Tratamiento digital de imágenes fotográficas. ARPG0110

Bibliografía

Capítulo 1

Retoque de imágenes mediante aplicaciones informáticas

1. Introducción

Hace tan solo una década era impensable imaginar un dispositivo del tipo ordenador portátil que pudiese tener autonomía en cuanto al uso de baterías superior a unas horas, con suficiente memoria interna y externa como para almacenar aplicaciones, videos y fotografías, navegar por internet y que permitiese la comunicación interpersonal como los de hoy día. Menos aún, que estos dispositivos pudiesen ser de tamaño bolsillo o extremadamente planos, con pantallas táctiles, poco pesados y fáciles de llevar.

En la actualidad, todo aparato electrónico portátil, desde un teléfono móvil a una cámara de fotos, desde un portátil a una tableta digital o tablet, permite capturar y difundir imágenes digitales.

La década de los noventa fue considerada la década de la comunicación por el crecimiento de los usuarios de telefonía móvil y de internet, pero desde que empezó el nuevo siglo, se podría decir que las personas están sobreinformadas y, cada vez, desde más jóvenes.

La tecnología proporcionó el medio que aúna el ocio y la necesidad comunicacional; las personas precisan actualizar su propia información diaria a través de texto e imágenes en portales y blogs, en aplicaciones de móvil y web, para poder sentirse vivos.

2. Características de la imagen digital

A lo largo de la historia, el ser humano ha sentido la necesidad de usar herramientas para facilitar la copia y distribución de documentos de una manera rápida, cómoda y flexible. El primer vestigio que se reconoce como tal, data de aquellas antiguas planchas xilográficas usadas en China desde el siglo V y más tarde, en el año 1450 y gracias a la invención de Gutenberg, surgió la primera imprenta de tipos móviles en Europa.

De ese modo, inevitablemente se fueron adaptando las cada vez más grandes y rápidas máquinas impresoras a equipos informáticos y, con ellos, empezaron a surgir los primeros programas o software específicos tales como los procesadores de textos y los programas de maquetación, ya a finales del siglo XX.

Más tarde y, sobre todo, con fin publicitario, comenzaron a aparecer los primeros programas de diseño de retoque de imágenes o retoque fotográfico, extendiéndose a nivel empresarial a finales de los sesenta y principios de los setenta, aunque en España, aún las rotativas e imprentas conservaban los métodos tradicionales por el sistema de gobierno vigente en aquellas décadas. Se podría decir que había nacido el término de imagen digital.

Sabía que...

La primera imagen digital de la historia la ideó en 1957 Russel Kirsch escaneando una fotografía analógica en una trama de 176 x 176 píxeles. Nació así la era del píxel, solo faltaba perfeccionar el método de captura

Estos primeros documentos de imágenes digitales eran muy pesados, ocupaban una memoria excesiva en los pequeños equipos informáticos de la época, a pesar de que no permitían aún grandes resoluciones ni un elevado número de colores en pantalla por las circunstancias temporales y tecnológicas del momento. Por este motivo se fue haciendo necesaria la búsqueda de recursos que permitiesen la creación y difusión de archivos de imagen digital de mayor calidad y colorido a un menor peso total de imagen, para no ocupar la memoria de los aún limitados discos duros de la época.

Para ello, se empezaron a extender aquellos archivos digitales destinados a la compresión de documentos e imágenes para aligerar su peso en memoria, como las conocidas extensiones jpg, gif o png, entre otras, apareciendo un tipo de documento precursor de los meta archivos y de paso, de la compatibilidad entre archivos de software específico como el conocido formato eps.

Pero antes de dar a conocer los diferentes formatos digitales existentes, resulta esencial dominar la utilización de los mismos según su necesidad para la consecución de un objetivo, con ese fin se realizará una sucinta introducción o clasificación, para indicar la correcta utilización de un tipo de formato digital u otro dependiendo del propósito al que irá destinado.

Los formatos gráficos digitales se clasifican en formatos de mapas de bits o rasterizados —los dedicados a la imagen digital fotográfica por excelencia— archivos vectoriales y meta ficheros.

2.1. Características de la imagen de mapa de bits

Los formatos rasterizados o mapas de bits, como su nombre indica, se basan en un tipo de archivo de imágenes compuesto por un entramado de puntos de información, denominados píxeles. Cada píxel contiene una cantidad de información de color y, junto a los píxeles que le rodean, compone un mapa de imagen, que a la vista del ser humano funciona como una figura real y compleja.

Estos píxeles pueden ser de diferentes tamaños y pueden extenderse en menor o mayor cantidad por el entramado logrando, según su disposición sobre el mismo, mayor o menor nitidez (esto se conoce como resolución o definición) de la imagen a interpretar, siendo generalmente de mejor calidad los archivos con mayor cantidad de píxeles por pulgada.

Este tipo de imágenes son las que se suelen obtener a través del escáner, tablets, teléfonos móviles o cámaras fotográficas digitales y webcams en la actualidad, pero no siempre ha sido así.

Como es de imaginar, en un principio, y dado que los conocimientos informáticos del momento no lo permitían, las imágenes digitales de formato píxel comenzaron a extenderse cuando aún la tecnología informática no estaba depurada, por lo que en un principio, el entramado de píxeles (primero monocromo y luego a tres o cuatro colores) no se basaba en un proceso de imitación fotográfica, sino que emulaba la ilustración o dibujo manual mediante un esquema de píxeles muy básico, que permitía simular objetos y personas reales. Era un trabajo duro y artesanal, nada comparable con los que se pueden lograr ahora con mayor facilidad y comodidad en los diferentes programas de software específico para el diseño gráfico.

Sabía que...

Pac-Man (de diseño pixelado y solo 6 colores) es el videojuego más rentable de la historia. Gracias a su jugabilidad ha sobrevivido a las nuevas tecnologías y a otros videojuegos más modernos, con millones de colores y tridimensionales.

Posteriormente, se logró un parecido mayor con la realidad debido a emulaciones fotográficas en paletas más amplias de dieciséis y treinta y dos colores, gracias a las mejoras de monitores, tarjetas gráficas y procesadores informáticos. Finalmente, se desarrolló la tecnología digital fotográfica basada en píxeles al admitir una mayor calidad de captura de imágenes mediante periféricos (aparecen las cámaras digitales de un megapíxel, a lo sumo dos), que ya jugaban con paletas de color mucho más amplias, basadas en interpolación de tramas de píxeles de millones de colores.

En la actualidad, los usuarios están muy familiarizados con este tipo de archivos, ya que es difícil encontrar una familia que no posea una cámara, tablet o móvil con función de cámara digital y que desconozca su funcionamiento o descarga de archivos hacia un equipo u ordenador personal.

Más complejo es el uso de las aplicaciones o programas gráficos para su retoque, mejora, recorte o diseño, aunque hay que reconocer que el uso de estos programas cada vez se encuentra más implantado a nivel usuario. Los inconvenientes de este tipo de formatos gráficos son su peso en cuanto a ocupación de memoria de los equipos y su resolución. Este tipo de archivos de imágenes, así como los meta archivos, ocupan mucho más espacio en los equipos que los denominados vectoriales.

Ese peso o memoria digital viene determinado por la cantidad de información que contengan tales archivos y este elemento, entre otros, será significativo para entender su mayor o menor ocupación de memoria.

El principal inconveniente actual en referencia a la definición o resolución de la imagen representada en el mapa de bits vendrá referido a la cantidad de píxeles por pulgada (a partir de ahora, ppp) que la imagen contenga.

A mayor resolución en ppp se haya tomado o escaneado la imagen original, mayor será su nitidez y será más complicado observar el entramado de píxeles, siendo necesaria una mayor ampliación mediante zoom digital de la imagen digital en cuestión.

Nota

Como todos los descubrimientos anglosajones (este, norteamericano), el panel de mapa de bits se rige por normas británicas de medida y control, por eso se mide en ppp y no en mm o cm.

Es importante saber diferenciar entre una imagen tomada a alta resolución y una imagen tomada a baja resolución y después remuestreada a mayor ppp mediante herramientas informáticas de retoque. En este caso, se gana en cuanto a la desaparición del denominado efecto conocido como dientes de sierra en la imagen, pero se perderá en nitidez, consiguiendo un efecto neblina o de imagen borrosa con este proceso.

El otro inconveniente de los denominados mapas de bits será precisamente este efecto dientes de sierra. Cada píxel es representado por un cuadrado regular, contenedor de información de color. A mayor ppp, más cantidad de píxeles y mayor tolerancia a la ampliación de la imagen o al zoom, pero en su detrimento, se produce un mayor peso real en la memoria del equipo.

Toda imagen de mapa de bits, por mucha resolución que permita, a cierta ampliación o zoom acabará mostrando el denominado mosaico de píxeles, que no es más que el entramado de píxeles que conforma la imagen. Este entramado, inevitablemente en líneas diagonales, oblicuas, curvas o todas aquellas que no sean rectas regulares, mostrará en su ampliación el efecto dientes de sierra que a continuación se aprecia en las imágenes.

Efecto dientes de sierra en una imagen aumentada

El efecto dientes de sierra remarcado en rojo, como se ha observado en la fotografía, es más acentuado en imágenes de menor ppp a menor ampliación.

Las herramientas de retoque fotográfico y diseño de imágenes mapa de bits más conocidas son Adobe Photoshop, Gimp, Corel Photopaint, Paint o Splashup. En este manual se hará un recorrido por dos de las más utilizadas: Photoshop, por su extensión y uso como herramienta habitual tanto a nivel particular como profesional y Gimp, por el hecho de ser el software gratuito de máxima expansión en la actualidad.

2.2. Características de la imagen vectorial

Los archivos digitales conocidos como vectoriales, por el contrario, son aquellos realizados con programas o herramientas de diseño que trabajan con vectores formulados matemáticamente y que, al tratarse de imágenes formadas por elementos geométricos elementales y funcionar mediante un sistema de proporción matemática, podrán ampliarse o disminuirse las veces que sea necesario y al tamaño que sea indispensable, sin perder un ápice de resolución o mostrando los conocidos dientes de sierra.

El conjunto de líneas y curvas que dan forma al objeto representado en este tipo de archivos gráficos se denomina vector. Cada vector se encuentra formado por nodos. Será la unión de un nodo con otro lo que determinará la imagen vectorial completa, como se observa en la siguiente imagen.

La línea que se puede analizar en la imagen es lo que se denomina vector, siendo el punto de inicio y el final de la misma lo que se conoce en el argot de diseño gráfico como nodo.

Un diseño vectorial se compone de líneas y curvas geométricas unidas por nodos para completar una imagen. A través de vectores se pueden lograr imágenes de extrema calidad similar a fotografías digitales, pero sin dejar de ser ilustraciones o dibujos creados por elementos geométricos digitales. Al final, siempre se acabará necesitando las imágenes de mapa de bits para representar a la realidad en su estado natural.

El formato vectorial es, por tanto, utilizado para la creación de logotipos, identidades corporativas, textos, etc., que se pretenden ampliar o reducir tantas veces se necesite sin obtener pérdida de calidad de imagen.

Sabía que...

Las imágenes vectoriales se usan en impresión digital y rotulación para plóteres de corte o arquitectura, ya que estos operan solo con formatos vectoriales al mandar información a la cuchilla de corte o al rotulador.

Como inconveniente se ha de conocer que cada tipo de archivo vectorial solo puede ser abierto y reconocido a la perfección tal y como fue generado, en el programa nativo en el que se creó o en otros programas vectoriales que lo permitan (véase Adobe Illustrator, CorelDraw, FreeHand, etc.), o bien ha de ser exportado o convertido en meta archivo que no deforme ni convierta o rasterice en mapa de bits su imagen, tales como formatos eps o pdf, por ejemplo.

Otra desventaja es su pérdida de información o mala interpretación posible entre programas vectoriales al abrir uno u otro archivo proveniente de un programa nativo diferente o de versión posterior, por lo que se deberá poner especial cuidado en la observación del mismo antes de ser mandado a imprimir o reproducir.

Actividades

1. Las imágenes de periódicos y revistas suelen estar formadas por una serie de minúsculos puntos denominados roseta propios de la máquina de impresión o imprenta utilizada en este tipo de publicaciones, pero cada vez más, tanto en este tipo de formatos impresos, como desde las impresoras domésticas, las fotografías a imprimir han sido previamente tomadas por dispositivos de captura de imágenes digitales, por lo que será fácil descubrir los píxeles que componen la imagen. ¿Cómo se podrá observar la trama de la que se compone la fotografía? ¿Cuál sería la herramienta qué se usaría en una aplicación informática para realizar la misma acción? Comparar las similitudes.

De todos modos, los archivos vectoriales probablemente tengan muchos más puntos a favor que en contra. Como se ha indicado antes, al tratarse de imágenes creadas por vectores, estas pueden ser ampliadas o disminuidas de tamaño sin perder calidad ni resolución y, por supuesto, sin obtener el indeseable resultado de dientes de sierra o pixelado como ocurre en las imágenes mapa de bits.

Por otro lado, no ocupan excesiva memoria, ya que estos archivos rara vez superan los kilobytes si solo ofrecen información vectorial. Además, admiten inserción de imágenes mapa de bits en sus archivos, lo que sí aumenta el peso del archivo en cuanto a memoria del soporte, pero sin deformar la imagen vectorial que lo acompaña.

Este tipo de archivo que admite vector y mapa de bit, es lo que se denomina meta archivo.

Importante

Los meta archivos son aquellos que se componen de imagen vectorial y mapa de bits al mismo tiempo. La ventaja de este tipo de documento informático es la versatilidad gráfica que admite, así como el preciosismo que consigue.

El principal inconveniente existente, al igual que en las imágenes de mapa de bits, es el peso de los archivos, al contener imágenes digitales de tipo mapa de bits, mucho más pesadas, junto a las vectoriales.

Con el tiempo se fueron popularizando este tipo de formatos y software vectorial en las empresas, sobre todo en el uso de plóteres de corte, evitando así la rotulación de textos en fachadas, vallas o vehículos de forma artesanal, al igual que en agencias de publicidad y estudios de diseño, por su versatilidad y posibilidades, siendo las herramientas de diseño de carácter vectorial más conocidas CorelDraw o FreeHand y, posteriormente, Illustrator.

Finalmente, ya cuando la década de los ochenta tocaba a su fin, se empezó a popularizar el uso de herramientas informáticas de animación digital como el Macromedia Flash, o de diseño tridimensional como las primeras versiones de 3d Studio y Maya.

Se ha de saber que el coste monetario que suponía un programa de este tipo en las décadas de los setenta y ochenta era muy superior al coste actual y que la piratería no comenzó a extenderse hasta la aparición de los programas de compresión tales como el arj, zip o rare, que permitían el uso de más de un disquete en cadena para la copia (de otro modo era imposible piratear un programa, ya que la capacidad máxima de un disquete era de 1.44 megas).

Nota

La sobrevalorización de las nuevas tecnologías sigue hoy día y se debe a la pocas ventas de los periféricos hasta esa fecha, lo que encarece todos sus componentes hasta que se conviertan en algo habitual.

Actividades

2. De las imágenes que se muestran a continuación, ¿cuál es una imagen vectorial y cuál una imagen mapa de bits? Razonar la respuesta.

3. Hasta los años ochenta, la única posibilidad que ofrecía el mercado para el almacenamiento de datos era la propia memoria interna de los equipos informáticos y los disquetes. En la actualidad existen numerosos dispositivos de almacenamiento, con mayor capacidad que los indicados. Enumerar y hacer una lista con los dispositivos de almacenamiento actuales de mayor uso.

Gracias a estos primeros conversores fueron desapareciendo programas de poco uso o de software libre y extendiéndose la utilización de ciertos estándares para cada herramienta.

Importante

Se descubrió que una extensión ya existente, el eps, permitía diseños en vector y en mapa de bits al tiempo, a la perfección y sin pesar mucho. Fue un meta archivo muy extendido, desplazado luego por el tipo pdf.

Los primeros estándares se fueron definiendo; en diseño vectorial se extendía el uso de FreeHand y CorelDraw y en empresas de arquitectura para la creación de planos, el AutoCAD.

Las herramientas de mapas de bits más habituales eran el Paint y el Adobe Photoshop, mientras que para la animación se usaba FreeHand y el programa Flash, ambos de Macromedia, ya que para diseño tridimensional el mercado estaba captado por Maya y 3d Studio.

Nota

El programa Paint es la aplicación de retoque y tratamiento de imágenes digitales propia de la plataforma Microsoft Windows y se seguía instalando con cada nueva versión del sistema Windows.

De todos modos y debido a que la distribución de los documentos entre empresas relacionadas del sector e incluso a nivel de usuario era cada vez más necesaria, para facilitar el proceso se determinó una cierta estandarización que acabó por compatibilizar software específico.

Por ese motivo, tras la inclusión de los meta archivos como primeros documentos admitidos para su apertura en todo tipo de programas actuales relacionados con el diseño o retoque de imágenes —provengan de uno u otro fabricante—, se generalizó el uso de los conversores de archivo, hasta el punto de que hoy día no existe herramienta de diseño o de texto que no permita guardar los documentos además de en su extensión nativa, en cualquiera de las que se han establecido como estándares, favoreciendo la compatibilidad entre programas.

El uso de los meta archivos es tan generalizado que para evitar los problemas que pudieran surgir tras la conversión de archivos de una extensión a otra, o por la necesidad de tener que pedir al creador del documento que realice una u otra conversión para poder adaptarla a la herramienta que posea la empresa a la que va destinada, se ha convertido en estándar y, por tanto, en documento completamente compatible para todo tipo de programa del sector del diseño el formato pdf.

Tal es así, que muchas empresas del sector solamente reciben y admiten documentos en este tipo de extensión o formato. Además, este tipo de documento informático acepta el modo multipágina, por lo que no solo es ideal para la difusión de documentos entre los diferentes software específicos del mercado, sino que admite el formato de libro de varias páginas.

3. Limitaciones de resolución e interpolación

En el apartado anterior se ha observado en qué consiste la resolución de los documentos digitales, sobre todo, de los relacionados con imágenes digitales de tipo fotográfico.

Para ello, se ha de recordar que para obtener un archivo fotográfico o digital de gran calidad y nitidez, se requerirá una mayor resolución del documento en sí, indicado en su número de píxeles por pulgada o ppp. Pero no siempre es necesario un archivo de características tan altas en niveles de resolución de imagen, ya que genera un mayor uso de la memoria del equipo, o lo que es lo mismo, documentos excesivamente pesados.

Para ello, se recurre en ocasiones a comprimir los archivos digitales en formatos menos pesados que el original de procedencia, pero también se puede disminuir la resolución original del mismo, gracias al uso de la tecnología basada en la interpolación de píxeles.

Generalmente, y a menos que el usuario lo determine al modificar las propiedades predeterminadas de los archivos tomados, los dispositivos capturadores de imágenes tales como tablets, teléfonos móviles, cámaras digitales o escáneres, suelen venir definidos de fábrica para que las imágenes tomadas por cada dispositivo ofrezcan la mayor calidad, o lo que es lo mismo, con un mapeado de píxeles muy alto y, por tanto, mayor calidad de imagen, mayor nitidez y la más alta resolución permitida por dicho aparato.

Aplicación práctica

Un amigo desea enviarle varias fotografías de su último viaje a Chipre. No sabe cómo hacerlo, pues resultan muy pesadas para ser mandadas por correo de una sola vez, pero tampoco quiere compartirlas en las redes sociales por considerarlas privadas. ¿Qué le aconsejaría que hiciera para facilitar el envío?

SOLUCIÓN

Se le aconsejará la apertura de los archivos en una aplicación de retoque fotográfico cualquiera y que salve los documentos abiertos en formato pdf multipágina a no muy alta resolución total del archivo. De este modo, habrá simplificado las fotografías a un solo documento de tipo álbum o libro y el peso total del mismo limitado para el envío. Además, al ser de carácter meta archivo, este documento podrá ser visualizado o editado con toda herramienta de tratamiento digital de imágenes.

También la necesidad del uso que se le quiera dar a cada archivo, según sea su finalidad, determinará en mayor o menor medida esa calidad de imagen.

Por ejemplo, es de sobra conocido que para el uso de imágenes en páginas web, la resolución no ha de ser muy alta. En primer lugar, porque es necesario para una rápida visualización en pantalla, de ahí que se usen archivos con una resolución de 72 a 96 ppp, que como se puede imaginar, permite una muy buena visualización de la imagen en pantalla mientras no se efectúe sobre ella ningún tipo de zoom o aumento, ya que, al permitir ese bajo número de píxeles por pulgada para mejorar la fluidez de los archivos en una rápida apertura de los mismos a través del uso de la red, se ha de sacrificar el exceso de calidad en favor de la funcionalidad.

Pero para poder lograr imágenes de calidad a 72 ppp, sin que esta aparezca poco nítida o con efecto de dientes de sierra sin necesidad de ser aumentada, ha de haber sido tomada con anterioridad gracias a un dispositivo de gran calidad de captura digital que permita la toma en un número más amplio de ppp para ser luego remuestreada o como se verá, interpolada a un menor número de puntos.

Lo mismo ocurre si una imagen ha sido capturada directamente a esa resolución deseada (72 o 96 ppp, por ejemplo): ofrecerá mejores resultados que las interpoladas a posteriori en las herramientas o software de diseño, sobre todo, cuando se ha efectuado una interpolación superior.

Se conoce