Tipos de mapas de bits
Un mapa de bits es una matriz de bits que especifica el color de cada píxel en una matriz rectangular de píxeles. El número de bits dedicados a un píxel individual determina el número de colores que se pueden asignar a ese píxel. Por ejemplo, si cada píxel está representado por 4 bits, se puede asignar a un píxel determinado uno de 16 colores diferentes (2^4 = 16). En la tabla siguiente se muestran algunos ejemplos del número de colores que se pueden asignar a un píxel representado por un número determinado de bits.
| Bits por píxel | Número de colores que se pueden asignar a un píxel |
|---|---|
| 1 | 2^1 = 2 |
| 2 | 2^2 = 4 |
| 4 | 2^4 = 16 |
| 8 | 2^8 = 256 |
| 16 | 2^16 = 65,536 |
| 24 | 2^24 = 16, 777, 216 |
Los archivos de disco que almacenan mapas de bits suelen contener uno o más bloques de información que almacenan información como el número de bits por píxel, el número de píxeles de cada fila y el número de filas de la matriz. Este tipo de archivo también puede contener una tabla de colores (en ocasiones denominada paleta de colores). Una tabla de colores asigna números del mapa de bits a colores específicos. En la ilustración siguiente se muestra una imagen ampliada junto con su mapa de bits y su tabla de colores. Cada píxel se representa mediante un número de 4 bits, por lo que hay 2^4 = 16 colores en la tabla de colores. Cada color de la tabla se representa mediante un número de 24 bits: 8 bits para rojo, 8 bits para verde y 8 bits para azul. Los números se muestran en formato hexadecimal (base 16): A = 10, B = 11, C = 12, D = 13, E = 14 y F = 15.
Observe el píxel de la fila 3, columna 5 de la imagen. El número correspondiente del mapa de bits es 1. La tabla de colores nos indica que 1 representa el color rojo, por lo que el píxel es rojo. Todas las entradas de la fila superior del mapa de bits tienen el valor 3. La tabla de colores indica que el número 3 representa el color azul, de modo que todos los píxeles de la fila superior de la imagen son azules.
Nota
Algunos mapas de bits se almacenan en formato de abajo arriba; es decir, los números de la primera fila del mapa de bits se corresponden con los píxeles de la fila inferior de la imagen.
Un mapa de bits que almacena índices en una tabla de colores se denomina mapa de bits indexado por paleta . Algunos mapas de bits no necesitan una tabla de colores. Por ejemplo, si un mapa de bits usa 24 bits por píxel, ese mapa de bits puede almacenar los colores en lugar de los índices en una tabla de colores. En la ilustración siguiente se muestra un mapa de bits que almacena los colores directamente (24 bits por píxel), en lugar de usar una tabla de colores. En la ilustración también se muestra una vista ampliada de la imagen correspondiente. En el mapa de bits, FFFFFF representa el color blanco, FF0000 representa el color rojo, 00FF00 representa el color verde y 0000FF representa el color azul.
Formatos de archivo de gráficos
Hay muchos formatos estándar para guardar mapas de bits en archivos. Windows GDI+ admite los formatos de archivo gráfico descritos en los párrafos siguientes.
Mapa de bits (BMP)
BMP es un formato estándar que Windows usa para almacenar imágenes independientes del dispositivo y de la aplicación. El número de bits por píxel (1, 4, 8, 15, 24, 32 o 64) para un archivo BMP determinado se especifica en un encabezado de archivo. Los archivos BMP con 24 bits por píxel son comunes.
Formato de intercambio de gráficos (GIF)
GIF es un formato común para las imágenes que aparecen en páginas web. Las imágenes GIF funcionan bien para dibujos de líneas, imágenes con bloques de color sólido e imágenes con bordes afilados entre los colores. Las imágenes GIF se comprimen, pero no se pierde información en el proceso de compresión; es decir, una imagen descomprimida es exactamente igual que la original. Es posible designar como transparente un color de una imagen GIF, de modo que la imagen tenga el color de fondo de la página web en la que se muestre. Una secuencia de imágenes GIF puede almacenarse en un archivo para formar un GIF animado. Las imágenes GIF almacenan como máximo 8 bits por píxel, por lo que están limitadas a 256 colores.
Formato JPEG (Joint Photographic Experts Group)
JPEG es un esquema de compresión que funciona bien para escenas naturales, como fotografías escaneadas. Cierta información se pierde en el proceso de compresión, pero la pérdida suele ser imperceptible para el ojo humano. Las imágenes JPEG de color almacenan 24 bits por píxel, por lo que son capaces de mostrar más de 16 millones de colores. También hay un formato JPEG de escala de grises que almacena 8 bits por píxel. Los JPEG no admiten transparencias ni animaciones.
El nivel de compresión en las imágenes JPEG es configurable, pero los niveles de compresión más altos (archivos más pequeños) provocan una mayor pérdida de información. En general, una relación de compresión de 20:1 produce una imagen que para el ojo humano es difícil de distinguir de la original. En la ilustración siguiente se muestra una imagen BMP y dos imágenes JPEG comprimidas a partir de la imagen BMP. La primera imagen JPEG tiene una relación de compresión de 4:1 y la segunda, de aproximadamente 8:1.
La compresión JPEG no funciona bien para dibujos de líneas, bloques de color sólido y bordes afilados. En la ilustración siguiente se muestra una imagen BMP junto a dos imágenes JPEG y una GIF. Las imágenes JPEG y GIF se comprimieron a partir de la imagen BMP. La relación de compresión es de 4:1 para la imagen GIF, de 4:1 para la imagen JPEG pequeña y de 8:3 para la imagen JPEG grande. Tenga en cuenta que el GIF mantiene los límites afilados a lo largo de las líneas, pero los JPEG tiende a desenfocar los límites.
JPEG es un esquema de compresión, no un formato de archivo. JFIF (formato de intercambio de archivos JPEG) es un formato de archivo que se suele usar para almacenar y transferir imágenes que se han comprimido según el esquema JPEG. Los archivos JFIF que muestran los exploradores web usan la extensión .jpg.
Archivo de imagen intercambiable (exif)
Exif es un formato de archivo utilizado para fotografías capturadas por cámaras digitales. Un archivo Exif contiene una imagen que se comprime según la especificación JPEG. Un archivo Exif también contiene información sobre la fotografía (fecha tomada, velocidad de obturación, tiempo de exposición, etc.) e información sobre la cámara (fabricante, modelo, etc.).
Formato PNG (Portable Network Graphics)
El formato PNG conserva muchas de las ventajas del formato GIF, pero también proporciona funcionalidades que van más allá. Al igual que los archivos GIF, los archivos PNG se comprimen sin pérdida de información. Los archivos PNG pueden almacenar colores con 8, 24 o 48 bits por píxel y escalas de grises con 1, 2, 4, 8 o 16 bits por píxel. Por el contrario, los archivos GIF solo pueden usar 1, 2, 4 o 8 bits por píxel. Un archivo PNG también puede almacenar un valor alfa para cada píxel, que especifica en qué grado el color de ese píxel se combina con el color de fondo.
PNG mejora el GIF en su capacidad para mostrar progresivamente una imagen; es decir, para mostrar mejores y mejores aproximaciones de la imagen a medida que llega a través de una conexión de red. Los archivos PNG pueden contener información de corrección gamma y corrección de color para que las imágenes se puedan representar con precisión en diferentes dispositivos de pantalla.
Formato TIFF (Tagged Image File Format)
TIFF es un formato flexible y extensible, compatible con una amplia variedad de plataformas y aplicaciones de procesamiento de imágenes. Los archivos TIFF pueden almacenar imágenes con un número arbitrario de bits por píxel y pueden emplear diversos algoritmos de compresión. Se pueden almacenar varias imágenes en un mismo archivo TIFF de varias páginas. La información relacionada con la imagen (marca del escáner, equipo host, tipo de compresión, orientación, muestras por píxel, etc.) se puede almacenar en el archivo y organizarse mediante el uso de etiquetas. El formato TIFF se puede ampliar según sea necesario para aprobar y agregar etiquetas nuevas.