fundamentos de publicación electrónica

FUNDAMENTOSDE PUBLICACION

ELECTRONICA

JOSE MANUEL CARRIONALFREDO ABAD

ARTESGRAFICAS

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F U N D A M E N T O S DE PUBLICACION E L E C T R O N I C A


FUNDAMENTOSDE PUBLICACION

ELECTRONICA

JOSE MANUEL CARRIONALFREDO ABAD

ARTESGRAFICAS


Cubierta: Héctor CarriónComposición y Maquetación: José M. CarriónImpresión: Anzos, S. A.La Zarzuela, 6 Pol. Ind. Cordel de la Carrera28940 Fuenlabrada. Madrid

ISBN: 84-88543-04-2Deposito Legal:

Printed in Spain / Impreso en España

© José Manuel Carrión , Alfredo Abad

© Ediciones TAJAMAR, 1993

Reservados todos los derechos. Ninguna parte de estapublicación puede ser reproducida, almacenada o transmitida deninguna forma, ni por ningún medio, sea éste electrónico,informático, químico, mecánico, electro-óptico, grabaciónfotocopia o cualquier otro, sin la previa autorización escrita delos autores o la Editorial.

JOSE MANUEL CARRIONLicenciado en Ciencias GeológicasProfesor de Imagen Digital y Composición de Textos Instituto de Artes Gráficas Tajamar

ALFREDO ABADLicenciado en Ciencias FísicasProfesor de Informática y ComunicacionesInstituto de Artes Gráficas Tajamar


Quiero dedicar la presente obra –en lo que de mía tiene–a mis padres, en quienes siemprehe encontrado apoyoJ. M. C.


Deseamos manifestar nuestro agradecimiento a las siguientespersonas por la posibilidad que nos han dado de poder usar enla confección de este volumen imágenes de su propiedadintelectual o de las empresas a las que representan: en primerlugar a Eberhard Friemel, de Linotype-Hell, quien además nosha suministrado información actualizada de sus escritos; Dr.Peter Karow, de URW; Thomas M. Destree, de GATF; LouVandermeulen, de Agfa; y Peter Dyson, de SeyboldPublications Inc., quien nos pidió que proporcionásemossu dirección completa:SEYBOLD PUBLICATION INC. P.O. Box 644,428 East Baltimore Pike, Media, PA 19063.Phone (215) 565-2480; fax (215) 565-4659


INDICE GENERAL

PRESENTACION...............................................................................13

Capítulo 1. SCANNERS: ENTRADA DE IMAGEN..............................19Fuentes de iluminación de los scanners ...................................22Scanner de tambor: captación de la imagen.............................25Scanner plano: captación de la imagen ....................................27Scanners de tambor versus scanners CCD...............................29Corrección del sombreado .......................................................31Captura de datos desde otros sistemas .....................................31

PROCEDENTES DESDE DISKETTES, DISCOS REMOVIBLESO CARTUCHOS DE CINTA MAGNETICA...........................................32PROCEDENTES DESDE OTROS SISTEMAS GRAFICOS.........................33PROCEDENTES DE COMUNICACIONES REMOTAS..............................34

La información gráfica.............................................................34Concepto de información ...................................................35Unidades de medida de la Información ..............................35

UNIDADES DE MEDIDA COMUNES EN INFORMATICA...................36ORDENES DE MAGNITUD DE MEMORIA OCUPADAPOR DATOS GRAFICOS................................................................36

Bibliografía ..............................................................................38

Capítulo 2. IMAGEN DIGITAL EN PANTALLA ..................................39Concepto de imagen digital......................................................41Tono continuo versus trama .....................................................43Calidad digital en la entrada.....................................................43Calidad espacial en la entrada..................................................44Calidad tonal en la entrada.......................................................46Cantidad de información y compresión de la imagen..............48Transformaciones geométricas.................................................53

TRASLACION............................................................................53ROTACION...............................................................................55CROPPING................................................................................55ESCALADO ..............................................................................55

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INDICE GENERAL

INDICE.QXD 19/9/00 19:17 Página 7

Transformaciones no-geométricas ...........................................56CURVA DE TRANSFERENCIA........................................................57ECUALIZACION.........................................................................59FILTROS..................................................................................60

Formatos gráficos más comunes..............................................63FORMATOS VECTORIALES Y FORMATOS RASTERIZADOS...................66TIPOS DE FORMATOS ESTANDAR.................................................66

Formato TIFF...........................................................................66Formato EPSF..........................................................................68Bibliografía ..............................................................................70

Capítulo 3. MODELOS DE COLOR Y EDICION................................71Descripción del color ...............................................................72

TERMINOS SUBJETIVOS.............................................................72TERMINOS OBJETIVOS...............................................................73

El ojo humano: un scanner.......................................................73Reducción de la gama cromática .............................................75Evolución de los sistemas triestímulo......................................78Síntesis substractiva .................................................................84Color independiente del periférico...........................................84La impresión de la imagen.......................................................90

GANANCIA DE PUNTO Y CALIBRACION DE LA FILMADORA ..............91REPRODUCCION TONAL.............................................................92EL NEGRO EN LAS REPRODUCCIONES DE COLOR............................93LA CORRECCION DE COLOR.......................................................94

Bibliografía ..............................................................................95

Capítulo 4. CALIBRACION EN LOS DISPOSITIVOS..........................97Concepto de calidad .................................................................97Significado del proceso de calibración ....................................99Elementos que intervienen en el proceso de reproducción ......99

EL SCANNER............................................................................99EL MONITOR..........................................................................100LOS SISTEMAS DE PRUEBAS......................................................100LA FILMADORA -RIP ................................................................102LA PROCESADORA...................................................................103

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FUNDAMENTOS DE PUBLICACION ELECTRONICA


EL PASADO DE PLANCHA.........................................................105LA MAQUINA DE IMPRIMIR .......................................................105

Matemática de la calibración..................................................106Metodología de la calibración de una salida ..........................108

AJUSTE DE LA PROCESADORA...................................................109ELECCION DE LA INTENSIDAD DEL RAYO EN LA FILMADORA .........109CALCULO DE LA CALIBRACION .................................................110LA CALIBRACION RESPECTO DEL IMPRESO..................................111

Problemática de la calibración ...............................................112LA PRECISION MATEMATICA: PUNTOS CONFLICTIVOS....................112PREPARACION DE ORIGINALES PARA LA OBTENCIONDE BUENAS SALIDAS...............................................................113 ELECCION DE LAS CURVAS DE GRADACION ADECUADAS...............115

Bibliografía.............................................................................116

Capítulo 5. TRAMAS Y SELECCIONES DIGITALES.........................117Formación del punto de trama................................................119Niveles de gris ........................................................................121Frecuencia de trama................................................................122Forma del punto......................................................................125Funciones punto .....................................................................126Almacenamiento en tono continuo.........................................128El porqué de la angulación .....................................................131Carácter racional de los ángulos.............................................134La matriz umbral ....................................................................134Métodos de tramado racional .................................................138Soluciones libres de moiré .....................................................138

EL METODO DE LA SUPERCELDA..............................................138TRAMADO DE TANGENTE IRRACIONAL ......................................140EL METODO FLAMENCO .........................................................141

Bibliografía.............................................................................142

Capítulo 6. FORMATOS DIGITALES PARA TEXTOS.........................143Formatos digitales ..................................................................145

BITMAP ................................................................................145RUN LENGTH.........................................................................146FORMATO VECTORIAL .............................................................146

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INDICE GENERAL


FORMATO BEZIER...................................................................147Autoedición ............................................................................149Los problemas de la baja resolución ......................................150Del perfil al bitmap: el uso de hints.......................................153Métodos de acomodación o ajuste a la rejilla.........................153

MIGRACION DEL PUNTO..........................................................154MODIFICADO DE LA REJILLA ....................................................154NIMBUS ................................................................................154NIMBUS-Q ............................................................................155

Rasterización del perfil acomodado .......................................156Adobe: el líder ........................................................................158Apple-Adobe: ruptura.............................................................160TrueType y ATM ....................................................................161Las fuentes en el macintosh....................................................163Multimaster ............................................................................165Bibliografía.............................................................................166

Capítulo 7. EQUIPOS INFORMATICOS..........................................169Tipos de maquinaria informática............................................169

ORDENADORES MONOUSUARIO-MULTIUSUARIO ...........................170ORDENADORES MONOTAREA-MULTITAREA .................................170EL PC...................................................................................170LA ESTACION DE TRABAJO O WORKSTATION................................171EL MAINFRAME U ORDENADOR CENTRAL...................................171EL SERVIDOR ........................................................................171

El problema del crecimiento informático...............................173CRECIMIENTO DE LA MEMORIA CENTRAL ...................................173VELOCIDAD DE PROCESO.........................................................174LA CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO .......................................177LA VELOCIDAD EN LOS BUSES DE COMUNICACIONES....................179

El crecimiento de las aplicaciones..........................................181EL PROBLEMA DE LAS NUEVAS VERSIONES DE SOFTWARE.............181LAS XTENSIONS.....................................................................182PROGRAMAS SEPARADOS.........................................................183LA INTEGRACION DE LA PRODUCCION........................................183

La filosofía Cliente-Servidor..................................................185

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CARACTERISTICAS GENERALES.................................................185EL ESTANDAR GRAFICOX-WINDOW .........................................187

Nuevas tendencias en la Informática Gráfica.........................189TENDENCIAS EN LA MAQUINARIA..............................................189TENDENCIAS EN LOS DATOS.....................................................190

Bibliografía.............................................................................190

Capítulo8. REDES UTILIZADAS EN PRE-IMPRESION......................191Concepto de protocolo de comunicaciones ............................192Grandes familias de protocolos ..............................................192

APPLETALK ...........................................................................193DECNET...............................................................................194DARPA ...............................................................................194

Topologías de red ...................................................................195RED EN BUS..........................................................................195RED EN ESTRELLA..................................................................196RED EN ANILLO .....................................................................196

Medios físicos.........................................................................196PHONENET............................................................................198LOCALTALK ..........................................................................198ETHERNET.............................................................................198TOKEN RING .........................................................................198

Interconexión de redes............................................................198REPETIDORES OREPEATERS.....................................................199PUENTES O BRIDGES...............................................................199ENCAMINADORES O ROUTERS...................................................201PUERTAS O GATEWAYS.............................................................201

Administración de una red .....................................................202Bibliografía.............................................................................203

Capítulo 9. FILMADORAS I. LOS RIPS.........................................205RIP: puente entre dos mundos distintos .................................207RIP: un ordenador ..................................................................209

TRANSMISION DE DATOS..........................................................209MODULO DE PROCESAMIENTO GENERAL....................................211MODULO DEL PROCESADOR ESCLAVO........................................211

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INDICE GENERAL


MEMORIA RAM ....................................................................211MODULO DEL BUFFER DE SALIDA.............................................212

Procesamiento de la información ...........................................213PostScript: un PDL.................................................................214Técnicas para la obtención de productividad .........................217

OPEN PRE-PRESSINTERFACE(OPI) ..........................................217MULTI-BUFFERS Y MULTI-RIPS..................................................219SPOOLERS.............................................................................220SCITEX APR.........................................................................220CACHE..................................................................................220

Bibliografía.............................................................................222

Capítulo 10. FILMADORAS II. MECANISMOS DE EXPOSICION......223Primera generación.................................................................224Segunda generación................................................................225Tercera generación .................................................................228Cuarta generación...................................................................228

EL LASER..............................................................................228EL MECANISMO DE EXPOSICION................................................231

EL MODULADOR ................................................................232SISTEMA GENERADOR DE LOS BARRIDOS HORIZONTALES..............234CONJUNTO DE LENTES.........................................................237

SISTEMAS DE TRANSPORTE DE PELICULA....................................238MECANISMOS DE ARRASTRE PLANOS.......................................238MECANISMOS DE ARRASTRE DE CABRESTANTE..........................240SISTEMAS DE TAMBOR ........................................................240

RECORDERS...........................................................................242Calidad en el producto filmado ..............................................244

FACTORES ESPACIALES DE CALIDAD..........................................244LA PROCESADORA..................................................................246

Bibliografía.............................................................................247

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INDICE GENERAL


Presentación

FUNDAMENTAR algo es establecerlo sobre una base firme:fundamentar un edificio es poner sus cimientos. Es una

cuestión esencial si se quiere dar solidez a la obra construida.Sin embargo, los cimientos –aunque parte importante– no son eledificio; éste se elevará sobre ellos.

Esta es la razón por la que nos ha parecido que Fundamen-tos de Publicación Electrónicaera el título que más se ajusta-ba al contenido del presente volumen. No es una mera intro-ducción, guía o solucionario de problemas; pretendemos irmás lejos. Se desea proporcionar al lector los conocimientosnecesarios en relación con el complejo mundo de la publica-ción electrónica (imagen digital, fuentes tipográficas, etc.), detal modo que le aporten la base firme a la que nos hemos refe-rido antes. A partir de aquí será al lector al que le toque razo-nar, reflexionar, dar vueltas y pensar en sus problemas concre-tos.

Fundamentos de Publicación Electrónicaestá sistematizadoy estructurado siguiendo los pasos que se dan cuando se elaborauna página. Tomamos, por ejemplo, una foto; la exploraríamoscon el scannery la editamos seguidamente por pantalla por si es

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preciso retocarla. A continuación, introduciríamos el textohaciendo uso de la fuente tipográfica que más se ajuste al diseñodeseado. Una vez confeccionada la página, se manda a filmar,para la obtención de la cuatricomía. En el proceso que acaba-mos de describir intervienen, por tanto, un scanner, un ordena-dor, un rip y una filmadora.

En el capítulo Scanners: entrada de imagenhablamos delos distintos elementos (lámparas, fotorreceptores, etc.) quelos constituyen, su modo de funcionamiento y los pros y con-tras de cada uno de ellos: se justifica el porqué de la mayorcalidad de los fotomultiplicadores frente a los dispositivosCCD, aunque también analizamos el esfuerzo desarrolladopara esta tecnología, intentando acortar distancias respecto alos fotomultiplicadores. Este primer capítulo termina con laintroducción de las unidades informáticas que se utilizan enlos siguientes capítulos.

En Imagen digital en pantallaestablecemos el concepto dedigitalización, así como los factores que entran en juego a lahora de evaluar la calidad de estas imágenes: la resolución y losniveles tonales. La resolución a elegir dependerá de la lineaturacon la que queramos imprimir; los niveles de gris, del tipo deimagen. De la conjunción de ambos resulta la calidad, la cualconlleva una cantidad de información importante; también eninformática resulta válido el proverbio de que "una imagen valemás que mil palabras", por lo que resulta interesante la idea depoder comprimir las imágenes de cara a su almacenamiento ytransmisión.

La sistemática establecida para el estudio de los tipos decambios que se pueden realizar se basa en la definición de ima-gen digital: la que procede de un doble muestreo del original,según sus coordenadas espaciales y de amplitud (tonales);ambas son susceptibles de modificaciones. Las transformacio-nes geométricas son aquéllos cambios que sólo afectarán a lascoordenadas espaciales; las transformaciones no-geométricasestán las vinculadas con las coordenadas tonales.

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Modelos de color y ediciónes un capítulo denso. Su lecturarequiere haber tenido una previa relación con el mundo delcolor o, al menos, haberse planteado los problemas que traeconsigo. Además, una cierta base de matemáticas no vendránada mal.

Este tercer capítulo comienza definiendo los conceptos quemás se usan en el estudio del color. Analizamos por qué RGB yCMYK no sirven para describir todos los colores (reducción dela gama cromática). Seguidamente, se pasa revista a los distin-tos modelos de color que se han ido estableciendo (modelosCIE) para describir el color de un modo que permita al usuarioque recibe una imagen verla en su ordenador exactamente igualque el operario que la digitalizó y editó por primera vez. De ahíque sea interesante buscar la independencia del color respectodel periférico de salida. Por último, comentamos –sin hacer unanálisis demasiado profundo– algunos de los principales proble-mas que surgen en la impresión del color (no ya en su ediciónen pantalla).

Calibración en los dispositivosprofundiza en algunos de lospuntos ya introducidos en el capítulo anterior. La necesidad decalibrar los dispositivos nace de la distinta naturaleza del origi-nal y reproducción: el original es una distribución continua detonos, mientras que la reproducción consiste en una distribuciónespacial de puntos de distinta área –aunque de la misma densi-dad–. Seguidamente, describimos algunos de los dispositivosque intervienen en el proceso gráfico, y que tendremos que cali-brar. Llegados a este punto, nos introduciremos en los conceptosmatemáticos necesarios para asimilar el proceso de calibración.Es importante leer despacio, sin prisas, este apartado siguiendolos gráficos que se adjuntan.

El siguiente tema entrará mucho más "por los ojos": Tramasy selecciones digitales. Varios son los parámetros que regulan lacalidad de estas ilusiones ópticasque nos hacen ver tono conti-nuo allí donde lo único que hay es una matriz de puntos. Lalineatura o frecuencia de trama es la relación entre la resolución

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PRESENTACION


del dispositivo y la raíz cuadrada del número de píxels queconstituyen el punto de trama. No resulta posible, por tanto, laconsecución de cualquier lineatura, presentando ésta un carácterdiscreto (cf. cuadro V.I). La geometría del punto de trama, asícomo su modo de generarse (las funciones punto), son los temasque a continuación analizaremos.

Y, por fin, entramos en la angulación de las tramas. "¿Porqué?", "¿cuáles?" son algunas de las preguntas a las que se darespuesta, siempre con la mirada puesta en evitar esa cariesde las imágenes impresas que es el moiré. El capítulo terminacon una revisión de las principales técnicas utilizadas, tantolas basadas en tangentes racionales, como las irracionales.

Hasta aquí hemos venido profundizando en el mundo delas imágenes. Pero en las publicaciones además hay que contarcon otro elemento esencial: el texto. Formatos digitales paratextoscomienza describiendo su evolución hasta llegar a lastecnologías actuales, las cuales sólo guardan información delperfil de los tipos, con el consecuente ahorro de informaciónpara almacenar. En 1985, PostScriptmarca la diferencia decalidad –en los tipos de baja resolución– entre los sistemas deautoedición y el resto de los fabricantes de fuentes. Se declaraentonces una guerra comercialcontra Adobe. Compugraphic,BitStream y Berkeley intentan subsanar los defectos detecta-dos en las fuentes type one. Sin embargo, el gran golpe vendrádado por Apple y las fuentes TrueType. Adobe responderá conla creación de ATM, un rasterizador inteligente que generarálos bitmaps tanto de pantalla como de impresión, a partir delas decripciones type one. Ventajas: ocupan menos memoriaque TrueType y, para estas fechas, Adobe tenía ya muchas enel mercado. TrueType, sin embargo, permite más controlestipográficos, además de ser más rápidas. El capítulo concluyecon una introducción a las técnicas MultipleMasterque Adobecomienza a desarrollar en 1991 con el objeto de salvar los pro-blemas inherentes –en lo que a fuentes se refiere– a la distri-bución de documentos electrónicos; es, de algún modo, un

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intento de introducir la descripción de la fuente con el docu-mento.

Equipos informáticosy Redes utilizadas en pre-impresiónson un breve informe sobre los sistemas informáticos y decomunicaciones que existen en la actualidad y de cuya poten-cia y prestaciones se valen los equipos de pre-impresión.Ambos capítulos nos sirven como apoyo en el estudio que acontinuación realizamos sobre los procesadores de imagenráster.

Una filmadora es un dispositivo que consta de dos piezascomplementarias, aunque marcadamente diferentes: la partegeneradora de los bitmaps y el mecanismo de exposición; la pri-mera es lo que se conoce como procesadores de imagen rásterorips; la segunda son los imagers.

En Filmadoras Ianalizamos el hardware específico de estaclase de ordenadores, además del software que procesan: loslenguajes descriptores de páginas o pdl. Son los lenguajes deprogramación con los que se codifica la descripción de los dis-tintos elementos que constituyen un documento: páginas, tex-tos, imágenes y gráficos. Ellenguaje descriptor de páginasestándar es PostScript; la idea clave es que realiza esta des-cripción con independencia del periférico de salida: la segundageneración de este pdl, incluso, describe el color con indepen-dencia del dispositivo de salida. En la última parte del capítulorevisamos algunas de las principales técnicas para la consecu-ción de productividad como, por ejemplo, los dispositivos OPIo spoolers.

Filmadoras IIcentra su estudio en los dispositivos de expo-sición y arrastre. Los tipos de láser, los sistemas ópticos paragenerar los barridos que inciden sobre la película y los mecanis-mos de arrastre se detallan seguidamente, para terminar con unelemento de cuyo ajuste dependen en buen grado los buenosresultados que se esperan: la procesadora.

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PRESENTACION


Para finalizar estas líneas de presentación queremos mani-festar nuestro agradecimiento a todas aquellas personas cuyainstrucción en esta tecnología y resolución de sus dudas al res-pecto, nos han permitido sistematizar la enseñanza de estasmaterias. Esperamos, pues, que las próximas páginas puedan serde utilidad a todos: alumnos, profesores, comerciales y técnicos.

JOSEMANUEL CARRION

ALFREDO ABAD

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CAPITULO 1

Scanners: entrada de imagen

ES posible que todavía quede gente que piense que el fenó-meno de las selecciones de color es algo relacionado con la

autoedición y los ordenadores, y que ha tomado auge a lo largode la última década. Nada más alejado de la realidad, pues lasprimeras separaciones de color datan de fines del siglo pasado.

De hecho las técnicas manuales usadas para la obtención deéstas no variarán hasta la invención del scanner, en la década delos 30. Lo que potenció, precisamente, llegar a una máquina quefuera capaz de realizar la selección de forma automática, fue lalentitud del proceso en su modalidad manual.

Será el químico escocés A. Murray quien en 1937 consigala primera patente de un scanner. Murray había ingresado enKodak en los años veinte. En 1934, mejorará los métodos deenmascarado; también es a él a quien se deberá el desarrollo delconcepto de equilibrio de grises.

El dispositivo de Murray consistía en lo siguiente (fig. I.1):sobre un tambor cilíndrico se colocaba una transparencia decolor, la cual era leída por medio de un cabezal (de explora-ción), que recogía las señales luminosas que atravesaban el ori-

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SCANNERS.QXD 19/9/00 18:34 Página 19

ginal. Este cabezal se iba moviendo paralelo al eje del tamborgiratorio, describiendo así una trayectoria helicoidal.

El rayo de luz que captaba el cabezal se descomponía, pormedio de filtros, en los tres colores fundamentales de la síntesisaditiva: rojo, verde y azul (RGB). Después de ser convertidos aseñal eléctrica, la información de la imagen era usada paramodificar la intensidad de tres fuentes de exposición que esta-ban focalizadas sobre el mismo número de películas, en unazona opaca del tambor.

Se ve, pues, en su primera versión, lo que se conoce comoscanner de tambor(drum scanner). Se podría pensar que loscompetidores de éstos, es decir, los denominados scanners pla-nos (flatbed scanners), son mucho más modernos (cuatro ocinco décadas). Pero la realidad es que A. C. Hardy y F. L.Wurzburg conseguirán la patente del primer scannerplano tansólo cinco años después de que lo hiciera Murray. La principaldesventaja de este primer dispositivo plano era su lentitud para

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unidad deanálisis original

trayectoria helicoidalde exploración film recorder

movimiento derotación del

tambor

cabezal de análisis

cabezal de exposición

ordenadordel

scanner

figura I.1Esquema funcional del scanner que desarrolló A. Murray (cf. Field, 1991).

CORTESIA DE GATF


la producción. Esta técnica caerá en desuso, quedando en elolvido, hasta el posterior desarrollo de los dispositivos de cargaacoplada (CCD).

En resumen, se pueden enumerar como características delos primeros scanners las siguientes: a) exploración y exposi-ción simultáneas (la luz que barría activaba la luz que exponía);b) no permitían ampliar o reducir; c) el resultado era expuestoen tono continuo; y, d) existía una limitación de tamaños paralos originales.

Una segunda generaciónde scannersserá la de aquellosque sí harán viable el escalado: la ampliación o reducción. Enefecto, ya se ha dicho que en el scannerde Murray era sobretambores de ejes solidarios donde se montaba tanto el originalcomo la película, funcionando de modo simultáneo los cabeza-les de exploración y exposición.

En esta nueva generación, no habrá ejes solidarios, sino quefuncionarán por medio de unos servomecanismos independien-tes, gobernados por un sistema de control, de modo que si sedesea realizar, por ejemplo, una ampliación, bastará que la velo-cidad del cabezal de exploración sea distinta a la del de exposi-ción.

Una tercera generaciónde scannersserá la de aquéllos queya tramen. Todavía cabe hablar de una cuarta generación. Enefecto, actualmente por scannerse entiende sólo la parte de laentrada, no el sistema entrada-salida, lo cual permitirá: a) quelas imágenes se puedan tratar en un ordenador; y b) que el siste-ma no esté ligado a una única salida, sino que pueda ser compa-tible con otras.

Bajo este último aspecto, es decir, como unidad de entrada,se realizará el análisis de los scanners a lo largo de este capítu-lo, relegando el estudio de la parte de salida (recorder) para mástarde.

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SCANNERS: ENTRADA DE IMAGEN


Fuentes de iluminación de los scanners .

Tanto en el caso de los scannersde tambor como en el delos CCD, el original habrá de ser iluminado para que, bien portransmisión (en el caso de las transparencias), bien por reflexión(caso de los opacos), sea posible la realización de un muestreosobre el conjunto de las densidades. La constancia y uniformi-dad de la fuente de iluminación será una condición imprescindi-ble. Los dos tipos de fuentes de luz más usados en los scannersson las lámparas halógenas y las de xenon.

Lashalógenasson lámparas de incandescencia, con un fila-mento de tungsteno y una atmósfera de yodo de baja presión. Alevaporarse el tungsteno (cuando entra en incandescencia) se vaa combinar con el yodo para formar una sal (yoduro), la cual sevolverá a descomponer sobre el filamento, debido a las altastemperaturas. De aquí se desprenden una serie de ventajas: a)este proceso regenerativo mantendrá el filamento durante mástiempo; b) el tamaño de la ampolla no tendrá que ser tan grandecomo el de las lámparas de incandescencia normales, por lo quese fabricarán de cuarzo, material más resistente a las altas tem-peraturas; y, c)al retornar el tungsteno al filamento, las paredesde la ampolla permanecerán muy nítidas, debido a que la volati-lización de este filamento será mucho menor que en el caso delas lámparas incandescentes normales.

Este tipo de lámparas es el más importante de los iluminan-tes artificiales debido a lo extendido de su uso. El color de la luzemitida se ve afectado por el color de la ampolla que encierra elfilamento (un clásico color de cierto tinte verdoso), aunque setrata de un efecto prácticamente despreciable. El factor que sí esimportante realmente, debido a la influencia que ejerce en ladistribución del espectro, es la temperatura que alcanza el fila-mento, lo cual, a su vez, dependerá tanto de la resistencia comodel voltaje que se aplique a la lámpara. La máxima temperaturaque se va a poder obtener coincidirá obviamente con el punto defusión del tungsteno, próximo a 3700º K. Lo normal, sin embar-go, es que trabajen entorno a los 3000º K, donde el color res-

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ponderá a lo que la mayor parte de la gente describe como blan-co; otras respuestas cromáticas al factor temperatura se recogenen el cuadro I.I.

Se conoce como temperatura de colorde una luz (expresa-da en grados kelvin) aquella a la que hay que elevar un cuerponegro o radiador integralpara que la radiación emitida por éstesea similar a la de la luz considerada. Un cuerpo negro es unobjeto teórico, que en la práctica se puede conseguir con ciertaaproximación; se trata de un absorbedor total de la energíaradiante que incide sobre él, que a su vez radia perfectamente laenergía que en él se genera, si se eleva su temperatura. La ima-gen de un horno (totalmente opaco) con pequeñas aberturaspuede ayudar a imaginarse este tipo de objeto.

La distribución espectral de las lámparas halógenas es muyparecida a la de los radiadores integrales; la diferencia, en con-creto, es de unos 50º. Esto quiere decir que una lámpara cuyatemperatura de color sea 3000º K tendrá una distribución espec-tral muy parecida a la de un cuerpo negro operando a esa tem-peratura.

Suele ser frecuente, por otra parte, el uso de filtros converti-dores de las distribuciones espectrales. Éstos, sin tener tempera-turas de color propias, son capaces de modificar la temperaturade color de fuentes luminosas. Para medir el efecto que produ-cen se usa una unidad denominada mired (acrónimo inglés demicro-reciprocal degrees). Un mired corresponde a 106/T,donde T es la temperatura absoluta, en grados kelvin. Una

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CUADRO I.ICOLOR TEMPERATURA ºK

rojo muy oscuro 903rojo oscuro 1023rojo anaranjado 1263amarillo 1423amarillo-blanco 1603


misma cantidad de miredscorresponderá a una misma diferen-cia de percepción de cambios de color. El mired, al tratarse deun valor recíproco, aumentará al disminuir la temperatura decolor, y viceversa.

En cuanto a las de xenon, se trata de un tipo de lámpara que,en realidad, es un tubo de descarga de gas a alta presión, que vaa precisar de un voltaje de alta frecuencia para poner en marchala exposición. El uso de este tipo de fuente de iluminación vienemotivado por su composición espectral casi continua, muy pare-cida a la de la luz solar (fig. I.2).

¿Y el láser? Este tipo de fuente de luz se caracteriza, entreotras cosas, por ser monocromática, por lo que tendrá un espec-tro muy selectivo, y, precisamente, lo que se requiere es un tipode fuente de iluminación cuyo espectro cubra toda la gama delongitudes de onda que constituyen la luz blanca.

Sin embargo, el láser sí va ser útil en el caso de explorar imá-genes de línea y, sobre todo, fotos tramadas. En efecto, en el casode los arte-finales de los diarios, donde va a haber tanto textocomo línea e imágenes ya tramadas, el uso de una fuente de luz

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lámpara de descargade xenon

luz diurna típica

figura I.2Curvas de distribución energética espectral relativa.


de la precisión del láser (dado su bajo grado de dispersión) resul-tará crítico. Nótese, además que en este caso no se va a tratar deregistrar densidades, sino elementos espaciales (geometrías).

Scanner de tambor: captación de la imagen.

Como ya se ha mencionado, la unidad de exploración va aser la encargada de leer la información de la imagen, traducién-dola a una señal eléctrica proporcional a la densidad detectada.

Un scannerconsta de un sistema óptico compuesto por lentes,espejos, prismas y filtros. El scannerresultará sensible, además,tanto a radiaciones ultravioletas como a infrarrojas (situadas fueradel rango específico del espectro visible), por lo que se hará nece-sario el uso de filtros que absorban estas radiaciones. Por otra parte,es necesario intentar conservar toda la calidad –la focalización– delpunto leído. Con este objeto se usan técnicas de microscopía.

El responsable de convertir la señal de luz en señal eléctricaes el tubo fotomultiplicador(fig. I.3). Se trata de un tubo devacío que consta de un fotocátodo; éste es un material fotoemi-

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ventana

capa fotocatódica conjunto de dinodos

tubode vacío

ánodo

luz

figura I.3Esquema funcional de un tubo fotomultiplicador. Los electrones 1son los que se desprenden del material fotoemisor cuando incide la

luz procedente del original; los electrones 2 son los resultantesdel proceso de amplificación descrito en el texto (cf. Field, 1990).

CORTESIA DE GATF


sivo que, al incidir la luz sobre él, emitirá una corriente de elec-trones. Se tiene, pues, una fuente fotoeléctrica de electrones.

Los fotoelectrones arrancados van a verse atraídos por unconjunto de electrodos emisores, llamados dinodos, cuyo poten-cial se acumulará en secuencia. Al ir chocando con estos elec-trodos, cada uno de estos electrones irá adquiriendo la suficienteenergía cinética para liberar dos o más de la superficie del dino-do; éstos, a su vez, se verán atraídos por el siguiente dinodo, elcual se encuentra a mayor potencial que el anterior, produciendoasí una nueva emisión. El elevado número de electrones resulta-rá, por tanto, del paso por varios niveles de amplificación.Finalmente, irán a parar a un ánodo, obteniendo así la señaleléctrica a partir del fotón de luz.El efecto fotomultiplicadorresultará de especial importancia para la consecución de detalleen las sombras: el rango dinámico de los fotomultiplicadores esde 1 a 100.000; equivalente, por tanto, a una densidad de 5.

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filtro

lente

fuente de iluminación

original

espejo

CCD(array de fotocélulas)

figura I.4Esquema funcional de un scanner plano (unidad de análisis)

CORTESIA DE GATF


Los fotomultiplicadores pueden en ocasiones tener dificul-tades para la captación del detalle en zonas de sombras muyoscuras, por ser muy débil la corriente del electrón inicial, ysimilar, por ello, al nivel de ruido del periférico.

Suele ser común el uso de tres fotomultiplicadorespara lacaptación de las señales correspondientes a cada una de los trescolores fundamentales: rojo, verde y azul. Algunos scanners, sinembargo, sólo presentan un único fotomultiplicador por lo queserán necesarias tres revoluciones para completar la exploraciónde un original.

Las señales de salida de los fotomultiplicadores deben deser procesadas por una serie de circuitos preliminares. Estasseñales de salida suelen ser proporcionales a la intensidad de laluz y, por tanto, vienen determinadas por valores lineales, loscuales van a ser convertidos en logarítmicos a través de los cir-cuitos referidos (se comportan, por tanto, como amplificadoresno-lineales). La operación con valores logarítmicos tiene másventajas, por ser más fácil la suma y resta de éstos que el pro-ducto y la división de valores lineales, además de que el cerebrointerpreta las densidades de aquel modo.

Scanner plano: captación de la imagen.

Los scannersplanos han vuelto a cobrar actualidad graciasa la implementación de los sistemas ráster (basados en microba-rridos horizontales) en los dispositivos de salida (filmadoras decuarta generación).

La parte que introduce la imagen en un scannerde este tipoconsta de una placa que se mueve bajo una fuente de luz fija yun espejo (fig. I.4). Desplazándose de delante hacia atrás, yviceversa, realizará tres barridos sobre el original: uno por cadacolor fundamental RGB. Cabe también leer de una vez los trescolores, en el caso de que el scannerdisponga de tres arraysdefotocélulas. Por otra parte, también existen scannersplanos deblanco y negro; éstos realizarán un único barrido, pero con unsolo array de fotocélulas.

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Un CCD (acrónimo inglés que responde a Charge CoupledDevice) es un semiconductor formado por una línea de electro-dos metálicos solapada a un monocristal de silicio. Va a sumi-nistrar energía eléctrica, según una carga-descarga periódica, enfunción de la luz incidente. La luz que viene del original (conlas distintas intensidades, proporcionales a la densidad de laimagen) será reflejada por un espejo, siendo focalizada, pormedio de una lente, sobre el CCD.

Cada fotón –cuanto de luz–, al incidir sobre el monocristalde silicio, desprenderá un electrón de la estructura cristalina.Los electrones serán recogidos y dirigidos por medio de unoscanales de conducción; éstos se hayan formados por unas zonasde bajo potencial (también denominadas pozos potenciales) quese encuentran aisladas, unas de otras, por unas barreras poten-ciales (zonas de alto potencial).

El pozo potencialrecogerá los electrones desprendidos delmonocristal de silicio, siendo dirigidos hacia el registro de salida.El circuito eléctrico equivalente para cada una de las fotocélulasque constituyen el CCD sería como sigue: cuando la luz incidesobre el fotodiodo se va a generar una tensión, con lo que comen-

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condensador

interruptor

fotodiodo

luz

array de fotocélulas

array de interruptores

registro de salida

figura I.5Circuito equivalente de una

fotocélula CCD y su principiobásico de funcionamiento.


zará el flujo de una corriente eléctrica que fluirá en el sentido indi-cado por la flecha; esto crea una carga que se almacenará en uncondensador asociado con la fotocélula (fig. I.5). La carga referidaresulta proporcional a la luz que ha incidido sobre el fotodiodo.

Durante un periodo de tiempo fijo (el que conlleva la realiza-ción de un barrido) los condensadores de todas las fotocélulas dela matriz CCD se cargan de modo simultáneo. Las cargas se elimi-nan del CCD en un orden secuencial, como una señal analógica.

Los dispositivos CCD resultan ser más estables que los foto-multiplicadores, aunque la calidad de éstos (en las sombras, sobretodo) será indiscutiblemente superior: el rango dinámico del CCDes aproximadamente de una densidad de 2.5, aunque existenscannersde este tipo que pueden alcanzar densidades próximas a3.5; en efecto, en la actualidad se han empezado a introducir en elmercado dispositivos CCD de amplificación no-lineal (similar alo descrito en el apartado anterior, para el caso de los fotomulti-plicadores), con los cuales se consigue sensibilidad en densidadesmayores; Horizon, de AGFA, es un ejemplo de ello.

La resolución de losscanners planos viene condicionadapor el tamaño de cada fotocélula. El número de éstas suele estarcomprendido entre 2.000 y 5.000, aunque existen modelos quepasan de estas cifras (por ejemplo, el scanner SFC, de SCREENS,de 10.000 fotocélulas). Por otra parte, las distintas resolucionesque un mismo scannerCCD puede dar, se consiguen alterandola focalización de la imagen sobre el array de fotocélulas.

Scanners de tambor versus scanners CCD.

En los scannersde tambor, la imagen se encuentra fija enéste, girando de modo constante durante la exploración; en elcaso de los scannersplanos, los originales permanecen estáticos.

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La mayor parte de los scannersde tambor convierten elfotón de luz en señal eléctrica por medio de los fotomultiplica-dores; los scannersplanos usan dispositivos de carga acoplada.En la actualidad, empiezan a aparecer scannersde tambor, perocon tecnología CCD (aunque no como array de fotocélulas).Con este diseño se consigue evitar la posibilidad de generarbandas, además de un precio más bajo.

En general, los scannersplanos resultan más fáciles demanejar que los de tambor, permitiendo aquéllos el uso de origi-nales rígidos (por no tener que montarlos sobre un soporte cilín-drico). Sin embargo, los resultados obtenidos por medio de losscannersde tambor son de más calidad, debido a la amplifica-ción de la señal obtenida a partir del fotón, siendo por ellomayor su rango dinámico.

La velocidad con la que trabajarán los scannersde tamborserá mayor que la de los planos.

La resolución de la exploración, en el caso de los scannersplanos depende, en última instancia, del tamaño de cada una delas fotocélulas que constituyen el CCD; en los de tambor, será elresultado de la combinación del movimiento de giro con el dedesplazamiento a lo largo del eje del cilindro.

La exploración de la imagen, en el caso de los scannersde tambor, se realiza por medio de un único barrido helicoidalque recorrerá toda la imagen (punto a punto), mientras quelos scannersplanos se basan en una técnica de barridos hori-zontales (línea a línea). Al ser miles las fotocélulas que seleen de una vez, resultará imposible que todas ellas capten laimagen bajo las mismas condiciones de luz procedente deloriginal, existiendo una marcada tendencia a la generación debandas en el sentido perpendicular al de las líneas exploradas.Esta es la causa por la que se habrá de introducir la operaciónconocida como corrección del sombreado. A continuación sepasará a analizar este tipo de modificación con un poco másde detenimiento.

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Corrección del sombreado.

La salida en forma de señal eléctrica de cada una de lasfotocélulas del CCD no es uniforme. Ello se deberá a tres cau-sas: a) la fuente de iluminación, ya que su exposición sobre elCCD podrá variar del centro a los extremos; b) el sistema óptico(pequeñas diferencias entre la luz que pasa por el centro y la delos bordes); y, c) la distinta sensibilidad de cada una de las foto-células que constituyen el CCD.

Así, cuando el sistema lee un blanco (como referencia setomará siempre el blanco estándar de una superficie neutra), lasfotocélulas situadas en el centro del CCD dan una señal distintaa la de los extremos. Se precisa, pues, una corrección.

Para ello, el scanner, antes de empezar la exploración deloriginal, ilumina con la lámpara el blanco de referencia. Si elconvertidor analógico/digital utilizado es de 8 bits (con el cualserá posible el muestreo de 256 niveles tonales), la salida delcentro del CCD se hará corresponder a 00000000. Una vez rea-lizada esta medida se toma la del borde del CCD y se iguala conla del centro. A partir de la corrección introducida se interpolaráal conjunto de fotocélulas intermedias, comprendidas entre elcentro y los extremos del CCD. De esta forma va a resultarposible la obtención de un mismo blanco a lo largo de toda lalínea explorada.

Captura de datos desde otros sistemas.

No siempre ocurre que el sistema en que se genera la infor-mación sea el mismo que aquel en que se produce la salida delmaterial elaborado. Una agencia de noticias confecciona noti-cias, que una vez fotocompuestas en la redacción de un periódi-co serán impresas en una rotativa. La información ha pasado portres sistemas diferentes: la agencia, la redacción y la rotativa.

En estos tres sistemas cabe la necesidad de tratamientoinformático, por lo que sería ideal una buena red de comunica-ciones entre ellos y habilitar un conjunto de herramientas para

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transcribir la información del formato usado por el sistema ori-ginario al del destinatario. En la figura I.6 se puede observar unejemplo de estructura de captación.

La siguiente clasificación se realizará según el tipo de trans-porte de los datos:

a) PROCEDENTES DESDE DISKETTES, DISCOS DUROS REMOVIBLES

O CARTUCHOS DE CINTA MAGNETICA

Esta ha sido la solución más tradicional, pero exige el movi-miento mecánico de la información, así como la confección denuevas copias de la información, con la pérdida de seguridadque lleva asociado el aumento del número de pasos intermedios.Este mecanismo de transporte no está exento de problemas: porejemplo, no todos los diskettes tienen el mismo tamaño y aún

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figura I.6Sistema completo de captura.


los del mismo tamaño no tienen el mismo formato, depende delos sistemas.

b) PROCEDENTES DESDE OTROS SISTEMAS GRAFICOS

La diferencia de formato entre los diferentes sistemas hacedifícil esta opción, si bien caben dos posibilidades de actuación.La primera consiste en que el destinatario sea capaz de interpre-tar lo que el sistema origen le proporciona en su lenguaje pro-pio, o bien que el origen traduzca al lenguaje del destinatariocada una de las páginas o fotos. Esta solución suele ser muycostosa de mantener pues los programas deben de cambiarsecada vez que se introduzcan variaciones en el formato de losdatos tanto en el sistema original como en el final.

La segunda posibilidad es mucho más asequible y es la quehan ido incorporando la mayor parte de los sistemas actuales. Setrata de definir unos lenguajes intermedios de comunicación deinformación que sean independientes de los sistemas que inter-vienen en la captura. Este es el caso del formato EPS (cf. Ima-gen digital en pantalla).

Cualquiera que sea la solución elegida, queda patente lanecesidad de incorporar a los sistemas una red de comunicacio-nes lo suficientemente potente como para permitirnos hacerestas conversiones. Los programas que hacen esta conversión sellamanconversores y filtros (fig. I.7).

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figura I.7Esquema funcionalde una conversión

y un filtrado.


El conversor genera un nuevo fichero a partir de los datosde entrada a convertir. Una vez construido este fichero ya sepuede importar desde la herramienta adecuada. En el caso delfiltro, la conversión es semejante pero se hace directamente: laherramienta puede importar sin necesidad de pasos intermedios.

c) PROCEDENTES DE COMUNICACIONES REMOTAS

Es el caso de recepciones telefónicas: fotos que proceden deuna agencia de prensa, imágenes que un cliente envía desde suoficina, etc. En el caso de esta tercera vía de entrada, cabe laposibilidad de que los datos se incorporen automáticamente alsistema destinatario, si bien no es lo más común. Más frecuentees que los datos recibidos se almacenen en el sistema destinata-rio de la comunicación y se incorporen posteriormente al siste-ma por petición de los operadores.

La información gráfica.

Desde hace algunos años la industria gráfica ha sufrido unaprofunda transformación en sus medios de producción. Proba-blemente el desarrollo informático no haya sido el único factorde este progreso, pero sí es, quizá, el que más ha contribuido aeste sorprendente cambio. Los técnicos informáticos se handado cuenta de que el terreno gráfico se acopla con bastantenaturalidad a los procesos informáticos. Al mismo tiempo losindustriales gráficos han visto recompensado su apoyo incondi-cional a la tecnología punta, que tradicionalmente han necesita-do, en el desarrollo informático y electrónico de nuestros días.

Cabe preguntarse, ¿por qué se ha producido esta simbiosis?La respuesta está en que los elementos gráficos tienen tal natu-raleza que son capaces de responder fielmente cuando se lestrata informáticamente. Por otra parte, los ordenadores, cada vezmás rápidos y baratos, incrementan el nivel de productividad delas empresas. La informática también ha salido beneficiada desu alianza con las Artes Gráficas. Hoy es impensable una Infor-

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mática en que los usuarios no accedan a los recursos de lasmáquinas mediante interfacesgráficos.

El mundo del color, en toda su amplitud, es otro ingre-diente fundamental: sobre monitor, papel o simplementesobre un soporte magnético. Sobre todas estas cuestiones lasArtes Gráficas tienen mucho que decir.

Concepto de información.

Como en cualquier otra aplicación informática, cuando sehabla de procesos gráficos, lo importante es lainformación.La informática, de hecho, trata de mecanizar lo más automá-ticamente posible el tratamiento de los datos que constituyenesta información.

En la presente exposición se entenderá por informaciónun conjunto de datos que, expresados e interpretados de unaforma adecuada, son susceptibles de tratamiento informático.Así, información será un texto recibido por una línea telefó-nica o tecleado desde un terminal, una foto leída en unscan-ner o un fichero que contenga una paleta de colores.

Es importante que la información, para que realmente losea, pueda ser interpretada correctamente. De lo contrario,esa información se convertirá en una serie más o menos largade datos, carentes de significado. Cuando la interpretación deesos datos se correlaciona con elementos gráficos, aptos paraser pintados por un monitor o representados en papel, se diceentonces que esa información es gráfica. A continuación sepasará a revisar cuáles son las principales unidades que setienen presentes a la hora de expresar la cantidad de memoriaque ocupan los datos.

Unidades de medida de la Información.

La ocupación de memoria de los diferentes datos infor-máticos se expresan en unas unidades estándar en el campoinformático, que a continuación se describen.

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a) UNIDADES DE MEDIDA COMUNES EN INFORMATICA

Bit . Es la mínima cantidad de información posible porque con-siste en la capacidad de almacenar un 0 lógico o un 1 lógico.

Byte. Es una asociación de 8 bits que el ordenador trata comouna unidad en sus operaciones. La mayor parte de los códi-gos de caracteres expresan cada uno de ellos con un bytediferente. Se pueden construir, por tanto, 256 posibilidadesde información en cada byte: desde el 0 al 255.

El "K" . Esta abreviatura se usa como prefijo de otras unidadesy tiene un valor de 1024. Así un Kbit equivale a 1024 bits,un Kbyte son 1024 bytes o lo que es lo mismo 8x1024 bits.Como aproximación se suele tomar el "K" por 1000 en vezde 1024.

El "M" . El Mega equivale como prefijo a 1024 K. También sesuele aproximar a 1000 por comodidad en los cálculos. Asíun Mbyte es lo mismo que 1024 Kbytes o 1024x102x8 bits.

El "G" . Un Giga es equivalente a 1024 M. Sigue las mismasreglas que el K y el M.

b) ORDENES DE MAGNITUD DE MEMORIA OCUPADA

POR DATOS GRAFICOS

La siguiente cuestión a plantearse es la del índice de ocupa-ción de memoria de los diferentes datos que se presentan habi-tualmente en el tratamiento gráfico. Realmente hay una grandiferencia en la solución de esta cuestión de unos datos a otros.

Textos. Habitualmente un texto suele ocupar un bytepor cadacarácter. Sobre esta base se suelen añadir algunos datos máscomo son las condiciones tipográficas en las que se debeescribir ese carácter o bien su línea o todo el párrafo que leincluye. En cualquier caso no llegan a ser datos demasiadovoluminosos; no se olvide que se trata de una informacióncodificada.

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Gráficos de Línea. En este caso el píxel sólo puede tener dosvalores: blanco o negro. Por tanto, cada píxel se expresa conun bit. La extensión en memoria de un gráfico de línea coin-cidirá con el número de pixels que contenga expresado enbits. Efectivamente, sólo dependerá del tamaño del gráficoy de la resolución en la que venga expresado, de forma quesu ocupación en bits será igual al producto de la superficiedel gráfico por la resolución al cuadrado.

Gráficos Tonales. Aquí también la ocupación es proporcionalal producto del cuadrado de la resolución por la superficie,pero ya no vendrá expresado en bits, sino en el número debits de información que se requieran para expresar cadapíxel. Si en una foto en blanco y negro se utiliza 1 byte paracodificar cada píxel –256 niveles de gris–, se necesitará 8veces más memoria que si el gráfico fuera de línea. Si setrata de color, con 256 niveles de color para cada tono bási-co –RGB, por ejemplo–, serán necesarios 3 veces más quepara la fotografía blanco y negro (cf. Imagen digital en pan-talla).

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CAPITULO 2

Imagen digital en pantalla

M UY probablemente, uno de los aspectos que en el trans-curso de los siglos caracterizará el siglo XX es la utiliza-

ción de imágenes en blanco y negro. Esto no se debe a la origi-nalidad del final del segundo milenio, sino a las deficienciaspropias de los comienzos de la fotografía, que con el tiempo hapodido evolucionar hacia el color. Esta trayectoria seguida porla fotografía tradicional servirá de pauta para el análisis de laevolución de la imágenes digitales: un camino que va del blancoy negro al color.

Decir imagen digital, muy probablemente, puede sonar afuturo, nuevas tecnologías, informática de vanguardia. Pero enlos años veinte ya comenzó el desarrollo de esta tecnología. Esen esta década cuando, a través del cable Barthlane, se mandauna imagen de Londres a Nueva York en tres horas; esta prime-ra representación digital constaba tan sólo de cinco niveles degris.

La carrera espacial de cuatro decenios posteriores supondrála gran plataforma de despegue para las imágenes digitales,puesto que digitalización, ante todo, es repetibilidad; es decir,

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IMAGEN.QXD 19/9/00 18:46 Página 39

carencia absoluta de distorsiones producidas por ruido electróni-co, y, por tanto, reproducción fidedigna, puesto que el trata-miento analógico de la imagen conllevaba poca nitidez, debidoa una mayor sensibilidad a las perturbaciones que afectaban a latransmisión.

En los libros dedicados al estudio del color suele ser frecuen-te que éste aparezca representado por la longitud de onda; se tratade la distancia entre dos puntos que se encuentran en fase. Laforma de imaginarse esto suele ser representando un tren deondas (sinusoidales): su altura sería la amplitud, que en términosde color correspondería al brillo o luminancia. Digitalizar estaseñal será disponerla de un código binario que encierre, en elfondo, la descripción de la onda original (fig. II.1).

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señal digital

conversión analógico/digital

val. dec. val. binario

A 2 00010B 6 00110C 16 10000D 18 10010E 14 01110F 4 00100

figura II.1Transformación de una señal analógica en digital.

señal analógica


Antes de pasar al análisis de los aspectos concernientes a lasimágenes digitales es necesario justificar un asunto: a lo largode este capítulo se hará, sobre todo, referencia a las imágenes enblanco y negro. Tres son las razones: la primera, facilitar lacomprensión; la segunda, porque se trata, en muchos casos, deaspectos comunes con el color; y, por último, se dedica un capí-tulo posterior al tema del color.

Concepto de imagen digital.

El concepto que el gran público tiene, a veces, de imagendigital es el de un tipo de ilustraciones, de tinte futurista, forma-da a modo de mosaico por un conjunto de minúsculos "cuadra-ditos" (fig. II.2). Parte de su idiosincrasia estaría precisamenteen averiguar qué representan. En este sentido, pues, el apelativodigital sería sinónimo de baja calidad. ¡Nada más alejado de larealidad!

En efecto, este tipo de imágenes son digitales, pero sudefecto no se cifra en el modo de tratar la señal (digital en estecaso), sino en una resolución espacialdeficiente, como despuésse verá.

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IMAGEN DIGITAL EN PANTALLA

+ resolución –

figura II.2Efecto de distintas resoluciones sobre un mismo original.


A través de un scanneres posible la consecución de unarepresentación digital del original. Esta operación consistirá enuna doble toma de muestras: espacial y tonalmente.

Espacialmente porque el original se va a descomponer enminúsculas zonas o áreas denominadas píxels(contracción delinglés picture element); a veces, simplificando más aún, serefiere a éstos como pels). Tonalmente porque a cada píxel se leasignará un tono o nivel de gris (fig. II.3).

Imagen digital, por tanto, es aquélla que esté discretizadatanto en sus coordenadas espaciales como en las de amplitud,siendo susceptible de ser tratada por un ordenador.

Cuanto mayor sea el número de muestras tomadas, mayorserá también la calidad de la imagen, aunque costará muchomás informáticamente, pues se generará una mayor cantidad deinformación, con lo que llevará más tiempo de procesado.

Es imposible, por tanto, un muestreo infinito buscando unaaltísima fidelidad en la reproducción del original; es necesariollegar a un compromiso entre calidad y cantidad de informacióngenerada. Esta relación, en el caso de las artes gráficas, dependetanto del tipo de imagen con que se trate (línea, medios tonos

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+ niveles tonales –figura II.3

Efecto de distintos niveles tonales sobre un mismo original.


b/n o color), como de la clase de publicación (periódicos, revis-tas, etc.).

Tono continuo versus trama.

Un aspecto que es importante no perder de vista es que seestá analizando un proceso constituido por varias etapas, queculminará con la impresión de la imagen.

La fotografía que cualquiera realiza con una cámara normales lo que se engloba bajo el término de tono continuo: entreblanco y negro se darán infinitas tonalidades (grados o nivelesde gris). Las imágenes de tono continuo serán usadas como ori-ginales para imprimir.

Sin embargo, las máquinas de impresión presentan una serialimitación: la tinta que usan es de una sola densidad (lo cual,por otro lado es rentable tanto económica como tecnológica-mente). Se requerirá, por tanto, disponer la imagen de unaforma que sea susceptible de reproducir imágenes teniendo encuenta la limitación referida; se necesitará, pues, el tramado delas imágenes.

El tramado es una técnica de reproducción de medios tonosque consiste en descomponer la imagen original en un conjuntode minúsculos puntos, de tal modo que, al ser distinta el áreaque ocupan y no ser capaz el cerebro de diferenciar un punto delos adyacentes, la sensación sea la de estar viendo un tono con-tinuo allí donde lo único que hay es una serie de puntos de áreavariable, impresos con tinta de una sola densidad. Una imagentramada, es por tanto, un caso especial de imagen de línea.

Calidad digital en la entrada.

Aunque no sea este el lugar adecuado para filosofar, no porello deja de ser interesante plantearse brevemente qué es cali-dad. Podría definirse como la adecuación entre lo deseado y loproducido. De aquí que se desprenda un fuerte condicionamien-

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to subjetivo, pues resulta difícil realizar alguna clase de medi-ción que pueda tomarse como referencia objetiva.

Tanto la resolución como el número de niveles de grisquese pueden establecer en la imagen son los parámetros a optimi-zar de cara a obtener una cierta medida de la calidad.

Se entiende por resolución la cantidad de muestras espacia-les, o píxels por unidad de longitud (pulgadas frecuentemente),en que se descompone la imagen original. La unidad que se uti-liza para expresar la resolución es el dpi, acrónimo inglés de dotper inch(punto por pulgada). Un aspecto importante es no con-fundir los píxels con los puntos de trama; éstos se producen enla salida (además de tratarse, como se analiza en uno de loscapítulos de este volumen, de una agrupación de píxels), mien-tras que de lo se está hablando ahora es de la entrada.

Por nivel de gris hay que entender el número de tonos quese asignan a cada píxel de resolución; se trata de un muestreo delas densidades (coordenadas de amplitud) del original, tantopara el "negro" de las imágenes b/n, como para cada uno de lostres colores-luz fundamentales (RGB) de las imágenes en color.

Desde un punto de vista puramente matemático, imagendigital (en concreto en blanco y negro) es una función bidimen-sional de la intensidad de luz con unas coordenadas espaciales:el valor de esta función resultaría proporcional a la luminosidadde la imagen en el lugar determinado por las coordenadas referi-das.

Anteriormente se ha dicho que resultaba imposible el plan-teamiento de un muestreo infinitesimal: habrá que equilibraréste con la cantidad de información generada. Pero, ¿bajo quécriterio?

Calidad espacial en la entrada.

La calidad en la entrada, y todo lo que se refiere a las coor-denadas espaciales (el tamaño de las áreas en las que se des-compone la imagen), viene regulado por la resolución.

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La resolución con que se debe explorar una imagen dependede tres aspectos: a) del tipo de original; b) de la lineatura desalida; y, c) de que exista o no ampliación.

Si se explora una imagen de tono continuo, el criterio adop-tado más frecuentemente para su digitalización viene expresadopor la siguiente ecuación:

Resolución de entrada = 2 x Lineatura x F a

donde, Fa = (Sc/So)1/2

siendo:Fa: Factor de ampliación.Sc: Superficie de la copia .So: Superficie del original.

Esta expresión (fig. II.4) supone que cada punto de tramavendrá dado a partir de la información (espacial y tonal) de cua-tro píxel de la entrada.

Teniendo todo esto en cuenta, se entiende que con un scan-ner de 400 dpi de resolución haya más que de sobra para obte-ner lineaturas de, incluso, 200 l/p. Sin embargo, son muchos losscanners que permiten mayores resoluciones: ¿por qué?

Hay dos razones. La primera es por si se han de hacerampliaciones del original. En este caso, el grado de detalle conque se explore la imagen tendrá que ser mayor, pues de lo con-trario, los píxels serían perceptibles a simple vista. Aquí esdonde nace la necesidad de introducir un factor de ampliación(Fa). En caso de tener que ampliar, este factor será mayor de 1;igual a 1, si no se modifica el tamaño de salida respecto al deentrada; y menor de 1, si se realiza una reducción.

La otra razón de que existan scanners de resoluciones muysuperiores a 400 dpi es la exploración de las imágenes de línea(logos, artes-finales, etc.). El criterio de elección de la resolu-ción adecuada para estos casos será distinto que el adoptadopara el caso de los medios tonos: en las imágenes de línea no serequiere una salida tramada. La calidad, por tanto, se cifrará en

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el grado de detalle con que se produzcan sus perfiles, es decir, laausencia total de escaloneso dientes de sierra(se trata en reali-dad de la visualización de sus píxels).

En el caso de los medios tonos son densidades lo que seintenta reproducir; aquí se trata de geometrías. El criterio idó-neo sería la elección de una resolución de entrada idéntica a ladel dispositivo de salida, de tal forma que se haga corresponderun píxel de la entrada con uno de la salida. Si no fuera posible laaplicación de este criterio se aconseja, al menos, el uso de unaresolución de 500 dpi.

Calidad tonal en la entrada.

El número de tonos de que dispondrá una imagen estarácondicionado por el número de bits con que se digitalice laamplitud.

La electrónica que utiliza la informática se caracteriza porser biestado: sólo presenta dos estados estables posibles; es loque se suele denominar como conduce-corte, on-off, 0-1. Laposibilidad de elegir uno u otro (la codificación de dos estados,en términos más precisos) es lo que se conoce como un bit.

El uso de originales opacos (cuya exploración se realizarápor reflexión) o el de transpariencias (en las que el análisis espor transmisión), precisarán de distintos rangos de muestreotonal. En el caso de los opacos, la densidadmáxima del originalestará alrededor de 1.8 ó 2, mientras que para el caso de lastransparencias, el rango de densidades se situará por encima delos 3. De aquí se deriva una consecuencia importante, ya queeste tipo de original precisa un mayor grado de muestreo tonalque los opacos.

Como se ha dicho, un bit permite la codificación de dosestados. En el caso de las artes gráficas, se puede sustituir esta-do por nivel tonal: 1 bit codificará 21 = 2 niveles de tonales(blanco y negro); 8 bits permitirán la codificación de 28 = 256niveles. Si se disponen de 256 niveles tonales para cada uno delos colores fundamentales (RGB) –se está hablando, en el

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100 200 400300

50

200

150

100

RESOLUCION (dpi)

400

500

300

200

100

600

600

100

200

300

400

500

Lineatura (l/p)

Información (Mb)

sinampliación

con factor 2de ampliación

figura II.4Distintos gráficos comparativos para un original de 5x4 pulgadas.


fondo, de 24 bits–, es entonces cuando se obtiene la fabulosacantidad de 2563 = 16.777.216 colores.

Se denomina profundidad de colorel número de bits que unscannerdispone para registrar los valores tonales de un original.Sea, por ejemplo, un scannerde color de 8 bits. Cuando exploreuna imagen, este dispositivo dará lugar a un fichero en el quehabrá información tonal correspondiente al rojo, verde y azul(RGB): cada píxel generado contendrá 1 byte de informaciónpor cada color; 3 bytes, por tanto. Se obtendrán los menciona-dos 16.7 millones de colores.

"Más que suficientes", será el pensamiento de mucha gente.Esta afirmación, sin embargo, resulta errónea en algunos casos;por ejemplo, en el de las diapositivas (originales de transmi-sión). Por precisarse un muestreo mayor para esta clase de origi-nales, un rango de 8 bits por color va a resultar deficiente. Seránnecesarios 10 bits ó 12 bits de información tonal por píxel.

“Pero, ¿y la propaganda de tarjetas gráficascomo Radius,RasterOps, SuperMac, etc.?”. Una cosa es la fidelidad con laque el scanner muestree el original (que es lo que se ha venidodescribiendo en este apartado), y otra muy distinta el grado deperfección con que una pantalla presenta los distintos colores.Las tarjetas citadas permitirán un grado de aproximación, cierta-mente grande, al WYSIWYG(Lo que ves es lo que obtienes).

Cantidad de información y compresión de la imagen.

Todo lo que hasta ahora se está comentando, tiene, comotelón de fondo, una idea: a mayor cantidad de muestras (tantotonales, como espaciales) mayor será la calidad, aunque tam-bién la cantidad de información (fig. II.4).

Una imagen de 2 x 3 pulgadas, por ejemplo, puede serexplorada de tres modos: como imagen de línea, medios tonosb/n y medios tonos color. En los tres casos se muestrea espacial-mente con la misma resolución: 300 dpi.

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El número de píxels que constituyen la representación digi-tal referida será el producto de la superficie del original por elcuadrado de la resolución, es decir, 540.000 píxels.

En caso de tratarse como imagen de línea, la codificacióntonal vendría dada por un único bit, ya que tan sólo se van arequerir dos niveles tonales: blanco y negro. La cantidad deinformación generada en este caso sería de 0.06 Mb (1 bit porpíxel).

Si se trata como medios tonos b/n, se precisarán, al menos,256 niveles tonales: blanco, negro y 254 más. En este caso, lacodificación tonal va a venir establecida por 8 bits; el costoinformático será de 0.54 Mb (1 byte por píxel).

Por último, si se trata la imagen como si fueran mediostonos color, la codificación habrá de ser, al menos, de 8 bits porcanal (8 por el rojo, 8 por el verde y 8 por el azul) para podercodificar los 16.7 millones de colores; todo ello a costa de 1.6Mb de información (3 bytes por píxel). En el cuadro II.I se reco-gen algunas cantidades de información (expresadas en megaby-tes), para un mismo original (de 4 x 5 pulgadas), en función dela resolución con la que se explore y el tipo de imagen que sea(línea, blanco-negro o color).

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CUADRO II.IIMAGEN IMAGEN IMAGEN

DE LINEA B/N COLOR

RESOLUCION (dpi) 1 BIT/PIXEL 1 BYTE/PIXEL 3 BYTES/PIXEL

100 0.02 0.20 0.60

200 0.10 0.80 2.40

300 0.22 1.80 5.40

400 0.40 3.20 9.60

500 0.62 5.00 15.00

600 0.90 7.20 21.60

1000 2.50 20.00 60.00


A la vista de estos datos se percibe la problemática queplantean los altos volúmenes de información, tanto en el alma-cenamiento, como en la transmisión (a través de red o modem) yprocesamiento. Resulta muy atractiva, por tanto, la posibilidadde comprimir la información. Es importante señalar que la com-presión no resulta posible para el caso del procesamiento de lainformación, pero sí para los otros dos.

Los algoritmos de compresión de imagen se implementantanto en hardware como en software. Existen dos tipos de algo-ritmos: algoritmos de compresión,en los que no hay pérdida deinformación (imprescindibles, sobre todo, para los textos), yalgoritmos que sí sufrirán pérdida de información, aunque con-trolada por el usuario.

Dentro del primer grupo se tiene el LZW (Lemple-Ziv-Welch) y el Run Length. El primero es un método de compre-sión específico para texto en lengua inglesa. Run Lengthtienemayor extensión por basarse en el esquema de compresiónCCITT Grupo 3. De forma resumida, el run lengthconsiste endescomponer la imagen de línea en una serie de barridos o reco-rridos (fig. II.5), en los que alternarán partes blancas –las zonasde no-imagen– y partes negras –las de imagen–. Estas zonasserán codificadas por medio de tablas.

Para el caso de los medios tonos, no resultan válidos estosesquemas. Los que se utilicen, sí conllevarán pérdida de infor-mación, aunque regulable. El estándar en esta línea es JPEG(Joint Photographers Expert Group). JPEGusa la transforman-te discreta del coseno para el análisis de las frecuencias. La ima-gen se divide en celdas de 8x8 ó 16x16 píxels. La transformantepretende eliminar datos repetitivos en las imágenes de color.

JPEG se basa en el siguiente fenómeno: cuando el grado dedetalle de una imagen es pequeño, se requerirá una mayor preci-sión en la reproducción digital del color; sin embargo, la tomade muestras no habrá de ser demasiado grande.

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Por el contrario, en zonas de mucho detalle, los requeri-mientos son los opuestos, es decir, mucha toma de muestras conpoca precisión en el color. La transformante discreta del coseno,precisamente, se apoya en esta mayor sensibilidad del ojo paralas mínimas alteraciones de color en las zonas de poco detalle,no siendo así –como ya se ha visto– en las de mucho.

De la aplicación de la transformante señalada se obtiene unconjunto de coeficientes que encierran información directasobre cómo es la imagen: si se trata de grandes valores en zonasde alta frecuencia, esto significará que la cantidad de detalle esmuy grande, mientras que si, por el contrario, las frecuenciasson bajas, el cambio tonal será muy lento.

De los coeficientes obtenidos, unos se conservarán, otros seaproximarán y los restantes serán desechados; es en estemomento cuando se realiza la compresión. Niveles de compre-sión de 10 ó 20 (comprimir 10 ó 20 veces la información), ape-nas tendrán incidencia sobre la calidad de la imagen; nivelesmayores, sin embargo, pueden resultar críticos para la calidadde la imagen (fig. II.6).

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5

12

26

31

0000011111110000000000000011111 0000000

0 a 4 5 a 12 13 a 25 26 a 31 32 y ss.

figura II.5Representación gráfica del modo de operar un run length.


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A

B

C


Transformaciones geométricas.

Son aquellas que sólo afectan a las coordenadas espaciales,y, por tanto, a la posición de los píxels. Dentro de esta clase demodificaciones se tienen: traslación, rotación, croppingy esca-lado.

a) TRASLACION.Se trata del transporte de los píxels de acuerdo con algún

sistema de coordenadas. Existe un tipo especial de traslaciónque es la denominada función espejo –lo que en programascomo Photoshopse denomina flip–. Consiste en disponer laimagen del mismo modo que se vería en un espejo (fig. II.7); setrata, por tanto, de ejecutar un algoritmo que, teniendo en cuentala distancia que media ortogonalmente desde la coordenada x decada píxel a un eje imaginario central (que dividiría en dos lacaja de imagen), sea capaz de multiplicarla por dos, para asíposicionar el píxel en un punto simétrico respecto del eje ya

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figura II.6Diversos grados de compresión: a) original; b) bajo grado de compresión;

y, c) alto grado (nótese el defecto en las zonas de poco detalle).

figura II.7Efecto espejo o "flip".


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xt = x0 + xyt = y0 + y

donde xt e yt son las coordenadas queresultan de la traslación, x0 e y0

las del original, y los valores x e ylos que se suman

A

B

Cµ

(2, 6)

(8, 8)

(6, 2)

(0, 0)

xr = x0 cos µ + y 0 sin µyr = -x0 sin µ + y 0 cos µ

(x0, y0)

(xr, yr)

donde xr e yr son las coordenadas queresultan de la rotación, x0 e y0

las del original, y µ el ángulo quese desea rotar.

píxels en la imagen tratada

píxels en la imagen original

x2', y2'

x1, y1

x2, y2

x1', y1' dx1' = x1 + 2dx2' = x2 - 2d

y1' = y1y2' = y2

figura II.8a) Traslación; b) función espejo; y, c) rotación.


referido (fig. II.8b). Este tipo de efecto resulta muy útil cuando,en una publicación, el personaje de la foto aparece mirandohacia la parte externa de la página; para el diseño es una maladisposición. La función espejo también cabe aplicarla respecto aun eje central horizontal, de tal modo que la imagen aparezca depies a cabeza (no confundir esto con una rotación).

b) ROTACION

Se trata de un tipo de transformación que tolera un cambiode orientación. La rotación utiliza expresiones trigonométricas(fig. II.8c). Existen sistemas que por razones de velocidad sólopermiten esta transformación en aquellos ángulos cuyo seno ocoseno es igual a 0, 1 ó -1, es decir, 90º, 180º y 270º; resultaevidente, que cuanto mayor es la cantidad de información a pro-cesar, mayor es también el tiempo necesario para ejecutar estetipo de operaciones.

c) CROPPING

Es una transformación que consiste en recortar una parte dela imagen para conservar sólo una parte de ella, y desechar elresto. Con este tipo de información, obviamente, se reduce lacantidad de información a procesar, al ser menor el número depíxels.

d) ESCALADO

Se trata de la ampliación o reducción de la imagen. Mate-máticamente consiste en multiplicar cada coordenada por unfactor. Si éste es diferente en abcisas que en ordenadas, enton-ces se producirá una transformación en perspectiva; si resultaser el mismo para ambas coordenadas, cabe entonces dos situa-ciones: que sea menor o mayor que 1. Si es menor, se tratará deuna reducción; si es mayor, de una ampliación. En caso de tenerque ampliar, es evidente que tendrán que inventarse nuevospuntos; esto es lo que se conoce como replicaciones. Para la

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realización de éstas se usan distintas técnicas: modo lineal,mínimos cuadrados, etc.

Analizadas estas operaciones, considérese un original detono continuo, explorado a 300 dpi de resolución, y cuyas pro-porciones son cinco pulgadas de ancho por cinco de alto. Conestas especificaciones, resultan un total de 2.250.000 píxels.Cualquier operación de las anteriores se habrá de realizar entodos y cada uno de estos píxels: una rotación de esta imagenconllevaría del orden de 22 millones de operaciones (cf. Filtros,transformante rápida de Fourier).

Se ve, por tanto, la necesidad de usar ordenadores muy rápi-dos; no se trata de cambiar de procesador, sino de arquitectura:implementar, concretamente, la arquitectura RISC(Reduced Ins-truction Set Computer).

Transformaciones no-geométricas.

Este tipo de transformaciones son las que sólo afectan a lascoordenadas de amplitud, es decir, al valor de la intensidad de laluz en cada píxel; no repercutirán, por tanto, en las coordenadasespaciales, como ocurría con las vistas en el apartado anterior.

Existen dos tipos de técnicas, en lo que a transformaciones no-geométricas de imagen se refiere:a) las basadas en los dominiosespaciales; y, b) las basadas en los dominios de frecuencias.

Las de los dominios espacialesson procedimientos queactúan directamente sobre los píxels. Sea g(x,y) la imagen desalida (la que se visualiza en la pantalla del sistema), y f(x,y) eloriginal. Ambas imágenes quedarán relacionadas por la expre-sión:

g(x,y) = T{ f(x,y)}

En el caso de los dominios frecuenciales, la relación vendríaestablecida por un operador de posición invariante:

g(x,y) = h(x,y)* f(x,y)


¿Dónde radica la diferencia? T es un operador que actuarásobre algunos vecinos de (x,y), es decir, el entorno del píxelsobre el que actúa T ejerce una influencia sobre éste. En el casode h(x,y), el resultado no dependerá de la posición del píxel,sino del valor def(x,y).

Los tipos de variaciones que a continuación se analizaránson: la curva de transferencia, la ecualización y los filtros.

a) CURVA DE TRANSFERENCIA

Es la función que relaciona las tonalidades de la entrada–las generadas por elscanner– con las que se ven en pantalla.Las coordenadas que se representan en estas gráficas son las delos niveles tonales; la zona más próxima al centro de coordena-das, para el eje horizontal o de entrada, es la de las altas luces;la más alejada, la de las sombras; intermedia, estará la de losmedios tonos. Para el eje de ordenadas (salida), la disposiciónes justo la contraria (fig. II.9).

Cuando la función que relaciona los niveles de entrada–obtenidos a partir de un scanner o importados de otro sistema–con los de salida –los que se ven en el sistema del usuario– escreciente, no hay cambios: se acepta la imagen como viene. Lasimágenes en negativo son el resultado de aplicar la función

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curva del negativo

figura II.9Curva de transferencia: en la horizontal, los niveles tonales de la entrada;

en la vertical, los de salida en pantalla.


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A B

DC

figura II.10a) Original; b) mayor contraste; c) posterización (disminuyen los nivelesde gris); y, d) solarización (sombras del original se convierten en luces).


anterior en modo decreciente. Este tipo de imágenes se usaráncon planchas negativas, que llevan un tipo de emulsión quegenera zona de imagen allí donde incide la luz. Estas planchasson muy utilizadas en el mundo de los periódicos, por resultarmás baratas que las positivas.

Disponiendo la curva de transferencia de modo adecuado,es posible ejercer un control sobre elcontrastede la imagen y elbrillo (fig. II.10b). El primero dependerá de la pendiente de lacurva, mientras que el segundo se cifrará en desplazar en parale-lo la curva.

Manipulando la curva de transferencia se podrán contrarres-tar efectos de la impresión, tales como la ganancia de estampa-ción. Otros efectos posibles son la posterizacióny la solariza-ción (fig. II.10c y d): son dos efectos de diseño a los que sepuede llegar disponiendo la curva de una forma determinada.

La posterización consiste en reducir el número de niveles degris; el resultado es una serie de saltos tonales bruscos. La sola-rización, en hacer corresponder altas luces a la salida allí dondedeberían esperarse sombras.

b) ECUALIZACION

Hablar de ecualización lleva consigo introducir el conceptode histograma.

Un histograma es una representación gráfica de las fre-cuencias relativas con que se dan los niveles tonales de lospíxels en una imagen (fig. II.11). Por esta razón, el histogramaaporta una visión de cómo es tonalmente una imagen: la ima-gen representada en la figura II.11a sería oscura, al habermuchos píxels comprendidos entre los niveles tonales corres-pondientes a las sombras. La imagen de la figura II.11b es laque procede de su ecualización. La ecualización es una trans-formación, basada en algoritmos estadísticos, que resulta degran utilidad cuando se tiene un histograma demasiado acusa-do en alguna zona del espectro tonal, de tal modo que, con ello

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se conseguirá una igualación de los niveles, como puede verseen el histograma de la figura II.11b.

c) FILTROS

Son transformaciones que se establecen con el propósitotanto de mejorar la imagen como de la consecución, sobre ella,de algún efecto de diseño.

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SOMBRAS LUCES SOMBRAS LUCES

A B

figura II.11Imagen original (a) y ecualizada (b) con sus respectivos histogramas.


Antes de continuar, se analizará el tipo de transformante quemás aplicaciones tiene en todo el tratamiento de la imagen: latransformante de Fourier. La transformante de la función f(x)vendrá dada por la siguiente ecuación:

A partir de esta expresión será posible obtener una funciónmagnitud |F(u)|, llamada espectro de Fourierde f(x). La varia-ble u es la que se conoce como frecuencia. La transformante deFourier cabe interpretarla como una suma infinitesimal de senosy cosenos, donde cada valor de u determinará la frecuencia delcorrespondiente par seno-coseno (fig. II.12).

Por otra parte, es importante señalar que la transformanteque en realidad se va a usar es discreta y no continua (como laarriba expuesta), pues de no ser así la cantidad de información aprocesar sería infinitesimal. La forma de la transformate discre-ta es:

donde N es el número de muestras tomadas.

El número de sumas y productos requeridos para la aplica-ción de la expresión de arriba, no obstante, sigue siendo grande;en concreto, proporcional a N2. Por esta razón, el algoritmo quese aplique será el conocido como transformante rápida de Fou-rier, la cual es proporcional no a N2 sino a N log2 N. Comopuede verse en el cuadro II.II, cuanto mayor es el número de

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F{f(x)} = F(u) = ∫ ∞f(x) exp [-j2pux] dx

dondeexp [-j2pux]= (cos 2pux - j sin 2pux)-∞

F(u) = (1/N) ∑ f(x) exp [-j2pux/N]N-1

x=0


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CUADRO II.II

N N2 N log2N

2 4 2

8 64 24

16 256 64

32 1.024 160

128 16.384 896

256 65.536 2.048

512 262.144 4.608

1.024 1.048.576 10.240

2.048 4.194.304 22.528

4.096 16.777.216 49.152

8.192 67.108.864 106.496

0 X

f (x)

AX

|F (u)|

-3/X 0 3/X2/X1/X-1/X-2/X

a

b


muestras, mayores son las ventajas computacionales que resul-tan de la aplicación de la transformante rápida de Fourier.

¿Cómo se establece la relación entre este análisis matemáti-co y el tratamiento de la imagen? La respuesta es que, dentro deuna imagen, las zonas de mucho detalle –el borde de las figurasfotografiadas– se caracterizarán por tener componentes de altafrecuencia en su transformante de Fourier; no así las zonas depoco detalle.

Existen filtros cuyo cometido será la atenuación de las altasfrecuencias, dejando pasar las bajas; son los filtros de paso bajo(fig. II.13b), que conllevan siempre una disminución del gradode detalle, dando a la imagen un aspecto borroso.

Los filtros cuyo cometido es la atenuación de las bajas fre-cuencias, sin afectar para nada a los componentes de las altas,son los que se denominan filtros de paso alto(fig. II.13c).Estos traen consigo un mayor grado de nitidez y definición dela imagen.

La descripción de los filtros referidos en los párrafos ante-riores se ha hecho desde la perspectiva de los dominios fre-cuenciales; sin embargo, también sería posible efectuar su aná-lisis según los dominios espaciales. Existen, además, muchosotros tipos de filtros, dirigidos, sobre todo, al mundo del dise-ño (fig. II.14).

Formatos gráficos más comunes.

Es evidente que cualquiera que sea el programa informáticoque trate datos gráficos, éste espera encontrárselos expresadosde una manera determinada. Las formas posibles de escribir lainformación se han consolidado en estos últimos años en torno a

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figura II.12Función simple (a) y su espectro de Fourier (b).

figura II.13a) original; b) efecto de desenfoque con un filtro de bajo paso; y, c) efecto

de mayor detalle con un filtro de alto paso.


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A

B

C


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a

b

c

d

f

e

figura II.14Distintos tipos de filtros: a) wind; b) find edges; c) gallery effects;

d) emboss; e) tiles; y, f) paste con una opacidad del 70%.


una serie de estándares gráficos. A continuación se detallan bre-vemente algunos de los más extendidos. Para más información,véanse las tablas adjuntas.

a) FORMATOS VECTORIALES Y FORMATOS RASTERIZADOS

Esta primera clasificación es la más concluyente para tipifi-car los formatos gráficos. Esencialmente un formato vectorialguarda códigos que representan la información gráfica a modode índice. Así, la forma geométrica de un polígono se almacenavectorialmente guardando ordenadamente el conjunto de valo-res que representan los vértices de la figura.

El formato rasterizadoalmacena realmente los píxels gráfi-cos; es una imagen informática de la figura gráfica. En el casodel polígono se deberían almacenar todos y cada uno de lospuntos que lo componen. Como esto es imposible, se almacenaun conjunto significativo de ellos, de forma que la aparienciasea lo suficientemente buena con respecto del original. En tér-minos gráficos se dice que la figura se guarda a una determina-da resolución: a mayor resolución, mayor calidad; y, como ya seha visto, mayor tamaño de almacenamiento.

b) TIPOS DE FORMATOS ESTANDAR

En los cuadros II.III y II.IV se relacionan los principalesformatos estándar con algunas de las aplicaciones más comunesque los utilizan, a modo de ejemplo, para los entornos típicos deautoedición: Mac y PC compatible IBM.

Formato TIFF.

TIFF (Tagged Image File Format) fue desarrollado porALDUS CORPORATION con el propósito de crear un formato dearchivo estándar para imágenes rasterizadas que pudiera sercompatible con estándares de otros fabricantes de software yhardware.

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TIPO RASTER Compañía Datos macintosh IBM/compatiblestécnicos

TGA Placa Targa Formato TGA Photoshop Río Tempra

Placa Vista Formato VST ColorStudio Crystal 3DStudio

Time ArtsLumena Formato PIX SpectrePro Lumena

TIFF Aldus + Formato MAC Todos PhotoStyler,Microsoft Lumena

Formato ArtLine,PC-IBM CorelDraw

PCX Microsoft Compresión PaintbrushRLL

IMG Digital Sistema GEMResearch

TIPO Compañía Datos macintosh IBM/compatiblesVECTORIAL técnicos

AutoCadCorelDraw

DXF AutoCad 2D y 3D Mac Topas CrystalTopas, 3D

Studio

RíoCGM ANSI (1986) texto, ASCII FrameMaker CorelDraw

y binario Canvas Harvard Graph.

PhotoStylerEPS Adobe compatibilidad Todos ArtLine

CorelDraw

CUADRO II.III

CUADRO II.IV


El formato TIFF añade a la información ráster unas tablasde cabeceraen donde se describe la forma en que han sidoescritos los datos gráficos. Cualquier fabricante puede leeresta información y averiguar el modo en que fue codificada:resolución, tamaño del gráfico, bits por pixel, codificación delcolor, etc.

Formato EPSF.

EPSF o EPS es un formato estándar para la importación yexportación de ficheros en lenguaje PostScript entre aplicacio-nes de diversos entornos.

El formato EPS se conforma con una serie de convencionessobre la estructuración de documentos. La misión que lo carac-teriza propiamente es la de describir un elemento gráfico en unasola página de forma que pueda ser incluida –o encapsulada–en otra descripción de página, también en lenguaje PostScript.

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figura II.15Esquema funcional del formato EPS (cf. el texto).


Para entender correctamente el formato EPS, se puedeobservar la figura II.15, en la que se ve cómo una imagen gráfi-ca se importa en el seno de un documentoPostScriptque descri-be la página. Sin embargo, esa imagen gráfica es susceptible deimportarse desde muchas otras posibles páginas, porque al estaren formato EPS está desligada de un documento concreto. Setrata, pues, de quedarse con la información estrictamente gráfi-ca, y desvincularla de las características de las páginas en que sevaya a incluir.

La técnica de importación requiere habitualmente un intér-prete PostScriptque produzca su salida por un monitor gráfico.Al estar desvinculada la información gráfica de las condicionesde inserción en la página final, será necesario importar el fiche-ro EPS e interpretarlo para visualizarlo por un monitor. Sobre lapantalla se le aplican las transformaciones que sean necesarias:translación, rotación, escalado o cropping. Esta operación servi-rá para encuadrar el gráfico y situarlo adecuadamente en lapágina PostScript.

Otra aplicación interesante de este formato es que permiteguardar tanto las curvas de transferencia como las condicionesde salida (lineatura, ángulo de trama, forma del punto, etc.), loque resulta de gran interés a la hora de sacar imágenes sobrefondos degradados.

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fundamentos de publicación electrónica

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