Contenidos temáticos
- Introducción
- Profundidad de bits
- Gama tonal y continuidad
- Interpolación
- Compresión
- Medida de una imagen digital
- Tipos de tamaños de imágenes
Desarrollo del tema
1. Introducción
Un bit en informática, acrónimo de Binary Digit (dígito binario), que adquiere el valor 1 o 0 en el sistema numérico binario. En el procesamiento y almacenamiento informático un bit es la unidad de información más pequeña manipulada por el ordenador, y está representada físicamente por un elemento como un único pulso enviado a través de un circuito.
Las imágenes de bits, son el conjunto secuencial de bits que representa, en la memoria, una imagen que puede visualizarse en la pantalla, especialmente en los sistemas que disponen de interfaz gráfica de usuario.
Cada bit de una imagen de bits corresponde a un píxel en la pantalla. Por ejemplo, la propia pantalla representa una única imagen de bits; de forma similar, las configuraciones de puntos para todos los caracteres de una fuente representan la imagen de bits de dicha fuente.
En equipos informáticos como el Macintosh 512K, con pantalla en blanco y negro, los valores de bit de una imagen de bits pueden ser 0 para blanco, o 1 para negro. La configuración de ceros y unos en la imagen de bits determina la configuración de los puntos blancos y negros que forman una imagen en la pantalla.
En los equipos dotados de color, la descripción correspondiente de los bits en pantalla se denomina imagen de píxel, ya que es necesario más de un bit para representar cada píxel.
En los actuales Power Macintosh se pueden representar combinaciones de 24 bits de color (millones de colores).
2. Profundidad de bits
La determinación del color de cada píxel va a ser un número en la cadena de datos, y, en función de cuántos colores queramos diferenciar, necesitaremos más o menos bits. Con los primeros monitores en color, se usaban gamas de 16 tonos (4 bits), pero resultaban muy limitadas.
La opción de definir una paleta o índice de 256 colores diferentes, para que cada valor de byte asigne al píxel uno de estos valores.
Cuándo se abarca no sólo la escala de luminosidad, sino también tonos e intensidades diferentes, la paleta puede quedarse un poco justa en algunas zonas, como los degradados, en los que pueden aparecer saltos bruscos de color.
El efecto banda, que puede disimularse entremezclando píxeles de tonos disponibles en las zonas fronterizas.
En las imágenes a color, el salto cualitativo se da al utilizar varios bytes por píxel. La profundidad de 24 bits permite usar modos de color basados en la combinación de 3 colores primarios, aplicando a cada uno de ellos una buena escala de luminosidades, de 1 byte.
El peso informático se triplica con respecto a la escala de grises o del color indexado, pero la gama de tonos disponibles se eleva a unos 16,7 millones.
Así mismo, el modo CMYK o CMAN (Cián, Magenta, Amarillo, Negro) responde a las técnicas de impresión basadas en la cuatricromía, es decir, la combinación de tintas Cián, Magenta, Amarilla y negra (en minúsculas, porque no es un color complementario de la gama RGB), a cada una de las cuales corresponde un byte.
Los colores que se distinguen con 4 bytes superan los 4.000 millones, pero con la gama descrita resultan en 100 millones, ya que cada uno indica el porcentaje de superficie tintada, como es tradicional en las artes gráficas.
Convertir a CMYK sigue siendo necesario para una impresión offset, pero no para los actuales sistemas de impresión doméstica y revelado digital.
3. Gama tonal y continuidad
Disponer de varios millones de colores reproducibles y de 256 niveles de luminosidad es más que suficiente para que percibamos los degradados y variaciones de color como algo perfectamente continuo, sin escalones.
El problema viene al retocar las imágenes, modificándolas dentro de esta gama de valores discretos mediante técnicas de procesado digital, que no son otra cosa que cálculos matemáticos.
En una imagen de 8 bits por canal, sobre el que hacemos con la herramienta Niveles de Photoshop un movimiento con el regulador gris.
Como consecuencia, los píxeles que ocupaban los primeros 128 valores se comprimen en 64 niveles, produciéndose una superposición en varios de ellos.
El histograma resultante muestra los efectos de esta pérdida de rango por un lado, y de continuidad por el otro.
Aplicando el ajuste de niveles inverso, la imagen debería recuperar su aspecto original, pero aunque visualmente no se aprecie, el histograma empeora.
4. Interpolación
Se conoce como interpolación al proceso matemático que se utiliza para calcular nuevos datos a partir de los disponibles, procurando que compartan la misma forma; la interpolación en imagen digital, supone crear nuevos píxeles a partir de los existentes, de manera que la imagen que resulte represente lo mismo que la original, sólo con la diferencia de que contendrá más píxeles.
La interpolación se usa para varios procesos relacionados con la imagen digital: la conversión RAW en la mayoría de cámaras necesita interpolación, y también se usa en tareas de rotación, deformación, corrección e incluso montaje de imágenes.
Cuando un escáner, una cámara o un programa aplican técnicas de interpolación, lo hace para cambiar la cantidad o la orientación de los píxeles.
Al hacer un remuestreo, a la cuadrícula inicial se superpone otra de distinto tamaño o frecuencia, y a partir de los valores de color originales se calculan los píxeles nuevos.
En la actualidad la mayoría de las cámaras fotográficas que se ofertan refiriéndonos específicamente a las no profesionales, almacenan los archivos de imagen en formato JPEG.
El algoritmo JPEG es un método de compresión con pérdida de calidad acumulativa, es decir, que sucesivas compresiones provocan subsecuentes pérdidas sustanciales de información.
5. Compresión
La compresión JPEG es muy potente y, además, regulable por el usuario. Ello no obstante, supone una cierta pérdida de datos, ya que al abrir de nuevo la imagen, algunos valores se reconstruyen por aproximación.
Tomaremos como regla que a mayor calidad, habrá menor compresión. Los porcentajes indican el tamaño informático, son orientativos y se han medido en un recorte de la imagen que ocupaba 1000 kb en la memoria.
Las fotos de más megapíxeles se reducen proporcionalmente más que las pequeñas, ofreciendo un grado similar de deterioro visual.
Considerando como contraste, la copia en calidad máxima apenas se diferencia del original; en la de calidad 9 empiezan a notarse reverberaciones suaves, que ya son más evidentes en la de calidad 6 y, todavía más, en la de calidad 3, dejándose notar también en algunas zonas de 8 x 8 píxeles. La de calidad mínima, por último, dista mucho de ser aceptable en los detalles.
6. Medida de una imagen digital
Si bien sabemos que la resolución se refiere a la capacidad de una tecnología o un mecanismo para reflejar los detalles de una imagen.
La forma de traducir una fotografía en bits para poder manejarla como archivo informático es dividirla según una malla de filas y columnas. A las unidades resultantes se les llama píxeles: son todos del mismo tamaño y representan áreas cuadradas de la imagen original.
Si dividimos la imagen en pocos píxeles, podremos codificarla con poca información, pero seguramente perderemos mucho detalle, por lo que decimos que tiene poca resolución. La visión de la imagen será mucho mejor y más detallada, pero también mucho más costosa en bits.
Los frecuentes equívocos en el uso de la palabra resolución se resuelven distinguiendo en la imagen tres tipos de tamaño: en píxeles, informático y superficial.
7. Tipos de tamaños de imágenes
Los tipos de tamaños de imágenes son los siguientes:
- Tamaño en píxeles: Obviamente, indica en cuántas filas y columnas se ha dividido la imagen, o bien cuál es el número total de píxeles.
- Tamaño informático: se cuenta en unidades de información como bytes, kilobytes o megabytes, y depende directamente de dos cosas: del número de píxeles y de la cantidad de bytes que gastamos para definir cada píxel.
La profundidad de bits permite diferenciar y aplicar un número más o menos grande de colores.
- Tamaño superficial o de salida: Es lo que ocupará la foto si la imprimimos, los píxeles son realmente información numérica.
Fuentes: Enciclopedia encarta / curso de fotografía digital / Alfonso Bustos Toldos / decamaras.com / teknoplof.com
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