Denominación de la asignatura

Informática Gráfica y Visualización
Curso al que pertenece

Grado en Ingeniería Informática

Créditos ECTS
6
Curso y cuatrimestre en el que se imparte
Segundo cuatrimestre
Materia
Computación
Carácter de la asignatura Optativa

Presentación

El uso del ordenador para procesar información gráfica y su posterior visualización es una disciplina presente en el diseño de multitud de productos software, como son las herramientas de diseño arquitectónico, los videojuegos, las aplicaciones multimedia, la visualización de datos científicos y médicos, etc. Con el fin de poder reproducir y mejorar estos productos, el ingeniero de software debe conocer los principios en los que se basan.

Por ello, el objetivo principal de esta asignatura es proporcionar al alumno una visión general de las técnicas que se aplican a la generación y manipulación de gráficos por ordenador. Con esta finalidad se estudian los principios matemáticos de álgebra y geometría, así como los algoritmos gráficos más conocidos y utilizados para hacer estas representaciones.

Un objetivo secundario es conocer las herramientas y librerías de programación más utilizadas para agilizar estas operaciones: GIMP, SDL y OpenGL. GIMP es una herramienta donde se demuestra cómo componer y modificar imágenes. Las librerías SDL y OpenGL proporcionan una amplia y eficiente colección de funciones independientes del dispositivo para la creación de imágenes infográficas.

De esta forma, el estudiante puede ver cómo se aplican los principios teóricos estudiados en este curso utilizando las herramientas habituales para el desarrollo de software gráfico.

Respecto a los conocimientos previos, no asumimos que el estudiante esté familiarizado con los gráficos por computadora, pero sí debe tener unos ciertos conocimientos de álgebra matricial básica, programación en C, estructuras de datos y algoritmia.

Respecto a los retos futuros de esta disciplina, actualmente, buena parte de las investigaciones en el campo de la informática gráfica se centran en mejorar el realismo y la velocidad de generación de imágenes sintéticas incorporando los principios físicos dentro de los algoritmos gráficos.

Competencias

Competencias básicas

  • CB1: Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
  • CB2: Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
  • CB3: Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
  • CB4: Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
  • CB5: Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

Competencias generales

  • CG08: Conocimiento de las materias básicas y tecnologías, que capaciten para el aprendizaje y desarrollo de nuevos métodos y tecnologías, así como las que les doten de una gran versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.

Competencias específicas

  • CB01: Capacidad para la resolución de los problemas matemáticos que puedan plantearse en la ingeniería. Aptitud para aplicar los conocimientos sobre: álgebra lineal; cálculo diferencial e integral; métodos numéricos; algorítmicos numéricos; estadísticos y optimización.
  • CB03: Capacidad para comprender y dominar los conceptos básicos de matemática discreta, lógica, algorítmica y complejidad computacional, y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
  • CC06: Capacidad para desarrollar y evaluar sistemas interactivos y de presentación de información compleja y su aplicación a la resolución de problemas de diseño de interacción persona computadora.

Competencias transversales

  • CT1: Capacidad de innovación y flexibilidad en entornos nuevos de aprendizaje como es la enseñanza on-line.
  • CT2: Conocer, y utilizar con habilidad, los mecanismos básicos de uso de comunicación bidireccional entre profesores y alumnos, foros, chats, etc.
  • CT3: Utilizar las herramientas para presentar, producir y comprender la información que les permita transformarla en conocimiento.

 

Contenidos

Tema 1. Teoría del color
Propiedades de la luz
Modelos de color
El estándar CIE
Profiling

Tema 2. Primitivas de salida
El controlador de vídeo
Algoritmos de dibujo de líneas
Algoritmos de dibujo de circunferencias
Algoritmos de relleno

Tema 3. Transformaciones 2D
Transformaciones geométricas básicas
Coordenadas homogéneas
Transformación inversa
Composición de transformaciones
Otras transformaciones
Cambio de coordenada

Tema 4. Sistemas de coordenadas y recorte 2D
Sistemas de coordenadas 2D
Cambio de coordenadas
Normalización
Algoritmos de recorte

Tema 5. Transformaciones 3D
Translación
Rotación
Escalado
Reflexión
Cizalla

Tema 6. Visualización y cambio de coordenadas 3D
Sistemas de coordenadas 3D
Visualización
Cambio de coordenadas
Proyección y normalización

Tema 7. Proyección y recorte 3D
Proyección ortogonal
Proyección paralela oblicua
Proyección perspectiva
Algoritmos de recorte 3D

Tema 8. Eliminación de superficies ocultas
Back-face removal
Z-buffer

Algoritmo del pintor
Algoritmo de Warnock
Detección de líneas oculta

Tema 9. Interpolación y curvas paramétricas
Interpolación y aproximación con polinomios
Representación paramétrica
Polinomio de Lagrange
Splines cúbicos naturales
Funciones base
Representación matricial

Tema 10. Curvas Bézier
Construcción algebraica
Forma matricial
Composición
Construcción geométrica
Algoritmo de dibujo

Tema 11. B-splines
El problema del control local
B-splines cúbicos uniformes
Funciones base y puntos de control
Deriva al origen y multiplicidad
Representación matricial
B-splines no uniformes

Tema 12. Superficies
El problema del control local
B-splines cúbicos uniformes
Funciones base y puntos de control
Deriva al origen y multiplicidad
Representación matricial
B-splines no uniformes

Metodología

Metodología

Las actividades formativas de la asignatura se han elaborado con el objetivo de adaptar el proceso de aprendizaje a las diferentes capacidades, necesidades e intereses de los alumnos.

Las actividades formativas de esta asignatura son las siguientes:

  • Trabajos y Lecturas. Se trata de actividades de diferentes tipos: reflexión, análisis de casos, prácticas, etc. Además de análisis de textos relacionados con diferentes temas de la asignatura.
  • Participación en eventos. Son eventos programados todas las semanas del cuatrimestre: sesiones presenciales virtuales, foros de debate, test.
  • Laboratorios. Actividad práctica que se realiza en tiempo real e interactuando con otros alumnos. En el laboratorio los estudiantes tendrán que desarrollar los ejercicios propuestos en un entorno de simulación online. Los estudiantes contarán en todo momento con el apoyo de un tutor de laboratorio, que ayudará al
    alumno a desarrollar su actividad. El tutor de laboratorio podrá asignar grupos de alumnos para que, de forma
    colaborativa, alcancen los resultados solicitados. Este tipo de actividad posee un peso considerable en la
    evaluación continua del alumno, por lo que, a pesar de no ser obligatoria su realización, se recomienda firmemente la participación en los mismos.

En la programación semanal puedes consultar cuáles son las actividades concretas que tienes que realizar en esta asignatura.

Descarga el pdf de la programación

Estas actividades formativas prácticas se completan, por supuesto, con estas otras:

  • Estudio personal
  • Tutorías. Las tutorías se pueden articular a través de diversas herramientas y medios. Durante el desarrollo de la asignatura, el profesor programa tutorías en días concretos para la resolución de dudas de índole estrictamente académico a través de las denominadas “sesiones de consultas”. Como complemento de estas sesiones se dispone también del foro “Pregúntale al profesor de la asignatura” a través del cual se articulan algunas preguntas de alumnos y las correspondientes respuestas en el que se tratan aspectos generales de la asignatura. Por la propia naturaleza de los medios de comunicación empleados, no existen horarios a los que deba ajustarse el alumno.
  • Examen final presencial

Las horas de dedicación a cada actividad se detallan en la siguiente tabla:

ACTIVIDADES FORMATIVAS 
HORAS
% PRESENCIAL
Sesiones presenciales virtuales
15
100%
Lecciones magistrales
6
0
Estudio del material básico
50
0
Lectura del material complementario
25
0
Trabajos, casos prácticos, test
17
0
Prácticas de laboratorios virtuales
12
16,7%
Tutorías
16
30%
Trabajo colaborativo
7
0
Realización de examen final presencial
2
100%
Total
150

 


Puedes personalizar tu plan de trabajo seleccionando aquel tipo de actividad formativa que se ajuste mejor a tu perfil. El profesor-tutor te ayudará y aconsejará en el proceso de elaboración de tu plan de trabajo. Y siempre estará disponible para orientarte durante el curso.

Recomendaciones técnicas

Metodología

Para la correcta participación de los alumnos en las diferentes actividades propuestas en la asignatura se recomienda disponer de un ordenador con las siguientes especificaciones mínimas recomendadas:

  • 4 GB de RAM
  • Conexión a Internet superior a 6 Mbit/s
  • Cámara web
  • Micrófono
  • Altavoces o auriculares
  • Sistema operativo Windows o Mac OS (algunas actividades pueden presentar dificultades sobre Linux. En esta circunstancia se recomienda consultar con el profesor de la asignatura)
  • Acceso de administrador al sistema (es necesario la instalación de programas, emuladores, compiladores…)
  • Navegador web Netscape, Chrome, Safari o Firefox actualizado (versiones no actualizadas pueden presentar problemas funcionales y/o de seguridad)

Bibliografía

Bibliografía básica

La bibliografía básica es imprescindible para el estudio de la asignatura. Cuando se indica que no está disponible en el aula virtual, tendrás que obtenerla por otros medios: librería UNIR, biblioteca… 

 

 

Bibliografía complementaria

Gutiérrez, I. & Robinson, J. (2012). Álgebra lineal. Barranquilla: Universidad del Norte.

Mollica, P. (2013). Color Theory: An essential guide to color-from basic principles to practical applications. California: Walter Foster Publishing.

Tapp E. & Lucas, R. (2006). Practical Color Management. O'Reilly Media.

Rich B. (2011). Geometría. México: McGraw-Hill Interamericana.

Reeves, R. D. (2010). Windows 7 Device Driver. Canada: Addison-Wesley.

Bosque, J.L. (2008). Introducción a OpenGL. Madrid: Dykinson.

Shreiner D. et. al (2013). OpenGL Programming Guide: The Official Guide to Learning OpenGL. Canada: Addison-Wesley Professional.

Pérez, I. & Iznaga, A. M. (2006). Fundamentos de la gráfica por computadora. La Habana: Editorial Félix Varela.

Smithwick, M. (2011). Pro OpenGL ES for iOS. New York: Apress.

Smithwick M. (2012). Pro OpenGL ES for Android. New York: Apress.

Agoston, M. (2005). Computer Graphics and Geometric Modelling: Mathematics. California: Springer.

Perez, C. (2013). Gráficos con MatLab. Curvas, superficies y volúmenes. Madrid: CreateSpace Independent Publishing Platform.

evaluación

Evaluación y calificación

El sistema de calificación se basa en la siguiente escala numérica:

0 - 4, 9

Suspenso

(SS)

5,0 - 6,9

Aprobado

(AP)

7,0 - 8,9

Notable

(NT)

9,0 - 10

Sobresaliente

(SB)

La calificación se compone de dos partes principales:

calificación

El examen se realiza al final del cuatrimestre y es de carácter PRESENCIAL y OBLIGATORIO. Supone el 60% de la calificación final (6 puntos sobre 10) y para que la nota obtenida en este examen se sume a la nota final, es obligatorio APROBARLO (es decir, obtener 3 puntos de los 6 totales del examen).

La evaluación continua supone el 40% de la calificación final (es decir, 4 puntos de los 10 máximos). Este 40% de la nota final se compone de las calificaciones obtenidas en las diferentes actividades formativas llevadas a cabo durante el cuatrimestre.

Ten en cuenta que la suma de las puntuaciones de las actividades de la evaluación continua es de 6 puntos. Así, puedes hacer las que prefieras hasta conseguir un máximo de 4 puntos (que es la calificación máxima que se puede obtener en la evaluación continua). En la programación semanal de la asignatura, se detalla la calificación máxima de cada actividad o evento concreto puntuables.

SISTEMA DE EVALUACIÓN 
PONDERACIÓN MIN. 
PONDERACIÓN MÁX. 
Prueba de evaluación final presencial
60%
60%
Evaluación de prácticas de laboratorios virtuales
0%
40%
Resolución de trabajos, proyectos y casos
0%
40%
Participación en foros y otros medios participativos
0%
40%

 

Ten en cuenta…
Si quieres presentarte sólo al examen final, tendrás que obtener una calificación de 5 puntos sobre 6 para aprobar la asignatura.

Profesorado

Fernando López Hernández

Formación: Doctor en Ing. Informática y Telecomunicación. Actualmente trabaja como profesor asociado a tiempo completo en UNIR.

Experiencia: Director y Coordinador Académico del Máster en Aplicaciones para Móviles de UNIR. Coordinador Académico del Experto en Robótica. Profesor en el Grado de Ingeniería Informática (Informática Gráfica y Visualización, Algebra, Algoritmia y Complejidad), Grado de Diseño digital (Imagen e Imagen en Movimiento) y Máster de Aplicaciones Móviles (Objective-C y Tecnologías iOS). Previamente trabajó como investigador sénior postdoctoral en UNIR. Antes de unirse a UNIR trabajó como investigador predoctoral y postdoctoral en el Video Processing and Understanding Lab (VPU Lab) de la Universidad Autónoma de Madrid.

Líneas de investigación: Multimedia, gráficos, procesamiento de imagen y vídeo, lenguajes de programación, desarrollo de aplicaciones móviles.

Orientaciones para el estudio

Orientación para el estudio

Obviamente, al tratarse de formación on-line puedes organizar tu tiempo de estudio como desees, siempre y cuando vayas cumpliendo las fechas de entrega de actividades, trabajos y exámenes. Nosotros, para ayudarte, te proponemos los siguientes pasos:

  1. Desde el Campus virtual podrás acceder al aula virtual de cada asignatura en la que estés matriculado y, además, al aula virtual del Grado. Aquí podrás consultar la documentación disponible sobre cómo se utilizan las herramientas del aula virtual y sobre cómo se organiza una asignatura en la UNIR y también podrás organizar tu plan de trabajo personal con tu profesor-tutor.
  2. Observa la programación semanal. Allí te indicamos qué parte del temario debes trabajar cada semana.
  3. Ya sabes qué trabajo tienes que hacer durante la semana. Accede ahora a la sección Temas del aula virtual. Allí encontrarás el material teórico y práctico del tema correspondiente a esa semana.
  4. Comienza con la lectura de las Ideas clave del tema. Este resumen te ayudará a hacerte una idea del contenido más importante del tema y de cuáles son los aspectos fundamentales en los que te tendrás que fijar al estudiar el material básico. Lee siempre el primer apartado, ¿Cómo estudiar este tema?, porque allí te especificamos qué material tienes que estudiar. Consulta, además, las secciones del tema que contienen material complementario (Lo + recomendado y + Información).
  5. Dedica tiempo al trabajo práctico (sección Actividades y Test). En la programación semanal te detallamos cuáles son las actividades correspondientes a cada semana y qué calificación máxima puedes obtener con cada una de ellas.
  6. Te recomendamos que participes en los eventos del curso (sesiones presenciales virtuales, foros de debate…). Para conocer la fecha concreta de celebración de los eventos debes consultar las herramientas de comunicación del aula vitual. Tu profesor y tu profesor-tutor te informarán de las novedades de la asignatura.

Ten en cuenta estos consejos…

  • Sea cual sea tu plan de estudio, accede periódicamente al aula virtual, ya que de esta forma estarás al día de las novedades del curso y en contacto con tu profesor y con tu profesor tutor.
  • Recuerda que no estás solo: consulta todas tus dudas con tu profesor-tutor utilizando el correo electrónico. Si asistes a las sesiones presenciales virtuales también podrás preguntar al profesor sobre el contenido del tema. Además, siempre puedes consultar tus dudas sobre el temario en los foros que encontrarás en cada asignatura (Pregúntale al profesor).
  • ¡Participa! Siempre que te sea posible accede a los foros de debate y asiste a las sesiones presenciales virtuales. El intercambio de opiniones, materiales e ideas nos enriquece a todos.
  • Y ¡recuerda!, estás estudiando con metodología on line: tu esfuerzo y constancia son imprescindibles para conseguir buenos resultados. ¡No dejes todo para el último día!