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Lenguaje Digital Sesión 3 y 4

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by

Ana Maria Valenzuela

on 19 September 2013

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Transcript of Lenguaje Digital Sesión 3 y 4

Célula fotosensible
+ GRANDE =
mayor sensibilidad y amplitud en gama dinámica
ESTRUCTURA Y CAPTURA DIGITAL
PPP
PIXELES POR PULGADA
dpi
dots per inch
La digitalización de una imagen se realiza en las
siguientes fases:
conversión
muestreo
cuantificación
codificación
luz tensión = una cantidad de luz
luz débil
= voltaje pequeño
luz intensa

=un voltaje mayor
CONVERSIÓN
Inspección de la señal convertida, la toma de muestras eléctricas de la señal.
A mayor rápidez, mayor será la capacidad para apreciar variaciones de la magnitud
(luz en este caso)
que estoy
digitalizando.
MUESTREO
Cuando se ha asignado ese número, debe codificarse
en un determinado sistema de numeración, en este caso
SISTEMA BINARIO
CUANTIFICACIÓN
TIPOS DE CCD
CCD, siglas de Charge Couple Device o Dispositivo
de Carga Acoplada. La aparición de estos elementos
en la década de los 80 se produjo como evolución de
los fototransistores. Su primer uso fue la digitalización de imágenes en aparatos fax o facsímil, pero pronto se incorporaron en detección de códigos de barras, cámaras de vídeo, etc.

Es ampliamente usado en las máquinas fax y en los lectores de códigos de barras.

Para digitalizar una superficie deben hacer un barrido por ella, de modo que se vayan haciendo lecturas de líneas cercanas entre sí, hasta completar toda la superficie.

Es muy empleado también en escáner de sobremesa y en cámaras fotográficas digitales de estudio.
CCD LINEAL

Es una matriz ordenada de elementos puntuales dispuestos en líneas y columnas. Todos los puntos reciben luz simultáneamente, sin necesidad de realizar barridos.

La matriz de puntos hace más costosa y compleja la circuitería, dificultando la integración. Por esto no es fácil encontrar matrices de más de 1 millón de puntos
CCD
EN MATRIZ
Compresión TIFF
Compresión jpg
Una imagen constituida de este modo tendrá una cierta cantidad de pixel por unidad de superficie.
La resolución suele ser la misma en vertical que en horizontal, aunque existen excepciones.
Profundidad de
Color
Una imagen de color de un bit puede por definición tener dos estados blanco o negro
Una imagen
en blanco y negro
(color de 1bit) carece de variación tonal
Una imagen de 2bits tiene cuatro estados expresados en bits son: 00,01,10,11(00 es negro, y 11 es blanco 01 y 10 son tonalidades de gris
Con 8 bits incrementamosa un total de 256 combinaciones con 00000000 como negro y 11111111 como blanco y 254 tonos de gris intermedios
Tono Continuo
A este nivel de complejidad la imagen ha adquirido un tono continuo, sonde las diferencias son tan ligeras que el ojo humano no las puede percibir
Si cada pixel se define mediante tres lotes de datos (uno para cada color RGB)
Cualquier combinación posible de los colores (256X256X256) Este color de nivel se conoce como color de 24 bits (8bits por canal)
Color de 24 bits puede describir hatsa 16,7 millones de solores diferentes
EL SENSOR
Un sensor está formado por una serie de fotorreceptores
insertados en un microchip, junto a los
circuitos y los componentes que registran los valores
lumínicos
Los fotodiodos registran luz en lugar de color, que en la mayoría de los sensores se añade por interpolación.
El método habitual consiste en revestir el sensor con un mosaico transparente de color rojo, azul y
verde.
La interpolación
permite predecir el color de todos los píxeles,
y visualmente es correcta
Cuanto más grande sea un receptor (como 8 micrones o 0,008 mm) más despacio se llenará,
lo que en principio potencia la gama dinámica, como
en el caso de los receptores de mayor profundidad
+RESOLUCION = Celdas más pequeñas
+RESOLUCIÓN = Sensores más grandes
La célula fotosensible
recoge los fotones
La célula fotosensible
interpreta la
información
Los fotones llegan
desde el objetivo
CELULA VACÍA= Carencia de información lumínica =
NEGRO
CELULA LLENA = Abundancia de información lumínica = BLANCO
Las células fotosensibles del sensor responden a la
cantidad de luz, no a la longitud de onda. Para colorear
la imagen, la luz se filtra.
INTERPOLACIÓN CROMÁTICA
Para una mayor correspondencia
con la visión humana, más sensible al verde-amarillo,
suele haber el doble de filtros verdes que rojos y azules
FILTRO DE PASO BAJO
CMOS y CCD
El principal competidor del sensor CCO es el CMOS (semiconductor
de óxido metálico complementario)
VENTAJAS CMOS

1 .Amplificador individual que ofrece mayor velocidad de
transferencia de datos.
2 .Bajo consumo de energía (voltios).
3 . Fabricación más sencilla y económica (del orden
de 1:3).
4 .Requiere la supresión de la dispersión de píxeles.
Cómo funciona el sensor?
(cc) photo by medhead on Flickr
Tres métodos
Transferencia interlineal básica

Los datos de las celdas se trasladan a un
lado del sensor para que las filas se puedan leer de una en
una, de modo que el final de una fila enlace con el principio
de la siguiente. Por tanto, la lectura es secuencial.
Direccionamiento X-Y
Las celdas se leen de una en una, lo cual reduce el tiempo de transferencia y ofrece
posibles ventajas de procesamiento.

Es el método que aplican los sensores CMOS y otros modelos
Transferencia de fotograma completo
Los datos se
trasladan todos a la vez a una zona del mismo tamaño
que el sensor. Eso añade otra capa de la misma superficie,
pero como los canales·de transferencia pueden estar bajo
las celdas, los fotodiodos ocupan un área mayor. Este
método solventa la velocidad de transferencia.
1 .La luz incide en el área activa del fotodiodo.
2 . El fotodiodo transforma la cantidad de luz recibida en carga acumulada.
3. La carga sale del sensor (con
las cargas del resto de las celdas)
a través de unos canales de
transferencia hasta un amplificador
4. La carga amplificada se traslada
a un convertidor de analógico a
digital
5 .El convertidor procesa la señal
en forma de datos digitales.
6 . El sensor de imagen procesa la imagen de formas
distintas, incluidos los ajustes de usuario, la compresión
y la reducción de ruido.
7. Los datos se transfieren a la tarjeta de memoria,
o microunidad, o directamente al disco duro del
ordenador (si la cámara está conectada al mismo).
Gama Dinámica y Exposición
Promesa Digital: alcanzar una gama dinámica elevada, como mínimo
equivalente a la tonalidad de la película.
CONTRAPARTE
la necesidad de células más pequeñas
en el sensor para aumentar la resolución.
Bloqueo de las luces altas
Los sensores se suelen comparar erróneamente
con la película por su respuesta lineal
La respuesta de la película a la exposición es
gradual en ambos extremos de la escala, de ahí la curva
característica en forma de S
La fotografía convencional permite
percibir cierto detalle en las luces, algo que no sucede con la digital.
RESPUESTA PELÍCULA Y SENSOR
Minolta Dimage Pro a 16 bits, película Kodak TMax tlOO
Canon EOS 1 D Mark II, Formato RAW procesadas en Escala de Grises a 16 bits
Tamaño del sensor
Nikon 3d
Hasselblad
Compare
5+7=
CALCULO DEL TAMAÑO DEL PIXEL
Existe un tipo de sensor diferente. el Foveon X3, montado por ahora en cámaras Sigma. Este sensor emplea tres capas (matrices) de fotosensores superpuestas que responden individualmente a cada color
Foveon x3
PRO´S
Contras
Foveon captura la información completa de color para cada píxel.
De esta manera resuelve algunos problemas de halos, aberraciones cromáticas
Resulta mucho más caro de producir que un sensor de tipo CMOS, ya que para el mismo número de píxeles emplea tres veces más fotosensores
Foveon tiene en total 1 O millones de fotosensores repartidos en tres capas para recoger la información de color de cada canal (RGB), pero una vez que se genera la imagen, ésta tiene sólo 3 Mpx
Pre prensa
Formatos de archivo
Existen distintas formas de codificar digitalmente las imágenes, según el diseño y la escritura del código
TIFF (Tagged Image File
Format)
TIFF
JPG
JPEG (Joint Photographic Experts Group).
Tiene dos ventajas importantes: está optimizado para la transmisión de imágenes, de modo que es el formato universal para Internet, y además las comprime para que ocupen menos espacio.
El formato TIFF se creó para guardar imágenes
escaneadas destinadas a abrirlas y manipularlas con un
software de edición de imagen, y es muy adecuado para
las fotografías, con sus gradaciones y detalles complejos.
Los archivos TIFF soportan profundidades de color
de 16 bits por canal como máximo
RAW
CRUDO
Cada cámara dispone de un formato Raw exclusivo,
los ajustes se graban y se guardan por separado de los datos.
Entre los ajustes están
el balance de blancos, el ajuste de tonos y la
nitidez
Ventajas
:
permite modificar cualquiera de esos ajustes con
posterioridaden, sin que la calidad
de la imagen se resienta.
Las imágenes están disponibles con una profundidad de color superiora los 8 bits, normalmente 12 o 14.

Raw Nikon .NEF
Raw Canon .CRW
Raw Fujifilm .RAF
Raw Olympus .ORF
Raw Pentax .PEF
Raw Minolta .MRW
Raw Kodak .DCR
Digital Negative .DNG
extensiones raw
Compresión y
calidad de imagen

Las cámaras suelen ofrecer tres niveles de compresión
JPEG: básica,normal y alta
Compresión y pérdida de informadón
El principal sistema de compresión sin pérdida es llW
(las iniciales de sus descubridores, Lempel-Ziv-Welch),
con el que se comprimen las imágenes TIFF; el ahorro
de espado depende del contenido de la imagen. Por lo
general, el tamaño del archivo se reduce entre un 40 y un
50%
Los formatos Raw también se pueden comprimir sin
pérdidas con los métodos exclusivos del fabricante.
El inconveniente de la compresión sin pérdida es que
puede incrementar bastante el tiempo de grabación
... small
El rango dinámico es la razón entre el máximo nivel de luminosidad que el sensor puede medir antes de saturarse y el mínimo nivel descontado el ruido de lectura (->). Fuera de ese rango la cámara percibe un negro o un blanco absolutos. Depende, fundamentalmente, del tamaño real de las fotocélulas y de la capacidad de diferenciar matices del conversor analógico-digital
Las mejores cámaras digitales tienen un rango dinámico de unos 8 ó 9 pasos, y excepcionalmente hasta 10 pasos (->), mientras que los negativos químicos se mueven dentro de un rango de hasta 15 pasos y las diapositivas en uno más limitado. Con rápidos ajustes de la pupila el ojo humano puede abarcar hasta 24 pasos de rango dinámico, y con una abertura constante entre 10 y 14 pasos.
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