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.

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 parametricas

• 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
• B-splines no uniformes

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:

• Casos prácticos. En la programación semanal, puedes consultar cuándo hacerlos y en el Aula virtual encontrarás toda la información sobre cómo desarrollarlos y cómo y cuándo entregarlos. 
  
• Participación en eventos. Son eventos programados todas las semanas del cuatrimestre: sesiones presenciales virtuales, foros de debate.

Descargar 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 online

Bibliografía básica

Recuerda que 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...

Los textos necesarios para el estudio de la asignatura han sido elaborados por UNIR y están disponibles en formato digital para consulta, descarga e impresión en el aula virtual.

Además, en algunos temas deberás estudiar la siguiente bibliografía:

López, F. (2011). Color Sync. Recuperado de: http://macprogramadores.org/?q=reportajes#ColorSync

Navas, E. (2010). Una humilde introducción a la graficación por computadora (pp. 81-105, 133-143, 109-132, 145-150, 151-162, 167-172, 210-240, 178-210, 243-256). El Salvador: Universidad Centroamericana José Simeón Cañas.
El libro se encuentra disponible en: http://www.etnassoft.com/biblioteca/una-humilde-introduccion-a-la-graficacion-por-computadora/

Hearn, D. & Baker, M. P. (2005). Gráficos por computadora con OpenGL (pp. 237-247, 305-313, 355-360, 360-373, 374-395, 547-564). Madrid: Pearson Educación.
Lo intervalos necesarios para el estudio de la asignatura están disponbiles en el aula virtual (licencia Cedro).

Bibliografía complementaria

• Agoston, M. (2005). Computer Graphics and Geometric Modelling: Mathematics. California: Springer.
• Bosque, J.L. (2008). Introducción a OpenGL. Madrid: Dykinson.
• Gonzalez, R. C. y Woods, R. E. (2016). Digital Image Processing (3rd Ed). Massachusetts: Addison-Wesley.
• Gutiérrez, I. & Robinson, J. (2012). Álgebra lineal. Barranquilla: Universidad del Norte.
• Marschner, S. y Shirley, P. (2015). Fundamentals of Computer Graphics. Massachusetts: AK Peters/CRC Press.
• Mollica, P. (2013). Color Theory: An essential guide to color-from basic principles to practical applications. California: Walter Foster Publishing.
• Pérez, I. & Iznaga, A. M. (2006). Fundamentos de la gráfica por computadora. La Habana: Editorial Félix Varela.
• Perez, C. (2013). Gráficos con MatLab. Curvas, superficies y volúmenes. Madrid: CreateSpace Independent Publishing Platform.
• Reeves, R. D. (2010). Windows 7 Device Driver. Canada: Addison-Wesley.
• Rich B. (2011). Geometría. México: McGraw-Hill Interamericana.
• Shreiner D. et. al (2013). OpenGL Programming Guide: The Official Guide to Learning OpenGL. Canada: Addison-Wesley Professional.
• Smithwick, M. (2011). Pro OpenGL ES for iOS. New York: Apress.
• Smithwick M. (2012). Pro OpenGL ES for Android. New York: Apress.
• Tapp E. & Lucas, R. (2006). Practical Color Management. O'Reilly Media.

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

0 - 5,9	Suspenso	(SS)
6 - 10	Aprobado	(AP)

• Escala de calificaciones. En las calificaciones definitivas el docente utilizará una escala numérica con un rango que va de cero (0) a diez (10), donde cero (0) es la nota más baja y diez (10) la más alta.
• Calificación reprobada. Una calificación total inferior a seis (6) en la suma de las actividades y el examen significará el suspenso de la materia.
• Evaluaciones parciales o continuas (60% de la nota final).
• Evaluación final (40% de la nota final).

Sistema de evaluación	PONDERACIÓN MIN-MAX
Participación del estudiante (sesiones y foros)	0%-60%
Trabajos (trabajos, laboratorios y casos prácticos)	0%-60%
Test de autoevaluación	0%-60%
Examen final online	40%-40%

Obviamente, al tratarse de formación online 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 Curso de introducción al campus virtual. 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 con tu tutor personal.
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. Consulta, además, las secciones del tema que contienen material complementario.
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 tutor personal te informarán de las novedades de la asignatura.

En el aula virtual del Curso de introducción al campus virtual encontrarás siempre disponible la documentación donde te explicamos cómo se estructuran los temas y qué podrás encontrar en cada una de sus secciones.

Recuerda que en el aula virtual del Curso de introducción al campus virtual puedes consultar el funcionamiento de las distintas herramientas del aula virtual: Correo, Foro, Sesiones presenciales virtuales, Envío de actividades, etc.