La Graficación por Computadora es una de las áreas más interesantes de las Ciencias de la
Computación y su principal objetivo es establecer los principios, técnicas y algoritmos para la generación y manipulación de imágenes mediante una computadora. Dichas imágenes pueden ser de distinta complejidad, desde imágenes en dos dimensiones hasta modelos tridimensionales donde se requiere producir imágenes de aspecto real. De esta manera, la graficación por computadora permite establecer una interacción especial entre el hombre y la computadora.
El viejo adagio de que “una imagen vale más que mil palabras” es tan cierto en nuestros días como lo era hace 100 años, por ello no debe sorprendernos que desde que las computadoras aparecieran se haya intentado producir imágenes que pudieran verse a través de sus pantallas. A lo largo de más de cuarenta años de evolución de los componentes electrónicos digitales y demás dispositivos computacionales, la habilidad de generar imágenes por computadora también se ha incrementado. Se ha llegado a un punto tal, que hoy no podemos concebir una computadora, por muy sencilla y modesta que sea, sin alguna capacidad gráfica.
En la actualidad las computadoras son una herramienta eficaz en cuanto a graficación y creación de imágenes ya que pueden hacerlo de manera sencilla, rápida y económica. Es casi imposible encontrar un ambiente en donde no se requiera implementar o ya se haya implementado alguna técnica o algoritmo de graficación. Por ello nos topamos con el hecho de que las gráficas por computadora se han convertido en un elemento cotidiano en diversas áreas tales como la industria, arte, televisión, gobierno, educación, publicidad, ciencia, ingeniería,... cuya finalidad va desde entretenernos hasta capacitarnos.
Pero para entender cómo es que la Graficación ha llegado a ser una rama tan fascinante es necesario hacer un breve recorrido a través del tiempo presentando su origen, y desarrollo histórico hasta llegar al auge que se vive hoy en día.
A partir de la segunda generación de computadoras, cuando se dejaban atrás los bulbos y los transistores entraban por la puerta grande, el nacimiento de una nueva herramienta para “dibujar” estaba ya muy próximo. Aunque no fue sino hasta la década de los cincuentas, en la que, en cuanto a sistemas gráficos se refiere, se mejorarían los dispositivos de representación de información elaborada por los ordenadores. Así, el Whiriwind del Massachussetts Institute of Technology (MIT), se convertía en el primer ordenador que contaba con un sistema de representación visual auto-controlado. El Whiriwind podía generar dibujos sencillos, tarea para la que utilizaba un Tubo de Rayos Catódicos o CRT (Cathode Ray Tube) –ver Figura 1.1-. Además, el tiempo que empleaba en realizar los cálculos necesarios y representarlos impedía cualquier tipo de operación recíproca con el sistema, en pocas palabras, la pantalla actuaba solo como dispositivo de salida y no como interfaz entre el usuario y la computadora. Si se quiere hacer un análisis histórico de cómo llegaron a generarse imágenes gráficas a través de un CRT, entonces eso nos lleva a distinguir entre dos tecnologías completamente distintas. La primera que se desarrolló fue el Direct View Storage Tube o DVST (Tubo Adaptador de Visión Directa), también conocido como tubo de almacenamiento o tubo de memoria. En él, la información gráfica se envía de una sola vez y se muestra permanentemente en pantalla, siendo la imagen enviada de tipo vectorial (Stroke Writing), es decir, dibujando vectores continuos en línea recta entre dos puntos de la pantalla o VDU (Visual Display Unit).
Hacia el final de la segunda generación aparecieron los primeros programas gráficos interactivos. Un alumno del MIT que terminaba en 1962 su tesis doctoral dio origen a un evento revolucionario y decisivo para el nacimiento del CAD (Computer Aided Design). En la tesis de doctorado de Ivan E. Sutherland, de título "A Machines Graphic Communications System", se establecieron las bases de los gráficos interactivos por computadora tal y como los conocemos hoy. Sutherland propuso la idea de utilizar un teclado y un lápiz óptico para seleccionar, situar y dibujar, conjuntamente con una imagen representada en la pantalla. Lo más significativo era la estructura de datos utilizada por Sutherland en el ordenador TX-2, diferente de todo lo que se había hecho hasta entonces ya que estaba basada en la topología del objeto que iba a representar, es decir, describía las relaciones entre las diferentes partes que lo componían, introduciendo así lo que hoy conocemos como Programación Orientada a Objetos. Antes de esto, las representaciones visuales realizadas de un objeto se habían basado en un dibujo y no en el objeto en si mismo.
Con el sistema de Sutherland, llamado Sketchpad, se trazó por primera vez una clara distinción entre el modelo representado en la estructura de datos y el dibujo que uno veía en la pantalla. El sistema Sketchpad, introducido en 1963, causó gran expectación en las universidades y sus limitaciones estaban más en el hardware empleado que en el concepto como tal.
Pero además Sutherland es conocido y venerado mundialmente como padre del Diseño Asistido por Computadora (CAD) que actualmente se utiliza de forma rutinaria en el diseño de construcciones, automóviles, aeronaves, embarcaciones, naves espaciales, computadoras, telas y muchos productos. También a este personaje se le debe la técnica de las líneas ocultas, tan empleada hoy en día, la cual, como su nombre lo indica, se encarga de no mostrar en pantalla (temporalmente) líneas que deben estar ocultas tras otros objetos de la misma escena. Pero el año decisivo para los sistemas gráficos fue 1980. A partir de esa fecha los sistemas gráficos, que hasta entonces habían sido del dominio exclusivo de científicos, matemáticos e ingenieros, comenzaron a ser usados en televisión y estudios de animación, produciéndose un espectacular avance en las ventas de estos equipos. A finales de 1979, IBM lanzó su terminal en color 3279. Nueve meses más tarde había recibido más de 10.000 pedidos, dos tercios de los cuales iban destinados a personas o entidades que utilizaban por primera vez una computadora para la realización de tareas gráficas.
De la misma manera, este éxito de los sistemas gráficos, se pone de manifiesto a través de la creación de asociaciones y la celebración de congresos. La ACM (Association for Computing Machinery) creó lo que se denominaría Grupo de Interés Especial en Aplicaciones Gráficas. En 1976, este grupo, conocido por sus siglas en inglés, como Siggraph (Special Interest Group on Graphics) celebraría por primera vez su congreso anual.
A partir de entonces los congresos anuales del Siggraph han sido el foro académico más importante en este tema, impartiéndose en ellos más de 14 cursos simultáneos contando con una asistencia bastante considerable. Desde 1980 hasta nuestros días ha tenido lugar un rápido desarrollo en el entorno de los microprocesadores consiguiendo un considerable aumento de velocidad y memoria tanto en estaciones de trabajo como en computadoras personales, los precios se han vuelto accesibles, incluso para la economía doméstica. Paralelamente a esta circunstancia se nos ha venido encima una avalancha en la comercialización de programas de CAD y de Graficación en general cada vez más abiertos y sofisticados.
