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Líneas en el cristal
GEOMETRÍA DEL PLANO
4. La línea
Representación de una líneaLíneas básicas La línea recta • GirosLíneas curvasAmpliación
4.1 Introducción

Con lo dicho hasta ahora ya podemos identificar y referenciar todos y cada uno de los píxeles en los que podemos dividir un plano. El objeto de la geometría consiste en gestionar las posibles agrupaciones de píxeles. Esa gestión incluye la definición de las distintas agrupaciones, la definición de sus características más relevantes y las reglas para calcular dichas características.


Figura 4. Algunos ejemplos de líneas

La línea es la agrupación básica de píxeles en el plano. Una línea es una secuencia de píxeles contiguos que cumplan unas determinadas condiciones que definiremos en el apartado siguiente. En la figura 4 pueden verse varios ejemplos de líneas.


4.2 Representación de una línea

Una línea es una secuencia de píxeles. Por lo tanto una línea puede representarse mediante la secuencia de todos sus píxeles, expresados numéricamente tal como indicamos en el apartado 2 de este. Sin embargo vamos a utilizar un sistema de representación de líneas que nos permita una manipulación fácil de las mismas. Agruparemos los píxeles de una línea en grupos horizontales y/o verticales. Cada grupo puede evolucionar en dos direcciones diferentes, por lo tanto tendremos cuatro tipos de grupos de píxeles, correspondiendo cada uno a una de las direcciones que se indican en la figura 5. Cada grupo se representará mediante un número y una de las cuatro flechas de la figura 5. Dicha representación es como sigue:

(n) (n) (n) (n)


Figura 5. Las 4 direcciones para agrupar píxeles de una línea

Los grupos de píxeles definidos anteriormente se unen entre si mediante una de las cuatro diagonales que se indican en la figura 6. Un ejemplo de unión es el siguiente:

(4
)(5)(3)(5) En la figura 7 se representa la línea anterior.


Figura 6. Las 4 diagonales que permiten enlazar los grupos de píxeles de una línea



Figura 7. Ejemplo de línea

Con lo dicho anteriormente ya podemos definir con precisión lo que entendemos por línea. Una línea es una secuencia de grupos del siguiente tipo:

(n) (n) (n) (n)


Unidos entre si por alguna de las siguientes diagonales: , con la condición de que sólo son posibles las secuencias parciales siguientes:

(n
)ó ; (n)ó ; (n)ó ; (n)ó
(n
) ó (n) ; (n) ó (n) ; (n) ó (n) ; (n) ó (n)

Para completar la definición de línea es preciso añadir la coordenada del píxel inicial. Esta coordenada se coloca al principio de la secuencia. En la figura 8 se puede ver la línea correspondiente a la siguiente representación:

(1,8)(4
)(3)(3)(5)(2)(2)(3)(8)(3)(1)(1)

Figura 8. Ejemplo de línea

Es importante resaltar que los píxeles vienen representados por los números que hay entre los paréntesis. Las diagonales no indican píxeles, sólo indican la forma de unión de los grupos. Las coordenadas iniciales indican el primer píxel que también está incluido en el primer paréntesis.


4.3 Líneas básicas

Llamamos líneas básicas a aquellas que están formadas por secuencias de uno cualquiera de los ocho tipos siguientes:

• (N
1)... ... .(Nm) Octante 1
• (N
1)... ... .(Nm) Octante 8
• (N
1)... ... .(Nm) Octante 7
• (N
1)... ... .(Nm) Octante 6
• (N
1)... ... .(Nm) Octante 5
• (N
1)... ... .(Nm) Octante 4
• (N
1)... ... .(Nm) Octante 3
• (n
1)... ... .(Nm) Octante 2

Cada una de las líneas básicas se corresponde con uno de los ocho octantes en los que podemos dividir el plano. En la figura 9 se representan los octantes y el tipo de línea asociada. Numeramos los octantes como se indica en la figura 9, con números del uno al ocho. De esta forma nos resultará más sencillo referirnos a un determinado octante, cuando así lo deseemos.


Figura 9. Octantes y líneas básicas asociadas.


4.4 La línea recta

Una línea recta es un tipo particular de línea básica. Esa particularidad viene definida por la siguiente condición:

N
1 = N2 = …. = Nm

Cualquiera de los ocho tipos de líneas básicas que cumplan la condición anterior constituye una línea recta.



Figura 10. Algunos ejemplos de líneas rectas

En la figura 10 se visualizan varias líneas rectas cuya representación es la siguiente:

• (7,38) (30
)
• (6,7) (28
)
• (10,26) (5
)(5)(5)(5)(5)
• (14,23) (4
)(4)(4)(4)(4)
• (35,22) (9
)(9)
• (26,19) (3
)(3)(3)(3)(3)
• (26,19) (1
)(1)(1)(1)(1)(1)(1)(1)(1)(1)
(1
)(1)

Las expresiones anteriores pueden simplificarse especificando el patrón de repetición y un número que indique las veces que se repite. Por ejemplo:

• (10,26) (5
)[9]
• (15,23) (4
)[4]
• (26,19) (3
)[7]
• (27,1) (1
)[23]

En los ejemplos anteriores las líneas rectas tienen definido el principio y el fin de las mismas. Puede definirse una línea recta sin especificar el principio y el fin. En cualquier caso toda línea recta vendrá limitada por las dimensiones del plano que siempre es finito. Para definir una línea recta sin especificar ni el principio ni el fin basta con determinar un píxel por el que pasa y el patrón de repetición de la misma, por ejemplo:

(45,26) (12
)
• (29,63) (42
)
• (86,59) (62
)
• (32,14) (41
)


4.5 Giros

Volvamos a la figura 9 donde se representan los octantes del plano y las líneas básicas asociadas a ellos. Puede deducirse fácilmente que cualquier línea básica puede girarse de un octante a otro cualquiera sin más que cambiar adecuadamente las flechas correspondientes. Los giros posibles son siete y el ángulo girado varía. Si el giro se hace de octante par a octante par, o de octante impar a octante impar, los giros posibles son constantes y de valor 90, 180 y 270 grados. Si los giros se hacen de octante par a octante impar, o bien de octante impar a octante par, el giro produce una línea simétrica a la original en el octante destino. En este caso los giros no producen ángulos constantes.

Aplicando lo anterior al caso de las líneas rectas se facilita extraordinariamente la obtención de líneas perpendiculares. Dada una línea recta, puede obtenerse una perpendicular a la misma sin más que hacerla girar 90 o 270 grados.


4.6 Líneas curvas

Toda línea que no sea recta la consideramos curva. Por otra parte es fácil comprobar que cualquier línea curva puede representarse como una secuencia encadenada de líneas rectas. Esta propiedad no se cumple en dirección inversa. Es decir, no toda secuencia encadenada de líneas rectas es una línea curva. Esto se debe a que no todas las secuencias encadenadas de rectas cumplen las condiciones para ser línea, definidas en el apartado 4.2.

La línea representada en la figura 8 es una línea curva. Hay líneas curvas que son líneas básicas. Y hay líneas curvas que son agrupaciones secuenciales de líneas básicas pertenecientes a diferentes octantes. En la figura 11 se visualizan las siguientes líneas curvas:

• (2,27) (5
)(3)(1)(1)(1)(3)(5)
• (10,26) (6
)(5)(4)(3)(2)
• (14,23) (8
)(6)(3)(2)(1)
• (35,22) (9
)(3)(2)(4)(3)(2)(3)(7)(2)(3)(3)(5)(7)


Figura 11. Algunos ejemplos de líneas curvas


4.7 Ampliación del concepto de línea recta

Con la definición que hemos dado de línea recta no resulta posible trazar una línea recta entre dos píxeles cualquiera del plano. Para poder trazar una línea recta entre dos píxeles cualquiera del plano es preciso ampliar el concepto de línea recta. Recordemos la definición de línea recta: “Una línea recta es un tipo particular de línea básica. Esa particularidad viene definida por la siguiente condición:

N
1 = N2 = Nm

La ampliación del concepto de línea recta consiste en cambiar la condición anterior por estas otras dos:



Con esta ampliación del concepto de recta ya es posible trazar una línea recta entre dos píxeles cualesquiera del plano. Los detalles de cómo se obtiene una línea recta entre dos puntos los expondremos en un estudio posterior sobre el que ya estamos trabajando.

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Índice
1 INTRODUCCIÓN
2 EL PLANO
3 UNIDAD Y DIVISIBILIDAD
4 LA LÍNEA
4.1 Introducción
4.2 Representación de una línea
4.3 Líneas básicas
4.4 La línea recta
4.5 Giros
4.6 Líneas Curvas
4.7 Ampliación del concepto de línea recta
5 LACIRCUNFERENCIA
6 LOS ÁNGULOS
7 CONCLUSIONES










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