Graficación: 1.1 Aplicaciones Gráficas por Computadoras

Las computadoras se han convertido en una herramienta poderosa para producir imágenes en forma rápida y económica. De hecho, no existe ninguna área en que no se puedan aplicar las gráficas por computadora con algún beneficio y, como consecuencia, no es sorprendente encontrar que se haya generalizado tanto la utilización de las gráficas por computadora. 

Los avances en la tecnología de la computación han hecho que las gráficas interactivas por computadora sean una herramienta práctica. Hoy en día, vemos que 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. 
Actualmente existen un sinfín de aplicaciones  estas son algunas de ellas:

Diseño Asistido por Computadoras

Es el uso de un amplio rango de herramientas computacionales que asisten a ingenieros, arquitectos y a otros profesionales del diseño en sus respectivas actividades.Es todo sistema informático destinado a asistir al diseñador en su tarea específica.

Tipos

• CAD Analítico: usa procedimientos analíticos para definir sus limites ó acciones. Los programas del tipo CAD analíticos, surgieron después de los primeros métodos gráficos por la necesidad de cuantificar y permitir evaluar los resultados de las variables que involucra el diseño estructural. En los CADs analíticos el dibujo ó trazado permanece en la memoria de la computadora como una serie de relaciones de puntos-coordenadas, sentido y dirección en programas vectoriales ó como un grupo de pixeles, en programas de renderizado y tratamiento de imágenes.
• CAD Paramétrico: usa parámetros para definir sus límites ó acciones. Un programa paramétrico de CAD difiere básicamente de cualquier otro tradicional, en un aspecto clave. En un programa paramétrico la información visual es parte de la información disponible en el banco de datos, o sea, una representación de la información como un objeto, en la memoria de la computadora.

En la actualidad el CAD paramétrico ha substituido, casi por completo, a las técnicas clásicas de diseño en tres dimensiones mediante el modelado de sólidos y superficies, y se ha convertido en un conocimiento imprescindible para cualquier profesional de la ingeniería o la informática técnica.

Elementos de los Sistemas CAD

El proceso de CAD consiste en cuatro etapas.

1. Modelado geométrico: Se describe como forma matemática o analítica a un objeto físico, el diseñador construye su modelo geométrico emitiendo comandos que crean o perfeccionan líneas, superficies, cuerpos, dimensiones y texto; que dan a origen a una representación exacta y completa en dos o tres dimensiones.
2. Análisis y optimización del diseño: Después de haber determinado las propiedades geométricas, se somete a un análisis ingenieril donde se pueden analizar las propiedades físicas del modelo (esfuerzos, deformaciones, deflexiones, vibraciones).
3. Revisión y evaluación del diseño: En esta etapa importante se comprueba si existe alguna interferencia entre los diversos componentes, en útil para evitar problemas en el ensamble y el uso de la pieza.
4. Documentación y dibujo (drafting): Por último, en esta etapa se realizan planos de detalle y de trabajo. Esto se puede producir en dibujos diferentes vistas de la pieza, manejando escalas en los dibujos y efectúa transformaciones para presentar diversas perspectivas de la pieza.

Ejemplos de Programas CAD

• CATIA
• AutoCAD
• ArchiCAD
• QCad
• GstarCAD
• Abis CAD
• ARRIS CAD
• Builders CAD
• Autosketch

• Arktecad

Arte por Computadora

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 PixelPaint y SuperPaint), 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.
Existen otros programas como Paintbrush (brocha de pintar) que permite a los artistas "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 (o 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 matemático" 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 tridimensionales y bidimensionales, al igual que pares de imágenes estereoscópicas.

Entretenimiento y Animación 

En la actualidad se utilizan mas las gráficas por computadora para producir películas, vídeos musicales y programas de televisión. En ocasiones se despliegan solo imágenes gráficas y otras veces se combinan objetos por computadora con personajes, actores u objetos reales.

La animación pertenece al ámbito del cine y la televisión aunque la relación que existe entre estos dos es directa a las artes visuales clásicas, dibujo, pintura y escultura, así como la fotografía. Para la animación se requieren ciertas técnicas que van más allá de los familiares dibujos animados, la más utilizada es la animación por computadora que así permite reducir el costo de producción y edición.La animación de escritorio ha tenido auge en los últimos cinco años, aún cuando el GIF animado surgió hace mucho tiempo, no fue sino hasta la popularización de Internet, que fue posible poner al alcance de toda la animación.

Educación y Capacitación

Usualmente, 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 tienen 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 simuladores cuenta con pantallas gráficas para la operación visual.

Visualización
Científicos, ingenieros, personal médico, analistas comerciales y otros necesitan con frecuencia analizar grandes cantidades de información o estudiar el comportamiento de ciertos procesos. Las simulaciones numéricas que se efectúan en supercomputadoras a menudo producen archivos de datos que contienen en miles e incluso millones de valores de datos.

SOFTWARES DE GRAFICOS 3D

El software de gráficos 3D es el conjunto de aplicaciones que permiten la creación y manipulación de gráficos 3D por computadora. Estas aplicaciones son usadas tanto para la creación de imágenes como en la animación por computadora.

Algunas Aplicaciones para Gráficos 3D:

• 3D Studio Max: Fue originalmente escrito por Kinetix (una división de Autodesk) como el sucesor de 3D Studio para DOS. Más tarde Kinetix se fusionaría con la última adquisición de Autodesk, Discreet Logic. Es el líder en el desarrollo 3D de la industria del videojuego y es muy utilizado a nivel amateur. Fue programado en C Sharp.

• Lightwave 3D: Fue originalmente desarrollado por Amiga Computers a principios de la década de los 90. Más tarde evolucionó en un avanzado paquete gráfico y animación 3D. Actualmente disponible para Windows, Mac OS y Mac OS X. El programa consiste en dos componentes: el modelador y el editor de escena. Es utilizado en multitud de productoras de efectos visuales como Digital Domain.

• Maya: Es quizá el software más popular en la industria, por lo menos hasta 2003. Es utilizado por multitud de importantes estudios de efectos visuales en combinación con RenderMan, el motor de render fotorrealista de Pixar. Fue programado en C++, MEL y Python.

• Softimage XSI: El contrincante más grande de Maya. En 1987, Softimage Inc, una compañía situada en Montreal, escribió Softimage|3D, que se convirtió rápidamente en el programa de 3D más popular de ese período. En 1994, Microsoft compró Softimage Inc. y comenzaron a reescribir SoftImage|3D para Windows NT. El resultado se llamó Softimage|XSI. En 1998 Microsoft vendió Softimage a Avid.

• Cinema 4D: Este programa de la compañía alemana Maxon es una de las mejores opciones de la industria (entre otras cosas por abarcar todas las disciplinas de 3D) a pesar de ser poco conocido por ser europeo y no estadounidense.

• Blender: Programa de creación de contenido 3D que abarca desde el modelado y animación hasta la composición y renderización de complejas escenas en 3D. Es software libre, y cuenta con características como soporte para programación bajo Python con un amplia gama de script en constante desarrollo, posee un engine robusto para la programación de juegos, un motor de render propio y una comunidad de usuarios totalmente abierta y dispuesta a colaborar.

Fuentes: 

http://cidecame.uaeh.edu.mx/lcc/mapa/PROYECTO/libro23/12_aplicaciones_de_las_grficas_por_computadora.html.

https://www.ecured.cu/Dise%C3%B1o_asistido_por_computadora.

http://graficacion-suirot18.blogspot.mx/2013/09/12-dispositivos-de-hardware-y-software.html.

http://paulsanchez007.blogspot.mx/.