2. Conceptos previos. Sobre Imagen digital




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título2. Conceptos previos. Sobre Imagen digital
fecha de publicación11.02.2016
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  1. CONCEPTOS PREVIOS

1.Introducción a la imagen digital


DEFINICIÓN

Imagen digital es cualquiera que esté compuesta por datos numéricos intangibles, a diferencia de la imagen analógica que se forma mediante elementos físicos.

La imagen digital se divide en vectorial y mapa de bits.

La primera está definida mediante una serie de parámetros y es independiente de la resolución de salida. Por ejemplo, un círculo se define por las coordenadas de su centro, su radio, el grosor del contorno, el color de relleno... Ese círculo es escalable hasta el infinito sin que pierda calidad, porque está definido mediante variables.

Sin embargo los mapas de bits están compuestos por celdillas. Cada celda o píxel puede tener un color diferente, y la densidad de esas celdas por centímetro o pulgada cuadrada indica su resolución. Si amplías una imagen en mapa de bits también amplías el tamaño de cada uno de sus píxeles y la resolución desciende de manera proporcional a la ampliación.
Una de las grandes ventajas que aporta este tipo de imágenes es el mantenimiento de la pureza durante todo el período de su existencia, al contrario que las imágenes en otros soportes, papel, papel fotográfico, lienzo, etc., que con el paso del tiempo ven cómo se va deteriorando dicha imagen.




Imagen deteriorada por el tiempo y otra imagen digital que se mantendrá siempre igual.
Las imágenes digitales pueden ser de dos clases:




  • Imagen de síntesis que corresponde a la que se realiza con un programa informático.

  • Imagen natural cuya procedencia viene dada por haber sido captada inicialmente de forma digital.



COLOCA CADA IMAGEN JUNTO A SU DEFINICIÓN

2.Conceptos previos .

2.1.Sobre Imagen digital


DEFINICIÓN PÍXEL

Un píxel o pixel (acrónimo del inglés picture element, "elemento de imagen") es la menor unidad homogénea en color que forma parte de una imagen digital, ya sea esta una fotografía, un fotograma de vídeo o un gráfico.

Ampliando lo suficiente una imagen digital (zoom), por ejemplo en la pantalla de un ordenador, pueden observarse los píxeles que componen la imagen. Los píxeles aparecen como pequeños cuadrados o rectángulos en color, en blanco o en negro, o en matices de gris. Las imágenes se forman como una matriz rectangular de píxeles, donde cada píxel forma un área relativamente pequeña respecto a la imagen total.

El número de bits usados para representar cada pixel determina cuántos colores o gamas de gris pueden ser mostrados.
DEFINICIÓN GRÁFICO DIGITAL

Es lo mismo que la imagen digital.
DEFINICIÓN RESOLUCIÓN DE UNA IMAGEN

La resolución de imagen indica cuánto detalle puede observarse en una imagen. 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). La convención que le sigue en popularidad es describir el número total de píxeles en la imagen .


DEFINICIÓN PROFUNDIDAD DE COLOR

La profundidad de color o bits por pixel es un concepto de los gráficos por ordenador que se refiere a la cantidad de bits de información necesarios para representar el color de un pixel 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 pixel de la imagen puede tener 2n posibles valores y por lo tanto, representar 2n colores distintos.


Número de bits que puede tener una imagen

Combinaciones posibles en función de los bits de la imagen

Nº máximo de colores resultantes

4

24

16

8

28

256

16

216

65000

24

224

16,7 millones


2.2.Sobre el hardware que influye en la imagen digital


  • La tarjeta gráfica es una extensión de la placa del ordenador que permite visualizar en el monitor lo que devuelve el procesador.

Estas tarjetas poseen unos chips 3D de aceleración gráfica. Las características de cada tarjeta determinan el número de píxel que puede mostrar el monitor.



          • El monitor es el periférico principal de salida de datos, Las características generales de los monitores son que sean digitales, con pantalla plana y baja radiación. Si el trabajo que realizamos es con imágenes gráficas, como en este curso, es conveniente que tengan la máxima resolución posible. La resolución del monitor viene definida por el tamaño de la "celda", y que en los monitores actuales es, habitualmente, de 0,28 mm. Cuanto más pequeños sean dichos puntos obtendremos una mayor sensación de continuidad.



  • La configuración de la pantalla del ordenador hará que una misma imagen la veas de forma muy diferente para ello debes saber cómo modificar la configuración de la pantalla. Con botón derecho sobre una parte sin utilizar del escritorio o bien con la opción pantalla de Panel de control (Mi PC---Panel de control---Pantalla), podemos seleccionar la pestaña Configuración y en ella modificar los parámetros colores y Área de pantalla. Las opciones de modificación nos vienen determinados por la tarjeta gráfica que tenga tu ordenador. Este parámetro depende de la cantidad de memoria de la que disponga la tarjeta para hacer los cálculos necesarios. Actualmente la resolución más habitual es de 800 puntos horizontales por 600 puntos verticales, aunque cada día son más el número de ordenadores que trabajan con resoluciones mayores.



2.3.Sobre los ficheros gráficos


  • Guardar los ficheros gráficos es una de las funciones que más has de tener en cuenta a lo largo de tu trabajo con imágenes digitales. Debes saber controlar la calidad de la imagen con el tamaño que va a ocupar en el disco.

Hay una fórmula que te permitirá controlar el tamaño expandido de una imagen:

Ancho(píxel) x Alto(píxel) x Nº de bits por píxel




8
Para optimizar el uso de los colores, es interesante que veas la siguiente tabla, que muestra los colores que debe tener una imagen para su mejor relación calidad/peso de la imagen.



Tipo de imagen

Nº de colores

Bits

Texto

2

1

Dibujo en blanco y negro

2

1

Iconos y dibujos en color

16

4

Iconos y dibujos en color

256

8

Fotografía en blanco y negro

256 grises

8

Dibujos y fotos en color mejorado

65.536

16

Fotografía en color

16,7 millones

24


Partiendo de la imagen de abajo puedes ver el resultado al aplicarle un cambio en la profundidad de color











2 colores

256 grises

16 colores

256 colores


Existe la posibilidad de utilizar el llamado Color real con un número de Bits de 32 y una cantidad de colores de 232 .

Posteriormente al guardar la imagen y según sea en el formato que lo guardes, se aplicarán automáticamente una compresión que hará que la imagen ocupe menos.

La compresión de una imagen es lo que se puede comprimir esta, en su tamaño, perdiendo poca o mucha calidad


  • Los formatos gráficos que se utilizan con los distintos tipos de imágenes harán que tus gráficos se vean con mejor o peor calidad, ocupando el espacio menor.



Los formatos gráficos se pueden agrupar en tres grandes bloques:

DEFINICIÓN FRACTALES

Un fractal es un objeto semi geométrico cuya estructura básica, fragmentada o irregular, se repite a diferentes escalas. El término deriva del Latín fractus, que significa quebrado o fracturado. Muchas estructuras naturales son de tipo fractal.

A un objeto geométrico fractal se le atribuyen las siguientes características[2]

  • Es demasiado irregular para ser descrito en términos geométricos tradicionales.

  • Posee detalle a cualquier escala de observación.

  • Es autosimilar (exacta, aproximada o estadísticamente).

  • Su dimensión de Hausdorff-Besicovitch es estrictamente mayor que su dimensión topológica.

  • Se define mediante un simple algoritmo recursivo.



DEFINICIÓN GRÁFICOS VECTORIALES

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.

Este formato de imagen es completamente distinto al formato de los gráficos rasterizados, también llamados imágenes matriciales, que 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 escalado que sufren los gráficos rasterizados. Asimismo, permiten mover, estirar y retorcer imágenes de manera relativamente sencilla. Su uso también está muy extendido en la generación de imágenes en tres dimensiones tanto dinámicas como estáticas.
DEFINICIÓN GRÁFICOS BITMAPS O MAPA DE PUNTOS
Mapa de puntos, tipo de mapa temático, complicado de elaborar dada la información estadística precisa y localizada que requiere. Sirve para representar la distribución y densidad espacial de un fenómeno concreto (población, árboles, cabezas de ganado, comercios, industrias…) que ocurre en todas las zonas del territorio cartografiado.

La siguiente tabla permite que veas los cuatro formatos mas utilizados en imagen digital, sus características y posible utilidad.

Formato

Color verdadero 24 bits

Compresión con pérdida

Utilidad

TIFF

si

no

Formato de scaners

BMP

si

no

Para dibujos

GIF

no

no

para dibujos, iconos, etc.

JPG

si

si

fotografías que tengan que tener poco “peso” como las que se encuentran colgadas en Internet


COMPLETA LA TABLA ANTERIOR

El tratamiento del color en las imágenes bitmaps está basado en que para cada color existen tres valores del 0 al 255 de rojo, verde y azul, denominados también código RGB, provenientes de las iniciales de los colores en inglés Red, Green, Blue. A la vez cada color puede ser interpretado por otros tres valores: Matiz, Saturación y Luminancia. Esta escala va de 0 a 240.

El color blanco sería: R=255,G=255, B=255 y el negro R=0,G=0, B=0
Entre todos los bitmaps destacan dos formatos por su uso más extendido, son el JPG y el GIF.

  • El formato jpg tiene como características las de ser un formato de 24 bits (16,7 millones de colores) con un formato de compresión con pérdida de calidad cuyo grado se puede seleccionar y dada la relación calidad/compresión de imagen muy interesante para ser usada con fotografías que tengan que tener poco “peso” como las que se encuentran colgadas en Internet.










15% de compresión

50% de compresión

90% de compresión

3.768 Bytes

2.260 Bytes

1.308 Bytes




  • El formato GIF es un formato con 8 bits (256 colores), comprime sin pérdida de calidad, la compresión es mayor cuantas más tramas iguales hayan en el dibujo. Es un formato muy adecuado para dibujos, iconos, etc. Una variedad son los GIF ANIMADOS los cuales son una serie de dibujos enlazados consecutivamente creando una secuencia animada. También es interesante la posibilidad de poner un color transparente como fondo.










Imagen JPG

Imagen GIF

Imagen GIF transparente



    Prácticas

  1. Abre el fichero Prac2.jpg y observa las imágenes del caballo, verás cómo entre algunas de ellas, a pesar de la diferencia de número de colores, la calidad no cambia sustancialmente, mientras que en otras (16 colores y 2 colores) sí que hay una sustancial pérdida de calidad de imagen.

  2. Abre el fichero Prac3.jpg y observa las tres imágenes, la original tenía 16,7 millones de colores, y puedes observar que a pesar de modificar el número de colores, dos de ellas no se distinguen y la de 2 colores tiene una calidad asumible, se debe sin duda a que utilizamos grises.



2.4. Sobre cómo obtener imágenes digitales


      • Las fuentes de imágenes más comunes son las siguientes:

        • Creación propia con editores de dibujos con los cuales podemos formar nuestra composición a partir de las herramientas del propio programa editor. En el segundo módulo de este curso será tema de trabajo.

        • El escáner como periférico para la obtención de imágenes a partir de papel.



        • Captura de fotogramas de vídeo utilizando para ello programas de edición de vídeo digital.

        • Cámara digital con la que conseguir imágenes que posteriormente podemos tratar con el Paint Shop Pro u otro programa similar.



        • Imágenes de Internet que podemos guardar en nuestro disco para su posterior utilización.

        • Colecciones de imágenes que determinados programas incorporan en sus bibliotecas, sirva de ejemplo el Clip_arts que tiene el procesador de textos Word.

        • Capturas de pantalla


EJERCICIO 1

Escribe debajo de cada fotografía la profundidad de color de cada imagen.








16 colores

256 colores

256 grises


EJERCICIO 2

Escribe debajo de cada fotografía la compresión que ha sufrido cada imagen al ser guardadas en formato jpg, teniendo en cuenta que se ha aplicado una Tasa de compresión del 10, el 50 y el 90

.

Imagen original







90%

50%

10%


EJERCICIO 3

Abre la imagen de tu disco de trabajo FLORES.BMP y sin realizar ninguna modificación la guardas en esos formatos: TIF, JPG Y GIF. Compruebas el tamaño de cada una de las imágenes con el explorador de Windows y abres todas para ver la pérdida de calidad de las imágenes.

Imagen original



1407 Kb

bmp




235 Kb

gif



1,37 Mb

tif



146 Kb

jpg

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