1 Contenido de la clase
Resolución temporal: el ojo y el movimiento [00:00-04:18]
El número de escenas (cuadros) que captura nuestro ojo define si percibimos una secuencia en movimiento [01:09-01:13]. Para definir el movimiento hay que capturar al menos al doble de la velocidad de lo que está sucediendo [02:35-02:40]; ahí hay un límite que tiene que ver con la resolución temporal, la de la televisión y el cine [02:44-02:52]. En televisión se usan alrededor de 30 o 60 cuadros por segundo (y 50 en sistemas PAL), mientras que en el cine el estándar es de unos 24 cuadros por segundo [03:00-03:11]. El parpadeo (flicker) percibido depende de la iluminación: con ambientes muy iluminados hay que usar frecuencias más altas [03:13-03:17]. Ejemplo con monitores: al pasar de 60 Hz a 120 y 180 Hz el parpadeo de los videos desaparece porque aumenta la frecuencia [03:19-03:41].
El problema de mostrar imágenes con poca resolución y el halftoning [05:25-08:37]
Al visualizar una imagen, si no hay resolución suficiente (pocos niveles de gris) no se puede reconstruir correctamente y aparecen patrones raros que no estaban en la imagen (bandas) [06:52-07:05]. A partir de este problema surgieron algoritmos para adaptar las escalas de grises de las imágenes de manera local [07:36-07:46]. El halftoning consiste en reducir los tonos pero conservar la noción del tono: se pone más tinta en las zonas oscuras y menos en las claras, lo que da la sensación de gris [07:49-08:15]. Es lo que usan las impresoras, revistas y periódicos: las zonas más oscuras llevan más negro y las más claras quedan casi sin tinta [08:17-08:25].
Dithering: cuantizar la imagen a blanco y negro [08:39-09:58]
El dithering son técnicas que "arreglan" la imagen al cuantizarla para que, aunque quede en pocos niveles (incluso blanco y negro), se vea bien [08:43-08:52].
Dithering ordenado con matriz de Bayer [20:30-22:15]
El primer método, el que se programará en la práctica, usa una matriz de umbrales: se recorre la imagen comparando cada píxel con el valor de la matriz [20:40-20:47]; según el resultado de la comparación con la matriz de Bayer, el píxel se convierte a blanco o a negro [20:49-21:07]. Se pueden usar matrices de distintos tamaños, y en la práctica se probarán los dos métodos de la clase [21:12-21:20]. La matriz de umbrales se puede construir de forma recursiva partiendo de una base pequeña: las versiones más grandes se arman repitiendo la anterior en cada cuadrante y sumando una constante [23:25-24:53]. [parte no entendida — los detalles numéricos del procedimiento de construcción de la matriz no se distinguen en la grabación].
Resolución radiométrica: cuántos bits por píxel [26:36-28:47]
Si una imagen se representa con 1 bit por píxel, solo hay dos tonos (blanco y negro) [26:40-27:08]. Al reducir los niveles de gris se sacrifica resolución radiométrica [27:12-27:24]. La clave está en acomodar el ruido (los puntos) de forma que a la distancia se vea el tono correcto: en las zonas que deben verse blancas deben salir más puntos blancos que negros [28:47-29:01].
Dithering por difusión de error (Floyd–Steinberg) [21:47-22:15, 29:27-29:47]
El segundo método, el "dithering por difusión de error", parte de la misma idea: se calcula el error de cuantización (diferencia entre la imagen original y la primera versión cuantizada) y ese error se distribuye a los píxeles vecinos siguiendo un patrón [29:27-29:39]. Así, el error acumulado corrige los píxeles siguientes en lugar de perderse.
¿Dónde se usa el dithering? [40:00-41:17]
Se usa sobre todo en impresión y en pantallas con pocos colores: pantallas modernas baratas [40:06-40:08], carteles y anuncios en paradas de autobús [40:10] y pantallas de avión [40:17].
Patrones de líneas y percepción a distancia [46:37-47:22]
Patrones de líneas alternadas (negra, blanca, negra, blanca) que, al alejarse, dejan de distinguirse individualmente; solo al moverse se perciben los cambios [46:47-47:10]. [parte no entendida — el ejemplo concreto que ilustraba el profesor no se distingue en la grabación].
2 Puntos destacados / Lo que hay que saber
3 Actividades y tareas pendientes
*[parte no entendida — no queda clara en la grabación la fecha de entrega ni si hay tarea adicional]
4 Dudas que podrían examinar
¿Qué es la resolución temporal?
La que depende de cuántos cuadros por segundo se muestran; si la frecuencia no alcanza, el ojo no define el movimiento [02:44-02:52].
¿Por qué se captura al doble de la velocidad?
Para que el ojo pueda definir el movimiento hay que tomar al menos el doble de cuadros por segundo de lo que ocurre [02:35-02:40].
¿Qué diferencia hay entre el cine y la televisión en cuanto a cuadros por segundo?
La televisión usa unos 30/60 fps (50 en PAL) y el cine alrededor de 24 fps [03:00-03:11].
¿Por qué en lugares muy iluminados se necesita más frecuencia?
Porque el parpadeo (flicker) se percibe más con mucha iluminación; hay que subir la frecuencia de refresco [03:13-03:48].
¿Qué es el halftoning?
Técnica de impresión que simula niveles de gris con puntos de tinta: más tinta en las zonas oscuras y menos en las claras [07:49-08:25].
¿Qué es el dithering ordenado?
Comparar cada píxel con una matriz de umbrales (matriz de Bayer); según la comparación, el píxel se convierte a blanco o negro [20:40-21:07].
¿Qué se sacrifica al pasar una imagen a blanco y negro?
Resolución radiométrica: se pierden los niveles de gris intermedios [27:12-27:24].
¿En qué consiste la difusión de error?
En tomar el error de cuantización de cada píxel y repartirlo entre los vecinos según un patrón (Floyd–Steinberg) [29:27-29:39].
5 Sitios o recursos para visitar
Tramado para simular más tonos con menos niveles de gris. · es.wikipedia.org
Difusión del error de cuantización hacia los píxeles vecinos. · es.wikipedia.org
Dithering ordenado y matriz de Bayer (construcción recursiva). · en.wikipedia.org
Medias tintas en imprenta y periódicos: simular grises con puntos de tinta. · es.wikipedia.org
Cuadros por segundo en cine y televisión y percepción del movimiento. · google.com
6 Glosario de términos
- Resolución temporal: capacidad de representar cambios en el tiempo; depende de los cuadros por segundo.
- Cuadro (frame): cada una de las imágenes que forman una secuencia en movimiento.
- Flicker: parpadeo perceptible cuando la frecuencia de refresco es baja; aumenta con la iluminación.
- Resolución radiométrica: número de niveles de gris que puede representar un píxel; depende de los bits por píxel.
- Cuantización: representar los valores de la imagen con pocos niveles discretos.
- Halftoning (medias tintas): simular tonos de gris con puntos de tinta, más densos en lo oscuro y más escasos en lo claro.
- Dithering: técnica que distribuye puntos/errores para que una imagen cuantizada a pocos niveles se vea bien a la distancia.
- Matriz de umbrales (matriz de Bayer): matriz de valores con la que se compara cada píxel en el dithering ordenado.
- Difusión de error: repartir el error de cuantización de un píxel entre sus vecinos (algoritmo de Floyd–Steinberg).
7 Mapa mental textual
- Resolución temporal, halftoning y dithering · Clase 7
- Resolución temporal
- El ojo captura escenas (cuadros)
- Capturar al doble de la velocidad para definir el movimiento
- Cine ≈24 fps; televisión 30/60 fps; flicker según iluminación
- Monitores 60/120/180 Hz
- Problema: poca resolución de grises
- Aparecen patrones/bandas falsos
- Nacen algoritmos para adaptar escalas de grises
- Halftoning (medias tintas)
- Más tinta en zonas oscuras, menos en claras
- Imprenta, revistas, periódicos
- Dithering
- Ordenado: matriz de umbrales (Bayer), construcción recursiva
- Difusión de error (Floyd–Steinberg): repartir el error a los vecinos
- Resolución radiométrica: 1 bit = solo blanco y negro
- Usos: impresión, pantallas baratas, carteles, pantallas de avión
- Resolución temporal