Cuando se trabaja en una computadora, los datos son convertidos en números dígitos que, a su vez, son representados como pulsaciones o pulsos electrónicos.
En la actualidad para comunicarnos, expresarnos y guardar nuestra información, usamos el sistema de numeración decimal y el alfabeto, según se trate de valores numéricos o de texto. Una computadora como funciona con electricidad, reconoce dos clases de mensajes: cuando hay corriente eléctrica el mensaje es sí y cuando no hay corriente, el mensaje es no. Para representar un valor dentro de una computadora se usa el sistema de numeración binario, que utiliza sólo dos dígitos: el cero (0) y el uno (1).
La computadora utiliza un conjunto de ocho (8) dígitos binarios (0 y 1) para representar un carácter, sea número o letra. Cada conjunto de 8 dígitos binarios se denomina byte y cada uno de los ocho dígitos del byte se llama bit, como contracción de su nombre en inglés Binary Digit. (formulado por Claude Elwood Shanon en 1948, que significa “dígito binario”).
El bit es la unidad de medida de información mínima por excelencia. Un bit puede brindar sólo dos clases de información: prendido – apagado, si – no, uno – cero. Digitalizar consiste en traducir toda la realidad a unos y ceros. La transición digital se produce en tanto todos los aspectos de la realidad se convierten en un conjunto de bits, de manera que puedan ser preservados, manipulados y distribuidos a través de una herramienta común: la computadora.
Una vez convertidos en bits, la información puede ser procesada y manipulada con gran rapidez por las computadoras, puede reproducirse infinitamente sin pérdidas de calidad respecto del original y puede ser transportada y distribuida a la velocidad de la luz.
En el Sistema Binario sólo se emplean dos dígitos, con dos posibles valores 0 ó 1, equivalente a encendido – apagado, si – no, etc. En la siguiente tabla se muestra la comparación entre sistema binario y decimal:
Para medir la cantidad de información que se puede almacenar, o que está almacenado en algún dispositivo, se utilizan los siguientes múltiplos del Byte: La abreviatura b se utiliza para bits y B para bytes.
* Nibble o cuarteto – Es el conjunto de cuatro bits (1001).
* Byte u octeto – Es el conjunto de ocho bits (10101010).
* Kilobyte (Kb) – Es el conjunto de 1024 bytes (1024*8 bits).210
* Megabytes (Mb) – Es el conjunto de 1024 Kilobytes (10242*8 bits).220
* Gigabytes (Gb) – Es el conjunto de 1024 Megabytes (10243*8 bits).230
* Terabyte (Tb) – Es el conjunto de 1024 Gigabytes (10244*8 bits).240
* Petabyte (Pb) – Es el conjunto de 1024 Terabyte (10245*8 bits)250
* Exabyte(Eb) – Es el conjunto de 1024 Petabyte (10246*8 bits)260
* Zettabyte (Zb) - Es el conjunto de 1024 Exabyte (10247*8 bits)270
* Yottabyte (Yb) - Es el conjunto de 1024 Zettabyte (10248*8 bits)280
DIGITALIZACIÓN
Digitalizar imagen
Digitalizar una imagen significa convertirla en un archivo que puede ser manipulado por la computadora, es decir en un conjunto de bits. Para digitalizar una imagen es necesario dividirla en unidades discretas, cada una de las cuales se llama píxel, que es un apócope de picture elemento (del inglés, elemento o unidad, de imagen). Una vez dividida la imagen, se le asigna un valor a cada uno de los pixeles.
Imagen en blanco y negro
Imagen color.
En el caso de una imagen en blanco y negro, si la mayor parte del pixel es negro, se le asigna el valor de 1, y si la mayor parte es blanco, se le asigna valor o. La cantidad de pixles que forman una imagen se llama resolución. Cuanto mayor es el número de píxeles utilizados para definir una imagen, mayor es el grado de realidad de la misma. La resolución de una imagen indica que cantidad de píxeles por pulgada (PPI) se utilizó para componer esa imagen.
Para digitalizar imágenes en color, se utiliza el mismo procedimiento, aunque es necesario asignarle a cada píxel un número mayor de bits para asignarle a la información sobre los colores. En la siguiente tabla se observa la cantidad de colores posibles según el número de bits utilizados para definir la profundidad del color:
Los archivos de imágenes digitales suelen ser de gran tamaño, lo que hace difícil su procesamiento, manipulación y transporte. Para reducir el tamaño de los archivos se utilizan procedimientos de compresión, encargados de reducir la cantidad de información (bits) necesaria, con el límite de que dicha reducción no altere la percepción de la imagen.
Ejemplo:
100 dpi compresión JPEG baja (Tamaño de archivo 248 Kb)
100 dpi compresión JPEG media (Tamaño de archivo 49 Kb)
100 dpi compresión JPEG alta (Tamaño de archivo 22 Kb)
Existen varios formatos para comprimir el tamaño de las imágenes entre los más conocidos es el JPEG (en inglés Joint Photographic Expert Group, a menudo abreviado JPG)/ JFIF (JPEG File Interchange Format).
Imagenes en movimiento
En la digitalización de imágenes en movimiento, la sensación de la misma se logra al proyectar a gran velocidad una serie de imágenes fijas. En este procedimiento se basa en la invención del cine. El ojo humano no llega a captar el pasaje de una imagen a la otra, lo que genera la sensación de ver una imagen en movimiento. En el cine se suceden 24 imágenes por segundo. La pantalla de la televisión se renueva 25 veces por segundo. Para generar imágenes digitales en movimiento se utiliza el mismo principio. Los archivos de video digital se componen de una sucesión de entre 15 y 29 imágenes fijas por cada segundo. Existen diversos formatos de compresión de videos: rm, wmv y mov (archivos de tamaño reducidos), mpg (para videos de calidad, divx y xvid (permiten guardar 90 minutos de video en 700 Mb = capacidad de Cd).
Sonido
Los sonidos son vibraciones del aire. Se puede describir gráficamente como una onda, que cambia de forma de acuerdo con la característica del sonido. Desde la invención del fonógrafo, en 1877, los sonidos se han podido conservar y reproducir por medio del sistema analógico. Una grabación analógica del sonido preserva de manera mecánica la forma de la onda del sonido para luego ser reproducida. En los viejos LP de vinilo se pueden observar los surcos por donde se desliza la púa. Dentro de ese surco, de manera casi microscópica, está dibujada la onda de sonido que es captada por la púa y luego amplificada. La posibilidad de la digitalización transformo totalmente el procedimiento. Actualmente, para preservar un sonido de manera digital, se realiza a través de los procesos de muestreo y cuantificación. Este proceso es conocido como ADC Analog Digital Conversion (conversor de analógico a digital).
El muestreo consiste en tomar una muestra del sonido de un determinadoamomento. Para digitalizar el sonido, es necesario realizar un muestreo muchas veces por segundo. La frecuencia, es la cantidad de veces por segundo que se toma la muestra y se mide en hertz (1 hertz = 1 vez por segundo). Para obtener un sonido de calidad, como un Cd de música, es necesario realizar alrededor de 44.000 muestras por segundo. En términos técnicos, se dice que un Cd de música utiliza una frecuencia de 44 Khz (Kilohertz= 1.000 hertz).
La cuantificación consiste en asignar un valor numérico en bits a cada una de las muestras tomadas en el muestreo. Cuantos más bits se le asignen, más calidad tendrá el sonido obtenido. La cuantificación representa la amplitud del muestreo.
La calidad del sonido digitalizado dependerá de dos factores: la frecuencia del muestreo y la profundidad del sonido. Ejemplo: El estándar de calidad de un disco compacto (Cd) equivale a un muestreo de 44.1 KHz a 16 bits. Al decir que los archivos MP3 tienen calidad de Cd, significa que están muestreados a 44.1 KHz a 16 bits.
En el formato de sonido mp3, en algunos casos existe una pérdida de calidad perceptible y en otras casos, no. Para poder transmitir sonidos a través de Internet es necesario comprimirlo mucho a fin de que la información no se atore en la red. Un formato para la compresión de sonido es el formato mp3. En su configuración mas frecuente la reducción del tamaño de los archivos comparados con un Cd de audio es de 11 a 1. En un cd de audio, cada minuto de sonido ocupa 10 Mb, en un archivo mp3 sólo se requiere 1Mb.