Nombre: M. Rosmery Santos J. Materia: Arquitectura de Computadoras. Docente: Lic. Mirna Baena

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2 Defunción Sistemas De Representación: [Representacion de Imagen] Procedimientos utilizados para capturar, manejar y reproducir imágenes por medios informáticos. Suponemos que este proceso se realiza desde el espacio de color de entrada al de salida. Por lo general se pretende que exista la máxima coincidencia y fidelidad entre ambos espacios. Definición Infografía El campo de la informática que se ocupa de la creación y el manejo de imágenes digitales se denomina infografía. La infografía cubre varias áreas de conocimiento, incluyendo no sólo la representación de elementos gráficos (texto, imagen o video) sino también sus transformaciones (rotación, traslación, zoom, etc.), por medio de algoritmos. 1. Tecnología de visualización La imagen se visualiza en una pantalla (también denominada monitor), que es un dispositivo periférico de salida que permite mostrar representaciones visuales. Esta información proviene del equipo, pero de forma indirecta. De hecho, el procesador no envía la información directamente al monitor sino que procesa la información que proviene de su memoria de acceso aleatorio (RAM) y la envía a la tarjeta gráfica que convierte la información en impulsos eléctricos, que después envía al monitor. Los monitores de los equipos son, por lo general, tubos catódicos, es decir, tubos de vidrio en los que un cañón de electrones emite electrones que son dirigidos por un campo magnético hacia la pantalla en la que se encuentran elementos fosforescentes pequeños (luminóforos), constituyendo puntos (píxeles) que emiten luz cuando los electrones los tocan. 2. Codigo para almacenar Imágenes Las imágenes constituyen un tipo de información al que la sociedad entera atribuye gran importancia. De este modo, los procesos necesarios, tanto para almacenar imágenes como para lograr que sean recibidas a distancia, han dado lugar a una demanda INFOCAL - COCHABAMBA Página 2

3 específica: en particular, se ha querido aprovechar los sistemas de transmisión existentes y utilizarlos para transportar, a través de ellos, las imágenes. Pero, cómo es posible lograr que una imagen pase a través de un cable? En realidad no es la imagen misma la que pasa por el cable sino la información necesaria para reconstruirla. Cuando se ha captado esta idea, el problema se centra en hallar una manera de codificar la información que pueda describir la imagen de un modo tal que pueda ser reconstruida en el lugar de recepción. Partiendo de imágenes de baja resolución, es posible codificarlas para su posterior transmisión, haciendo uso de ceros y unos, donde el 1 representa un cuadrado negro y el 0 representa un cuadrado blanco. Además la secuencia debe ser de izquierda a derecha de la primera fila de la imagen, y continuar así hasta su borde inferior. 3. El concepto de píxel Una imagen consiste en un conjunto de puntos llamados píxeles (la palabra píxel es la abreviación de Picture Element o elemento de imagen). Por lo tanto, el píxel es el componente más pequeño de la imagen digital. Todo el conjunto de estos píxeles se encuentra en una tabla de dos dimensiones que constituye la imagen: Un píxel se describe de forma más correcta como una unidad lógica, y no física, ya que el tamaño físico de un píxel individual lo determina el fabricante del monitor. El tamaño de un píxel se mide en milímetros (mm). Como el barrido de pantalla se efectúa de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo, es común indicar el píxel que se encuentra en el extremo superior izquierdo de la imagen con las coordenadas [0,0]. Esto significa que las direcciones de los ejes de imagen son las siguientes: La dirección del eje X es de izquierda a derecha. La dirección del eje Y es de arriba hacia abajo, contrario a la notación convencional de matemática, donde la dirección del eje Y es hacia arriba. 4. Definición y Resolución El número de puntos (píxeles) que constituyen la imagen, es decir, sus dimensiones (el número de columnas de la imagen multiplicado por el número de filas) se conoce INFOCAL - COCHABAMBA Página 3

4 como definición. Una imagen de 640 píxeles de ancho y 480 píxeles de alto tiene una definición de 640 por 840 píxeles, que se representa640 x 480. Por otro lado, la resolución, un término muchas veces confundido con definición, está determinada por el número de puntos por unidad de área, expresada en puntos por pulgada (DPI). Una pulgada equivale a 2,54 cm. Por lo tanto, la resolución permite establecer la relación entre el número de píxeles de una imagen y el tamaño real de su representación en un soporte físico. Entonces una resolución de 300 ppp tiene 300 columnas y 300 líneas de píxeles en una pulgada cuadrada, lo que significa píxeles en una pulgada cuadrada. La resolución de referencia de 72 dpi nos da un píxel de 1 /72 (una pulgada dividida por 72), es decir, 0,353 mm. Esto corresponde a una pica (unidad de medida tipográfica anglosajona). 5. Los modelos de color Por lo tanto, una imagen está representada en una tabla bidimensional en la que una celda es un píxel. Para representar una imagen por medio del equipo, sólo es necesario crear una tabla de píxeles en la que cada celda contiene un valor. El valor almacenado en una celda se codifica en un determinado número de bits que determinan el color o la intensidad del píxel y se lo denomina profundidad de codificación (o a veces también profundidad de color). Existen varios estándares de profundidad de codificación: mapa de bits blanco y negro: si se almacena un bit en cada celda, se pueden definir dos colores (negro o blanco). Mapa de bits con 16 colores o 16 niveles de gris: si se almacenan 4 bits en cada celda, se pueden definir 2 4 intensidades por cada píxel, es decir, 16 grados de gris desde el negro al blanco o 16 colores diferentes. Mapa de bits con 256 colores o 256 niveles de gris: si se almacena un byte en cada celda, se pueden definir 2 4 intensidades, es decir, 256 grados de gris desde el negro al blanco o 256 colores diferentes. Mapa de colores de paleta de colores: gracias a este método, se puede definir una paleta, o tabla de colores, con todos los colores que puede contener la imagen, para los cuales hay un índice asociado en cada caso. El número de bits reservados para la codificación de cada índice de la paleta determina el número de colores que pueden utilizarse. Por lo tanto, cuando se codifican los índices en INFOCAL - COCHABAMBA Página 4

5 8 bits, se pueden definir 256 colores disponibles; es decir, cada celda de la tabla bidimensional que representa la imagen contiene un número que indica el índice del color que se utilizará. A la imagen cuyos colores estén codificados según esta técnica se la denomina imagen de color indexado. Colores verdaderos o colores reales : esta representación permite que se represente una imagen al definir cada componente (RGB, por rojo, verde y azul). Cada píxel está representado por un conjunto de tres componentes, cada uno codificado en un byte, es decir, en total 24 bits (16 millones de colores). Es posible agregar un cuarto componente, para poder agregar información relacionada con la transparencia o la textura; en ese caso cada píxel estará codificado en 32 bits. 5. El peso de una imagen Para calcular el peso (en bytes) de una imagen, es necesario contar el número de píxeles que contiene esa imagen, que equivale a calcular el número de celdas de la tabla, es decir, la altura de la tabla multiplicada por el ancho. Entonces el peso de la imagen equivale al número de píxeles multiplicado por la altura de cada uno de esos elementos. A continuación se indica la fórmula para una imagen de color verdadero de 640 x 480: Cantidad de píxeles: 640 x 480 = Peso de cada píxel: 24 bits / 8 = 3 bytes Entonces el peso de la imagen es igual a: x 3 = bytes / 1024 = 900 KB (Para calcular el tamaño en KB, basta con dividirlo por 1024). A continuación se indican algunos ejemplos (teniendo en cuenta que la imagen no está comprimida): INFOCAL - COCHABAMBA Página 5

6 Definición de la imagen Blanco negro (1 bit) y 256 colores (8 bits) colores (16 bits) Color verdadero (24 bits) 320 x 200 7,8 KB 62,5 KB 125 KB 187,5 KB 640 x ,5 KB 300 KB 600 KB 900 KB 800 x ,6 KB 468,7 KB 937,5 KB 1,4 MB 1024 x KB 768 KB 1,5 MB 2,3 MB Esto muestra la cantidad de memoria de video que necesita la tarjeta gráfica según la definición de la pantalla (el número de puntos visualizados) y el número de colores. Por lo tanto, el ejemplo demuestra que se necesita un cuadro que tenga al menos 4 MB de memoria de video para lograr una resolución de 1024 x 768 con colores verdaderos 6. Digitalización Un documento digitalizado es siempre un facsímil, es decir, es la representación del documento original por medio de su imagen. Existen dos tipos de archivos de ordenador claramente diferentes: los archivos de texto (o "archivos ASCII") y los archivos binarios. Dentro de estos últimos se encuentran los archivos generados por procesadores de textos, hojas de cálculo, vídeo, audio, etc., así como los archivos gráficos de imágenes digitales. La codificación de una imagen para su tratamiento informático comienza por su digitalización, que implica sustituir la imagen real (que tiene infinitos puntos) por un conjunto finito de valores susceptibles de ser manejados por medios informáticos. Este conjunto finito de valores representa la "imagen digitalizada" o simplemente "imagen"; para referirnos al original utilizaremos la expresión "imagen original". Existen dos forma básicas de digitalización que se distinguen por la forma en que se construye la imagen digitalizada: ráster y vectorial. INFOCAL - COCHABAMBA Página 6

7 7. Grafico: Un gráfico es una forma de representación que incorpora elementos textuales y gráficos que trabajan conjuntamente para transmitir información, mensajes, conocimientos a los espectadores o usuarios finales. Los gráficos están compuestos de diferentes elementos: colores, contornos, texturas, proporciones y movimiento, que, interrelacionados, expresan un significado que el espectador interpreta de acuerdo con su subjetividad, sus experiencias y su contexto cultural. Las fotografías, dibujos y otras imágenes estáticas pueden llevarse a un formato que la computadora pueda manipular y presentar. Entre esos formatos están los gráficos de mapas de bits y los gráficos vectoriales. Comprender a profundidad la diferencia entre las dos categorías facilita la creación, edición e importación de las ilustraciones para su incorporación. Mapas de bits Las imágenes de mapa de bits (bitmaps o imágenes raster, como se las llamaba en un principio) están formadas por una rejilla de celdas, a cada una de las cuales, denominada píxel (Picture Element, Elemento de Imagen), se le asigna un valor de color e iluminación propios, de tal forma que su agrupación crea la ilusión de una imagen de tono continuo. Por lo tanto, un píxel es una unidad de información, pero no una unidad de medida, ya que no se corresponde con un tamaño concreto. Un píxel puede ser muy pequeño (0.1 milímetros) o muy grande (1 metro). Características Cuando se modifica una imagen de mapa de bits en su tamaño, se modifican grupos de píxeles, no los objetos o figuras que contiene, por lo que estos suelen deformarse o perder alguno de los píxeles que los definen. Es por ello que una imagen de mapa de bits está diseñada para un tamaño determinado, perdiendo calidad si se modifican sus dimensiones Esta pérdida depende de la resolución a la que se ha definido la imagen. Los gráficos de mapa de bits se obtienen normalmente a partir de capturas de originales en papel utilizando escáneres, cámaras digitales o directamente en programas de diseño INFOCAL - COCHABAMBA Página 7

8 gráfico. También pueden obtenerse de innumerables sitios en Internet que ofrecen imágenes de este tipo. Ventajas y desventajas Los archivos de mapa de bits son óptimos para el almacenamiento de imágenes del mundo real; las imágenes complejas pueden ser digitalizadas conjuntamente con el vídeo, la exploración, y el equipo fotográfico y almacenado en un formato de mapa de bits. Entre sus ventajas mencionamos las siguientes: Los archivos de mapa de bits se pueden crear fácilmente de los datos existentes de un píxel almacenados en un rango de memoria. La recuperación de los datos de un píxel almacenados en un archivo de mapa de bits puede ser lograda a menudo usando un sistema de coordenadas que permite que los datos sean conceptualizados como una rejilla. Los valores del píxel se pueden modificar individualmente o como grupos grandes haciendo uso de una amplia gama de colores. Estos archivos pueden ser visualizados correctamente en los dispositivos de salida de formato punto tales como pantallas de rayos catódicos (CRTs), pantallas de cristal líquido (LCD) y los diversos tipos de impresoras. Los archivos a memoria de imagen, sin embargo, tienen también desventajas: Pueden ser muy grandes, particularmente si la imagen contiene una gran cantidad de colores. La compresión de datos puede contraer el tamaño de los datos de los píxeles, pero los datos deben ser ampliados antes de que puedan ser utilizados, y esto puede retrasar considerablemente la lectura y de la representación del proceso. También, a más complejidad de una imagen de mapa de bits (número grande de colores y detalle minucioso), menos eficiente será el proceso de compresión. Contraer una imagen puede alterar una manera inaceptable, al igual que ampliando la imagen a través de la réplica de píxeles. Debido a esto, los archivos a memoria de imagen se deben imprimir generalmente en la resolución en los cuales fueron almacenados originalmente. Gráficos vectoriales INFOCAL - COCHABAMBA Página 8

9 Los gráficos vectoriales, también conocidos como gráficos orientados a objetos, son el segundo importante grupo de imágenes digitales. Son más sencillos que los gráficos de mapas de bits, ya que en ellos las imágenes se almacenan y representan por medio de trazos geométricos controlados por cálculos y fórmulas matemáticas, tomando algunos puntos de la imagen como referencia para construir el resto. Características Las imágenes en los gráficos vectoriales no se construyen píxel a píxel, sino que se forman a partir de vectores, los cuales son objetos formados por una serie de puntos y líneas rectas o curvas definidas matemáticamente. Por ejemplo, una línea se define en un gráfico de mapa de bits mediante las propiedades de cada uno de los píxeles que la forman, mientras que en un gráfico vectorial se hace por la posición de sus puntos inicial y final y por una función que describe el camino entre ellos. Análogamente, un círculo se define vectorialmente por la posición de su punto central (coordenadas x e y) y por su radio (r). Cada vector en un gráfico vectorial tiene una línea de contorno, con un color y un grosor determinados, y está relleno de un color a elegir. Las características de contorno y relleno se pueden cambiar en cualquier momento sin alterar el resto de los trazos. Las imágenes vectoriales se almacenan como una lista que describe cada uno de sus vectores componentes, su posición y sus propiedades. En cuanto a la resolución, los gráficos vectoriales son independientes de la resolución, ya que no dependen de una retícula de píxeles dada. Por lo tanto, tienen la máxima resolución que permite el formato en que se almacena. Ventajas y desventajas Entre las ventajas de los gráficos vectoriales podemos citar: Los archivos vectoriales son útiles para almacenar imágenes elaboradas por elementos de línea de base como líneas y polígonos, o pueden ser descompuestas en objetos geométricos o textos. Muchos formatos sofisticados pueden soportar objetos 3D, tales como poliedros. Gráficos vectoriales pueden ser fácilmente cambiados de tamaño y manipulados para adaptar la resolución de una amplia gama de dispositivos de salida. INFOCAL - COCHABAMBA Página 9

10 Muchos archivos vectoriales que contienen datos en código ASCII pueden ser modificados utilizando editores de texto. Elementos individuales pueden ser añadidos, eliminados o cambiados de posición sin afectar otros objetos dentro de la imagen. Los datos vectoriales son fáciles de exportar y grabar en un archivo de mapa de bits, o, alternativamente, convertir la información a otro formato vectorial, con buenos resultados. Sin embargo, algunas desventajas de los gráficos vectoriales incluyen las siguientes: Los archivos gráficos vectoriales no pueden ser usados fácilmente para grabar archivos complejos, como algunas fotografías, donde la información del color es superior y puede variar de píxel a píxel. La apariencia de las imágenes puede variar considerablemente dependiendo de cómo la aplicación interpreta la imagen. Factores incluyen la compatibilidad para mostrar los gráficos entre la aplicación que se usó para crear la imagen y otra distinta, y la complejidad de las herramientas geométricas y las operaciones de dibujo. Los gráficos vectoriales también se visualizan mejor en dispositivos vectoriales de salida tales como impresoras y dispositivos de escaneo aleatorio. Dispositivos de alta resolución son necesarios para mostrar imágenes con este formato adecuadamente. La reconstrucción de datos vectoriales puede tomar mucho más tiempo que los mismos datos contenidos en un archivo de mapa de bits de complejidad similar, porque cada elemento de imagen debe ser dibujado individualmente y en secuencia. Los formatos de imágenes más difundidos actualmente son: bmp (BitMap mapa de bits): este formato guarda imágenes según un mapa de bits, y su principal campo de aplicación está en Windows. Puede ser utilizado por la mayoría de los programas graficadores. No es apto para imágenes de alta calidad, ya que el tamaño del archivo es muy grande en comparación con otros formatos gráficos. tiff (Tegged Image File Format formato de archivo de imagen etiquetada): fue desarrollado por Aldus Corporation, y si bien es bastante usado porque se adapta muy bien a diferentes entornos de trabajo, tiene el inconveniente de que existen distintas variantes, por lo que una imagen almacenada con este formato en un programa, puede no ser recuperada por otro programa. Se utiliza en el campo profesional para imágenes de alta resolución. INFOCAL - COCHABAMBA Página 10

11 gif (Graphics Interchange Format formato de intercambio gráfico): fue creado por Compuserve con un buen nivel de compresión, a fin de reducir los tiempos telefónicos al transferir archivos gráficos por medio del módem, por lo tanto son archivos de tamaños reducidos. Puede utilizarse en diferentes sistemas de computadoras, pero sólo permite mostrar 256 colores, por lo que no resulta adecuado para guardar imágenes de alta calidad. Es el formato gráfico más utilizado para mostrar imágenes por Internet con compresión sin pérdida de información, y además admite transparencias y animaciones. png (Portable Network Graphics gráficos de red portables): utiliza sistema de compresión sin pérdidas, y fue desarrollado para evitar pagar derechos de autor en Internet por el uso de archivos gif. En general tardan mucho tiempo en ser abiertos y la propia existencia de la extensión gif hace que no estén muy difundidos. jpeg / jpg (Joined Photographics Expert Group grupo unido de expertos en fotografía): es un estándar popular para almacenar fotos e imágenes inmóviles, permitiendo mostrar hasta 16,7 millones de colores. Los archivos con este formato ocupan poco espacio, y la carga y cierre de las imágenes se realiza en forma rápida. Es utilizado para visualizar imágenes de alta calidad a través de Internet, con compresión, pero con pérdida de información. INFOCAL - COCHABAMBA Página 11

12 Bibliografía: Rasterizadas.html INFOCAL - COCHABAMBA Página 12

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