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Aunque esos archivos de imágenes de trama que llenan nuestras computadoras y nuestras vidas se usan más comúnmente para representar imágenes, me parece útil que un artista CG tenga otra perspectiva, una más geek. Y desde esa perspectiva, una imagen ráster es esencialmente un conjunto de datos organizados en una estructura particular, para ser más específicos: una tabla llena de números (una matriz, matemáticamente hablando).
El número en cada celda de la tabla se puede usar para representar un color, y así es como la celda se convierte en un píxel, que significa "elemento de imagen". Existen muchas formas de codificar los colores numéricamente. Por ejemplo, (probablemente el más sencillo) definir explícitamente una correspondencia de número a color para cada valor, es decir. 3 representa rojo oscuro, 17 verde pálido y así sucesivamente. Este método se usaba con frecuencia en los formatos más antiguos como .gif, ya que permitía ciertos beneficios de tamaño a expensas de una paleta limitada.
Otra forma (la más común) es usar un rango continuo de 0 a 1 (¡no 255!), Donde 0 representa el negro, 1 el blanco y los números intermedios denotan los tonos de gris de la luminosidad correspondiente. De esta manera obtenemos una forma lógica y elegantemente organizada de representar una imagen monocromática con un archivo raster.
El término 'monocromo' resulta ser más apropiado que 'blanco y negro' ya que el mismo conjunto de datos se puede usar para representar gradaciones de negro a cualquier otro color dependiendo del dispositivo de salida, como muchos monitores antiguos eran negros y verdes. en lugar de blanco y negro.
Sin embargo, este sistema se puede extender fácilmente al caso a todo color con una solución simple: cada celda de la tabla puede contener varios números, y nuevamente hay varias formas de describir el color con pocos (generalmente tres) números cada uno en 0-1 distancia. En un modelo RGB representan las cantidades de luz roja, verde y azul, en HSV representan el tono, la saturación y el brillo en consecuencia. Pero lo que es vital tener en cuenta es que todavía no son más que números, que codifican un significado particular, pero no tienen que interpretarse de esa manera.
Una unidad lógica
Ahora permítanme pasar a por qué un píxel no es un cuadrado: es porque la tabla, que es lo que es una imagen ráster, nos dice cuántos elementos hay en cada fila y columna, en qué orden están colocados, pero nada sobre qué forma. o incluso en qué proporción son.
Podemos formar una imagen a partir de los datos en un archivo por varios medios, no necesariamente con un monitor, que es solo una opción para un dispositivo de salida. Por ejemplo, si tomamos nuestro archivo de imagen y distribuimos guijarros de tamaños proporcionales a los valores de los píxeles en alguna superficie, todavía formaremos esencialmente la misma imagen.
E incluso si tomamos solo la mitad de las columnas, pero nos instruimos para usar las piedras dos veces más anchas para la distribución, el resultado seguiría mostrando principalmente la misma imagen con las proporciones correctas, solo faltando la mitad de los detalles horizontales.
"Instruir" es la palabra clave aquí. Esta instrucción se llama relación de aspecto de píxeles, que describe la diferencia entre la resolución de la imagen (número de filas y columnas) y las proporciones. Le permite almacenar fotogramas estirados o comprimidos horizontalmente y se utiliza en ciertos formatos de video y película.
Ahora hablemos de la resolución: muestra la máxima cantidad de detalles que puede contener una imagen, pero no dice nada sobre cuánto realmente contiene. Una fotografía mal enfocada no se puede mejorar sin importar cuántos píxeles tenga el sensor de la cámara. De la misma manera, escalar una imagen digital en Photoshop o cualquier otro editor aumentará la resolución sin agregarle ningún detalle o calidad; las filas y columnas adicionales simplemente se llenarían con valores interpolados (promediados) de píxeles originalmente vecinos.
De manera similar, un parámetro PPI (píxeles por pulgada, comúnmente también llamado DPI - puntos por pulgada) es solo una instrucción que establece la correspondencia entre la resolución del archivo de imagen y las dimensiones físicas de la salida. Y así, el PPI no tiene sentido por sí solo, sin ninguno de esos dos.
Almacenamiento de datos personalizados
Volviendo a los números almacenados en cada píxel, por supuesto que pueden ser cualquiera, incluidos los llamados números fuera de rango (valores superiores a 1 y negativos), y puede haber más de tres números almacenados en cada celda. Estas características están limitadas solo por la definición de formato de archivo particular y se utilizan ampliamente en OpenEXR para nombrar una.
La gran ventaja de almacenar varios números en cada píxel es su independencia, ya que cada uno de ellos se puede estudiar y manipular individualmente como una imagen monocromática llamada Canal, o una especie de subráster.
Los canales adicionales a los habituales que describen el color rojo, verde y azul pueden transportar todo tipo de información. El cuarto canal predeterminado es Alfa, que codifica la opacidad (0 denota un píxel transparente, 1 significa completamente opaco). La profundidad Z, las normales, la velocidad (vectores de movimiento), la posición mundial, la oclusión ambiental, los ID y cualquier otra cosa que pueda imaginar se pueden almacenar en los canales RGB principales o adicionales.
Cada vez que renderiza algo, decide qué datos incluir y dónde colocarlos. De la misma manera, al componer, decide cómo manipular los datos que posee para lograr el resultado que desea. Esta forma numérica de pensar sobre las imágenes es de suma importancia y le beneficiará enormemente en su trabajo de efectos visuales y gráficos en movimiento.
Los beneficios
Aplicar esta forma de pensar a su trabajo, mientras usa pases de renderizado y realiza el trabajo de composición, es vital.
Las correcciones de color básicas, por ejemplo, no son más que operaciones matemáticas elementales en valores de píxeles y ver a través de ellas es bastante esencial para el trabajo de producción. Además, las operaciones matemáticas como la suma, resta o multiplicación se pueden realizar en valores de píxeles, y con datos como Normal y Posición, muchas herramientas de sombreado 3D se pueden imitar en 2D.
Palabras: Denis Kozlov
Denis Kozlov es un generalista de CG con 15 años de experiencia en las industrias del cine, la televisión, la publicidad, los juegos y la educación. Actualmente trabaja en Praga como supervisor de efectos visuales. Este artículo apareció originalmente en el número 181 de 3D World.
