Dominando la Imagen Digital: Luz, Color, Resolución y Formatos

Tecnología de la Imagen: Fundamentos Esenciales

La Luz y el Color

La luz es el elemento determinante para la aparición del color. Es una manifestación de energía compuesta de radiaciones electromagnéticas capaces de afectar el órgano de la visión (entre los 380 y los 780 nm). El nanómetro (nm) es la unidad de longitud que equivale a una mil millonésima parte de un metro (1 nm = 10^-9 m).

Propiedades Físicas de la Luz

• La luz del Sol está formada por un amplio espectro de radiaciones electromagnéticas de diferentes longitudes de onda.
• El ser humano tan solo es capaz de visualizar un subconjunto de ellas, las que van desde 380 (ultravioleta) a 780 nanómetros (infrarroja).
• Es un movimiento físico ondulatorio.
• Se transmite en línea recta.
• Su intensidad disminuye si se aleja de la fuente.

Ley del Cuadrado Inverso

La intensidad de la luz disminuye de un modo inversamente proporcional al cuadrado de la distancia desde donde se origina.

¿Qué es el Color?

• El color de los cuerpos depende de las radiaciones de luz absorbidas por su estructura molecular y las longitudes de onda que el cuerpo refleja.
• La propiedad cromática asociada a la longitud de onda se conoce como COLOR y es percibido por medio del sentido de la vista.

El Sentido de la Vista

La luz entra en el ojo a través de la pupila y el cristalino se encarga de concentrarla en la retina, donde estimula los bastoncillos (CLARIDAD) y los conos (COLOR). La información de lo que vemos se transmite al cerebro a través del nervio óptico.

Conos: fotorreceptores rojos, verdes y azules. Bastones: fotorreceptores luminosidad.

Estudiosos del Color

Isaac Newton (1642-1727)

• Físico-matemático-astrónomo.
• Describió los colores como el producto de las propiedades de los rayos que componen las fuentes luminosas. Demostró que la luz blanca estaba compuesta por los colores del arco iris.
• El espectro solar se compone de 7 colores: rojo, naranja, amarillo, verde, cian, añil y violeta.

Teoría Tricromática

Thomas Young (1773-1829)

• Físico británico.
• Postuló que el ojo humano percibe todos los colores a partir de tres "primarios" (rojo, verde, azul).

Rojo + Verde = Amarillo

Verde + Azul = Cian

Azul + Rojo = Magenta

Mezclas de Color

• Mezcla aditiva: color luz. El diagrama muestra los resultados teóricos, según los cuales el amarillo, el magenta y el cian son colores secundarios cuando se combinan dos colores primarios a partes iguales, y el blanco es el resultado de combinar los tres primarios por igual.
• Mezcla sustractiva: color pigmento. La impresión moderna en color emplea estos primarios: rojo, verde y azul. El negro es el resultado de combinar los tres secundarios por igual: Cian, amarillo y magenta.

Propiedades Físicas del Color Pigmento

El color pigmento es la sustancia material que conforme a su naturaleza, absorbe o refracta los rayos luminosos que se difunden sobre ella. Los pigmentos cian absorben sólo luz roja, los magenta, sólo verde, y los amarillos, sólo azul.

Modos de Color

El modo de color determina la combinación de los colores en función del número de canales de un modelo de color. Los diferentes modos de color dan lugar a diferentes niveles de detalle y tamaño de archivo. Por ejemplo, utilizamos el modo de color CMYK para las imágenes de un folleto para su impresión a todo color y utilizamos el modo de color RGB para las imágenes web o de correo electrónico para reducir el tamaño del archivo y mantener la integridad del color.

Diferentes Modos de Color

• Modo RGB (millones de colores).
• Modo CMYK (cuatricromía).
• Modo indexado (256 colores).
• Modo de escala de grises (256 grises).
• Modo de mapa de bits (2 colores).

HSL (tono.saturación.luminosidad).

LAB (luminosidad. +/-a. +/-b): consiste en tres canales, cada uno de los cuales contiene hasta 256 tonalidades diferentes: un canal L de Luminosidad y dos canales cromáticos, A (que oscila entre verde y rojo) y B (que oscila entre azul y amarillo).

Temperatura del Color (Cálidos y Fríos)

La temperatura del color se da debido a las experiencias previas debido a las cuales asociamos o adjudicamos temperaturas a los colores, y por otro lado a la longitud de onda propia de cada color.

• Es la dominancia de un color del espectro lumínico sobre otros. Esto altera el color blanco hacia el rojo o el azul en el espectro.

Apertura, ISO y Velocidad

f (menor; no profundidad de campo, mayor; más profundidad), 1/1000 (congela movimiento) 1/2 (no congela movimiento). ISO 50 (buena) ISO 25600 (menos calidad).

¿Qué es un Píxel?

El píxel es la unidad mínima de visualización de una imagen digital. Si aplicamos el zoom sobre ella observaremos que está formada por una parrilla de puntos o píxeles. Las cámaras digitales y los escáneres capturan las imágenes en forma de cuadrícula de píxeles.

¿Qué es un Bitmap?

Aquellas imágenes que se forman a partir de puntos, llamados píxeles dispuestos en un rectángulo o tabla. Cada píxel contiene la información del color, la cual puede o no contener transparencia, y ésta se consigue combinando el rojo, el verde y el azul.

Imágenes Vectoriales

Aquellas compuestas por entidades geométricas simples: segmentos y polígonos. Cada una de estas entidades está definida matemáticamente por un grupo de parámetros.

Las imágenes vectoriales se construyen a partir de vectores. Los vectores son objetos formados matemáticamente. Un vector se define por una serie de puntos que tienen unas manecillas con las que se puede controlar la forma de la línea que crean al estar unidos entre sí.

Características de la Imagen Vectorial vs. Mapa de Bits

• Requieren mayor cantidad de operaciones del procesador para ser decodificados y desplegados en la pantalla.
• Las imágenes de mapa de bits se pueden convertir en una imagen vectorial a través de un proceso de vectorización.
• Las imágenes vectoriales almacenan en pocos bytes información compleja por este motivo son más fáciles de enviar y recibir a través de Internet.
• A las imágenes vectoriales no les afecta la resolución, ya que se pueden generar imágenes de múltiples tamaños y la calidad seguirá intacta.
• Al contrario que las imágenes de mapa de bits, que si se aumentan pierden resolución.
• Las imágenes vectoriales no son buenas a la hora de almacenar texturas, su uso está enfocado a definir las áreas de color plano.

Imágenes Vectoriales vs. Bitmap

Vectoriales

• Concepción / forma: las imágenes son generadas por vectores, la computadora interpreta tamaños, ángulos, pero principalmente formas.
• Edición: es sencillo trabajar con ellas, ya que por el modo en que la computadora interpreta las formas, solo necesitamos hacer clic sobre ellas para seleccionarlas.
• Peso: su peso es relativamente liviano.

Bitmap (Digital)

• Concepción/forma: son generadas mediante una malla donde cada casillero (pixel) hay información de color.
• Edición: es un poco más complejo trabajar con ella ya que la computadora no interpreta las formas y nosotros debemos seleccionarla manualmente entre los píxeles.
• Peso: su peso es mucho mayor al que podría tener una imagen vectorial de ese tamaño, incluso al subir la calidad de la imagen aumentaremos su peso considerablemente.

La Resolución de una Imagen

Es la cantidad de puntos o píxeles que la componen. Cuando hablamos de la resolución de una imagen en pantalla, tenemos los términos: PPI (inglés) o en español PPP (Píxeles por pulgada). 1 pulgada = 2,54 cm.

Cuando se habla en términos de impresión, la resolución se maneja en DPI (inglés) o en español PPP (Puntos por pulgada). Cuanto mayor es la resolución de una imagen más calidad tendrá su presentación pero más espacio ocupará el archivo gráfico en la web o en el disco que la contiene.

Estándares de Resolución en la Imagen Digital

• 72 ppi o dpi usado para visualizar las imágenes en pantalla (app web o multimedia).
• 300 ppi o dpi, utilizado en los sistemas de impresión. Fotógrafos, ilustradores, publicistas la utilizan en los flujos de trabajo.

La Resolución desde las Cámaras

La mayoría de las cámaras digitales graban las imágenes en 2 tipos de formatos de archivo:

• En los archivos RAW el usuario otorga la resolución cuando procesa el archivo. Por defecto y según el programa que se use, cuando se exporta de RAW a otro formato, se usa entre 240 dpi y 300 dpi.
• Con los archivos JPG, en la mayoría de los casos, la resolución que usa la cámara cuando guarda la imagen es 72 dpi.

Formatos: RAW y JPEG

RAW

• Negativo digital (DNG).
• Formato no comprimido, “crudo”.
• Toda la información.
• Calidad excepcional.
• Archivos pesados.
• No se degrada a pesar de abrir y cerrar el archivo.
• Requiere de un software especial para abrirlo.
• Permite modificar el balance de blancos y otros parámetros.

Pasos: 1.El fotógrafo compone la escena y dispara. 2.El sensor capta la imagen y la envía al procesador de imagen. 3.El procesador genera un fichero con la imagen tal como fue captada del sensor y los parámetros de la cámara. 4.La imagen se almacena en un soporte electrónico (tarjeta de memoria) en formato RAW. 5.Una vez descargada las foto al ordenador, con un programa procesador de RAWs aplicamos los parámetros que queramos y generamos ficheros JPG o de cualquier otro formato.

JPEG o JPG

• Formato comprimido.
• Pérdida de información.
• Peor calidad.
• Archivos más ligeros (hasta 30 veces).
• Se degrada con comprimirlo y descomprimirlo.
• No requiere un software especial.
• Permite modificaciones de postproducción, a costa de perder información.

Pasos: 1.El fotógrafo compone la escena y dispara. 2.El sensor capta la imagen y la envía al procesador de imagen. 3.El procesador aplica los parámetros de la cámara, convierte esta en un fichero comprimido JPD (pierde calidad). 4.La imagen se almacena en un soporte electrónico (tarjeta de memoria).

Ajustes Posteriores en RAW

Hay ajustes de la cámara que ya no se pueden cambiar, como son la apertura de diafragma, el tiempo de exposición o la sensibilidad. Los parámetros que podemos manejar con RAW son, entre otros: nivel de exposición, ajuste de blancos (temperatura del color), estilos de fotografía (retrato, paisaje, blanco y negro), contraste, tono, saturación del color y nitidez.

¿Disparo en JPG o en RAW?

Depende mucho del uso que se le vaya a dar a la foto y de la inmediatez que se requiera. Los fotógrafos profesionales de futbol suelen disparar en JPG por la necesidad de obtener las fotos inmediatamente para mandarlas a la redacción. Sin embargo, en retrato de estudio habitualmente se dispone de tiempo para postprocesar las fotos y se suele utilizar RAW.

Ventajas de RAW

• Flexibilidad: permite retrasar la toma de decisiones de los ajustes de la cámara (ajuste de blancos, exposición, color/blanco y negro).
• La imagen se guarda con mayor rango dinámico y con más calidad.
• Imagen se guarda comprimida sin pérdida de calidad.

Inconvenientes de RAW

• Ocupa mucho más al contener más información y comprimir la imagen sin pérdida de calidad.
• La cámara tarda más en guardar las fotos en la tarjeta de memoria, ya que ocupan mucho más.
• Requiere un procesamiento posterior en ordenador.
• Ralentiza trabajos en fotografía donde se requiere inmediatez, como fotografía de prensa.

La Manipulación de la Resolución

• El usuario puede manipular la resolución, interpolar (generación artificial de píxeles) y definir el tamaño de la impresión acorde a sus necesidades.
• El resultado dependerá de la calidad del archivo. Ahora, este tema que debería ser un trabajo del impresor, ha pasado a ser parte del control del fotógrafo.
• El fotógrafo debe encargarse de este tipo de trabajo y entregar las imágenes listas al impresor, publicista o diseñador gráfico.

Compresión de Archivos

• El objetivo primordial de la compresión de imágenes digitales es la reducción del número de bits con la menor pérdida de calidad posible.
• Cada sistema de compresión utiliza un algoritmo matemático propio para reducir la cantidad de bits necesarios para describir la imagen, y marca el archivo resultante con una extensión característica: bmp, wmf, jpg, gif, png,…
• Existen algoritmos con pérdida y sin pérdida. Algunos de los formatos de compresión más utilizados son: Formato JPG, Formato GIF, Formato PNG, Formato BMP, Formato TIFF, Formato WebP.

Formato JPG o JPEG

• Es un formato de compresión con pérdidas que desecha en primer lugar la información no visible.
• Admite modos en escala de grises con una profundidad de 8 bits y en color hasta 24 bits (16,7 millones de colores).
• Permite la carga progresiva en un navegador, lo que lo ha convertido en el formato estándar en la web. No es un formato adecuado para imágenes con alto contraste de color.
• Es aconsejable guardar en este formato una única vez, cuando la imagen se haya terminado de editar.

Formato GIF

• Es un formato que devuelve imágenes de tamaño muy reducido. Esa reducción se consigue indexando los colores, Su profundidad de color máxima es de 8 bits.
• Permite suprimir fondos. También permite enlazar varias imágenes gif en una secuencia, lo que se conoce con el nombre gif animado.
• El pequeño tamaño de los archivos gif hizo que fuera el formato más extendido en los primeros tiempos de Internet.

Formato PNG

• Es el formato de más rápido crecimiento en la web, reúne lo mejor de jpg y gif.
• Es un formato de compresión sin pérdidas, con profundidad de color de 24 bits. Soporta hasta 256 niveles de transparencia, lo que permite fundir la imagen perfectamente con el fondo.
• No soporta animaciones y que el tamaño de los archivos siempre es mayor que el de los archivos jpg.

Formato BMP

• Es un formato de compresión sin pérdidas. Admite cualquier tipo de resolución y una profundidad de color máxima de 24 bits (16,7 millones de colores).
• Fue el formato nativo de Microsoft y se usa en todas sus aplicaciones (Windows, Office, etc.). Por esta razón es muy frecuente encontrar archivos bmp.
• Su tasa de compresión es baja. Entre los navegadores, sólo es soportado por Internet Explorer.

Formato TIFF

• Es un formato sin pérdida. Puede comprimirse empleando varios algoritmos distintos sin perder calidad.
• Los ficheros TIFF pueden ser manipulados prácticamente por cualquier aplicación de edición fotográfica o diseño del mercado. Actualmente, pueden almacenarse además con capas, no es necesario utilizar el formato PSD para ello.

Formato WebP

• Es un nuevo estándar abierto para la compresión con pérdida de gráficos de 24 bits desarrollado por Google.
• Las imágenes y los gráficos en formato WebP son un 30% más pequeñas que los archivos PNG o JPEG y tienen la misma calidad de imagen. El formato es adecuado tanto para fotografías como para imágenes y gráficos pequeños.

Compresión de Archivos: Compressor.io

Compressor.io: aplicación web creada con el objetivo de comprimir y optimizar imágenes, incluso logrando hasta una reducción del 90% del tamaño del archivo sin perder calidad visual.

Formatos Soportados

Soporta 4 tipos de formato de imagen: JPEG, PNG, GIF, y SVG; y cuenta con dos tipos de compresión, lossless o lossy. Lossless conserva más la calidad de la imagen, pero solo está disponible para los JPEG y los PNS, y la segunda comprime más pero puedes ver algún defecto.

Histograma

Es una representación gráfica de la distribución de los distintos tonos de una imagen. Puede ayudarnos para controlar la exposición en nuestras fotos, así como para corregir los colores.

• En las réflex suele aparecer en una opción del display de la cámara. En las bridge tenemos incluso acceso a ella mientras previsualizamos la foto en la pantalla LCD.
• El eje horizontal representa los diferentes tonos de gris desde el negro puro (a la izquierda) al blanco puro (a la derecha). El eje vertical representa el número de pixeles que contiene la imagen para cada tono representado en el eje horizontal.

Compensar la Exposición

En los programas automáticos y semiautomáticos, la cámara hace cálculos siempre para obtener lo que ella entiende que es una imagen correctamente expuesta. Pero si el resultado final no corresponde con lo que el fotógrafo entiende por correctamente expuesta se debe utilizar la compensación. Así subexpondrá para hacerla más oscura o sobreexpondrá para hacerla más clara.

Rango Dinámico

• Es el rango de diferencia tonal entre la parte más clara y la más oscura de una imagen. Mide el conjunto de tonos desde los más oscuros a los más claros que una cámara es capaz de tomar en una fotografía.
• El rango dinámico determina la capacidad de la cámara de captar detalle en objetos claros y oscuros en una fotografía.

Soluciones a Bajo Rango Dinámico

Solución I

A veces, debido al contraste, tenemos que decantarnos por presentar un mayor detalle de las luces, quedando muy oscuras las sombras; o ampliar el detalle de las sombras, en cuyo caso las luces quedarán "quemadas"; u optar por un término medio, de modo que ni estarán bien expuestas las luces, ni las sombras.

Solución II

Para solventar algunos de estos problemas, especialmente en caso de contraluz, es hacer uso de un flash o fuente de iluminación externa, de manera que se ilumine la zona más oscura de la imagen y así, se reduzca la diferencia de luminosidad existente. Una fotografía en la que se aprovecha más el rango dinámico, puede apreciarse un mayor número de matices y la fotografía será mucho más "rica". El histograma también verifica que es una foto “enriquecida”.

Solución III

• Corregir la gama con Photoshop. La herramienta niveles nos presenta un histograma de la imagen con la que estamos trabajando y podremos alterar sus valores de entrada y salida.
• Para acceder a la herramienta pulsaremos Control+L o bien Imagen > Ajustes > Niveles.

Solución IV

• Canales: son imágenes en escala de grises que almacenan diferentes tipos de información: de color (se crean automáticamente al abrir una imagen), de selección (canales alfa) almacenan una selección creada por el usuario.
• Sombras, medios tonos y luces: son, respectivamente, las partes más oscuras, las intermedias y las más luminosas de la imagen.
• Niveles de entrada: Permite aumentar el contraste aumentando las sombras, medios tonos y luces.
• Niveles de salida: Reduce el contraste disminuyendo las luces o las sombras de una imagen.

En primer lugar tenemos una lista para elegir los canales. Por defecto RGB, aunque podemos seleccionar cualquier otro. A continuación aparecen los niveles de entrada que, como apreciamos por las flechas rojas, están relacionados con los tres deslizadores del histograma:

• El de la izquierda controla las sombras.
• El central los medios tonos.
• El derecho las luces.