Elementos Básicos

1. Elementos Básicos Texto, Imagen, Gráficos 3D, Animación, Sonido, Vídeo. IMM 2006

2. Texto IMM 2006

3. Texto • Importante labor de síntesis. • Titulares, menús, contenido de botones, campos de lectura. • Grandes cantidades, enlaces a documentos externos. IMM 2006

4. Texto • Reglas fundamentales: • Textos breves: max 1/3 de la pantalla, max. 6 viñetas, dos líneas por viñeta. • Usar Hipervinculos o pantallas de texto flotantes. • Uso de términos adecuados y mayoritariamente aceptados. • Inteligibilidad. • Efectos como la animación para resaltar. IMM 2006

5. Texto • Tipos: PostScript y Truetype, basadas en gráficos vectoriales • PostScript definida por dos ficheros uno con la descripción del carácter en varios tamaños y una resolución fija de 72 ppp y en el segundo se describe de forma vectorial los caracteres para imprimir. • TrueType: Se generan imágenes de la letra en baja resolución para el monitor y en alta para la impresora. IMM 2006

6. Texto • Incorporar texto: • Conversión a un formato que soporta la herramienta. • Introducción directa. • Escaneando, OCR. IMM 2006

7. Hipertexto • Colección de textos organizados para que el usuario los consulte de forma no lineal, bajo demanda o necesidad. • No es la solución al problema de los textos largos en las aplicaciones. • Se enmarca en cuatro aspectos: • Cuando ofrece una recopilación de información que antes no se había editado conjuntamente. • Cuando la inf. que se busca exige de aspectos secundarios o interrelacionados. • Cuando la inf. sea tanta que suponga un ahorro de espacio y tiempo. • Cuando el usuario desee incluir fragmentos de lo que consulta en trabajos propios. IMM 2006

8. Hipertexto • No se debe abusar. • Se puede clasificar por colores según el tipo de información a la que se va a acceder. • Se debe evitar encadenamientos largos de consultas. • Se debe evitar las referencias circulares. • El hipertexto se ha hecho para interactuar no para leer. IMM 2006

9. Imagen Digital IMM 2006

10. Imagen • Es el elemento más importante de una aplicación multimedia. • Se emplea en la construcción de la interfaz como para la ilustración de las diferentes escenas. • Las imágenes estáticas pueden ser grandes, pequeñas, o llenar la pantalla, en color, situadas aleatoriamente, distribuidas geométricamente, etc… IMM 2006

11. Tipos • Mapa de bits: imágenes realistas y dibujos complejos, con alto nivel de detalle o texturas. • Vectoriales: líneas, recuadros, círculos, polígonos, y otras figuras que se pueden expresar matemáticamente mediante ángulos, coordenadas y distancias. • Ambos tipos pueden almacenarse en distintos formatos de archivo y transladarse de una aplicación a otra. • Normalmente los archivos se comprimen con el fin de ahorrar espacio en memoria y disco. IMM 2006

12. Compresión de la imagen • Las imágenes contienen gran cantidad de información redundante, los programas de compresión de imágenes reducen su tamaño, hasta obtener los datos necesarios para representarlas. • Existen dos formas de compresión, la sin pérdida y la con pérdida. IMM 2006

13. Compresión sin perdida • Este tipo de compresión se utiliza cuando los datos en la imagen deben ser preservados de forma exacta, es decir no se ha de apreciar ningún cambio entre el original y la imagen comprimida al visualizarla. IMM 2006

14. Compresión con perdida • Se emplea cuando la calidad de la imagen reconstruida debe ser mantenida a cierto nivel, pero no es necesario que sea idéntica a la de la imagen original, p.e. en imágenes donde las medidas exactas o el procesado objetivo no se vaya a dar (consumo humano). Se suelen emplear en aplicaciones que transmiten imágenes. IMM 2006

15. Cosas a tener en cuenta • La dimensión de las imágenes que se van a incluir. • El tipo de imágenes, que depende si se tiene el material ya creado o hay que crearlo. • La profundidad del color de las imágenes, especialmente si se emplean imágenes fotográficas o escaneadas. • El número de imágenes, en función de la capacidad del soporte de almacenamiento y al resto de material que hay que incluir. IMM 2006

16. Mapa de Bits • Una imagen digital de mapa de bits es una imagen f(x,y) que ha sido discretizada o cuantificada en las coordenadas espaciales y en su brillo. • Así pues una imagen digital de mapa de bits se puede considerar como una matriz cuyos índices de filas y columnas (NxM) identifican a un punto en la imagen y el valor de la matriz en ese punto será el nivel de gris en ese punto (caso de una imagen monocroma con varios niveles de gris) • Para una imagen en color se emplean tres de estas matrices donde se indica el grado de color, representado por la cantidad de brillo en un determinado tono de color. (RGB) IMM 2006

17. Mapa de píxeles de una imagen digital (0,0) (0,M) f(x,y) (N,0) (N,M) IMM 2006

18. Tamaño de una imagen • El nivel de gris de cada pixel se representa mediante bits según la formula 2m donde m es el número de bits empleados. • ¿Cuánto ocupa una imagen monocroma en nuestro ordenador? N filas x M columnas x m bits = número de bits que se emplean para almacenar una imagen IMM 2006

19. Ejemplo • Por ejemplo, la imagen anterior de 512 x 512 y 128 niveles de gris (7 bits), necesitaría un espacio de: 512x512x7=1.835.008 229.376 Bytes o 224 Kbytes. IMM 2006

20. Resolución Perdida de información al capturar una imagen • Discretización a píxeles (muestreo). • Rango limitado de valores de intensidad luminosa (cuantificación). IMM 2006

21. Muestreo y cuantificación El muestreode la imagen tiene el efecto de reducir la resolución espacial de la misma. La diapositiva siguientemuestra el efecto de captar una misma imagen a diferentes resoluciones. Todas ellas han sido transformadas al mismo tamaño para su visualización: IMM 2006

22. De izquierda a derecha y de arriba a abajo. Muestreo a 256 x 256, 128 x 128, 64 x 64 y 32 x 32 píxeles IMM 2006

23. Cuantificación • El efecto de la cuantificación viene dado por la imposibilidad de tener un rango infinito de valores de medida para la intensidad de brillo de los píxeles. IMM 2006

24. Efecto de la cuantificación: De izquierda a derecha, 8 bits, 1 bits y 4 bits. IMM 2006

25. Aliasing Espacial • Para que una frecuencia de muestreo sea correcta, esta ha de ser, al menos, el doble de la frecuencia espacial de la imagen que se está muestreando. Si no se respeta se produce lo que se conoce como Aliasing, apareciendo artificios y visualizándose frecuencias que no existían en la imagen original IMM 2006

26. Efecto de aliasing IMM 2006

27. Efecto de Aliasing: (a) y (b) imagen bajo muestreadas 1/2 y 1/4; (c) imagen original. IMM 2006

28. Como conseguir un bitmap • Programa de dibujo o pintura. • Capturar desde la pantalla mediante un programa de captura de pantalla. • Empleando un dispositivo de captura como un escáner o una cámara fotográfica digital. • Acudiendo a las colecciones de clipart, páginas web, etc... IMM 2006

29. Imágenes Vectoriales • Contienen información de cómo se crea la imagen final, describiendo esta como una serie de primitivas geométricas. • Segmentos de recta, circunferencias, elipses, arcos de circunferencia, elipses y curvas paramétricas Bezier. • No les afecta los cambios de tamaño (escalado) y ocupan menos espacio, lo cual las hacen especialmente atractivas para la web. IMM 2006

30. Vectorial vs. Mapa de Bits • Se basa en el tipo de sistema multimedia que se va a construir, tasa transferencia, resolución del dispositivo que muestra la imagen, etc. • La conversión entre ambos es posible, de vectorial a bitmap se denomina rasterizar o trazar (rasterizing) en el otro sentido no suele dar buenos resultados y el numero de primitivas obtenido suele ser elevado. IMM 2006

31. Gráficos 3D • Implica trabajar con objetos sólidos, muchas veces limitados por superficies. • Estos objetos se pueden ocultar unos a otros y además se debe establecer una iluminación, calcular el color de los objetos, hacer sombras arrojadas, etc. • La inclusión de graficos 3D en aplicaciones multimedia se ha extendido por: • Puede aportar más calidad artística a la hora de incrementar el atractivo de una aplicación de mercado. • El hard y soft necesario ya está al alcance de los diseñadores. IMM 2006

32. Modelado 3D • La construcción de objetos en una escena en tres dimensiones se conoce con el nombre de modelado. • Tres técnicas: • Geometría constructiva sólida (CSG). • Modelado libre de formas. • Modelado Procedural. • Al proceso de obtener una imagen a partir de la descripción de una escena en 3D se le llama rendering. IMM 2006

33. Geometría constructiva sólida • Se parte de primitivas básicas, cubo, esfera y cilindro y de un conjunto de operaciones booleanas como la unión, intersección, la resta, etc. • Entre objetos y operaciones se puede establecer una jerarquía. IMM 2006

34. Modelado libre de formas • La primitiva es el parche: objeto en dos dimensiones en un espacio en tres dimensiones. • Son superficies bezier, con operaciones básicas como la extrusión y la rotación. Ejemplo del Simply 3D IMM 2006

35. Modelado Procedural • Los objetos se describen indicando como se obtienen. • Ejemplo: Objetos fractales, son estructuras autosemejantes a escalas, lo cual hace que no tengan bordes suaves. • Muchos objetos generados por procesos naturales (la superficie de un terreno, las plantas, la nubes, etc,.) siguen esta pauta. IMM 2006

36. Ejemplos de Fractales • CURVA DE KOCH: Ideada en 1904 por el matemático sueco Helge von Koch, también se la conoce con el nombre de “copo de nieve matemático”. • TRIÁNGULO DE SIERPINSKI: Se parte de un triángulo equilátero que se divide en 4 triángulos equiláteros iguales, y se quita el triángulo del centro. IMM 2006

37. Animación IMM 2006

38. ¿qué es la animación? • Simulación de cualquier cambio, en el tiempo, en una escena. • Puede afectar a su aspecto visual • Composición de escena (objetos): Posición, orientación, forma, y atributos visuales (color, textura, etc.) • Iluminación: Color, intensidad, dirección, apertura, tipo • de luz. • Cámara: Posición (traveling), orientación y enfoque. • Estado interno del objeto: peso, calor, cansancio,... • Principales aplicaciones • Industria del entretenimiento (cine, vídeo juegos, • publicidad) • Educación (sistemas multimedia) • Simulación y entrenamiento (realidad virtual) • Visualización de datos: Visualización científica IMM 2006

39. Animación 2D • Dos métodos: • Animación en cuadros • Animación de sprites IMM 2006

40. Animación en cuadros • Significa mostrar una secuencia de archivos gráficos. • Las imágenes se presentan en una rápida sucesión dando sensación de movimiento. • Cada imagen es ligeramente diferente de la anterior. • El índice del cuadro, indica el numero de cuadros por segundo de animación: 24 para películas, 30 para vídeo, hasta 15 para dibujos animados. IMM 2006

41. Animación de sprites • Un sprite es cualquier parte de la animación que se mueve de forma independiente. • Se puede animar sobre un lugar fijo o sobre a lo largo de una trayectoria. • Se diferencia de la animación basada en cuadros que cada cuadro sucesivo sólo actualiza la parte de la pantalla que lo contiene. IMM 2006

42. Animación 3D • Compleja y requiere gran potencia de cálculo para producir efectos realistas de movimiento, tanto en la animación de personajes, como la generación de entornos renderizados. • la animación de personajes implica la definición de los distintos segmentos tridimensionales y la unión entre ellos, definiendo puntos de conexión y puntos de rotación que permitirán hacer la animación. • Posteriormente habrá que definir cuáles son los frames o cuadros que interesan y renderizar por separado cada uno de ellos, formando una secuencia de imágenes realistas que finalmente se unirán secuencialmente en la composición. IMM 2006

43. Motion 3D • Existen distintas formas de especificar el movimiento en un sistema de animación. • Explícita • Procedural • Cinemática • Directa • Inversa • Dinámica • Muestreo del movimiento: Rotoscopia • Uso de entidades inteligentes: Actores virtuales • Simulación basada en comportamiento físico • Restricciones IMM 2006

44. Control explícito • Es la forma más simple de control de la animación. Se describen todos los cambios en la escena: • Transformaciones simples: Posición, Rotación y • Escalado (PRE) • Información de cuadros clave • Métodos de interpolación para cada clave • Adecuado para la definición interactiva mediante editores de animación • Inconvenientes • Relaciones causa-efecto • Detección de colisiones • Grandes masas de objetos IMM 2006

45. Control procedural • Consiste en describir el movimiento de forma algorítmica. • Hay una serie de reglas que controlan cómo se van modificando los distintos parámetros (como la posición o la forma) a lo largo del tiempo. • Sistemas de partículas: simulación de fenómenos dinámicos, como humo, fuego, agua, explosiones, etc. • Modelos de gramáticas: simulación de la evolución de especies vegetales • Posibilidad de crear animaciones difíciles de especificar directamente • El control procedural se puede considerar la base de otros tipos de control (actores, comportamiento, físico) • Añade realismo y evita control explícito del usuario IMM 2006

46. Cinemática • Descripción cinemática: posición, velocidad y aceleración (sin considerar fuerzas) • Emplea jerarquías de objetos y vinculaciones • Tipos • Directa. Mover objetos superiores arrastra al resto • Inversa. Especificación de las posiciones inicial y final de elementos finales de la cadena de jerarquías • Uso de esqueletos • Útil en • Definición de personajes • Movimientos de objetos articulados • Deformación de mallas (pieles) de personajes IMM 2006

47. Dinámica • Especificación de las fuerzas que dan lugar al movimiento • Fuerzas electromagnéticas, gravitacionales, fricción, etc • Uso de ecuaciones físicas: visualización científica • Empleo en • Sistemas de partículas, fluidos • Detección de colisiones • Rebotes de objetos contra el suelo • Simulación de inercias • Relacionado con la simulación basada en la física IMM 2006

48. Rotoscopia • Consiste en capturar un movimiento real, y utilizar esa información para mover un diseño generado por ordenador. • Simplificación del modelo: normalmente, los movimientos reales (por ejemplo, el lanzamiento de un disco en atletismo) son demasiado complejos para intentar capturarlos íntegramente. Hay que identificar las partes fundamentales del movimiento. • Identificación y marcado de los puntos de referencia. Normalmente son las articulaciones, y se suelen marcar con círculos de tela de un color vivo, pelotas de ping-pong, etc. • Realización de movimientos y recopilación de datos (mediante múltiples cámaras de vídeo, traje de datos, etc,). • A continuación, y una vez digitalizada la información, se aplica ésta al modelo generado por ordenador para controlar su movimiento. Mediante esta técnica se consiguen movimientos de gran realismo. IMM 2006

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50. Vactors • Utilización de agentes • Programa independiente y autónomo • Se comunica con otros agentes mediante mensajes • Empleo de técnicas de IA • Se invoca una vez por cada fotograma a generar • Se asocia a un objeto físico • Define comportamiento para personajes en la escena • Animación facial y movimiento de labios • Automatización de procesos básicos (caminar) IMM 2006