Computadora
El método de diseño asistido por computadora, conocido por lo general como CAD
(computer assisted design), ahora se utilizan de forma rutinaria en el diseño de
construcciones, automóviles, aeronaves, embarcaciones, naves espaciales, computadoras,
telas y muchos productos. En el caso de algunas aplicaciones de diseño, los objetos se
despliegan primero en forma de armazón mostrando la forma general y sus características
internas. Los despliegues del armazón permiten ver a los diseñadores con rapidez los
efectos de ajustes interactivos para diseñar formas. Regularmente, los paquetes de
software de aplicaciones de CAD ofrecen al diseña-dor un entorno con ventanas
múltiples; estas diversas ventanas desplegables muestran secciones amplificadas de vistas
de diferentes objetos. Los circuitos y las redes para comuncaciones, abastacemientos de
agua y otros servicios públicos se construyen a través de la colocación repetida de
algunas formas gráficas. Las formas usadas en un diseño representan los diversos
componentes del circuito o de la red. Con el paquete de diseño se ofrecen formas estándar
para circuitos eléctricos, electrónicos y lógicos. Para otras aplicaciones, un diseñador
puede crear símbolos personali-zados empleados necesariamente para construir la red o el
circuito. Así, se diseña el sistema colocando sucesivamente los componentes en el
esquema, con el paquete de gráficas ofreciendo de manera automática las conexiones
entre los componentes. Esto permite al diseñador experimentar rápidamente con
esquemas de circuitos alternativos para reducir al mínimo el número de componentes o el
espacio para el sistema. Con frecuencia se utilizan las animaciones en las aplicaciones del
CAD. Las anima-ciones en tiempo real que emplean despliegues de armazones en un
monitor de video son útiles para probar el comportamiento de un vehículo o un sistema.
Cuando no desplegamos objetos con superficies presentadas, pueden realizarse con
rapidez los cálculos correspon-dientes a cada segmento de la animación para así crear un
movimiento suave de tiempo real en la pantalla. Igualmente, los despliegues de
armazones permiten al diseñador ver el interior del vehículo y observar el
comportamiento de los componentes internos durante el movimiento. Las animaciones en
entornos de realidad virtual se utlizan para determinar la forma como influyen ciertos
movimientos en los operadores de vehículos. Por ejemplo, el operador de un tractor con
ayuda de un dispositivo montado sobre la cabeza que presenta una vista estereoscópica
del cucharón del cargador frontal o del retroexcavador, manipula los controles como si se
encontrara en el asiento del tractor. Esto permite al diseñador explorar diversas
posiciones del cucharón o del retroexcavador que pudieran obstruir la visión del
operador. Cuando los diseños de objetos están completos o casi completos, se aplican

4. modelos de iluminación realista y presentaciones de superficies para producir despliegues
mostrando la apariencia del producto final. También se crean despliegues realistas para la
publicidad de automóviles y otros vehículos mediante efectos especiales de iluminación y
escenas de fondo. El proceso de manufactura también se asocia con la descripción por
computadora de objetos diseñados para automatizar la construcción del producto. Por
ejemplo, se puede convertir el esquema de un tablero de circuitos en una descripción de
los procesos individua-les necesarios para elaborar el esquema. Algunas partes mecánicas
se frabican por medio de la descripción de cómo se deben formar las superficies con
herramientas. Luego, se ajustan las herramientas controladas de manera numérica para
fabricar la parte de acuerdo con estos planos de construcción. Los arquitectos utilizan
métodos gráficos interactivos para proyectar plantas arquitec-tónicas donde se muestra la
disposición de habitaciones, ventanas, escaleras, anaqueles, barras de cocina y otras
características de la construcción. A partir del displiegue del plano de una construcción
en un monitor de video, un diseñador eléctrico puede experimentar con instalaciones para
cableado, conexiones eléctricas y sistemas de alarma de incendios. Del mismo modo,
aplicando paquetes para el esquema de instalaciones se determina la utilización del
espacio en una oficina o en una planta de fabricación. Despliegues realistas de diseños
arquitectónicos permiten a los arquitectos y a sus clientes estudiar la apariencia de una
construcción particular o de un grupo de ellas, como un campus universitario o un
complejo industrial. Con los sistemas de realidad virtual, los diseñadores pueden simular
un “recorrido” por las habitaciones o alrededor de construccio-nes para apreciar mejor el
efector general de un diseño particular. Además de presentar despliegues de fachadas
realistas, los paquetes de CAD para arquitectura ofrecen medios para experimentar con
planos interiores tridimensionales y la uliminación. Muchas otras clases de sistemas y
productos se diseñan usando ya sea paquetes de CAD generales o software de CAD
desarrollado en forma especial.
Arte por Computadora
Los métodos de gráficas por computadora se utilizan en forma generalizada tanto en
aplicaciones de bellas artes como en aplicaciones de arte comercial. Los artistas utilizan
una variedad de métodos computacionales, incluyendo hardware para propósitos
especiales, programas artísticos de brocha de pintar del artista (como Lumena), otros
paquetes de pintura (como Pixel Paint? y Super Paint?), software desarrollado de manera
especial, paquetes de matemática simbólica (como Mathematica), paquetes de CAD,
software de edición electrónica de publicaciones y paquetes de animaciones que
proporcionan los medios para diseñar formas de objetos y especificar movimientos de
objetos. La idea básica del programa paintbrush (brocha de pintar) permite a los artistas

5. “pintar” imágenes en la pantalla de un monitor de video. En realidad, la imagen se pinta
por lo general de manera electrónica en una tableta de gráficas (digitalizador) utilizando
un estilete, el cual puede simular diferentes trazos, anchuras de la brocha y colores. Los
creadores de bellas artes emplean diversas tecnologías de computación para producir
imágenes. Con el propósito de crear pinturas el artista utiliza una combinación de
paquetes de modelado tridimensional, diagramación de la textura, programas de dibujo y
software de CAD. En un ejemplo de “arte metamático” un artista utilizó una combinación
de funciones matemáticas, procedimientos fractales, software de Mathematica,
impresoras de chorro de tinta y otros sistemas con el fin de crear una variedad de formas
tridimensiona-les y bidimensionales, al igual que pares de imágenes estereoscópicas. Otro
ejemplo arte electrónico creado a partir de relaciones matemáticas es la obra de un
compositor que está diseñada en relación con las variaciones de la frecuencia y otros
parámetros en una composi-ción musical para producir un video el cual integra patrones
visuales y auditivos. También se aplican estos métodos en el arte comercial para crear
logotipos y otros diseños, distribuciones de página que combinan texto y gráficas,
anuncios publicitarios por televisión y otras áreas. Para muchas aplicaciones de arte
comercial (y películas, al igual que otras aplicacio-nes), se emplean técnicas fotorrealistas
para presentar imágenes de un producto. Las animaciones también se utilizan con
frecuencia en publicidad y los comerciales de televisión se producen cuadro por cuadro,
donde cada cuadro del movimiento se presenta y graba como un archivo de imagen. Se
simula el movimiento al mover ligeramente las posiciones de los objetos con respecto a
las del cuadro anterior. Una vez presentados todos los cuadros de la secuencia de
animación, se transfieren a película o se almacenan en un búfer de video para hacer una
reproducción. Las animaciones en película requieren 24 cuadros por cada segundo de la
secuencia de animación. Si se reproduce en un monitor de video, se requieren de 30
cuadros por segundo. Un método común de gráficas que se utilizan en muchos
comerciales es la transformación (morphing), donde se transforma un objeto en otro
(metamorfosis). En televisión se ha empleado para transformar una lata de aceite en un
motor de automóvil, un automóvil en un tigre, un charco en una llanta y el rostro de una
persona en otro.
Entretenimiento
Es muy común utilizar métodos de gráficas por computadora para producir películas,
videos musicales y programas de televisión. 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

6. 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).
Educación y capacitación
A menudo, 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.
Visualización
Científicos, ingenieros, personal médico, analistas comerciales y otros con frecuencia
necesitan analizar grandes cantidades de información o estudiar el comportamiento de
ciertos procesos. Las simulaciones numéricas efectuadas en supercomputadoras a
menudo producen archivos de datos que contienen miles e incluso millones de valores de
datos. De modo similar, cámaras vía satélite y otras fuentes acumulan grandes archivos
de datos más rápido de lo que se pueden interpretar. El rastreo de estos grandes conjuntos
de números para determinar tendencias y relaciones es un proceso tedioso e ineficaz. Pero
si se convierten los datos a una forma visual, es frecuente que se perciban de inmediato
las tendencias y los patrones. Por lo regular, la producción de representaciones gráficas
para conjuntos de datos y procesos científicos de ingeniería y de medicina se conoce
como visualización científica. El término visualización empresarial se emplea en relación
con conjuntos de datos que se asocian con el comercio, la industria y otras áreas no
científicas. Existen muchas clases de conjuntos de datos y los esquemas de visualización
efectivos dependen de las características de los datos. Una compilación de datos contiene
valores escalares, vectores, tensores de orden superior o cualquier combinación de estos
tipos de datos. Y los conjuntos de datos pueden ser bidimensionales o tridimensionales.
La codifi-cación de colores es sólo una manera de visualizar un conjunto de datos. Las

7. técnicas adicionales incluyen trazos, gráficas y diagramas de contorno, presentaciones de
superficie y visualización de interiores de volumen. Además, se combinan técnicas de
procesamiento de imágenes con gráficas por computadora para crear muchas de las
visualizaciones de datos. Las comunidades de matemáticos, científicos físicos y otros
utilizan técnicas visuales para analizar funciones matemáticas y procesos o sólo con el
propósito de crear representa-ciones gráficas interesantes.
Procesamiento de Imágenes
A pesar de que los métodos empleados en las gráficas por computadora y en el proce-
samiento de imágenes se traslapan, las dos áreas realizan, en forma fundamental,
operaciones distintas. En las gráficas por computadora, se utiliza una computadora para
crear una imagen. Por otro lado, en el procesamiento de imágenes se aplican técnicas para
modificar o interpretar imágenes existentes, como fotografías y rastreos de televisión. Las
dos aplicaciones principales del procesamiento de imágenes son (1) el mejoramiento de la
calidad de la imagen y (2) la percepción de la máquina de información visual, como se
utiliza en la robótica. Para aplicar los métodos de procesamiento de imágenes, primero
digitalizamos una fotografía u otra imagen en un archivo de imagen. Entonces, se pueden
aplicar métodos digitales para reordenar partes de imágenes, para mejorar separaciones
de colores o para aumentar la calidad del sombreado. Estas técnicas se utilizan en gran
medida en aplicaciones de arte comercial que implican el retoque y el reorden de
secciones de fotogra-fías y otras obras de arte. Se emplean métodos similares para
analizar fotografías de la Tierra por satélite y fotografías de galaxias. Las aplicaciones
médicas también hacen uso importante de estas técnicas de procesa-miento de imágenes
para mejorar fotografías, en tomografías y simulacros de operaciones. La tomografía es
una técnica de fotografía por rayos X la cual permite el despliegue de vistas transversales
de sistemas fisiológicos. Tanto la tomografía computarizada (CT; computed tomography)
por rayos X, como la tomografía de emisión de posición (PET; position emission
tomography) utilizan métodos de proyección para reconstruir secciones transversa-les a
partir de datos digitales. Estas técnicas son empleadas para supervisar funciones internas
y mostrar secciones transversales durante una cirugía. Otras técnicas de proyección de
imágenes médicas incluyen rastreadores ultrasónicos y nucleares. Con el ultrasonido, se
utilizan ondas sonoras de alta frecuencia, en vez de rayos X, para generar datos digitales.
Los rastreadores para medicina nuclear recopilan datos digitales de la radiación que
emiten radionúclidos ingeridos y trazan imágenes con codificación de colores. Por lo
general, el procesamiento de imágenes y las gráficas por computadora se combinan en
muchas aplicaciones. Por ejemplo, en medicina se utilizan estas técnicas para modelar y
estudiar funciones físicas, para diseñar miembros artificiales, así como planear y practicar

8. cirugías. Esta última aplicación se conoce, por lo general, cirugía asistida por
computadora. Se obtienen secciones transversales bidimensionales del cuerpo a través de
la utilización de técnicas de proyección de imágenes. Luego se ven y manipulan los
cortes utilizando métodos gráficos para simular procedimientos quirúrgicos reales y
experimentar con diversas incisiones quirúrgicas.
Interfaces Gráficas por Usuario
Es común que los paquetes de software ofrezcan una interfaz gráfica. Un componente
importante de una interfaz gráfica es un administrador de ventanas que hace posible que
un usuario despliegue áreas con ventanas múltiples. Cada ventana puede contener un
proceso distinto que a su vez puede contener despliegues gráficos y no gráficos. Para
activar una ventana en particular, sólo hacemos clic en esa ventana utilizando un dispo-
sitivo de pulsar interactivo. Las interfaces también despliegan menúes e iconos para
permitir una selección rápida de las opciones de procesamiento o de valores de
parámetros. Un icono es un símbolo gráfico diseñado para semejarse a la opción de
procesamiento que representa. La ventaja de los iconos es que ocupan menos espacio en
la pantalla que las descripciones textuales corres-pondientes y que se pueden entender
con mayor rapidez si están bien diseñados. Los menúes contienen listas de descripciones
textuales e iconos.
Otras herramientas para la Graficación
TUBO DE RAYOS CATODICOS REPASADOS
Un haz de electrones (rayos catódicos), emitidos por un cañón de electrones, pasa a través
de sistemas de enfoque y deflexión que dirigen el haz hacia posiciones específicas en la
pantalla recubierta con una película de fósforo; entonces el fósforo emite una pequeña
mancha de luz pero esta se desvanece con rapidez, es por ello que se requiere de algún
método para mantener la imagen de la pantalla y una forma es trazar la imagen repetidas
ocasiones. Este tipo de despliegue se conoce como CRT con repasado.
Los principales componentes de un cañón de electrones para un CRT son el cátodo de
metal calentado y una rejilla de control. La intensidad del haz de electrones se controla al
ajustar niveles de voltaje en la rejilla de control, que es un cilindro metálico colocado
sobre el cátodo. El sistema de enfoque en un CRT es necesario para forzar el haz de
electrones a que converja en una pequeña mancha confirme hace contacto con el fósforo,
este enfoque se logra ya sea con campos eléctricos o con campos magnéticos. Hoy en

9. día , los tubos de rayos catódicos están construidos con bobinas o retículas de deflexión
magnética montadas en el exterior de la cubierta del CRT, utilizando dos pares de ellas,
con un par montado en los lados opuestos de cuello de la cubierta de CRT. Ahora que si
se utiliza la deflexión electrostática, se montan dos pares de placas paralelas dentro del
CRT. Se monta un para de placas en sentido horizontal para controlar la deflexión
vertical y el otro par se monta en sentido vertical para controlar la deflexión horizontal.
Distintas clases de fósforo están disponibles para utilizarse en los CRT. Además del
color, la principal diferencia entre los fósforos es su persistencia: ¿cuanto tiempo seguirá
emitiendo luz después de que se retire el haz de CRT?. La persistencia se define como el
tiempo que la luz emitida desde la pantalla tarda en disminuir e una décima parte de su
intensidad original. Un fósforo con baja persistencia es útil para la animación; mientras
que uno con alta persistencia es útil para desplegar imágenes estáticas muy complicadas.
Los monitores gráficos se construyen por lo general, con una persistencia del orden de 10
a 60 microsegundos.
El numero máximo de puntos que se pueden desplegar sin que se traslapen en un CRT se
conoce como la resolución. Una definición mas precisa es el número de puntos por
centímetro que se pueden trazar en sentidos horizontal y vertical. La resolución común de
los sistemas de alta calidad es de 1,280 por 1024 a estos se les llama sistemas de alta
definición. Otra propiedad de los monitores de vídeo es la razón de aspecto. Este número
da la proporción de los puntos verticales con respecto de los puntos horizontales
necesarios para producir líneas con una longitud igual en ambas direcciones de la pantalla
(expresada también en términos de la razón de puntos horizontales a verticales). Por
ejemplo una razón de aspecto de ¾ implica que una línea vertical trazada con tres puntos
tiene la misma longitud que una línea horizontal que se traza con cuatro puntos.
DESPLIEGUE DE BARRIDO CON RASTREADOR
El tipo mas común de monitor gráfico que utiliza un CRT es el despliegue de barrido con
rastreador. Este funciona recogiendo el haz de electrones a través de cada línea,
activándose o desactivando la intensidad del haz para crear un patrón de manchas
iluminadas. La definición de la imagen se almacena en una área de memoria llamada
buffer de repasado o buffer de marco o estructura. Esta área de memoria contiene el
conjunto de valores de intensidad para todos los puntos de la pantalla.
Cuando se deben desplegar variaciones de color e intensidad, se requieren bits
adicionales. Se incluyen hasta 24 bits por pixel en sistemas de alta calidad, que pueden
requerir varios megabytes de almacenamiento para el buffer de imagen, dependiendo de

10. la resolución del sistema. Un sistema con 24 bits por pixel y una resolución de pantalla de
1024 por 1024 requiere 3Mb de almacenamiento para el buffer de imagen. En un sistema
en blanco y negro con un bit por pixel, el buffer de imagen se conoce como mapa de bits
(BITMAP), mientras que los sistemas con bits múltiples por pixel, el buffer se llama
PIXMAP. Y por otro lado el refrescado o repasado en los despliegues de repasado con
rastreador se efectúa con un índice de 60 a 80 cuadros pro segundo; estos índices se
describen también en unidades de ciclos por segundo, Hertz (Hz).
DESPLIEGUE DE RASTREO ALEATORIO
Aquí un CRT dirige el haz de electrones sólo a las partes de la pantalla donde se debe
crear la imagen. Los monitores de trazado aleatorio trazan una imagen, una línea a la vez
y por ese motivo, se llaman también de despliegue vectorial o despliegue de escritura o
caligráficos. Las lineas que componen una imagen se pueden trazar y refrescar o enfriar
mediante un sistema de trazado aleatorio en cualquier orden específico. Los sistemas de
trazado aleatorio están diseñados para aplicaciones de trazo de líneas y no pueden
desplegar escenas sombreadas realistas.
MONITORES CRT DE COLOR
Un monitor CRT despliega imágenes a color utilizando una combinación de fósforos que
emiten luz con colores distintos. Las dos técnicas básicas para producir despliegues a
color con un CRT son el método de penetración de haz y el método de máscara de
sombra. El método de penetración de haz para desplegar imágenes a color se utiliza con
monitores de trazado aleatorio. Se recubren dos capas de fósforo, por lo general rojo y
azul, en el interior de la pantalla del CRT y el color que se despliega depende de cuánto
penetra el haz de electrones en las capas de fósforo. Un haz de electrones lento solo
excita la capa roja exterior. La velocidad de los electrones y, pro tanto, el color de la
pantalla en cualquier punto, se controla mediante el voltaje de aceleración del haz. Los
métodos de máscara de sombra se utilizan, de manera regular en sistemas de barrido por
rastreo.Un CRT de máscara de sombra se utiliza tiene tres puntos de color de fósoforo en
cada posición de pixel. Un punto de fósforo emite una luz roja, otro emite una luz verde y
el tercero emite una luz azul. Este tipo de CRT tiene tres cañones de electrones, uno para
cada punto de color, y una rejilla de máscara de sombra justo atrás de la pantalla con
recubrimiento de fósforo. Los puntos de fósforo de los triangulos se ordenan de modoque
cada haz de electrones pueda activar sólo su punto de color correspondiente cuando pasa
a través de la máscara de sombra. El obtener variaciones de color en un CRT de máscara
de sombra al variar los niveles de intensidad de los tres haces de electrones. Los

11. monitores compuestos son adaptaciones de televisores que permiten el libramiento de la
circuitería de transmisión. Estos dispositivos de despliegue también requiere que se
combine la información de la imagen, pero no se necesita ninguna señal portadora. Los
CRT de colores en sistemas gráficos están diseñados como monitores RGB. Estos
monitores utilizan métodos de máscara de sombra y toman el nivel de intensidad para
cada cañón de electrones (roja verde y azul) directamente del sistema de computación sin
ningún procesamiento intermedio. Un sistema de color RGB con 24 bits se conoce, por lo
regular, como un sistema de color total o un sistema de color real.
TUBOS DE ALMACENAMIENTO CON VISTA DIRECTA
Un método alternativo para mantener una imagen en pantalla consiste en almacenar la
información de la imagen dentro del CRT, en lugar de refrescar o retrazar la pantalla. Un
tubo de almacenamiento con vista directa (DVST dirct-view storage tube) almacena la
información de la imagen como una distribución de carga justo atrás de la pantalla con
recubrimiento de fósforo. Un monitor DVST presenta tanto ventajas como desventajas.
En este monitor no se requiere retrazado o repaso, se pueden desplegar imágenes muy
complejas con resoluciones muy altas si parpadeo. Las desventajas de los sistemas DVST
son que, por lo general no despliegan colores y no se pueden borrar partes seleccionadas
de una imagen. Para eliminar una sección de una imagen, se debe borrar la pantalla entera
y volver a trazar la imagen modificada.
DESPLIEGUES DE PANEL PLANO
A pesar de que la mayor parte de los monitores gráficos todavía se construyen con CRT,
están surgiendo otras tecnologías que pornto pueden sustituir a los monitores CRT. El
término despliegue de panel plano se refiere a una clase de dispositivo que tiene pocos
requerimientos de volumen, peso y energía en comparación con un CRT. Son mas
delgados y se pueden colgar en una pared o utilizarlos en una muñeca. Actualmente el
despliegue de panel plano incluyen pequeños monitores de televición, calculadoras
juegos de video de bolsillo, computadoras (laptop, portatiles) asi como exhibición de
películas en el brazo del asiento de los pasajeros en los aviones, etc.
Estos se dividen en dos categorías:
• despliegues emisivos
• despliegues no emisivos.

12. Los despliegues emisivos son dispositivos que convierten la energía eléctrica en luz. Los
paneles de plasma, los despliegues electroluminiscentes en película delgada y los diodos
de emisión de luz, también se diseñan CRT planos, en los cuales, los haces de electrones
se aceleran en sentido paralelo a la pantalla y luego se desvían a 90 grados.
Los despliegues no emisivos utilizan efectos ópticos para convertir luz solar o luz de
alguna otra fuente en patrones gráficos. El ejemplo más importante de un despliegue en
panel plano no emisivo es un dispositivo de cristal líquido.
Los paneles de plasma, que se conocen también como despliegues de descargas de gas, se
construyen mediante el llenado de la zona entre dos placas de cristal con una mezcla de
gases que por lo regular, incluye neón. Aquí la definición de la imagen se almacena en un
buffer de retrazado y los voltajes de carga se aplican para refrescar las posiciones del
pixel. Los despliegues electroluminiscentes de película delgada son similares a un panel
de plasma. La diferencia es que entre las placas de cristal se llena con un fósforo, como
sulfuro de zinc compuesto con manganeso, en lugar de un gas . Un tercer tipo de
dispositivo emisivo es el diodo de emision de luz LED . Se ordena una matriz de diodos
para formar las posiciones de pixel en la pantalla y la definición de la imagen se
almacena en un buffer.
Los despliegues de cristal liquido (LCD) se utilizan, por lo regular, en sistemas pequeños,
como calculadoras y computadoras portátiles. Estos dispositivos no emisivos producen
una imagen al pasar luz polarizada de su alrededor o de una fuente de luz interna a través
de un material de cristal líquido que puede alinearse con cualquier bloque o transmitir la
luz. En cuanto al termino de cristal líqudo se refiere en cuanto al hecho de que estos
compuestos tienen una estructura molecular cristalina, aunque fluyen como un líquido.
En la calculador manual con pantalla LCD de la figura las definiciones de imágenes se
alamcenan en un buffer de repaso y la pantalla se refresca con un índice de 60Hz. La luz
de fondo también se aplica por lo regular mediante dispositivos electrónicos de estado
sólido, a fin de que el sistema no dependa por completo de fuentes de luz exterior. Otro
método para construir LCD consiste en colocar un transistor en cada posición de pixel,
por medio de la tecnología de transistores de película delgada, a estos dispositivos se les
denomina de despliegues de matriz activa.

13. DISPOSITIVO DE VISTA TRIDIMENSIONAL
Los monitores gráficos para desplegar escenas tridimensionales se diseñan utilizando una
técnica que refleja una imagen de CRT de un espejo flexible vibrante. La figura muestra
el sistema Genisco Space Graph? que utiliza un espejo vibrante para proyectar objetos
tridimensionales, también es capaz de desplegar “rebanadas” transversales
bidimensionales de objetos seleccionados con diferentes profundidades.
SISTEMA ESTEREOSCOPICO Y DE REALIDAD VIRTUAL Otra técnica para
representar objetos tridimensionales es el despliegue de vistas estereoscópicas. Este
método no reproduce imágenes tridimensionales reales, pero ofrece un efecto
tridimensional. Primero necesitamos obtener dos vista de una escena generada desde una
direccion de vista, cuando vemos de modo simultáneo la vista izquierda con el ojo
izquierdo y la vista derecha con el ojo derecho, las dos vistas se combina en una sola
imagen. Una manera de producir un efecto estereoscópico consiste en desplegar cada una
de las dos vistas con un sistema de barrrido en ciclos de enfriamiento alterno. La vista
estereoscópica también es un componente de los sistemas de realidad virtual. Un sistema
sensorial en el dispositivo montado sobre la cabeza lleva un registro de la posición del
observador, de modo que se puedan ver las partes frontal y trasera de los objetos como si
el observador “caminara alrededor” e interactuara. SISTEMA DE BARRIDO CON
RASTREADOR Por lo regular, los sistemas gráficos de barrido interactivos utilizan
varias unidades de procesamiento. A parte del controlador de video, los sistemas de
barrido más avanzados emplean otros procesadores como coprocesadores y aceleradores
para llevar a cabo varias operaciones gráficas. CONTROLADOR DE VIDEO En muchos
monitores gráficos, el origen de las coordenadas se define en la esquina inferior izquierda
de la pantalla. La superficie de la pantalla se representa como el primer cuadrante de un
sistema bidimensional, con valores positivos x que aumentan hacia la derecha y valores
positivos y que aumentan hacia de abajo hacia arriba.
PROCESADOR DE DESPLIEGUE DE RASTREO CON RASTREADOR Recibe el
nombre de controlador de gráficas o coprocesador de despliegue. El propósito del
procesador de despliegue es liberar al CPU de los trabajos de gráficas. Además de la
memoria del sistema se puede contar con una área de memoria separada del procesador
de despliegue. Una función importante del procesador del despliegue es digitalizar la
definición de una imagen. Este proceso de digitilización se conoce como conversión de
rastreo. Con el proposito de reducir los requerimientos de memoria en los sistemas de
rastreo, se desarrollan métodos para organizar el buffer de despliegue como una lista
asociada y codificar la información de intensidad. Una forma de hacer esto consiste en

14. almacenar cada línea de rastreo como un conjunto de pares enteros. Un numero de cada
par indica un valor de intensidad y el segundo número especifica el número de pixeles
adyacentes en la línea de rastreo. Esta técnica, llamada codificación por longitud del
tramo. Otro planteamiento es la codificación del rastreo como un conjunto de áreas
rectangulares (codificación de celdas). La desventaja que los cambios de intensidad son
dificiles de lograr y las necesidades de almacenamiento en realidad se incrementan
conforme la longitud de los tramos es menor.
MONITORES GRAFICOS Y ESTACIONES DE TRABAJO La mayor parte de los
monitores gráficos operan como despliegues de barrido con rastreador. Las estaciones de
trabajo para graficas se pueden configurar con 8 a 24 bits por pixel, con resoluciones de
pantalla superiores, procesadores más rápidos y otras opciones disponibles en los
sistemas de alta capacidad, para aplicaciones como el control de trafico aéreo, simulacros
, proyección de imágenes médicas y CAD. Este sistema tiene una dimesión diagonal de
pantalla de 27 pulgadas, con resoluciones que oscilan entre 2048 por 1536 y 2560 por
2048 con indices de repaso de 80Hz o 60Hz en entrelazados. Un sistema con pantallas
múltiples llamado Media Wall ofrece un area de despliegue “del tamaño de la pared”.
Esta diseñado para aplicaciones que requieren despliegues de área grande como en
exposiciones comerciales, convenciones, tiendas de venta al menudeo, museos y
terminales de pasajeros. Opera dividiendo imágenes en un número de secciones y
distribuyendo las secciones en una matriz de monitores o proyectores que utilizan un
adaptador para gráficas y unidades de control vía satélite. Una matriz de 5 por 5
monitores, cada uno con una resolución de 640 por 480, se puede utilizar en el Media
Wall para proporcionar una resolución general de 3200 por 2400 ya sea para escenas
estáticas o para animaciones. Las escenas se pueden desplegar detrás de los montantes, o
se pueden eliminar los montantes para desplegar una imagen continua sin divisiones entre
las diferentes secciones.
DISPOSITIVOS DE ENTRADA Estos dispositivos incluyen raton, bola palmar, esfera
de control, palanca de control, digitalizadores, discos marcadores y botones. Algunos
otros dispositivos se utilizan en aplicaciones particulares con los guantes de datos,
paneles de tacto, rastreadores de imagenes y sistemas de voz. El teclado es un dispositivo
eficiente para capturar datos no gráficos como los encabezados de imágenes asociados
con un despliegue gráfico. Otros dispositivos de posicionamiento del cursor, como la bola
palmar a la palanca de control, se incluyen en algunos teclados. Con el ratón Z podemos
levantar un objeto, hacerlo girar y moverlo en cualquier dirección o podemos desplazar
nuestra posición de vista y orientación a través de una escena tridimensional. Las
aplicaciones del raton Z incluyen realidad virtual, CAD y animación. Mientras que la

15. bola palmar es un dispositivo de posicionamiento bidimensional, una esfera de control
ofrece seis grados de libertad. Una palanca de control consta de una pequeña palanca
vertical montada sobre una base que sirve para mover el cursor en la pantalla.
El guante de datos puede utilizarse para asir un objeto virtual, esta construido con una
serie de sensores que detectan los movimientos de la mano y los dedos. Se emplea un
acoplamiento electromagnético entre antenas transmisoras y antenas receptoras para
proporcionar información acerca de la posición y la orientación de la mano. Cada una de
las antenas transmisoras y receptoras puede estar estructurada con un conjunto de tres
retículas, puede emplearse para poner en posición y manipular objetos en una escena
virtual.
DIGITALIZADORES
Un digitalizador es un dispositivo común para dibujar, pintar o seleccionar de manera
interactiva posiciones de coordenadas en un objeto. En tanto un rastreador de imágenes
puede almacenar dibujos , gráficas fotografías a color y en blanco y negro o texto para
procesarlo por computadora con un rastreador de imágenes (scanner) al pasar un
mecanismo de rastreo óptico sobre la información que se debe almacenar. Cuando
tenemos la representación interna de una imagen, podemos aplicar transformaciones para
girar, escalar o cortar la imagen en una área particular de la pantalla.
Los paneles de tacto permiten que los objetos desplegados o posiciones en la pantalla se
seleccionen con el contacto con un dedo. Los paneles de tacto ópticos emplean una línea
de diodos de emisión de luz (LED) infrarroja a lo largo de un borde vertical y de un borde
horizontal de la estructura.
SOFTWARE DE GRAFICAS
Hay dos clasificaciones generales para el software
• paquetes generales de programación
• paquetes de aplicaciones especificas
Un paquete de programación ofrece un amplio conjunto de funciones gráficas que se
pueden utilizar en un lenguaje de programación de alto nivel, como C o FORTRAN,
además GL (Graphics Library en Silicon Graphics ) entre sus funciones esta : generar los

16. componentes de la imagen (lineas, rectas, poligonos circunferencias y otras figuras)
determinar valores de color e intensidad, seleccionar vistas y aplicar transformaciones.
Un paquete de aplicaciones esta diseñado para persona que no son programadores. La
interfaz para las rutinas de gráficas de tales paquetespermite que los usuarios se
comuniquen con los programas en sus propios términos. En cuanto a los paquetes que
están diseñados para utilizarse con especificaciones de coordenadas cartesianas si los
valores de las coordenadas de una imagen se especifican en alguna otra referencia
(esférica, hiperbolica u otra) será necesario hacer una conversión. Los paquetes para
propositos especiales puede permitir que se empleen otras estructuras de coordenadas que
son apropiadas para la aplicación.
Organizaciones nacionales e internacionales de planeacion de estándares, desarrollan un
estanda para gráficas por computadora. Es el desarrollo del sistema gráfico de kernel
(GKS; Graphical Kernel System). La ISO (International Standards Organization
“Organización Internacional de Estándares”) incluyendo el American National Standards
Institute (ANSI) adoptaron este sistema como el primer estándar de software de gráficas.
Aunque, al principio el GKS se diseño como un paquete de gráficas bidimensionales
posteriormente se desarrollo una extensión tridimensional. El segundo estándar que se
aprobó fue el PHIGS (Programmer´s Hierarchical Interactive Graphics Standar) Estandar
Jerárquico de Graficas Interactivas para el Programador. Las funciones gráficas estándar
se definen como un conjunto de especificaciones, que es independiente de cualquier
lenguaje de programación. Una vinculación del lenguaje se define entonces para un
lenguaje particular de programación. En FORTRAN este procedimiento se implanta
como una subrutina con el nombre GPL.