Jugar con la realidad a través de una pantalla

Sectores enteros de la industria y la investigación están viviendo una revolución en la que el papel y el lápiz, la cámara fotográfica, la máquina de escribir y otros instrumentos ya tradicionales son absorbidos y suplantados por los instrumentos de la informática: la pantalla, el lápiz electrónico y las impresoras, para dar lugar a una nueva dinámica en los procesos de investigación, de diseño y de fabricación. Un campo en el que el ordenador se convierte en un instrumento lúdico que permite jugar con la realidad para realizarla o simularla.

Diseñar un avión, un tejido o una casa, planificar una ciudad o imprimir un libro son algunas de las actividades que en los países más desarrollados ya no se hacen como se hacían hace 10 años. También en la meteorología, en la ciencia, en la astronomía y en la detección de recursos naturales los ordenadores se han convertido en herramientas imprescindibles.El primer problema que se planteó en este campo, donde actualmente la colonización tecnológica por parte de unos pocos países es un hecho, no fue el tratamiento de imágenes, sino la necesidad de transmitir las imágenes procedentes de satélites.

En estos satélites, como los de la familia Landsat norteamericana, las imágenes no eran captadas únicamente por cámaras fotográficas, sino también por sensores de rayos ultravioleta o de infrarrojos, por poner dos ejemplos. Tenían, pues, que ser transmitidas a la Tierra de forma digital, es decir, como impulsos, y no de forma analógica (como ondas).

Una vez que se logró digitalizar las imágenes, el camino estaba abierto para jugar con todas las posibilidades que ofrece el ordenador, una herramienta muy flexible. El ordenador se convertía así en un sofisticado laboratorio fotográfico con grandes posibilidades adicionales de cálculo.

Lectura digital de millones de puntos

El principal problema era, y sigue siéndolo, la gran capacidad que deben tener los ordenadores para almacenar la gran cantidad de información que procede de cada imagen, dividida en millones de puntos, cada uno de los cuales es analizado y su información digitalizada. Esto hace que los sistemas de tratamiento de imágenes sean caros, aunque los avances tecnológicos y la ampliación de sus posibilidades los estén situando al alcance de los usuarios interesados.

La flexibilidad es una de las grandes ventajas del proceso de imágenes, señala Fortunato Ortí, jefe del departamento de tratamiento de imágenes del centro UAM-IBM, en la Universidad Autónoma de Madrid, centro pionero en el tratamiento de imágenes en España. Se puede jugar con el contraste, conjugar colores, de forma que la imagen sea más discriminable para el ojo humano, habituado a la presentación gráfica y no a la numérica. Una imagen desenfocada se puede reconstruir si se dispone del modelo matemático adecuado. Una imagen distorsionada se puede restaurar mediante una transformación matemática.

Cuando el tratamiento de imágenes comprende el reconocimiento de formas, las posibilidades se amplían. Ya existen sistemas comercializados que -realizan automáticamente la contabilidad de las células blancas de una muestra sanguínea para realizar el análisis de sangre, y también se se están desarrollando sistemas para utilización por robots en cadenas de producción y control de calidad.

También se intenta el almacenamiento digital de las imágenes en bancos de datos, que suplirían a los archivos fotográficos, cinematográficos, etcétera. La capacidad de los sistemas es el principal escollo, y la esperanza está puesta, señala Ortí, en el videodisco, que tiene la desventaja de que es de un solo uso.

Ortí enumera algunas de las múltiples aplicaciones del tratamiento de imágenes. La primera, la original, es la teledetección de recursos naturales utilizando satélites, que se amplía a la detección de contaminación ambiental, la planificación territorial, el urbanismo y también la meteorología y la astronomía. En medicina tiene múltiples usos como método de análisis (radiografías y otras técnicas similares en su objetivo, como es la tomografía axial computarizada). En biología, el tratamiento digital de las imágenes es un complemento indispensable para la capacidad de resolución de los microscopios, y en ciencias de materiales se utiliza en el estudio al microscopio de metales, minerales, etcétera. En animación gráfica, el tratamiento de imágenes permite reaizar espectaculares efectos especiales, como los de la película Tron, para la que se utilizó un ordenador de gran capacidad. Otras aplicaciones más específicas son las prospecciones petrolíferas, donde los numerosísimos datos obtenidos por los instrumentos son presentados de forma gráfica para su análisis, lo mismo que los datos sismográficos, realzados a menudo por falsos colores para facilitarlo. Como se puede ver, en el mundo del tratamiento de imágenes resulta difícil establecer una frontera entre lo que es la representación del mundo natural y lo que es una simulación de ese mundo. El ordenador se convierte en un instrumento de juego con el que, a partir de datos reales, se obtiene todo tipo de imágenes, reales o falsas.

De la realidad a la imaginación

La simulación se convierte en una herramienta de trabajo, en un paso imprescindible, cuando se trata de diseño y fabricación. Se entra así en el campo de los gráficos, que se confunde cada vez más con el de las imágenes. Son unas técnicas que, aunque recientes, han conocido una larga serie de siglas para denominarlas. "Al principio fue el CAD (Computer Aided Design, o diseño asistido por ordenador)", señala Jens Riis, director técnico para España de Computervision, una empresa norteamericana del sector. "Posteriormente se añadieron las siglas CAM, correspondientes a fabricación asistida por ordenador, y desde hace unos años se habla de CAE (ingeniería asistida por ordenador) y de CIM (fabricación integrada por ordenador)". Todo ello en el plazo de apenas 12 años, lo que indica la rapidísima evolución del sector.

Al principio estas técnicas eran una mera ayuda al trabajo de los delineantes, pero posteriormente se utilizaron para análisis, cálculos, control de calidad, y ahora el ordenador gobierna toda la cadena, desde el concepto de un producto a su fabricación automatizada. "Se vio que los datos introducidos para diseñar un producto se podían utilizar también para planificar su fabricación, flexible y por medios automáticos".

"Lo que resulta más espectacular es la etapa de diseño, pero las otras etapas son igualmente importantes", explica Riis. "En realidad, se podría prescindir del papel en todo el proceso, pero nos adaptamos a lo que desea cada cliente, y la mayoría desea todavía ver plasmadas en planos y dibujos algunas etapas del proceso. El ordenador es una herramienta que debe resultar agradable para el profano en informática, no una imposición".

El CAD/CAM y demás siglas

El CAD/CAM y sus técnicas perfeccionadas se están utilizando en el diseño de aviones, automóviles, circuitos impresos, en ingeniería y en arquitectura y urbanismo, pero también por empresas que diseñan ceniceros, utensilios de cocina, moda o decoración. Su objetivo, según Riis, no es prescindir de la mano de obra, por lo menos en la etapa de diseño, sino ahorrar dinero a la empresa.

"En una conocida empresa sueca que compró un sistema se quejaron porque la cantidad de horas que sus diseñadores habían invertido en poner a punto un producto no había disminuido sensiblemente respecto a casos anteriores. Sin embargo, el prototipo, una vez fabricado, funcionó a la perfección y no hubo que tocarlo. Eso supone muchos millones que se ahorra la empresa, ya que sin estas técnicas lo normal es hacer varios prototipos".

En España, el CAD/CAM no está todavía muy extendido, y la mayoría de las empresas que lo han adoptado son grandes compañías de ingeniería, fabricación de automóviles o de aviones, aunque existen excepciones. En pocos años, sin embargo, se espera que se convierta, como está sucediendo en otros países, en herramienta imprescindible en la mayoría de los sectores industriales.

Estas técnicas permiten visualizar en pantalla planos, todo tipo de proyecciones del producto diseñado, cortes, perspectivas desde distintos ángulos, etcétera. Es decir, se puede jugar con la imagen y el color, y analizar numéricamente el producto en cada fase del proceso.

El último grito en estas técnicas es la obtención de la imagen del producto que se trate en forma de representación gráfica de un sólido, con el sombreado que produciría una fuente de luz en la posición deseada. Además de permitir ver el producto tal como quedará una vez acabado, con esta técnica se pueden calcular sombras de edificios, iluminación de interiores en cada momento del día, etcétera.