Principios básicos de las imágenes digitales + Tipos y formatos de imagen
Tipos de imágenes y formatos
A grandes rasgos, hay dos tipos de imágenes digitales:
Las imágenes vectoriales son imágenes constituidas por
objetos geométricos autónomos (líneas, curvas, polígonos), definidos por
ciertas funciones matemáticas (vectores) que determinan sus características
(forma, color, posición).
Tipos de archivo
Windows ha sido el sistema operativo más usado desde su
aparición y, por lo mismo, ha determinado algunos de los formatos de imagen
digital más difundidos. Los dos formatos que soporta el Paint de Windows son
bmp y pcx, aunque cabe resaltar que la utilización del primero ha sido mucho
más notoria. Sin embargo, como en el mundo de la informática las cosas nunca
son para siempre, esta circunstancia a favor del formato bmp, anteriormente
citada, ha ido perdiendo fuerza con el mayor uso de Internet y la necesidad de
formatos menos robustos. Estos nuevos requerimientos de la publicación en línea
provocaron que se desarrollaran formatos pequeños que mantuvieran una aceptable
calidad al ser presentados en pantalla. Los formatos más adecuados a estos
parámetros prontamente se han ido extendiendo, sobre todo porque cada día es
más común el uso de los navegadores, tanto para tareas académicas y comerciales
como para consultas en general. Debe mencionarse que el uso de diferentes
sistemas operativos, ha propiciado que muchos de los formatos de imagen sean
normalizados, esto es, que si uno crea un archivo en Windows puede ser leído
por otro sistema operativo.
- PCX
Este formato fue desarrollado por Zsoft para integrarlo a su
programa Paintbrush. Por lo mismo la utilización de pcx esta vinculada con la
introducción de este programa. Su difusión no ha sido muy grande. Aunque si fue
de los primeros formatos de imagen digital en la década de los ochenta, pero
hoy en día es raro utilizarlo en proyectos de publicación o conservación
electrónica de acervos.
- BMP
El formato bmp (Bit Map) es el formato de las imágenes de
mapa de bits de Windows. Su uso fue muy extendido, pero los archivos son muy
grandes dado la escasa compresión que alcanzan
- PSD
Este es el formato de Adobe Photoshop y, por lo mismo, es el
único que admite todas las funciones que este programa contiene. Sin embargo,
su uso se centra en la manipulación de la imagen y no tanto para ser empleado
en publicaciones digitales. Presenta grandes ventajas para la edición, ya que
al guardar con este formato podemos mantener las capas (en estas podemos
manipular los diferentes elementos de una imagen por separado) que hayamos
utilizado en la manipulación de la imagen.
- EPS
Este formato llamado PostScript Encapsulado (Encapsulate PostScrip) es admitido prácticamente por todos los programas de edición y tratamiento de imágenes. Puede integrar tanto gráficos vectoriales como de mapa de bits. Para poder imprimir este tipo de archivos se tiene que utilizar una impresora PostScript. Tiene dos versiones avanzadas: el DCS con el que podemos guardar separaciones de color en imágenes CMYK de 32 bits y el DCS 2.0 que permite exportar imágenes que contienen canales de tinta plana.
- TIF
El formato TIF (Tag Image File Format) se utiliza para
imágenes de mapa de bits y es admitido prácticamente por todas las aplicaciones
de autoedición y tratamiento de imágenes. Este formato fue desarrollado por
Aldus Corporation. Lo reconocen casi todos los programas. Además, es compatible
con PC y Mac. Su uso es de los más extendidos en la industria gráfica por la
calidad de imagen y de impresión que presenta
- GIF
El formato GIF corresponde a las siglas de Graphics
Interchange Format propiedad de eCompuServe. El formato GIF es preferible para
las imágenes de tonos no continuos o cuando hay grandes áreas de un mismo color
ya que utiliza una paleta de color indexado que puede tener un máximo de 256
colores. Una de sus mayores ventajas es que podemos elegir uno o varios colores
de la paleta para que sean transparentes y podamos ver los elementos que se
encuentren por debajo de estos. También es uno de los pocos formatos de imagen
con el que podemos mostrar animaciones porque hace que distintos frames se
ejecuten secuencialmente. Además, es un formato de compresión diseñado para
disminuir el tiempo de transferencia de datos por las líneas telefónicas.
- JPG o JPEG
Este formato toma su nombre de Joint Photographic Experts
Group, asociación que lo desarrollo. Se utiliza usualmente para almacenar
fotografías y otras imágenes de tono continuo. Gracias a que utiliza un sistema
de compresión que de forma eficiente reduce el tamaño de los archivos. En
contraste con GIF, JPEG guarda toda la información referente al color con
millones de colores (RGB) sin obtener archivos excesivamente grandes. Además,
los navegadores actuales reconocen y muestran con fidelidad este formato.
- PNG
PNG son las siglas del grupo que lo desarrollo Portable
Networks Graphics pensando en un formato ideal para su distribución en
Internet. PNG posee ventajas respecto a los otros formatos más comunes en este
medio: JPG y GIF. Ya que fue desarrollado especialmente para su distribución en
red posee gran parte de las ventajas de un GIF y de un JPG. Por ejemplo,
permite altos niveles de comprensión, además, permite utilizar la técnica de la
indexación para crear colores transparentes, semitransparencias o
transparencias degradadas. Finalmente, no está limitado a una paleta de 256
colores, sino que puede utilizar millones de colores. Su única limitación es
que no podemos crear ficheros animados.
El formato PDF no es propiamente un archivo utilizado en el
diseño de imágenes. Pero ha sido una de las soluciones para publicar, en
Internet, documentos nada robustos que integren tanto imágenes como texto.
También Ya que le proporciona al autor la seguridad de que el documento siempre
será visualizado como él lo diseño. Es necesario para su visualización tener el
programa Acrobat Reader de Adobe, mismo que puede ser utilizado por diferentes
sistemas operativos. Este formato está basado en el lenguaje PostScrip, lo que
le permite incluir gráficos tanto vectoriales como bitmaps. La utilización del
PDF ha tomado gran fuerza entre las publicaciones digitales, porque, además de
mantener el formato de la página e incluir diferentes tipos de gráficos, se
pueden hacer ligas dentro del mismo archivo y a páginas en línea.
- El formato PICT
Es el más utilizado en la plataforma
Macintosh. Se le usa como un formato de archivo para las transferencias de
archivos entre aplicaciones. PICT especialmente es efectivo para comprimir
imágenes que contienen grandes áreas de color sólido. La compresión que realiza
el formato PICT no es buena para los canales alpha que normalmente contienen
grandes superficies de blanco y negro.
- Progressive JPG
Los archivos ProJEG son JPEG que están diseñados para su uso en línea, por lo que se visualizan por etapas en los navegadores. La imagen se visualiza toda y, mientras se carga, va mejorando su definición. De esta manera no tenemos que esperar la carga completa de la imagen para poder ver su contenido. Sin embargo, todavía son pocos los navegadores que reconocen este formato, afectando que su uso se extienda.
Resoluciones de la imagen
La resolución de una imagen indica la cantidad de detalles
que puede observarse en esta. El término es comúnmente utilizado en relación a
imágenes de fotografía digital, pero también se utiliza para describir cuán
nítida (como antónimo de granular) es una imagen de fotografía convencional (o
fotografía química). Tener mayor resolución se traduce en obtener una imagen
con más detalle o calidad visual.
Para las imágenes digitales almacenadas como mapa de bits,
la convención es describir la resolución de la imagen con dos números enteros,
donde el primero es la cantidad de columnas de píxeles (cuántos píxeles tiene
la imagen a lo ancho) y el segundo es la cantidad de filas de píxeles (cuántos
píxeles tiene la imagen a lo alto).
Es bueno señalar que si la imagen aparece como granular, se
le da el nombre de pixelada.
La convención que le sigue en popularidad es describir el
número total de píxeles en la imagen (usualmente expresado como el múltiplo
correspondiente a millón -mega-), que puede ser calculado multiplicando la
cantidad de columnas de píxeles en una imagen, por la cantidad de filas. A
continuación se presenta una ilustración sobre cómo se vería la misma imagen en
diferentes resoluciones.
Para saber cuál es la resolución de una cámara digital
debemos conocer los píxeles de ancho x alto a los que es capaz de obtener una
imagen. Así una cámara capaz de obtener una imagen de 1600 x 1200 píxeles,
tiene una resolución de 1600x1200=1.920.000 píxeles, es decir 1,92 megapíxeles.
Además, hay que considerar la resolución de impresión, es
decir, los puntos por pulgada (ppp) a los que se puede imprimir una imagen
digital de calidad. A partir de 200 ppp podemos decir que la resolución de
impresión es buena, y si queremos asegurarnos, debemos alcanzar los 300 ppp,
porque muchas veces la óptica de la cámara, la limpieza del objetivo o el
procesador de imágenes de la cámara digital, disminuyen la calidad.
Para saber cuál es la resolución de impresión máxima que
permite una imagen digital, hay que dividir el ancho de esa imagen (por
ejemplo, 1600), entre la resolución de impresión 200, 1600/200 = 8 l para una
foto digital de 1600 píxeles de largo es de 8 pulgadas de largo (20,32 cm) en
calidad 200 ppp (1600/300=5.33 pulgadas - 13,54 cm - en el caso de una
resolución de 300 ppp). Una pulgada equivale a 2,54 cm.
- Tamaño de archivo
El tamaño de archivo de una imagen es el tamaño digital del
archivo de imagen calculado en kilobytes (K), megabytes (MB) o gigabytes (GB).
El tamaño de archivo es proporcional a las dimensiones en píxeles de la imagen.
Las imágenes con más píxeles muestran mejor los detalles a un tamaño de
impresión determinado, pero necesitan mayor espacio en disco para su
almacenamiento y requieren más tiempo para su edición e impresión. En
consecuencia, la resolución de imagen llega a ser un compromiso entre la
calidad de la imagen (capturando todos los datos necesarios) y el tamaño de
archivo.
Acerca de la compresión de archivos
Muchos formatos de archivo utilizan la compresión para
reducir el tamaño de archivo de las imágenes de mapa de bits. Las técnicas Sin
pérdidas comprimen el archivo sin eliminar detalle de la imagen ni información
de color; las técnicas con menos calidad eliminan detalle de la imagen. Las
técnicas de compresión más habituales son las siguientes:
- RLE (Run Length Encoding)
Técnica de compresión sin pérdidas admitida por algunos
formatos de archivo comunes de Windows.
- LZW (Lemple-Zif-Welch)
Técnica de compresión sin pérdidas admitida por los formatos
de archivo TIFF, PDF, GIF y de lenguaje PostScript. Principalmente útil si
necesita comprimir imágenes que contienen áreas grandes de un solo color.
- JPEG (Joint Photographic Experts Group)
Técnica de compresión con menos calidad admitida por los
formatos de archivo JPEG, TIFF, PDF y de lenguaje PostScript. Recomendada para
imágenes de tono continuo, como las fotografías. JPEG utiliza la compresión con
menos calidad. Para especificar la calidad de la imagen, seleccione una opción
en el menú Calidad, arrastre el regulador emergente Calidad, o especifique un
valor comprendido entre 0 y 12 en el cuadro de texto Calidad. Para conseguir
los mejores resultados impresos, elija la compresión de calidad máxima. Los
archivos JPEG solo se pueden imprimir en impresoras PostScript de Nivel 2 (o
superior) y no se pueden separar en placas individuales.
- CCITT
Familia de técnicas de compresión sin pérdidas para imágenes
en blanco y negro admitida por los formatos de archivo PDF y de lenguaje
PostScript. (CCITT son las iniciales de la abreviatura francesa del Comité
Consultivo Internacional de Telégrafos y Telecodificación).
- ZIP
Compresión sin pérdidas admitida por los formatos de archivo
PDF y TIFF. Al igual que LZW, la compresión ZIP es más eficaz en imágenes que
contienen áreas grandes de un solo color.
Profundidad de color de mapa de bits
La profundidad de color o bits por píxel (bpp) es un concepto de la computación gráfica que se refiere a la cantidad de bits de información necesarios para representar el color de un píxel en una imagen digital o en un framebuffer. Debido a la naturaleza del sistema binario de numeración, una profundidad de bits de n implica que cada píxel de la imagen puede tener 2n posibles valores y por lo tanto, representar 2n colores distintos.
Debido
a la aceptación prácticamente universal de los octetos de 8 bits como unidades
básicas de información en los dispositivos de almacenamiento, los valores de
profundidad de color suelen ser divisores o múltiplos de 8, a saber 1, 2, 4, 8,
16, 24 y 32, con la excepción de la profundidad de color de 10 o 15, usada por
ciertos dispositivos gráficos.
Color indexado
Para
las profundidades de color inferiores o iguales a 8, los valores de los píxeles
hacen referencia a tonos RGB indexados en una tabla, llamada habitualmente caja
creadora de colorización o paleta. Los tonos en dicha tabla pueden ser
definidos por convención o bien ser configurables, en función de la aplicación
que la defina. A continuación se mencionarán algunas profundidades de color en
la gama baja, así como la cantidad de tonos que pueden representar en cada
pixel y el nombre que se le otorga a las imágenes o framebuffers que los
soportan.
1
bit por píxel: 21 = 2 colores, también llamado monocromo o blanco y negro.
Compatible IBM PC con MDA o HGC, primeros Macintosh, Atari ST en alta
resolución
2
bits por píxel: 22 = 4 colores, o CGA
3
bits por píxel: 23 = 8 colores: primeros modelos de ordenador doméstico como el
ZX Spectrum y el BBC Micro
4
bits por píxel: 24 = 16 colores, la cual es la mínima profundidad aceptada por
el estándar EGA. Macintosh en color, Atari ST, Commodore 64, Amstrad CPC, MSX2.
5
bits por píxel: 25 = 32 colores, como en el chipset original del Commodore
Amiga
6
bits por píxel: 26 = 64 colores, como en el chipset original del Commodore
Amiga
8
bits por píxel: 28 = 256 colores, también llamado VGA. Super VGA, Macintosh
color, Atari TT, Commodore Amiga con chipset AGA, Atari Falcon030, MSX2.
9
bits por píxel: 29 = 512 colores, también llamado Ultra VGA.
10
bits por pixel: 210 = 1024 colores, usado en UHDTV.
12
bits por pixel: 212 = 4096 colores, algunos modelos de Silicon Graphics,
NeXTstation en color, modo HAM del Commodore Amiga.
Color directo
Cuando
los valores de la profundidad de colores aumentan, se torna impráctico mantener
una tabla o mapa de colores debido a la progresión exponencial de la cantidad
de valores que el pixel puede tomar. En esos casos se prefiere codificar dentro
de cada pixel los tres valores de intensidad luminosa que definen un color
cualquiera en el modelo de color RGB.
- Color de alta resolución o HiColor
Los
valores de profundidad de color de 15 y 16 bits son llamados habitualmente color
de alta resolución o HiColor.
En
la profundidad de 15 bpp se utilizan 5 bits para codificar la intensidad del
rojo, 5 para el verde y los otros 5 para el azul. Con una profundidad de 15 bpp
es posible representar {\displaystyle 32\times 32\times 32=32768}{\displaystyle
32\times 32\times 32=32768} colores en cada pixel.
En
la profundidad de 16 bpp se utilizan 5 bits para codificar la intensidad del
rojo, 6 para el verde y los otros 5 para el azul. La razón de esto es que
experimentalmente se sabe que el ojo humano es más sensible al color verde, y
que puede discriminar más tonos que varía ligeramente en la intensidad verde.
Con la profundidad de 16 bpp es posible representar {\displaystyle 32\times
64\times 32=65536}{\displaystyle 32\times 64\times 32=65536} colores en cada
pixel. El tamaño de la imagen dependerá de la profundidad en bits de sus
píxeles, además de su cantidad.
- Color real o True Color
Artículo
principal: Color verdadero
Para
la profundidad de color de 24 bits por pixel, se habla de color verdadero
debido a que la policromía se acerca a lo que el ojo humano puede encontrar en
el mundo real, y a que dicho ojo humano se torna incapaz de diferenciar entre
un tono y otro, si la diferencia se mantiene en un cierto rango mínimo. En la
profundidad de color de 24 bits por pixel, se dedica un octeto entero a
representar la intensidad luminosa de cada uno de los tres tonos primarios de
rojo, verde y azul, lo cual permite que cada pixel pueda tomar 224 =
256x256x256 = 16.777.216 colores distintos.
Cuando
se utilizan 32 bits para representar un color se agrega al esquema de 256
valores para cada tono primario un cuarto canal denominado alfa que representa
la transparencia. Este valor se utiliza cuando se deben superponer dos
imágenes.
Edwin
Catmull propuso una serie de operadores para la mezcla (también llamado blend)
de imágenes. Debido a que Catmull estaba desarrollando el sistema de animación
de Pixar necesitaba automatizar la composición de imágenes. Juntamente con Marc
Levoy (Levoy los desarrolló por su cuenta en los estudios Hanna Barbera)
sentaron las bases del álgebra de colores. El operador más común es el OVER, que
presentamos a continuación:
Dados
los colores A [r1, g1, b1, a1] y B [r2, g2, b2, a2], el resultado de mezclar: A
sobre B es:
A
OVER B = [ r1 * a1 + r2(1 - a1), g1 * a1 + g2(1 - a1), b1 * a1 + b2(1 - a1) ]
Notemos
que el orden es importante: A sobre B es diferente que B sobre A. Esta es la
razón por la cual la transparencia se debe aplicar en orden. Por ejemplo si
tenemos tres imágenes A, B y C, donde C es el fondo y A es la imagen al frente,
el orden es el siguiente: Imagen Final = A over ( B over C ) Existen otros
operadores importantes como el OUT, ADD, SUB y otras formulaciones de OVER más
complejas.
REFERENCIAS
BIBLIOGRAFICAS
Adobe. PDF de adobe [en línea]. [Citado 17 de abril 2021]. Disponible en internet:http://www.latinamerica.adobe.com/products/acrobat/adobepdf.html
Información detallada de Adobe Photoshop CS2. [en línea]. [citado 17 de abril 2021]. Disponible en internet: http://www.latinamerica.adobe.com/products/photoshop/indepth.html
Resolución de imagen. (2020, 24 de octubre). Wikipedia, La enciclopedia libre. Fecha de consulta: 07:04, abril 17, 2021 desde https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Resoluci%C3%B3n_de_imagen&oldid=130334846.
Profundidad
de color. (2021, 22 de febrero). Wikipedia, La enciclopedia libre. Fecha de
consulta: 07:05, abril 17, 2021 desde https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Profundidad_de_color&oldid=133422783.
Salinas Merino Jorge Alberto
Ramírez Benítez Irving
Grupo: 4CM4
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