Chisme 176 del Lince: imagen digital, píxeles y RGB con números
Sierra Bermeja, al amanecer. Víctor Vílchez, el Lince de la Noche, mira con una lupa la pantalla de su portátil, donde hay una fotografía del monte.
—Si me acerco mucho —dice—, la imagen se rompe en cuadraditos.
La Gata Montesa se asoma.
—Y cada cuadradito es un número. Mejor dicho: son tres. ¿Quieres saber cuáles y cuánto espacio ocupan?
Introducción
Hoy trabajamos la imagen digital: cómo un ordenador guarda una imagen como una tabla de números y cómo se calcula su peso.
Antes de la clase, pruébalo en el simulador de imagen digital del Chisme 176. Son cinco minutos: pintas píxeles, miras los números que los forman y calculas el peso de una imagen. Al final hay una autoevaluación para que compruebes si lo has entendido.
Referencia curricular
Este chisme se corresponde con el saber básico de Tecnologías de la Información y la Comunicación I (1.º de Bachillerato): A. La sociedad de la información y el ordenador. 2. Información digital: 3. Representación de números y texto; 4. Representación de imágenes, audio y vídeo. Está recogido en el Real Decreto 243/2022, de 5 de abril, por el que se establecen la ordenación y las enseñanzas mínimas del Bachillerato, y en el Decreto 103/2023, de 9 de mayo, por el que se establece la ordenación y el currículo de la etapa de Bachillerato en Andalucía.
El criterio de evaluación con el que se relaciona es el TICO.1.1.2: Explicar cómo se representa digitalmente la información en forma de secuencias binarias y describir los mecanismos de abstracción empleados. La vinculación entre saberes y criterios es una propuesta del docente y está pendiente de confirmar en la programación didáctica.
La imagen como rejilla
Una imagen digital es una rejilla de puntos ordenados en filas y columnas. Cada punto se llama píxel (de picture element, «elemento de imagen»).
El número de columnas y de filas es la resolución. Una imagen de 640 × 480 tiene 640 columnas y 480 filas: 640 × 480 = 307 200 píxeles.
El color de un píxel: tres números
Cada píxel guarda tres números: la cantidad de rojo (R), de verde (G) y de azul (B). Es el modelo de color RGB, que mezcla luz de esos tres colores.
Cada número ocupa un byte, así que va de 0 a 255 (256 niveles). Un píxel de color ocupa por tanto 3 bytes = 24 bits.
En el simulador, el sol del paisaje tiene este color:
| Canal | Valor | En binario |
|---|---|---|
| R | 240 | 11110000 |
| G | 200 | 11001000 |
| B | 70 | 01000110 |
El simulador también muestra el color con otra forma de escribirlo, #F0C846. Es la misma información escrita de manera abreviada; no hace falta entender cómo se escribe, lo veremos en otro momento.
Cuánto ocupa una imagen
Sin comprimir, el peso de una imagen se calcula así:
peso = ancho × alto × bytes por píxel
| Imagen | Cuenta | Peso |
|---|---|---|
| 16 × 16, 24 bits por píxel | 16 × 16 × 3 | 768 bytes |
| 640 × 480, 24 bits por píxel | 640 × 480 × 3 | 921 600 bytes |
| 640 × 480, 8 bits por píxel | 640 × 480 × 1 | 307 200 bytes |
| 640 × 480, 1 bit por píxel | 640 × 480 ÷ 8 | 38 400 bytes |
Con 1 bit por píxel solo hay 2 colores posibles; con 8 bits, 2⁸ = 256; con 24 bits, 2²⁴ = 16 777 216.
Cómo probar el simulador
- Mueve los deslizadores R, G y B. Mira cómo cambia el color y los números en binario.
- Pinta unos píxeles. Cambia a «Mirar un píxel» y pulsa uno: verás sus tres valores.
- En el contador, elige 640 × 480 y pasa de 24 bits a 8 y a 1. ¿Qué pasa con el peso?
- Prueba con 16 × 16 y con 320 × 240.
Autoevaluación
El simulador incluye cinco preguntas con números que cambian cada vez. No tienen nota ni se envían a ningún sitio: sirven para que cada alumno compruebe por sí mismo si ha entendido el cálculo. Si el resultado es bajo, el simulador lo dice y propone repasar antes de la lección.
Preguntas de comprobación
Las comentamos en voz alta al empezar la clase.
- ¿Qué tres números guarda cada píxel y entre qué valores van?
- ¿Cuántos bits ocupa un píxel con tres colores de un byte cada uno?
- ¿Cuántos bytes ocupa, sin comprimir, una imagen de 320 × 240 píxeles a 24 bits por píxel?
Qué hemos aprendido
- Una imagen digital es una rejilla de píxeles.
- Cada píxel guarda tres números (R, G, B) de 0 a 255: 3 bytes = 24 bits.
- El peso sin comprimir es ancho × alto × bytes por píxel.
- Con n bits por píxel hay 2ⁿ colores distintos.
Para seguir investigando
- Qué es un píxel y qué es el modelo RGB, en la Wikipedia.
- Cómo se guarda un número en un byte: el Chisme 175, bits y bytes.
- Todos los chismes, en el catálogo de los Chismes del Lince.
Y ahora, una pregunta
El Lince saca el móvil y mira una foto de 12 megapíxeles.
—Si cada píxel ocupa 3 bytes —calcula—, esta foto sin comprimir ocuparía unos 36 MB. Pero en el móvil pesa unos 4 MB. ¿Cómo es posible?
Eso lo resolvemos en clase.
Los datos son locales: el simulador no recoge ni envía ningún dato personal.
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