El Modem

                                  Modem 

Módem es el dispositivo que convierte las señales digitales en analógicas (modulación) y viceversa (demodulación), permitiendo la comunicación entre computadoras a través de la línea telefónica o del cable módem.

Este aparato sirve para enviar la señal moduladoramediante otra señal llamada portadora.

Se han usado módems desde los años 1960, principalmente debido a que la transmisión directa de las señales electrónicas inteligibles, a largas distancias, no es eficiente, por ejemplo, para transmitir señales de audio por el aire, se requerirían antenas de gran tamaño (del orden de cientos de metros) para su correcta recepción. Es habitual encontrar en muchos módems de red conmutada la facilidad de respuesta y marcación automática, que les permiten conectarse cuando reciben una llamada de la RTPC (Red Telefónica Pública Conmutada) y proceder a la marcación de cualquier número previamente grabado por el usuario. Gracias a estas funciones se pueden realizar automáticamente todas las operaciones de establecimiento de la comunicación.

Historia

Muchas personas piensan que la comunicación de datos está relacionada con las computadoras. La verdad es que el envío de datos por cables viene del 1800. La máquina impresora de telégrafo inventada por Edison (1878) es un primer paso. Antes de ella los operadores de telégrafo descifraban los puntos y rayas del Código Morse con papel y lápiz. La impresora de Edison, junto con otros equipos inventados por Samuel Morse y Emile Baudot, se transformó a comienzos de 1900 en el teletipo o TTY.

Los teletipos tenían un mecanismo impresor y un teclado. Cuando un operador presionaba una letra en el teclado, la misma letra se imprimía en la impresora al otro lado de la conexión. Estas máquinas operaban moviendo datos serialmente en líneas dedicadas. Dado que estas máquinas eran mecánicas, su velocidad de transmisión estaba limitada a 50 bits por segundo. Los usuarios inmediatos de los teletipos fueron las Agencias de Noticias. Por el año 1920 Associated Press UPI y Reuter instalaron cientos de estas máquinas en las principales capitales. Esta tecnología fue usada para crear la red internacional de telex, una red que conecta teletipos alrededor del mundo, y que aun está en uso. En 1958, AT&T introduce su servicio Dataphone, que permite a las computadoras comunicarse por medio de líneas telefónicas regulares (conmutadas) a la velocidad de 300 bits por segundo. Velocidad mas que suficiente para la época. El corazón de este servicio era el Dataphone, equipo que hoy se conoce con el nombre de módem.

Los módems aparecieron en la década de los 60`s como una forma de permitir la conexión entre terminales y computadoras mediante la línea telefónica. En una configuración como ésta, terminal bruta puede "marcar" a una gran computadora central. Los 60`s fueron la época de los computadores de tiempo compartido, así que se compraban computadores con esta facilidad y se conectaban a 300 bits por segundo (BPS, o bit-per-second)Una terminal bruta es simplemente un teclado y una pantalla. Una terminal bruta muy común en esa época era la llamada DEC VT-100, y se convirtió en el estándar del momento. La VT-100 podía mostrar 25 líneas de 80 caracteres cada una. Cuando el usuario escribía un carácter en la terminal, el módem enviaba el Código ASCII, correspondiente al carácter hacia la computadora. La computadora lo interpretaba para que apareciera en la pantalla.

Cuando los computadores personales comenzaron a aparecer a principios de los 70`s, los bulletin board systems (BBS), llegaron a ser "la moda". Una persona con una computadora con un módem o dos y un poco de software para BBS, podría conectarse junto con otras personas. Los usuarios utilizarían entonces emuladores de terminal en sus computadoras para emular una terminal bruta.

Se utilizaron los 300 BPS durante un tiempo considerable. La razón de porqué esta razón era porque esta velocidad representa cerca de 30 caracteres por segundo, y esto es más de lo que una persona puede digitar. Una vez que se comenzaron a transmitir grandes programas e imágenes en las BBS, los 300 BPS se volvieron intolerables. Las velocidades de los módems entraron entonces en una serie de pasos (incrementos de velocidad) cada uno o dos años:

• 300 Bits por segundo -1960 hasta 1983 más o menos.
• 1200 Bits por segundo -ganó popularidad en 1984 y 1985.
• 2400 Bites por segundo.
• 9600 Bits por segundo -aparecieron primero a finales de 1990 y principios de 1991.
• 19.2 Kbits por segundo.
• 28.8 Kbits por segundo.
• 33.6 Kbits por segundo.
• 56 Kbits por segundo -se convirtió en el estándar en 1998.
• ASDL, a una velocidad aproximada a los 10 MBPS -apareciendo en 1999.

Actualmente el módem está convirtiéndose en un complemento indispensable para cualquier usuario de informática, no sólo para aquellos que quieran conectarse a INTERNET, sino también para las empresas, y particulares, que necesiten hacer envíos de cantidades importantes de datos a destinos más o menos lejanos de su lugar de residencia, reduciendo drásticamente el gasto telefónico, de modo que el correo electrónico (E-Mail) está desbancando paulatinamente el uso del FAX tradicional.

Debemos recordar que, aunque los MODEMS actuales pueden hacer funciones de FAX, todavía aún no está resuelto el tema de la verificación de autenticidad de los documentos enviados por FAX.

Otros usos importantes del MODEM, generalmente descuidados tanto por particulares como por empresas, es la posibilidad de realizar VIDEOCONFERENCIA a precio de llamada local (lo cual está siendo un quebradero de cabeza para las empresas telefónicas norteamericanas) o conectarse a un grupo de NEWS (público o de pago) para mantenerse informado de los temas que nos interesen de manera automática, recibiendo en nuestro ordenador los mensajes de manera automatizada.

Otros aspectos más lúdicos o de entretenimiento son los juegos en línea (ON-LINE) y las charlas vía Internet (IRC)

Cómo funciona

El modulador emite una señal denominada portadora. Generalmente, se trata de una simple señal eléctrica sin uso idal de mucha mayor frecuencia que la señal moduladora. La señal moduladora constituye la información que se prepara para una transmisión (un módem prepara la información para ser transmitida, pero no realiza la transmisión). La moduladora modifica alguna característica de la portadora (que es la acción de modular), de manera que se obtiene una señal, que incluye la información de la moduladora. Así el demodulador puede recuperar la señal moduladora original, quitando la portadora. Las características que se pueden modificar de la señal portadora son:

• Amplitud, dando lugar a una modulación de amplitud (AM/ASK).
• Frecuencia, dando lugar a una modulación de frecuencia (FM/FSK).
• Fase, dando lugar a una modulación de fase (PM/PSK)
• También es posible una combinación de modulaciones o modulaciones más complejas como la modulación de amplitud en cuadratura.

Módems para PC

La distinción principal que se suele hacer es entre módems internos y módems externos, aunque recientemente han aparecido módems llamados módems software, más conocidos como “winmódems” o “linuxmódems”, que han complicado un poco el panorama. También existen los módems para XDSL, RDSI, etc. y los que se usan para conectarse a través de cable coaxial de 75 ohms (cablemódems).

Internos: consisten en una tarjeta de expansión sobre la cual están dispuestos los diferentes componentes que forman el módem. Existen para diversos tipos de conector:

Bus ISA: debido a las bajas velocidades que se manejan en estos aparatos, durante muchos años se utilizó en exclusiva este conector, hoy en día en desuso (obsoleto).

Bus PCI: el formato más común en la actualidad, todavía en uso.

AMR: en algunas placas; económicos pero poco recomendables por su bajo rendimiento. Hoy es una tecnología obsoleta.

La principal ventaja de estos módems reside en su mayor integración con el ordenador, ya que no ocupan espacio sobre la mesa y reciben energía eléctrica directamente del propio ordenador. Además, suelen ser algo más baratos debido a que carecen de carcasa y transformador, especialmente si son PCI (en este caso, son casi todos del tipo "módem software"). Por el contrario, son algo más complejos de instalar y la información sobre su estado sólo puede obtenerse por software.

Externos: semejantes a los anteriores, pero externos al ordenador o PDA. La ventaja de estos módems reside en su fácil portabilidad entre ordenadores previamente distintos entre ellos (algunos de ellos más fácilmente transportables y pequeños que otros), además de que es posible saber el estado del módem (marcando, con/sin línea, transmitiendo...) mediante los ledes de estado que incorporan. Por el contrario, ocupan más espacio que los internos.

Tipos de conexión

La conexión de los módems telefónicos externos al computador se realiza generalmente mediante uno de los puertos serie tradicionales o RS-232 (COM), por lo que se usa la UART del ordenador, que deberá ser capaz de proporcionar la suficiente velocidad de comunicación. La UART debe ser de 16550 o superior para que el rendimiento de un módem de 28.800 bit/s o más sea el adecuado. Estos módems necesitan un enchufe para su transformador.

Los módems PC Card (internos) tienen forma de tarjeta, que se utilizaban en portátiles, antes de la llegada del USB (PCMCIA). Su tamaño es similar al de una tarjeta de crédito algo más gruesa, pero sus capacidades son las mismas que los modelos estándares.

Existen modelos para puerto USB (módem USB), de conexión y configuración aún más sencillas, que no necesitan toma de corriente. Hay modelos tanto para conexión mediante telefonía fija, como para telefonía móvil.

Módem por software: HSP (Host Signal Processor) o Winmódems, son módems generalmente internos, en los cuales se han eliminado varias piezas electrónicas (por ejemplo, chips especializados), de manera que el microprocesador de la computadora debe suplir su función mediante un programa informático. Lo normal es que utilicen como conexión una ranura PCI (o una AMR), aunque no todos los módems PCI son de este tipo. 

El uso de la CPU entorpece el funcionamiento del resto de aplicaciones del usuario. Además, la necesidad de disponer del programa puede imposibilitar su uso con sistemas operativos no soportados por el fabricante, de manera que, por ejemplo, si el fabricante desaparece, el módem quedaría eventualmente inutilizado ante una futura actualización del sistema. A pesar de su bajo coste, resultan poco o nada recomendables.

Módem completo: los módems clásicos no HSP, bien sean internos o externos. En ellos, el rendimiento depende casi exclusivamente de la velocidad del módem y de la UART del ordenador, no del microprocesador.

Módems telefónicos

Su uso más común y conocido es en transmisiones de datos por vía telefónica.

Las computadoras procesan datos de forma digital; sin embargo, las líneas telefónicas de la red básica sólo transmiten señales analógicas.

Los métodos de modulación y otras características de los módems telefónicos están estandarizados por el UIT-T (el antiguo CCITT) en la serie de Recomendaciones "V". Estas Recomendaciones también determinan la velocidad de transmisión. Destacan:

• V.21. Comunicación Full Duplex entre dos módems analógicos realizando una variación en la frecuencia de la portadora de un rango de 300 baudios, logrando una transferencia de hasta 300 bit/s (bits por segundo).
• V.22. Comunicación Full Duplex entre dos módems analógicos utilizando una modulación PSK de 600 baudios para lograr una transferencia de datos de hasta 600 ó 1200 bit/s.
• V.32. Transmisión a 9.600 bit/s.
• V.32bis. Transmisión a 14.400 bit/s.
• V.34. Estándar de módem que permite hasta 28,8 kbit/s de transferencia de datos bidireccionales (full-duplex), utilizando modulación en PSK.
• V.34bis. Módem construido bajo el estándar V34, pero permite una transferencia de datos bidireccionales de 33,6 kbit/s, utilizando la misma modulación enPSK. (estándar aprobado en febrero de 1998)
• V.90. Transmisión a 56,6 kbit/s de descarga y hasta 33.600 bit/s de subida.
• V.92. Mejora sobre V.90 con compresión de datos y llamada en espera. La velocidad de subida se incrementa, pero sigue sin igualar a la de descarga.

Existen además, módems DSL (Digital Subscriber Line), que utilizan un espectro de frecuencias situado por encima de la banda vocal (300 - 3.400 Hz) en líneas telefónicas o por encima de los 80 kHz ocupados en las líneas RDSI, y permiten alcanzar velocidades mucho mayores que un módem telefónico convencional. También poseen otras cualidades, como es la posibilidad de establecer una comunicación telefónica por voz al mismo tiempo que se envían y reciben datos.

tipos de modem 

Los módems pueden ser clasificados de la siguiente manera:

MODEM ANALÓGICO: esta clase de MODEM se caracteriza por convertir las señales digitales propias de una computadora a señales telefónicas de tipo analógico, y a la inversa. De esta manera permiten que la transmisión y recepción de datos a través de la línea telefónica estándar. Con respecto a la velocidad, este tipo de MODEM oscila entre los 9.5 Kbps y los 56 Kbps.

Los MODEM analógicos pueden ser clasificados en:

Los módems pueden ser clasificados de la siguiente manera:

MÓDEM ANALÓGICO: esta clase de MODEM se caracteriza por convertir las señales digitales propias de una computadora a señales telefónicas de tipo analógico, y a la inversa. De esta manera permiten que la transmisión y recepción de datos a través de la línea telefónica estándar. Con respecto a la velocidad, este tipo de MODEM oscila entre los 9.5 Kbps y los 56 Kbps.

MODEM DIGITAL: los módems digital precisan una línea telefónica de carácter digital denominada RDSI (Red Digital de Servicios Integrados)  para su óptimo funcionamiento. Alcanzan una velocidad de 128 kbps.

Se pueden emplear los hilos de cobres utilizados para la conexión de líneas analógicas, suponiendo un cambio sencillo a la línea digital.

El MODEM digital cuenta con una calidad de conexión superior, y un tiempo reducido en el establecimiento de la misma. 

CABLE MODEM: este termino alude a un dispositivo que permite acceder a Internet a una velocidad superior, por la vía TV cable. Constituyen cajas de carácter exterior las cuales son conectadas a la computadora. Cuenta con dos conexiones, la primera por cable a la conexión de pared, y la segunda, a la computadora, a través de interfaces Ethernet.

Historia e origen de la Camara Digital

Cámara digital

Una cámara digital es una cámara fotográfica que, en vez de captar y almacenar fotografías en película química como las cámaras fotográficas de película fotográfica, recurre a la fotografía digital para generar y almacenar imágenes.

Las cámaras digitales modernas generalmente son multifuncionales y contienen dispositivos capaces de grabar sonido y/o vídeo además de fotografías. Actualmente se venden más cámaras fotográficas digitales que cámaras con película.

Historia

Los conceptos de digitalizar imágenes en escáneres y convertir señales de vídeo a digital anteceden al concepto de tomar cuadros fijos digitalizando así señales de una matriz de elementos sensores discretos. Eugene F. Lally, del Jet Propulsion Laboratory, publicó la primera descripción de cómo producir fotos fijas en un dominio digital usando un fotosensor en mosaico. El propósito era proporcionar información de navegación a los astronautas a bordo durante misiones espaciales. La matriz en mosaico registraba periódicamente fotos fijas de las localizaciones de estrellas y planetas durante el tránsito, y cuando se acercaba a un planeta proporcionaba información adicional de distancias para el orbitaje y como guía para el aterrizaje. El concepto incluyó elementos de diseño que presagiaban la primera cámara fotográfica digital.

Texas Instruments diseñó una cámara fotográfica análoga sin película en 1972, pero no se sabe si fue finalmente construida. La primera cámara digital registrada fue desarrollada por la empresa Kodak, que encargó la construcción de un prototipo al ingeniero Steven J. Sasson en 1975. Esta cámara usaba los entonces nuevos sensores CCD desarrollados por Fairchild Semiconductor en 1973. Su trabajo dio como fruto una cámara de aproximadamente 4 kg. que hacía fotos en blanco y negro con una resolución de 0,01 megapíxeles. Utilizó los novedosos chips de estado sólido del CCD. La cámara fotográfica registraba las imágenes en una cinta de casete y tardó 23 segundos en capturar su primera imagen, en diciembre de 1975. Este prototipo de cámara fotográfica era un ejercicio técnico, no previsto para la producción.

Cámaras fotográficas electrónicas analógicas

Las cámaras fotográficas electrónicas de mano, en el sentido de un dispositivo hecho para ser llevado y utilizado como una cámara fotográfica de mano de película, aparecieron en 1981 con la demostración de Sony Mavica (cámara de vídeo magnética). Este modelo no debe ser confundido con las cámaras fotográficas más modernas de Sony que también usan el nombre de Mavica. Esta era una cámara fotográfica analógica basada en la tecnología de televisión que grababa en un "disqueete de vídeo" de una pulgada por dos. Esencialmente era una cámara de vídeo que registraba imágenes fijas, 50 por disco en modo de campo y 25 por disco en modo del marco. La calidad de la imagen era considerada igual a la de los televisores de la época.

Las cámaras fotográficas electrónicas analógicas no parecen haber alcanzado el mercado hasta 1986 con la Canon RC-701.

Canon mostró este modelo en las Olimpiadas de 1984, imprimiendo las imágenes en periódicos. Varios factores retrasaron la adopción extensa de cámaras fotográficas análogas: el coste (arriba de $20.000), calidad pobre de la imagen en comparación a la película, la carencia de impresoras de calidad. La captura e impresión de una imagen requirió originalmente el acceso a equipo como un framegrabber, que estaba más allá del alcance del consumidor medio. Los discos de vídeo tuvieron después varios dispositivos lectores disponibles para ver en una pantalla, pero nunca fueron estandardizados al impulso de las computadoras. 

Los primeros en adoptarlas tendieron a ser del medio noticiario, donde el coste fue superado por la utilidad y la capacidad de transmitir imágenes por líneas telefónicas. La calidad pobre fue compensada por la resolución baja de los gráficos de periódico. Esta capacidad para transmitir imágenes sin recurrir a satélites era útil durante las protestas de Tiananmen de 1989 y la primera guerra del Golfo en 1991. 

La primera cámara fotográfica analógica para venta a los consumidores pudo haber sido la Canon RC-250 Xapshot en 1988. Una cámara fotográfica analógica notable producida en el mismo año era el Nikon QV-1000C, que vendió aproximadamente 100 unidades y registraba imágenes en escalas de grises, y la calidad de impresión en periódico era igual a las cámaras fotográficas de película. En aspecto se asemejaba a una cámara fotográfica digital moderna réflex.

Canon RC- 250 Xap Shot

Nikon QV-1000C

La llegada de cámaras fotográficas completamente digitales

La primera cámara fotográfica completamente digital que registraba imágenes en un archivo de computadora fue probablemente el modelo DS-1P de Fuji, en 1988, que grababa en una tarjeta de memoria interna de 16 MB y utilizaba una batería para mantener los datos en la memoria. Esta cámara fotográfica nunca fue puesta en venta en los Estados Unidos. La primera cámara fotográfica digital disponible en el mercado fue la Dycam Model 1, en 1991, que también fue vendida con el nombre de Logitech Fotoman. Usaba un sensor CCD, grababa digitalmente las imágenes, y disponía de un cable de conexión para descarga directa en la computadora.

En 1991, Kodak lanzó al mercado su modelo DCS-100, el primero de una larga línea de cámaras fotográficas profesionales SLR de Kodak que fueron basadas, en parte, en cámaras para película, a menudo de marca Nikon. Utilizaba un sensor de 1,3 megapixeles y se vendía en unos $13.000.

La transición a formatos digitales fue ayudada por la formación de los primeros estándares JPEG y MPEG en 1988, que permitieron que los archivos de imagen y vídeo se comprimieran para su almacenamiento. La primera cámara fotográfica dirigida a consumidores con una pantalla de cristal líquido en la parte posterior fue la Casio QV-10 en 1995, y la primera cámara fotográfica en utilizar tarjetas de memoria CompactFlash fue la Kodak DC-25 en 1996.

El mercado para las cámaras fotográficas digitales dirigidas al consumidor estaba formado originalmente por cámaras fotográficas de baja resolución. En 1997 se ofrecieron las primeras cámaras fotográficas para consumidores de un megapixel. La primera cámara fotográfica que ofreció la capacidad de registrar clips de vídeo pudo haber sido la Ricoh RDC-1 en 1995.

En 1999 con la introducción del Nikon D1, una cámara fotográfica de 2.74 megapixeles, que fue una de las primeras SLR digitales, la compañía se convirtió en un fabricante importante, y, con un costo inicial de menos de $6.000, era asequible tanto para fotógrafos profesionales como para consumidores de alto perfil. Esta cámara fotográfica también utilizaba lentes Nikon F, lo que significaba que los fotógrafos podrían utilizar muchas de las mismas lentes que ya tenían para sus cámaras de película.

              Nikon D1                                                                       Nikon F

                                                                               

En 2003 se presentó la Digital Rebel de Canon, también conocida como la 300D, una cámara fotográfica dirigida a consumidores de 6 megapixeles y la primera DSLR que tenía un costo inferior a $1.000.

En 2008 se presentó en la Feria de Alemania, una cámara LEICA de medio formato con una resolución de 37 megapixeles.

Resolución de imagen

La resolución de una cámara fotográfica digital está limitada por el sensor de la cámara (generalmente un CCD o un Sensor CMOS) que responde a las señales de luz, sustituyendo el trabajo de la película en fotografía tradicional. El sensor se compone de millones de “cubos” que se cargan en respuesta a la luz. Generalmente, estos cubos responden solamente a una gama limitada de longitudes de onda ligeras, debido a un filtro del color sobre cada uno.

 Cada uno de estos cubos se llama un píxel, y se utiliza un algoritmo de mosaicismo e interpolación para unir la imagen de cada gama de longitud de onda por píxel en una imagen del RGB donde están las tres imágenes por píxel para representar un color completo.

Sensor CCD Camara Canon SX30 1/2.3" (6.17 x 4.55 mm)          

Los dispositivos CCD transportan la carga a través del chip hasta un conversor analógico-digital. Éste convierte el valor de cada uno de los píxeles en un valor digital midiendo la carga que le llega. Dependiendo del número de bits del conversor obtendremos una imagen con mayor o menor gama de color. Por ejemplo, si se utilizase un sólo bit tendríamos valores de 0 y 1, y sólo podríamos representar presencia o ausencia de luz, lo que supondría una imagen en blanco y negro puro.

Por otro lado, los aparatos CMOS contienen varios transistores en cada píxel. El proceso de conversión digital se produce en la propia estructura del sensor, por lo que no se necesita un conversor añadido. Su proceso de fabricación es más sencillo, y hace que las cámaras que utilizan esta tecnología resulten más baratas.

La cantidad de píxeles resultante en la imagen determina su tamaño. Por ejemplo una imagen de 640 píxeles de ancho por 480 píxeles de alto tendrá 307,200 píxels, o aproximadamente 307 kilopíxeles; una imagen de 3872 píxeles de alto por 2592 píxeles de ancho tendrá 10.036.224 píxeles, o aproximadamente 10 megapíxeles.

Según la experiencia fotográfica de los profesionales en dicho campo afirman que una fotografía química realizada por una cámara compacta daría como resultado una fotografía de 30 megapíxeles.

Calidad de la imagen

La cuenta de pixeles comúnmente es lo único que se muestra para indicar la resolución de una cámara fotográfica, pero esta es una idea falsa. Hay varios factores que afectan la calidad de un sensor. Algunos de estos factores incluyen, el tamaño del sensor, la calidad de la lente, la organización de los pixeles (por ejemplo, una cámara fotográfica monocromática sin un mosaico de filtro Bayer tiene una resolución más alta que una cámara fotográfica de color típica) y el rango dinámico del sensor.

A muchas cámaras fotográficas compactas digitales se las critica por tener demasiados pixeles en relación al pequeño tamaño del sensor que incorporan.

El aumento de la densidad de pixeles disminuye la sensibilidad del sensor. Pues cada pixel es tan pequeño que recoge muy pocos fotones, y así para conservar larelación señal-ruido se deberá iluminar más el sensor. Esta disminución de la sensibilidad conduce a cuadros ruidosos, calidad pobre en sombras y generalmente a imágenes de pobre calidad si están escasamente iluminadas.

Coste del pixel

Proyección de pixeles por dólar.

A la vez que la tecnología ha ido mejorando, los costes han disminuido drásticamente.

Midiendo el precio del pixel como medida básica de valor para una cámara fotográfica digital, ha habido un continuo y constante aumento del número de pixeles comprados por la misma cantidad de dinero en las cámaras fotográficas nuevas que concuerda con los principios de la ley de Moore. Esta previsibilidad de los precios de la cámara fotográfica primero fue presentada en 1998 en la conferencia australiana de PMA DIMA por Barry Hendy y designada la "Ley de Hendy".6

Métodos para capturar las imágenes

En el corazón de una cámara digital hay unsensor de imagen CCD.

Desde que las primeras cámaras digitales fueron introducidas al mercado, han existido tres métodos principales de capturar la imagen, según configuración de hardware del sensor y de los filtros de color.

El primer método se denomina de disparo único, en referencia al número de veces que el sensor de la cámara fotográfica se expone a la luz que pasa a través de la lente. Los sistemas de disparo único utilizan un CCD con un filtro de Bayer, o tres sensores de imagen independientes (uno para cada uno de los colores primarios aditivos: rojo, verde, y azul) que se exponen a la misma imagen mediante un sistema óptico de separación de imagen.

El segundo método se denomina de multidisparo, porque el sensor se expone a la imagen en una secuencia de tres o más aperturas del obturador de la lente. Hay varios métodos de aplicación de esta técnica. El más común era originalmente utilizar un único sensor de imagen con tres filtros (de nuevo rojo, verde y azul) colocados delante del sensor para obtener la información aditiva del color. Otro método de multidisparo utiliza un solo CCD con un filtro de Bayer pero mueve la posición física del sensor en el plano del foco de la lente para componer una imagen de más alta resolución que la que el CCD permitiría de otra manera. Una tercera versión combina los dos métodos sin un filtro de Bayer en el sensor.

El tercer método se llama exploración porque el sensor se mueve a través del plano focal como el sensor de un explorador (scanner) de escritorio. Sus sensores lineares o tri-lineares utilizan solamente una sola línea de fotosensores, o tres líneas para los tres colores. En algunos casos, la exploración es lograda rotando la cámara fotográfica entera; una cámara fotográfica con línea rotativa ofrece imágenes de resolución total muy alta.

La elección del método para una captura dada, por supuesto, es determinada en gran parte por el tema a ser fotografiado. Es generalmente inadecuado intentar fotografiar un tema que se mueva con cualquier cosa que no sea un sistema de disparo único. Sin embargo, con sistemas de exploración o multidisparo, se obtiene la más alta fidelidad de color y tamaños y resoluciones más grandes. Esto hace de estas técnicas más atractivas para fotógrafos comerciales que trabajan con fotografías de temas inmóviles en formato grande.

Recientemente, las mejoras drásticas en cámaras fotográficas de disparo único y el procesamiento de archivos RAW de imagen han hecho de las cámaras fotográficas de disparo único, basadas en CCD casi totalmente predominantes en fotografía comercial, para no mencionar la fotografía digital en su totalidad. Las cámaras fotográficas de disparo único basadas en sensores CMOS suelen ser comunes.

Mosaicos, interpolación, y aliasing del filtro

El arreglo Bayer de filtros de color un sensor de imagen.

En la mayoría de las cámaras fotográficas digitales del consumidor actual, un mosaico del filtro de Bayer se utiliza, conjuntamente con un filtro óptico del anti-aliasing para reducir el aliasing debido al muestreo reducido de las diversas imágenes del primario-color. Un algoritmo de interpolación cromática se utiliza para interpolar la información del color para crear un arsenal completo de datos de la imagen del RGB. Las cámaras fotográficas que utilizan un acercamiento monoestable 3CCD del viga-divisor, tres-filtro multi-tiro a acercamiento, o el sensor de Foveon X3 no utiliza los filtros del anti-aliasing, ni interpolación cromática.

El soporte lógico inalterable en la cámara fotográfica, o un software en un programa raw del convertidor tal como cámara fotográfica del adobe raw, interpreta las informaciones en bruto del sensor para obtener una imagen completa del color, porque el modelo del color del RGB requiere tres valores de la intensidad para cada pixel: uno por cada uno para el rojo, el verde, y el azul (otros modelos del color, cuando están utilizados, también requieren tres o más valores por el pixel). Un solo elemento del sensor no puede registrar simultáneamente estas tres intensidades, y así que un arsenal del filtro del color (CFA) se debe utilizar para filtrar selectivamente un color particular para cada pixel.

El patrón del filtro de Bayer es un patrón de repetición del mosaico 2×2 de filtros ligeros, con verde unos en las esquinas opuestas y rojo y el azul en las otras dos posiciones. La parte elevada de verde se aprovecha de características del sistema visual humano, que determina brillo sobre todo del verde y es más sensible lejano al brillo que a la tonalidad o a la saturación. Un patrón del filtro de 4 colores se utiliza a veces, implicando a menudo dos diversas tonalidades del verde. Esto proporciona un color potencialmente más exacto, pero requiere un proceso levemente más complicado de la interpolación.

Los valores de la intensidad del color no capturados para cada pixel pueden ser interpolados (o ser conjeturados) de los valores de los pixeles adyacentes que representan el color que es calculado.

Conectividad

La mayor parte de las cámaras digitales se pueden conectar directamente a la computadora para transferir su información. Antiguamente las cámaras tenían que conectarse a través de un Puerto serial. El USB es el método más utilizado aunque algunas cámaras utilizan un puerto FireWire o Bluetooth. La mayor parte de las cámaras son reconocidas como un dispositivo de almacenamiento USB. Algunos modelos, por ejemplo la Kodak EasyShare One puede conectarse a la computadora vía red inalámbrica por el protocolo 802.11 (Wi-Fi).

Una alternativa común es el uso de un lector de tarjetas que pueda ser capaz de leer varios tipos de medios de almacenamiento, así como efectuar la transferencia de datos a la computadora a alta velocidad. El uso de un lector de tarjetas también evita que la batería de la cámara fotográfica se descargue durante el proceso de la transferencia directa, pues el dispositivo toma energía del puerto USB.

Un lector de tarjetas externo permite un adecuado acceso directo a las imágenes en una colección de medios de almacenamiento. Pero si solamente funciona con una tarjeta de almacenamiento, puede ser incómodo el desplazamiento hacia adelante y hacia atrás entre la cámara fotográfica y el lector. Muchas cámaras fotográficas modernas ofrecen el estándar de PictBridge, que permite el envío de datos directamente a las impresoras sin la necesidad de una computadora.

Integración

La tecnología actual permite la inclusión de cámaras digitales en varios aparatos de uso diario tales como teléfonos celulares. Otros dispositivos electrónicos pequeños (especialmente los utilizados para la comunicación) por ejemplo dispositivos PDA, computadoras portátiles y Blackberry contienen a menudo cámaras fotográficas digitales integradas. Además, algunos camcorders digitales incorporan una cámara fotográfica digital.

Debido a la limitada capacidad de almacenamiento y al énfasis de la utilidad por sobre la calidad en estos dispositivos integrados la gran mayoría utiliza el formato JPEG para guardar las imágenes ya que su gran capacidad de compresión compensa la pequeña pérdida de calidad que provoca.

Almacenamiento de imágenes

 Tarjeta de memoria CompactFlash.

Las cámaras digitales de los teléfonos celulares o también las cámaras de bajo precio utilizan memoria incorporada o memoria flash. Son de uso común las tarjetas de memoria: CompactFlash (CF), Secure Digital (SD), xD y las tarjetasMemory Stick para las cámaras Sony. Anteriormente se utilizaba discos de 3 1/2" para el almacenamiento de imágenes.

Las fotos se almacenan en ficheros JPEG estándares o bien en formato TIFF o RAW para tener una mayor calidad de imagen pese al gran aumento de tamaño en el archivo. Los archivos de video se almacenan comúnmente en formatoAVI, DV, MPEG, MOV, WMV, etc.

Casi todas las cámaras digitales utilizan técnicas de compresión para aprovechar al máximo el espacio de almacenamiento. Las técnicas de compresión suelen aprovecharse de dos características comunes en las fotografías:

los patrones: en una imagen es muy común encontrarse con zonas en las que aparece el mismo color (o la misma secuencia) repetido varias veces (por ejemplo, una pared blanca). Este tipo de áreas pueden codificarse de manera que el espacio de almacenamiento necesario para ellas disminuya. Este tipo de compresión no suele conseguir grandes porcentajes de disminución.

la irrelevancia: igual que la codificación mp3 se aprovecha de la incapacidad del sistema auditivo para detectar ciertos sonidos (o la ausencia de estos), en las cámaras digitales se puede utilizar una compresión que consiste en eliminar información que la cámara ha captado, pero que el ojo humano va a ser incapaz de percibir.

Tarjetas de memoria

Tarjetas/Microdrives de CompactFlash: cámaras fotográficas típicamente más altas del profesional extremo. Los microdrives son discos duros reales en el factor de forma de CompactFlash. Los adaptadores permiten el uso de tarjetas SD en un dispositivo CompactFlash.

Memory Stick: un tipo de memoria flash propietaria fabricada por Sony. La Memory Stick puede variar en 4 formas: la M2 se usa tanto en teléfonos celulares Sony Ericsson como en las cámaras digitales Sony; la PRODuo, la PRO y la Dúo. Algunas tarjetas Memory Sick pueden tener MagicGate.

SD/MMC: una tarjeta de memoria flash de tamaño pequeño que está suplantando gradualmente CompactFlash. El límite original del almacenamiento era 2 GB, que está siendo suplantado por las tarjetas de 4 GB. Las tarjetas de 4 GB no se reconocen en todas las cámaras fotográficas pues una revisión fue hecha al estándar SD como SDHC (alta capacidad del SD). Las tarjetas también tienen que ser ajustadas a formato en el formato del archivo FAT32 mientras que muchas cámaras fotográficas más viejas utilizan FAT16 que tenga un límite de la partición de 2 GB.

SD HDSC: Nuevo formato de SD ~4GB: solamente algunas cámaras nuevas son compatibles con este sistema; asegura una mayor velocidad en la transferencia de datos.

Tarjeta de MiniSD: (un poco menos que la mitad) una tarjeta más pequeña usada en dispositivos tales como cámaras fotográficas en teléfonos móviles.

Tarjeta MicroSD: aún más pequeño que mini SD (menos de un cuarto) versión de la tarjeta SD. Utilizado en teléfonos móviles que incorporan funciones como cámara fotográfica, MP3, etc.

Tarjeta XD: creado por Fuji y Olympus en 2002, un formato más pequeño que una tarjeta SD.

SmartMedia: Un formato ahora obsoleto que compitió con CompactFlash, y fue limitado a 128MB de capacidad. Una de las diferencias principales era que SmartMedia tenía el regulador de la memoria integrado en el dispositivo de lectura, mientras que en CompactFlash estaba en la tarjeta. La tarjeta de tipo xD fue desarrollada como reemplazo para SmartMedia.

Memoria del punto de congelación: Una memoria flash serial del 2-4MB, usada en las cámaras fotográficas del gama baja de Mustek/Relisys Dimera.

Baterías

Las cámaras fotográficas digitales tienen requisitos de alta energía, y en un cierto plazo el tamaño ha llegado a ser cada vez más pequeño, que ha dado lugar a una necesidad en curso de desarrollar una batería lo suficientemente pequeña para caber en la cámara pero capaz de accionarla por un tiempo razonable.

Esencialmente existen dos amplias divisiones en los tipos de baterías que las cámaras digitales usan.

Baterías portátiles

El primero son las baterías que tienen un factor disponible establecido de la forma, lo más comúnmente posible baterías AA, CR2, o CR-V3, con las baterías del AAA en un puñado de cámaras fotográficas. Las baterías CR2 y CR-V3 son de litio, y previsto pero no reutilizable. También se ven comúnmente en camcorders. Las baterías del AA son más comunes lejano; sin embargo, los acumuladores alcalinos no recargables son capaces de proporcionar bastante energía para un muy corto plazo en la mayoría de las cámaras fotográficas. La mayoría de las baterías del hidruro de níquel del AA del uso de los consumidores (NiMH) (véase también los cargadores y las baterías) en lugar de otro, que proporcionan una cantidad adecuada de energía y son recargables. Las baterías de NIMH no proporcionan tanta energía como las baterías del ion del litio, y también tienden para descargar cuando no están utilizadas. Están disponibles en varios grados del amperio hora (amperio hora) o del milli-ampere-hour (mAh), que afecta cuánto tiempo le dura funcionando. Típicamente los modelos del consumidor del alcance medio y algunas cámaras fotográficas del extremo inferior utilizan las baterías disponibles; solamente cámaras fotográficas muy pocas de un DSLR los aceptan (por ejemplo, sigma SD10). Las baterías recargables del litio-ion RCR-V3 están también disponibles como alternativa para las baterías no recargables CR-V3.

Dispositivos autónomos

Un dispositivo autónomo, tal como una impresora de PictBridge, funciona sin necesidad de una computadora. La cámara fotográfica conecta con la impresora, que entonces las transferencias directas y las impresiones sus imágenes. Los registradores de algún DVD y las televisiones pueden leer tarjetas de memoria. Varios tipos de lectores de tarjetas de destello también tienen una capacidad de la salida de la TV.

Formatos

Los formatos más usados por las cámaras fotográficas digitales para almacenar imágenes son RAW, JPEG y TIFF.

Muchas cámaras fotográficas, especialmente las cámaras profesionales o DSLR, permiten descargar el formato RAW (crudo). Una imagen RAW está formada por el conjunto de pixeles sin procesar (ni siquiera la interpolación de color que requiere el filtro de Bayer) obtenidos directamente del sensor de la cámara fotográfica. A menudo se utilizan los formatos propietarios de cada fabricante, tales como NEF para Nikon, CRW o CR2 para Canon, y MRW para Minolta, cuyas especificaciones no son conocidas. La firma Adobe Systems lanzó el formato DNG, un formato de imagen raw libre de derechos que ha sido adoptado por algunos fabricantes.

Los archivos raw debían ser procesados ("revelados") en programas de edición de imagen especializados pero con el tiempo los programas más usados, como Picasa de Google, agregaron el soporte para poder editarlos. Editar imágenes en formato raw permite una mayor flexibilidad en ajustes tales como modificar el balance de blancos, compensar la exposición y cambiar la temperatura de color, porque tiene los datos de color sin interpolar, y además poseen mayorprofundidad de color que 8 bits por canal: dependiendo del fabricante pueden ser 10, 12, 14 o hasta 16 bits por canal. Esencialmente el formato raw permite al fotógrafo hacer ajustes importantes sin pérdida de calidad de imagen que de otra manera implicarían volver a tomar la fotografía.

Los formatos para video son AVI, DV, MPEG, MOV (a menudo con el motion JPEG), WMV, y ASF (básicamente iguales que WMV). Los formatos recientes incluyen MP4, que se basa en el formato de QuickTime y utiliza nuevos algoritmos de compresión para dar un plazo de tiempos de grabación más largos en el mismo espacio.

Otros formatos que se utilizan en las cámaras fotográficas pero no en las fotos son el DCF, una especificación ISO para la estructura y la asignación de nombres de archivo interna de la cámara fotográfica, DPOF que indica cuantas copias se deben imprimir y en que orden y el formato Exif, que utiliza etiquetas de metadatos para documentar los ajustes de la cámara fotográfica y la fecha y la hora en la que fueron obtenidas las fotografías.

Tipos de cámaras

Las cámaras se pueden clasificar en función de muchas cosas: del soporte en que se almacenan las imágenes (analógico o digital), del tamaño del sensor o película, del tamaño (compactas, bridge, DSLR) o también en función del grado de automatismo (esto más bien en la era analógica en la que había cámaras manuales y cámaras automáticas).

No entraré en detalle sobre las cámaras analógicas. Me limitaré a poner una foto con alguna de estas maravillas.

No es mi intención escribir un manifiesto sobre los diferentes tipos de cámaras, sino explicar básicamente los tipos que existen para ayudar al aficionado a entender las diferencias entre unas y otras.

Entre las digitales podemos distinguir básicamente los siguientes tipos, que se diferencian principalmente por su tamaño, el tamaño del sensor y por sus funcionalidades:

Compactas

Son las más extendidas por su facilidad de manejo. Son pequeñas y por tanto el tamaño de su sensor también lo es. Es su principal desventaja.

Son ideales para viajar o llevar a cualquier sitio porque caben en un bolsillo.

Aunque cada vez permiten más ajustes con este tipo de cámaras la creatividad es algo limitada.

Aunque algunas llevan un visor, éste suele ser más bien simbólico, y se encuadra utilizando la pantalla.

El uso que se le da a las cámaras compactas es de aficionado.

Intermedias o bridge

Es el siguiente escalón en tamaño. A diferencia de las compactas el sensor de este tipo de cámaras es ligeramente superior, lo que supone un aumento en la nitidez y calidad de las fotos, así como en la posibilidad de obtener ampliaciones más grandes sin perder calidad.

Tienen más funcionalidades que las compactas. Las lentes son de mejor calidad y suelen tener un zoom no intercambiable habitualmente con mayor alcance que las compactas.

Algunas tienen visor, también simbólico por no ser réflex (esto se explicará en el tema del visor).

Son cámaras ideales para viajar sin mucho cachibache y que te permiten hacer fotos de buena calidad controlando lo que haces.

El uso que se les da a las cámaras bridge es de aficionado.

Réflex o DSLR

El tamaño del sensor es notablemente mayor que en las cámaras bridge. Por tanto la nitidez y calidad de las fotos es claramente superior.

Como principales ventajas la cámara DSLR permite el intercambio de objetivos, dispone de un visor réflex que muestra con mucha precisión el resultado definitivo de las fotos, cuenta con más funcionalidades que te permiten ser mucho más creativo y controlar con más exactitud el proceso de tomar una foto.

Tienen un sinfín de accesorios y permiten ampliaciones en papel de calidad de un tamaño mayor que en las bridge y las compactas.

Existe una gama muy amplia de modelos DSLR, habiendo mucha diferencia entre los básicos y los modelos profesionales.

El uso que se le da a las cámaras DSLR puede ser de aficionado y de profesional, dependiendo entre otras cosas de la gama (no todo es la cámara).

Medio formato

Las cámaras de medio formato tienen un sensor mucho más grande que las DSLR.

Son cámaras dedicadas únicamente al ámbito profesional y científico donde la clave es poder realizar ampliaciones realmente grandes. Fuera de este tipo de fotografía no tiene sentido una cámara de estas características.

Por ello todos sus componentes y accesorios son de la máxima calidad y precisión, al igual que sus precios son muy muy altos.

No hay un tipo de cámara perfecta, sino una cámara adecuada a las necesidades de cada uno. No obstante la cámara DSLR suele ser la idónea para el aficionado interesado en controlar qué hace con su cámara al hacer fotos y quiere ser creativo en sus fotos.

Si bien la mayoría de los temas serán válidos para todos los tipos de cámaras, el curso está más bien orientado a las cámaras DSLR.

Visores

Además de por el tamaño de la cámara o del sensor podemos clasificar las cámaras también según el tipo de visor que tengan en:

Pantalla LCD

La mayoría de las cámaras compactas actuales no tienen visor como tal. Utilizan la pantalla LCD para encuadrar.

Visor directo

Se llama así porque el visor es independiente del objetivo. El sujeto se ve a través de un sistema óptico montado aparte en el que aparece encuadrado el área de la escena cubierta por el objetivo. Este tipo de objetivos es el que suelen usar las cámaras compactas que tienen visor, en las que no es necesario enfocar.

Visor réflex

La imagen proyectada en el sensor por el objetivo esta boca abajo e invertida lateralmente. El visor réflex utiliza un espejo para volverla boca arriba y un pentaprisma (bloque de cristal de cinco caras, tres de ellas plateadas) o un pentaespejo, para corregir la inversión lateral. Por tanto el fotógrafo contempla la escena en su posición real. En el momento del disparo el espejo se levanta y deja pasar la luz al sensor.

Este es el tipo de visor que llevan las cámaras DSLR, también llamadas réflex por esta razón.

Fiabilidad de los visores

La pantalla LCD es el visor más fiable en cuanto a recorte, ya que lo que aparece en la pantalla es exactamente lo que quedará recogido en la foto. Sin embargo este método no es el más fiable en cuanto a enfoque, ya que no tiene la nitidez suficiente para ver si los objetos están correctamente enfocados. Igualmente no es fiable en cuanto a exposición, ya que se alteran fácilmente con el exceso de luz ambiente. En caso de mucha luz veremos las imágenes oscuras en la pantalla y al verlas en nuestro ordenador las veremos mucho más brillantes y claras.

El visor directo es el menos fiable de los tres, ya que tiene un problema llamado paralelaje, acentuado en las fotografías en las que el sujeto está cerca de la cámara. Tal como muestra la imagen, consiste en que la imagen visualizada a través del visor no coincide con la imagen enfocada por el objetivo. Lo he exagerado un poco, pero se puede ver cómo aunque tú hayas encuadrado al caballo bien con el visor directo (en azul), la imagen que el objetivo registra es otra (en rojo), y pueden no coincidir exactamente.

El visor réflex es muy fiable en cuanto al enfoque, pero tienen un factor de recorte, dependiendo del modelo de cámara.