¿Cómo se digitaliza una imagen?

Las cámaras digitales dentro de teléfonos celulares o propios dispositivos capturadores profesionales han llegado hace muchos años para quedarse.

Cada vez salen cámaras con más pixeles, zoom, apertura, etc. que nos hacen tener un largo set de productos para elegir a la hora de documentar nuestras vivencias, recuerdos, selfies o sushi.

Tiempo ha pasado desde que teníamos que mandar a revelar las imágenes a una tienda especializada y esperar un par de días para ver el resultado de nuestras tomas, ahora es todo instantáneo, las imágenes digitales nos permiten visualizar al instante nuestras fotos y eliminar aquellas que no nos gusten.

Las imágenes digitales capturadas con un dispositivo móvil o con una cámara fotográfica digital tienen una resolución que equivale al tamaño alto por ancho medido pixeles (representación digital de un color dentro de una imagen), estas son conocidas como imágenes de mapa de bits.

Como podemos ver en la imagen anterior, si realizamos un acercamiento a una determinada imagen nos darnos cuenta que esta pierde su nitidez y pareciera que solo existen cuadros de diferentes colores que no tienen sentido al ampliarlos, cada uno de estos cuadros equivale a un pixel de la imagen.

Los dispositivos de captura de imágenes tienen una resolución máxima de digitalización (resolución de imagen), comúnmente representada en megapixeles, cada pixel dentro de la imagen tiene un tamaño en bits (unidad básica de almacenamiento digital) relacionado con la profundidad o cantidad de colores que se puede almacenar en uno solo.

La resolución de imagen nos permite conocer cuánto detalle puede tener esta. Para conocer la resolución que tiene una fotografía debemos multiplicar la cantidad de pixeles de alto por ancho, por ejemplo, si tenemos una imagen de 1400×1400 pixeles, la resolución sería 1400*1400 = 1.960.000 pixeles que equivalen a 1,96 megapixeles.

Cada uno de estos pixeles tiene un tamaño de memoria que varía dependiendo de la cantidad de colores que pueda contener la imagen en pixeles.

La unidad mínima de almacenamiento de un computador es de 1 bit, el cual puede tomar solo dos valores posibles 0 o 1. Esto quiere decir que para saber la cantidad de colores que puede almacenar un pixel debemos elevar el número 2 a la cantidad de bits que se utilizarán para almacenar el color en un pixel.

En la siguiente imagen podemos ver algunos ejemplos:

Debería decir en la primera cantidad de colores: 2¹ en vez de 2²

Incluso existen imágenes de 32 bits, es decir, con 8 bits más que permiten almacenar la transparencia de una imagen (canal alfa o máscara).

Pero, ¿por qué hay tantos formatos de imágenes?

Si calculásemos el tamaño que necesita una imagen de 5 megapixeles (5.000.000 pixeles) cuya imagen es de 24 bits (esto quiere decir que cada pixel utiliza 24 bits para definir el color) entonces necesitaríamos 5.000.000*24 bits de memoria, además se sabe que un byte equivale a 8 bits por lo tanto la imagen tendría un tamaño de 15 megabytes.

Este tamaño es bastante grande para una imagen pequeña, pues, hoy en día todos los dispositivos móviles como mínimo poseen una posibilidad de captura de imagen en una resolución de 5 megapixeles.

Debido a lo anteriormente señalado, existen métodos de manipulación de imágenes que permiten almacenar la imagen en un tamaño de memoria menor manteniendo el tamaño en pixeles original.

Estos métodos son estandarizados y generan un archivo con una representación de datos de la imagen. A continuación podemos ver los más utilizados en la actualidad.

BMP (Bitmap = Mapa de bits)

• Ha sido muy utilizado porque fue desarrollado para aplicaciones Windows.
• La imagen se forma mediante una parrilla de pixeles.
• El formato BMP no sufre pérdidas de calidad y por tanto resulta adecuado para guardar imágenes que se desean manipular posteriormente.
• Ventaja: Guarda gran cantidad de información de la imagen.
• Inconveniente: El archivo tiene un tamaño muy grande.

GIF (Graphics Interchange Format = Formato de Intercambio Gráfico)

• Ha sido diseñado específicamente para comprimir imágenes digitales.
• Reduce la paleta de colores a 256 colores como máximo (profundidad de color de 8 bits).
• Admite gamas de menor número de colores y esto permite optimizar el tamaño del archivo que contiene la imagen.
• Ventaja: Es un formato idóneo para publicar dibujos en la web.
• Inconveniente: No es recomendable para fotografías de cierta calidad ni originales ya que el color real o verdadero utiliza una paleta de más de 256 colores.

JPG-JPEG (Joint Photographic Experts Group = Grupo de Expertos Fotográficos Unidos)

• A diferencia del formato GIF, admite una paleta de hasta 16 millones de colores.
• Es el formato más común junto con el GIF para publicar imágenes en la web.
• La compresión JPEG puede suponer cierta pérdida de calidad en la imagen. En la mayoría de los casos esta pérdida se puede asumir porque permite reducir el tamaño del archivo y su visualización es aceptable. Es recomendable utilizar una calidad del 60-90 % del original.
• Cada vez que se modifica y guarda un archivo JPEG, se puede perder algo de su calidad si se define cierto factor de compresión.
• Las cámaras digitales suelen almacenar directamente las imágenes en formato JPEG con máxima calidad y sin compresión.
• Ventaja: Es ideal para publicar fotografías en la web siempre y cuando se configuren adecuadamente dimensiones y compresión.
• Inconveniente: Si se define un factor de compresión se pierde calidad. Por este motivo no es recomendable para archivar imágenes originales.

TIF-TIFF (Tagged Image File Format = Formato de Archivo de Imagen Etiquetada)

• Almacena imágenes de una calidad excelente.
• Utiliza cualquier profundidad de color de 1 a 32 bits.
• Es el formato ideal para editar o imprimir una imagen.
• Ventaja: Es ideal para archivar archivos originales.
• Inconveniente: Produce archivos muy grandes.

PNG (Portable Network Graphic = Gráfico portable para la red)

• Es un formato de reciente difusión alternativo al GIF.
• Tiene una tasa de compresión superior al formato GIF (+10%)
• Admite la posibilidad de emplear un número de colores superior a los 256 que impone el GIF.
• Debido a su reciente aparición sólo es soportado en navegadores modernos como IE 4 o superior.

RAW

• Formato “en bruto”. Esto quiere decir que contiene todos los pixeles de la imagen captada, tal y como se han tomado. Es el formato que ofrece la mayor calidad fotográfica y suele ser admitido por cámaras de gama media y alta (réflex, y compactas) indicadas para fotógrafos aficionados avanzados y profesionales.
• Las cámaras que guardan las fotos en otros formatos (Tiff y JPEG) procesan la imagen captada para dar una interpretación de ella (balance de blanco, niveles de luminosidad, contraste…) En el formato RAW, los pixeles no se procesan y se mantienen en bruto para ser procesados posteriormente por un software específico conocido como “revelador RAW”
• Un archivo RAW, no sufre ninguna compresión, por lo que mantiene el máximo detalle de la imagen a costa de ocupar mucho espacio (megabytes)
• Los distintos fabricantes de cámara suelen llamar a los archivos RAW con distintos nombres. Por ejemplo, las cámaras Nikon los denominan archivos NEF.

Cuando trabajamos con imágenes, es muy importante elegir bien el formato adecuado. Veamos algunos ejemplos:

Al publicar fotografías en una página web o al enviarlas por correo electrónico, para que la transferencia no sea excesivamente larga, es muy importante el peso o kilobytes del archivo de imagen. En este caso, es recomendable el uso de formatos que utilicen compresión.

Para imprimir fotografías, donde el peso del archivo no tiene tanta importancia, se podrán usar otros formatos que ofrezcan más calidad que los utilizados para web. Lo mismo ocurre al hacer fotografías con las cámaras, la elección del formato se hará en función de lo que se desea obtener y de los procesos que desee realizar en el futuro el fotógrafo.

En colaboración con Christopher Arredondo