Gráfico rasterizado (mapa de bits)

Transcripción

1 Imagen digital Una imagen digital, también llamada gráfico digital, es una representación bidimensional de una imagen utilizando bits (unos y ceros). Dependiendo de si la resolución de la imagen es estática o dinámica, puede tratarse de un gráfico rasterizado (matriz de puntos) o de un gráfico vectorial. La imagen digital supone la traducción de los valores de luminosidad, saturación y color a un lenguaje que pueda entender el ordenador y los periféricos con él relacionados, esto es, un lenguaje digital (0 y 1). Ventajas de la imagen digital: No se degradan con el tiempo (se mantienen estables) Pueden ser manipuladas con facilidad (mediante filtros, añadir o suprimir elementos, modificar su tamaño, etc.). Se guardan en dispositivos de almacenamiento que requieren de poco espacio físico. Estructura La mayoría de formatos de imágenes digitales están compuestos por una cabecera que contiene atributos (dimensiones de la imagen, tipo de codificación, etc.), seguida de los datos de la imagen en sí misma. La estructura de los atributos y de los datos de la imagen es distinto en cada formato. Además, los formatos actuales añaden a menudo una zona de metadatos ("metadata" en inglés) que sirve para precisar información adicional sobre la imagen, como por ejemplo: la fecha, la hora y el lugar donde se tomó la imagen las características físicas de la fotografía (fotosensibilidad ISO, velocidad de obturación, flash, etc.) Estos metadatos se utilizan muy a menudo en el formato Exif (extensión del formato JPG), que es el formato más utilizado en las cámaras digitales. Gráfico rasterizado (mapa de bits) Una imagen rasterizada, también llamada bitmap, imagen matricial o pixmap, es una estructura o fichero de datos que representa una rejilla rectangular de pixeles o puntos de color, cada píxel de un color, mezcla del Rojo-Verde Azul(RGB) llamada raster, que se puede visualizar en un monitor de ordenador, papel u otro dispositivo de representación. Página 1 de 8

2 Características: se suelen caracterizar técnicamente por su altura y anchura (en pixels) y por su profundidad de color (en bits por pixel), que determina el número de colores distintos que se pueden almacenar en cada pixel, y por lo tanto, en gran medida, la calidad del color de la imagen. El formato de imagen matricial está ampliamente extendido y es el que se suele emplear para tomar fotografías digitales y realizar capturas de vídeo. Para su obtención se usan dispositivos de conversión analógica-digital, tales como escáneres y cámaras digitales. Gráfico vectorial Los gráficos vectoriales se distinguen de los pasterizados en que estos últimos representan una imagen a través del uso de objetos geométricos como curvas de Bézier y polígonos, Las imágenes vectoriales son representaciones de entidades geométricas tales como círculos, rectángulos o segmentos. Están representadas por fórmulas matemáticas (un rectángulo está definido por dos puntos; un círculo, por un centro y un radio; una curva, por varios puntos y una ecuación). El procesador "traducirá" estas formas en información que la tarjeta gráfica pueda interpretar. No se produce como en las imágenes pasterizadas el simple almacenamiento del color de cada pixel. Las imágenes vectoriales son idóneas cuando se trate de representar ilustraciones compactas, con poca variación en su gama de colores y que requieren contornos precisos y susceptibles de ser escaladas (variar su tamaño), como logotipos o imágenes corporativas que se reproducen a diferentes tamaños, desde una tarjeta de visita hasta un panel publicitario de grandes dimensiones. También hay que tener presente que cualquier imagen digital, ya sea vectorial o mapa de bits, se representará (en el monitor) o imprimirá en modo píxel. Colores Cada pixel tiene su propio color; las imágenes en el modelo de color RGB, por ejemplo, están formadas por pixeles de tres bytes (8 bits) un byte para cada uno de los colores: rojo, verde y azul. Las imágenes más sencillas requieren menos información por pixel; por ejemplo, una imagen compuesta únicamente por pixeles negros y blancos sólo requiere un bit para cada pixel ( 1 si es negro, 0 si es blanco). Una imagen rasterizada a color normalmente tendrá pixeles con ocho bits para cada uno de los componentes de su color (rojo, verde y azul), a pesar de que existen otros métodos de codificación para este tipo de imágenes. Relación entre Píxeles, colores, resolución, tamaño de imagen y codificación El número total de pixeles de alto y ancho (resolución de imagen), y la cantidad de información de cada pixel (profundidad de color) determinan la calidad de una imagen rasterizada. Por ejemplo, una imagen que almacene 24 bits de información de color por pixel puede representar más matices de color que una imagen que sólo almacene 16 bits por pixel, pero no Página 2 de 8

3 llegará al mismo nivel de detalle que una que almacene 48 bits por pixel. Es decir, si aumentamos el número de bits que usamos para almacenar el color de cada pixel tendremos más colores y, por lo tanto, más calidad. Si tenemos un monitor de 15 pulgadas con la configuración de resolución de pantalla de 800 píxeles horizontales y 600 verticales, una imagen con dimensiones de 800 x 600 píxeles llenaría toda la pantalla. En un monitor de 17 pulgadas con un ajuste, también, de 800 x 600 píxeles, la misma imagen volvería a llenar la pantalla, pero cada uno de los píxeles tendría un tamaño mayor. Si se cambia la configuración de este segundo monitor a 1024 x 768 píxeles, la imagen se mostraría en un tamaño más pequeño, sin llegar a ocupar toda la pantalla. Puesto que almacenar imágenes de alta calidad (muchos bits por pixel) requiere mucho espacio de disco, los programas de tratamiento de imágenes a menudo utilizan técnicas de compresión de datos para reducir su tamaño. Algunas de estas técnicas sacrifican información, y por lo tanto calidad de imagen, para conseguir ahorrar espacio en disco. Detalle de una imagen rasterizada. Si hacemos zoom sobre esta imagen, podemos ver los cuadraditos (pixels) que la conforman. Una imagen rasterizada no se puede ampliar a cualquier resolución sin que la pérdida de calidad sea notoria. Esta desventaja contrasta con las posibilidades que ofrecen los gráficos vectoriales, que pueden adaptar su resolución fácilmente a la resolución máxima de nuestra pantalla u otro dispositivo de visualización. Las imágenes rasterizadas son más prácticas para tomar fotografías o filmar escenas, mientras que los gráficos vectoriales se utilizan sobretodo para el diseño gráfico o la generación de documentos escritos. Resolución de imagen La resolución de imagen indica cuánto detalle puede observarse en una imagen. 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). La convención que le sigue en popularidad es describir el número total de píxeles en la imagen (usualmente expresado como la cantidad de megapíxeles), que puede ser calculado multiplicando la cantidad de columnas de píxeles por la cantidad de filas de píxeles. Otras convenciones incluyen describir la resolución en una unidad de superficie (por ejemplo píxeles por pulgada). A continuación se presenta una ilustración sobre cómo se vería la misma imagen en diferentes resoluciones. Página 3 de 8

4 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= 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 de la lente o el procesador de imágenes de la cámara digital disminuyen la calidad. Para saber cual 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 pulgadas). Esto significa que la máxima longitud de foto que se puede obtener en papel para una foto digital de 1600 píxeles de largo es de 8 pulgadas de largo en calidad 200 ppp (1600/300=5.33 pulgadas en el caso de una resolución de 300 ppp). Una pulgada equivale a 2,54 centímetros. Profundidad de color La profundidad de color o bits por pixel, como ya vimos, se refiere a la cantidad de bits de información necesarios para representar el color de un pixel en una imagen digital. Debido a la naturaleza del sistema binario de numeración, una profundidad de color de n bits implica que cada pixel de la imagen puede tener 2 n 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. Para las profundidades de color inferiores o iguales a 8, los valores de los pixeles hacen referencia a tonos RGB indexados en una tabla, llamada habitualmente mapa de colores o paleta. 1 bit por pixel: 2 1 = 2 colores, también llamado monocromo. 2 bits por pixel: 2 2 = 4 colores. 4 bits por pixel: 2 4 = 16 colores. 8 bits por pixel: 2 8 = 256 colores. Hasta aquí suele usarse para escala de grises 16 bits por pixel: 2 16 = colores. 24 bits por pixel:2 24 = (8bits de rojos, 8bits de verdes, 8 bits de azules) 256x256x256 = colores. 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. Formato Joint Photographic Experts Group (JPEG) JPEG es un método de codificación para la compresión de imágenes rasterizadas. El grado de reducción se puede ajustar, lo que permite seleccionar el compromiso que existe entre el Página 4 de 8

5 tamaño de almacenamiento y la calidad de la imagen. Normalmente alcanza una compresión de 10 a 1 con pocas pérdidas perceptibles en la calidad de la imagen. JPEG/Exif es el formato de imagen más común utilizado por las cámaras fotográficas digitales y otros dispositivos de captura de imagen, y también es el formato más usado para el almacenamiento y la transmisión de imágenes fotográficas en la World Wide Web. Compresión del JPEG Es un algoritmo de compresión con pérdida. Esto significa que al descomprimir la imagen no obtenemos exactamente la misma imagen que teníamos antes de la compresión. Una de las características que hacen muy flexible el JPEG es el poder ajustar el grado de compresión. Si especificamos una compresión muy alta se perderá una cantidad significativa de calidad, pero obtendremos archivos de pequeño tamaño. Con una tasa de compresión baja obtenemos una calidad muy parecida a la del original, y un archivo mayor. Graphics Interchange Format (GIF) GIF es un formato gráfico utilizado ampliamente en la World Wide Web, tanto para imágenes como para animaciones. GIF es un formato sin pérdida de calidad para imágenes con hasta 256 colores, limitados por una paleta restringida a este número de colores. Por ese motivo, con imágenes con más de 256 colores (profundidad de color superior a 8), la imagen debe adaptarse reduciendo sus colores, produciendo la consecuente pérdida de calidad. Sus principales características son: Profundidad de color: 8 bits máximo (256 colores simultáneos). Permite transparencia, de tal forma que cada pixel de la imagen puede ser o no transparente. Permiten hacer animaciones simples. Permite utilizar entrelazado en imágenes, de tal forma que las imágenes se visualicen al completo nada más empezar su descarga, pero con una baja definición que va progresando hasta cargarse por completo en los navegadores. Gráfico vectorial Locomotora a vapor en formato de imagen vectorial, originalmente en formato JPG. Se puede comprobar que a la imagen le falta realismo fotográfico en comparación con su equivalente en formato matricial o rasterizado. Una imagen vectorial es una imagen digital formada por objetos geométricos independientes (segmentos, polígonos, arcos, etc.), cada uno de ellos definido por distintos atributos matemáticos de forma, de posición, de color, etc. Por ejemplo un círculo de color rojo quedaría definido por la posición de su centro, su radio, el grosor de línea y su color. Este formato de imagen es completamente distinto al formato de los gráficos rasterizados, también llamados imágenes matriciales, que Página 5 de 8

6 están formados por pixeles. El interés principal de los gráficos vectoriales es poder ampliar el tamaño de una imagen a voluntad sin sufrir el efecto de pixelado que sufren los gráficos rasterizados. Asimismo, permiten mover, estirar y girar imágenes de manera relativamente sencilla. Su uso también está muy extendido en la generación de imágenes en tres dimensiones tanto dinámicas como estáticas. Todos los ordenadores actuales traducen los gráficos vectoriales a gráficos rasterizados para poder representarlos en pantalla al estar ésta constituida físicamente por píxeles. Este es un ejemplo en el que se pueden comparar los gráficos vectoriales (columna de la izquierda) con los gráficos rasterizados (columna de la derecha) al ampliar las respectivas imágenes. Como se puede comprobar, a medida que aumenta el zoom los gráficos de la izquierda mantienen su calidad, mientras que los de la derecha van revelando paulatinamente los píxeles que conforman la imagen. Los gráficos vectoriales pueden ser escalados ilimitadamente sin perder su calidad. Los dos ejemplos de ampliación al 300% y al 600% ilustran especialmente bien esta propiedad de los gráficos vectoriales: los contornos de las figuras geométricas (franjas blancas detrás de la letra A) no aumentan proporcionalmente en la figura en el caso del gráfico rasterizado. Muchos generadores de gráficos vectoriales permiten rotar, mover, reflejar, estirar, inclinar y realizar finas transformaciones de los objetos, como combinar objetos primarios para formar objetos más complejos Hay otro tipo de operaciones de un nivel más sofisticado que incluye acciones sobre objetos cerrados tales como: unir o soldar, combinar, intersectar y diferenciar. Los gráficos vectoriales son ideales para generar gráficos que necesiten contener formas independientes, bien sea para ampliar la imagen posteriormente, o por otras razones. Los gráficos vectoriales que se encuentran en el World Wide Web suelen ser o bien de formato abierto (SVG) o bien SWF. Estos últimos se pueden visualizar con Adobe Flash Player. Impresión Un punto clave de las imágenes vectoriales es su practica puesta a punto en el momento de la impresión ya que es posible escalarlas y aumentar su definición de forma ilimitada. Por ejemplo: se puede tomar el mismo logo vectorizado imprimirlo en una tarjeta personal, y después, agrandarlo e imprimirlo en Página 6 de 8

7 una valla manteniendo en ambas imágenes el mismo nivel de calidad. El ejemplo más habitual lo tenemos en los documentos PDF Ventajas y desventajas Ventajas Dependiendo de cada caso particular, las imágenes vectoriales pueden requerir menor espacio en disco que un bitmap. Las imágenes formadas por colores planos o degradados sencillos son más factibles de ser vectorizadas. A menor información para crear la imagen, menor será el tamaño del archivo. Dos imágenes con dimensiones de presentación distintas pero con la misma información vectorial, ocuparán el mismo espacio en disco. No pierden calidad al ser escaladas. En principio, se puede escalar una imagen vectorial de forma ilimitada. En el caso de las imágenes rasterizadas, se alcanza un punto en el que es evidente que la imagen está compuesta por píxeles. Los objetos definidos por vectores pueden ser guardados y modificados en el futuro. Algunos formatos permiten animación. Esta se realiza de forma sencilla mediante operaciones básicas como traslación o rotación y no requiere un gran acopio de datos, ya que lo que se hace es reubicar las coordenadas de los vectores en nuevos puntos dentro de los ejes x, y y z en el caso de las imágenes 3D. Desventajas Los gráficos vectoriales en general no son aptos para codificar fotografías o vídeos tomados en el "mundo real" (fotografías de la Naturaleza, por ejemplo). Los datos que describen el gráfico vectorial deben ser procesados, es decir, el computador debe ser suficientemente potente para realizar los cálculos necesarios para formar la imagen final. Si el volumen de datos es elevado se puede ralentizar la representación de la imagen en pantalla, incluso trabajando con imágenes pequeñas. Por más que se construya una imagen con gráficos vectoriales su visualización tanto en pantalla, como en la mayoría de sistemas de impresión, en última instancia tiene que ser traducida a píxeles. FORMATOS DE IMÁGENES Para imágenes de bits: BMP Se puede comprimir sin pérdidas. Es un formato de calidad. Los archivos tienen gran peso. Es el formato estándar de Windows. Tiene una profundidad de color de 24 bits. TIFF o TIF Es un formato de almacenamiento de alta calidad, ya que presenta pérdidas al descomprimirlo. Su inconveniente es el gran tamaño de los archivos resultantes. XCF Formato nativo de GIMP. Permite almacenar las imágenes con capas y modificarlas posteriormente. PICT Es el formato característico de la plataforma MAC. Permite ser descomprimido sin perder calidad de imagen. Página 7 de 8

8 JPG Es el formato más utilizado en Internet para la reproducción de fotografías. Permite comprimir las imágenes pero produce pérdidas de calidad. Admite 16 millones de colores en unos ficheros de tamaño muy reducido. GIF Este formato también se utiliza en Internet, pudiendo descomprimir las imágenes sin pérdidas. Tiene una profundidad de color de 8 bits. Permite gráficos animados y transparencias. PNG Tiene las ventajas de los formatos GIF y JPG. Comienza a ser muy utilizado en Internet por su gran capacidad de compresión, sin pérdidas y con posibilidad de transparencia. Para imágenes vectoriales: SVG Vectores gráficos escalables. WMF Es el formato que mejor se adapta a los distintos programas de dibujo. SWF Imágenes vectoriales para animaciones Web. Imágenes en Flash. DXF Formato estándar para el dibujo vectorial. La mayoría de los editores la reconocen. CDR Imágenes creadas con Corel DRAW, uno de los programas de dibujo vectorial más utilizado. DWG Con este formato se guardan los dibujos creados en Autocad, estándar de las aplicaciones de diseño asistido por ordenador. Página 8 de 8