Russell Kirsch quiere acabar con la cuadratura del píxel

Russell A. Kirsch

Russell A. Kirsch

Hace casi sesenta años, en 1957, Russell A. Kirsch capturó la primera fotografía digital de la historia, veinte años antes de que se inventara la cámara digital. Él fue quien decidió que los píxeles fueran cuadrados por motivos técnicos. Ahora, el creador de aquella imagen quiere suavizar los bordes de los píxeles que componen la práctica totalidad de las imágenes computarizadas. El píxel cuadrado ya no tiene sentido.

En la primavera de aquel 1957, el señor Kirsch logró generar la primera fotografía informática de la historia. Era la imagen granulada del busto de su bebé de tres meses, Walden, una instantánea digital, en blanco y negro, de 176×176 píxeles, más o menos un cuadrado de 5 centímetros de lado. Para ello empleó un dispositivo, una suerte de protoescáner de tambor giratorio, que transformaba las imágenes físicas en matrices de ceros y unos.

Walden, hijo de Kirsch (la famosa foto)

Walden, hijo de Kirsch (la famosa foto)

Aquella foto cambió la manera de ver el mundo. Con ella, la suavidad de las imágenes capturadas por las películas del momento fue desmenuzada y destrozada en pedazos para conformarla toscamente en rudimentarios bits. El píxel cuadrado se convirtió en la norma, en parte gracias a Kirsch, y, desde entonces, el mundo es un poco más irregular y rugoso por los bordes.

Como un científico de, a la sazón, la Oficina Nacional de Normas (National Bureau of Standards), hoy el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (Institute of Standards and Technology), Kirsch tuvo la suerte de trabajar con la única computadora programable en los Estados Unidos por el entonces. Kirsch decía en una entrevista que «lo único con lo que no teníamos limitaciones era con nuestra imaginación, por lo que hubo un montón de cosas que pensamos hacer. Una de ellas fue algo así como ¿qué pasaría si los ordenadores pudieran ver el mundo tal como y lo vemos nosotros?» Kirsch y sus colegas nunca llegaron a pensar que su trabajo estaba sentando las bases para la fotografía actual, las imágenes por satélite, las tomografías, los códigos de barras en los embalajes, la autoedición, la realidad virtual o los perfiles en Facebook.

Por aquellos tiempos, la capacidad de memoria de una computadora limitaba el tamaño de las imágenes. Pero hoy en día, los bits se han vuelto tan baratos que una persona puede andar por ahí con miles de fotos digitales de su bebé guardadas en un dispositivo de bolsillo que también hace llamadas telefónicas, navega por Internet y te guía por el mundo conectado a la señal de un satélite GPS. El equipo informático que se utilizó para generar la imagen del hijo de Kirsch (fotografía siguiente) fue un SEAC (Standards Eastern Automatic Computer) del tamaño de una habitación.

El SEAC que se utilizó para crear la primera imagen digital

El SEAC que se utilizó para crear la primera imagen digital

Sin embargo, la ciencia aún está lidiando con los límites establecidos por el píxel cuadrado. Russell Kirsch comentaba: «hacerlos cuadrados era lo más lógico que se no ocurrió en aquel momento. Por supuesto que lo lógico no era la única posibilidad, pero los hicimos cuadrados. Fue un error absurdo que todo el planeta ha estado sufriendo desde entonces. Pido perdón por ello.»

Hoy Kirsch tiene 81 años y quiere reconciliarse con el mundo digital. Retirado y residente en Portland, Oregón, está dispuesto a hacer las paces. Su mente aún es lúcida, e inspirado por los constructores de mosaicos que en la antigüedad diseñaron escenas de impresionante detalle con trozos irregulares de azulejos, Kirsch ha escrito un programa que convierte los gruesos y toscos cuadrados de una ilustración digital en una imagen más suave compuesta, nada más y nada menos, que con píxeles de forma variable.

Y como no podía ser de otra manera, para probar su nuevo algoritmo aplicó otra vez el software a una foto de su hijo Walden, que ahora cuenta con 53 años de edad, un poco más crecidito que en la imagen primigenia. El análisis completo de Kirsch se puede consultar en la edición de mayo-junio de la Revista de Investigación del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología.

El método de Russell Kirsch evalúa cualquier imagen de puntos cuadrados mediante máscaras de 6×6 píxeles cada una y busca la mejor manera de dividir limpiamente ese cuadrado grande en dos áreas de mayor contraste. El programa prueba dos máscaras diferentes sobre cada área: la primera genera dos triángulos irregulares, la segunda dos rectángulos, también irregulares. A continuación, cada máscara gira hasta que el software encuentra la configuración ideal que divide el área de 6×6 píxeles en las secciones que más contrastan. Por último, se fusionan los píxeles similares a ambos lados de la costura o unión entre secciones.

Además de utilizarlo con la fotografía de su hijo, el científico también ha aplicado su programa de software a una resonancia magnética de su propio cráneo con el objeto de limpiarla de bordes irregulares y de zonas mal definidas. Él está convencido de que su idea encontrará un hogar entre la comunidad médica, donde se almacenan cientos de radiografías en ordenadores que pierden una calidad, para él, considerable.

Russell Kirsch con su creación

Russell Kirsch con su creación

Empero, este enfoque de Kirsch sigue chocando con otras opiniones, como la de David Brady, jefe del programa de imagen y espectroscopia de la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte. Brady cree que las imágenes construidas a partir de píxeles pueden mostrar una increíble cantidad y calidad de detalle, que un sistema de imagen digital basado en bloques o cuadrados es perfectamente capaz de reconstruir un patrón del mundo real de manera exacta.

En fin, está claro que los píxeles son todavía el punto de partida de las imágenes digitales de hoy día, pero las matemáticas −en particular la aplicación de la conocida como teoría de ondículas− es lo que convierte los píxeles en imagen. La transformada de ondícula utiliza una pequeña cantidad de mediciones y las convierte en la mejor representación de lo que ha sido medido. Lo que los matemáticos pretenden hacer así, Kirsch lo ha conseguido hacer con máscaras y rediseñando los píxeles cuadrados para que se conviertan en pequeñas teselas irregulares de un mosaico.

En 2003, los editores de la revista LIFE honraron la imagen del bebé de Kirsch, nombrándola como una de las ‘100 fotografías que cambiaron el mundo‘. No sabemos si este gran genio logrará imprimir un cambio tan radical al mundo de la imagen digital como para que los píxeles cambien de forma, pero siempre es curioso y grato ver cómo el mundo de la tecnología todos los días avanza un poquito hacia adelante, logrando, pedazo a pedazo, bit a bit, píxel a píxel, que nuestra vida real sea más fácil y nuestra existencia digital esté definida con mayor calidad.

De biorritmos, años ochenta y códigos escritos en BASIC

'Biorritmos', el programa

‘Biorritmos’, el programa

«¿Sabía usted que en su vida existen una serie de movimientos cíclicos entre los cuales se desarrollan los años de su existencia?» Así comenzaba el artículo del primer número de MicroHobby en el que se proporcionaba un listado con un pequeño programa para ZX Spectrum que era capaz de calcular tus biorritmos. Hablamos de noviembre de 1984.

Empecemos por el principio y, cuando lleguemos al final, nos paramos. Los biorritmos constituyen un intento pseudocientífico de predecir diversos aspectos de la vida de un individuo mediante el uso de cálculos matemáticos sencillos. Fue algo que en los años ochenta españoles (setenta en otros países) no es que se pusiera de moda, es que se convirtió en una auténtica obsesión enfermiza para la mitad de la población.

Sinusoides de los biorritmos

Sinusoides de los biorritmos

Según los creyentes en los biorritmos, la vida de una persona se ve determinada por ciclos biológicos rítmicos que afectan a la capacidad de cada uno en distintos terrenos, como el mental, el físico o el emocional. Estos ciclos son representados por curvas de ondas senoidales conforme a tres ciclos principales: el físico (de 23 días), el emocional (de 28 días) y el intelectual (de 33 días).

Por aquella época, multitud de revistas comenzaron a parlotear y parlotear de los biorritmos, de lo importantes que resultaban para nuestra vida, de lo imprescindible que era tenerlos en cuenta y blablá, blablá, blablá. Regalaban cartoncillos que hacían las veces de calculadora de ritmos biológicos: moviendo dos pestañitas y haciéndolas coincidir con tu día de nacimiento y con el día en curso, el invento te proporcionaba tus rachas de óptima y pésima suerte.

Como era de esperar, el mundo de la tecnología ochobitera no podía dejar pasar por alto aquel filón, y los programadores en ciernes de la época se afanaban en desarrollar pequeñas piezas de software que calcularan nuestros biorritmos. Las fórmulas matemáticas son bien sencillas, la verdad, por lo que el algoritmo informático no debió causar demasiado dolor de cabeza a aquellas máquinas lentas y torpes de entonces.

'Biorritmos' en MicroHobby

‘Biorritmos’ en MicroHobby

Las ecuaciones que rigen los tres ciclos principales son: para el ciclo físico (1); para el emocional (2); y para el intelectual (3). Las tres en función de PI y en función de una variable t que especifica el número de días transcurridos desde el nacimiento de la persona.

(1)

(2)

(3)

La revista MicroHobby de la época salía a la parrilla kioskera con un número que tenía que romper moldes y rebosar ventas, con una memorable ilustración de Ponce en la portada y listados de Spectrum en su interior para teclear en casa y generar programas como churros y sin esfuerzo mental. Uno de aquellos listados que MicroHobby llevaba en su primer número fue, precisamente, el de un programita para calcular los biorritmos.

Pantalla de presentación de 'Biorritmos'

Pantalla de presentación de ‘Biorritmos’

Yo creo que es tan famoso aquel listado para teclear como el propio número inicial de MicroHobby. Ubicado en la sección de ‘Programas de Lectores’ (curioso, cuando era el primer número de la revista) y desarrollado por un tal Alvaro J. Gómez, ‘Biorritmos‘ comenzaba con una sencilla pantalla de presentación para, a continuación, pasar a preguntar por la fecha de nacimiento del individuo en cuestión (día, mes y año). Seguidamente, solicitaba también día, mes y año de la consulta, es decir, el actual (el del momento). Aquellos nostálgicos cacharros no sabían ni la fecha ni la hora vigente.

Una vez introducidos los distintos campos y verificados, el programa tarda unos segundos (el tiempo corre en función de los años que tengamos) en escupir los ansiados resultados: nuestra edad en días y todos los detalles respecto a nuestros ciclos biorrítmicos, semiciclos, alzas o bajas y momentos críticos o semicríticos. ¡Magia!

Listado de 'Biorritmos' (clic para ampliar)

Listado de ‘Biorritmos’ (clic para ampliar)

El listado del programa (imagen anterior) es bastante ingenioso para la época. Resulta curioso (y un poco complicado para nuestra mente actual de programadores estructurados) seguirlo con sus saltos adelante, sus vueltas hacia atrás, sus idas y venidas y su ajetreo mareante. Pero es cortito y merece la pena comprobar cómo se las ingenia para calcular el número de días del mes, si es tu cumpleaños o no, cómo realiza un control de excepciones básico que utiliza para saber si las fechas están bien introducidas o el cálculo que hace de los días positivos y negativos. Años bisiestos no tiene en cuenta, y es que sería demasiado pedirle a nuestro pequeño gomas de 16 o 48 kas.

Si queremos disfrutarlo desde un emulador, también podemos vía formato TAP, cómo no.

En fin, todo un lujo para la época. Uno de los primeros listados del número 1 de la revista más legendaria sobre las máquinas de 8 bits. ¿Qué más se puede pedir? Bueno, que lo de los biorritmos esos funcionara, pero me temo que no tiene mucho fundamento científico; vamos, ninguno. Pero mola.

El sistema operativo Contiki, ese gran desconocido tan cercano

Contiki

Contiki

Podemos conectar casi cualquier cosa a una red informática: bombillas, termostatos, cafeteras e incluso tejones. Sí, tejones.

Los tejones, esos pequeños mamíferos de cabeza blanquinegra, pasan mucho tiempo bajo tierra, en sus profundas madrigueras, lo que hace difícil para los biólogos y para los zoólogos rastrear su paradero y monitorizar sus actividades. El sistema GPS, por ejemplo, no funciona bien debajo del suelo o en áreas cerradas.

Sin embargo, hace unos cinco años, los investigadores Andrew Markham y Niki Trigoni de la Universidad de Oxford, resolvieron este problema mediante la invención de un sistema de seguimiento inalámbrico que puede trabajar debajo de la tierra.

Este sistema es inteligente, pero no lo hicieron ellos solos. Al igual que muchos otros científicos, miraron de frente hacia el código abierto (open source) para evitar tener que construir desde la nada los componentes fundamentales. Uno de los bloques que utilizaron para diseñar su dispositivo fue un sistema operativo de código abierto llamado Contiki.

Contiki no es tan conocido como Windows, Linux o Mac OS, pero, desde hace más de una década, ha sido el sistema de referencia para hackers, académicos y empresas de dispositivos conectados a la red, como sensores, secuenciadores o sistemas de automatización basados en web. A los desarrolladores les encanta porque es ligero, muy maduro y, por supuesto, gratuito. Además, proporciona una base para programadores y emprendedores deseosos de traernos todos los aparatos conectados a la Red de redes, como el «Internet de las cosas» promete y sin tener que desarrollar un sistema operativo subyacente para esos gadgets en cuestión.

Quizás lo mejor que Contiki tiene a su favor es que es una distribución pequeña; realmente muy pequeña. Mientras que Linux, por ejemplo, requiere de un megabyte de RAM, Contiki necesita sólo unos pocos kilobytes para correr. Su inventor, Adam Dunkels, ha sabido lograr un sistema operativo completo que incluye una interfaz gráfica de usuario, software de red y un navegador web corriendo en menos de 30 kas de memoria. Eso hace que sea mucho más fácil de ejecutar en chips pequeños y de baja potencia (precisamente el tipo de necesidades que se requiere para los diminutos dispositivos conectados), pero también ha sido portado a diversos sistemas antiguos, como Apple II o Commodore 64.

Adam Dunkels, el creador de Contiki

Adam Dunkels, el creador de Contiki

Contiki pronto se va a enfrentar a competencias de la talla de Microsoft, que recientemente anunció su nuevo Windows orientado al Internet de las cosas. Y aunque el nuevo sistema operativo de Microsoft sea gratuito para los dispositivos de menos de 9 pulgadas (que así parece que será), no va a ser de código abierto, por lo que Contiki le lleva una ventaja ya de 11 años.

El proyecto de Contiki OS se inició en 2003, pero sus raíces se extienden a los días de Dunkels como estudiante de informática en la Universidad de Mälardalen, en Suecia. En el año 2000, Dunkels trabajaba en un proyecto para utilizar sensores inalámbricos con el objeto de rastrear los signos vitales de los jugadores de Hockey y mostrarlos en pantalla para que la multitud pudiera verlos. «Les convencimos a los deportistas para llevar todo el rato esa cosa en su nariz con el fin de que nosotros pudiéramos medir su respiración», recuerda Dunkels.

Para hacer que todos aquellos sensores funcionaran correctamente, Dunkels tuvo que escribir el software que les permitiera interactuar con una red informática. Denominó a aquel código resultante LwIP (que viene de pila Lightweight TCP/IP) y, aunque LwIP se sigue utilizando en muchos microcontroladores y otros productos actuales, Dunkels decidió que no era lo bastante ligero. En 2003, creó microIP y, posteriormente, Contiki. El sistema operativo fue un éxito inmediato entre los investigadores y aficionados, y en los últimos años ha atraído a muchos usuarios comerciales con propuestas interesantes, como los instrumentos de detección de radiación Rad DX o los sistemas de monitorización del entorno Zolertia.

Para ayudar a apoyar el creciente uso comercial de Contiki, Dunkels dejó su trabajo como profesor en el Instituto Sueco de Ciencias de la Computación y fundó Thingsquare, una empresa enfocada a proveer un back-end basado en la nube para dispositivos Contiki. La idea es hacer más fácil para los desarrolladores conectar sus dispositivos de hardware con los teléfonos inteligentes e Internet. Thingsquare administra los servidores y proporciona todo el software necesario para gestionar un dispositivo a través de la Red.

Contiki está diseñado, pues, para sistemas embebidos con escasa memoria. Cuenta con un núcleo orientado a eventos sobre el cual los programas pueden ser cargados y descargados de forma dinámica en tiempo de ejecución. Tiene un subsistema GUI opcional, con soporte de gráficos para terminales locales y para terminales virtuales en red mediante VNC o sobre Telnet. Incluye una pila ligera TCP/IP y una pila Rime, que está diseñada especialmente para comunicaciones inalámbricas de baja potencia, y cuenta con un amplio rango de primitivas de comunicación. También soporta IPv6, junto con protocolos como RPL4 y 6LoWPAN.

Es muy probable que Contiki sea el futuro de los sistemas operativos para el Internet de las cosas. Le echaremos un vistazo y lo seguiremos bien de cerca.

ReadySetClick! T1×04 on air

RSClick! podcast 1x04

RSClick! podcast 1×04

We are on air again, que lo sepas. ReadySetClick! presenta su nuevo podcast para propios y extraños.

Hablamos de Watch Dogs, de los juegos de E.T. de Atari desenterrados que Microsoft va a vender, del fallo de seguridad en Spotify, de iOS 8 (por supuesto), de Samsung y su desmarque de Android y del smartwatch de Motorola, el Motorola 360.

La app de la semana está dedicada a Wiser y, en ‘Teknoútil’, os traemos un descubrimiento que abre nuevas vías en la investigación de materiales: plásticos que se autoregeneran.

En ‘RetroClick!’ os desvelamos hasta el último guiño que la película ‘Rompe Ralph‘ esconde sobre el mundo de los videojuegos ochenteros.

La abdicación del rey de España y su rápida repercusión en las redes sociales será lo que protagonice nuestra sección ‘Se habla de’ (fíjate tú).

Esta semana, como no podía ser de otra manera, utilizaremos nuestra sección ‘El debate’ para analizar con todo detalle la última conferencia de desarrolladores de Apple (WWDC 2014) y las novedades que nos ha traído.

Y, para terminar, desvelaremos el ganador de la foto de la semana de nuestro grupo de Flickr.

Tomad asiento porque ya empieza ReadySetClick!

Podcast en http://www.ivoox.com/rsclick-t01x04-programa-completo-08-06-2014-audios-mp3_rf_3199564_1.html

Hoy, 5 de junio de 2014, ‘Reset the Net’

Reset the Net es la respuesta de entidades sin ánimo de lucro, grupos defensores de derechos y diversos medios y empresas al espionaje masivo en la red como forma de concienciar a los usuarios para utilizar herramientas seguras; todo ello coincidiendo con el primer aniversario de las revelaciones de Edward Snowden.

Todo este movimiento lo inicia la compañia Fight to the Future, y ya son unos 200 sitios web (pequeños, grandes y muy grandes) los que se han unido al movimiento. Sí, teknoPLOF! también, sí.

El objetivo de esta campaña, como no podía ser de otra manerta, es concienciar al conjunto de los usuarios de la red, a las empresas y a los desarrolladores y administradores de aplicaciones y sitios web de la obligatoriedad, cada día más creciente, de protegerse frente a las intromisiones de los gobiernos en el ámbito de la privacidad y de mejorar la seguridad de sus comunicaciones

Más información en un blog, dos blogues, tres blogues. También puedes descargar el pack de privacidad o dar de alta tu web para unirte al proyecto.

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