Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

septiembre 20, 2006

El mundo digital

Todo parece ser digital, y todo lo digital parece ser bueno y deseable, pero ¿qué es lo digital, cuáles son sus ventajas y desventajas?

La democratización o, quizás, mercantilización de la palabra "digital", y los años transcurridos desde que se puso en marcha, ha dejado olvidado el significado de la palabra "digital" y las importantes diferencias que tiene respecto de la forma anterior de representar el mundo y la información, la "analógica". Parece oportuno, entonces, hacer un repaso de lo que realmente significa esa omnipresente palabra.

Muchas cosas ocurren de manera continua en el tiempo. Por ejemplo, en la música tenemos sonido vibrando continuamente. Si deseamos registrar el sonido, podemos utilizar un sistema como el de Tomás Alva Edison: un sustrato en el cual las ondas sonoras mueven un estilete que va grabando físicamente un surco continuo. Al hacerse pasar otro estilete con un dispositivo de amplificación sobre el sustrato, se reproducirá el sonido de manera analógica, es decir, donde cada valor representado es análogo al original. Es el principio que se utilizó en los discos de música hasta principios de los años 80, cuando apareció el disco compacto digital. Recientemente, y en manos de pichadiscos, DJ o diyéis, el disco de vinilo ha reaparecido como recordatorio de los orígenes del registro analógico de la música.

El problema es que los ordenadores no pueden trabajar con señales continuas o analógicas. Los ordenadores sólo entienden un idioma formado a partir de números, y los números no son continuos, sino son lo que los matemáticos llaman "discretos". Los números son dígitos, y por tanto digitalizar algo es simplemente convertirlo en una serie de números que puedan manejar los ordenadores y todos los dispositivos, máquinas, aparatos y adminículos basados en los principios de la informática.

Los números y los símbolos tales como las letras son de por sí discretos o discontinuos. No hay una gradación continua de valores entre la letra "a" y la letra "b", por ejemplo, de modo que los símbolos que forman las palabras que usted lee mantienen intacto su valor desde que yo los escribo en un ordenador hasta que llegan a usted. Pero si tratamos de representar para un ordenador un sonido que suba continuamente de una nota grave a una aguda, como lo puede hacer un cantante o un violón, tenemos que digitalizarlo o convertirlo en números, y para ello debemos darle un valor a la nota más grave y otro a la más aguda. Por ejemplo, podemos asignarle 1 a la nota más grave y 50 a la nota más aguda. Lo que ocurrirá es que nos veremos obligados a incluir toda la gradación tonal en sólo 50 sonidos. En la vida real, la señal analógica es continua, pero en el mundo digital habrá un 1 y luego un 2, sin nada en medio. Al escuchar esta sucesión de 50 tonos, lo más probable es que el oído humano detecte 49 saltos desagradables de un tono a otro más alto, sin la continuidad del original.

Para mejorar nuestra percepción de ese sonido, podemos dividirlo no en 50 fragmentos, sino en 100, o en 1000, o en 100.000. Al ir usando más números para representar esa continuidad, llegará el momento en que nuestro oído perciba los fragmentos como si fueran continuos. Esto se debe solamente a las limitaciones de los sentidos, pero sigue siendo una sucesión de fragmentos discontinuos. Es decir, al aumentar la tasa de muestreo o la resolución digital de lo que estamos reproduciendo, podemos dar la ilusión de que es continuo, nada más. Y, lo que es más importante, hay una determinada cantidad de información que se habrá perdido en el proceso de digitalización o conversión en números.

La tasa de muestreo o la resolución del proceso de digitalización resulta así esencial para la calidad del producto final. Una fotografía de una cámara digital ya vieja, de 640 x 480 píxeles, por poner un caso, pierde muchísima información, porque todo lo que hemos fotografiado está representado únicamente por 307200 puntos, y cada uno de esos puntos sólo puede tener una cantidad limitada de información en cuanto a color y luminosidad. Esa cámara tiene así 1/3 de megapíxel de resolución. Muy poco si la comparamos con una moderna cámara profesional capaz de registrar la misma escena con 11 millones de puntos (11 megapíxeles), cada uno con varios miles de valores posibles en cuanto a color y luminosidad.

Sin embargo, por grande que sea la calidad, la información que se pierde al digitalizar un continuo es irrecuperable. Esto carece de importancia en algunos casos, como en documentos que podemos escanear o digitalizar a baja resolución porque sólo nos importa su contenido literal, y da igual que no se haya reproducido una mota de polvo o una arruga del papel. Pero la pérdida de información es una preocupación al digitalizar un documento histórico que puede contener información no sólo por lo que está escrito en él, sino por la disposición de las fibras del papel (que pueden dar pistas sobre su fecha y lugar de producción), minucias caligráficas, imperfecciones en el trazo que pueden hablar del tipo de pluma o tinta empleadas.

La pérdida de esa información se compensa con una de las características más asombrosas de los documentos digitales, una que hoy damos por hecho pero que fue un sueño inalcanzable durante gran parte de la historia humana: la posibilidad de tener copias perfectas de los archivos digitales. Ya teniendo un archivo digital, de sonido, de imagen, de cine, de lo que sea, lo podemos copiar sin que pierda ya nada más de información.


La telefonía digital


Anteriormente, nuestras palabras se convertían en variaciones de voltaje que viajaban por un cable de un teléfono al otro. Esa telefonía analógica se ha visto reemplazada por una telefonía digital asombrosa, en la que todos los sonidos que emitimos se convierten en números que se unen en "paquetes". Dada la velocidad a la que se comunican los ordenadores, un solo cable (y más si es de fibra óptica) o una onda de radio (en la telefonía móvil) puede transmitir decenas y hasta miles de conversaciones al mismo tiempo. Los "paquetes" de cada conversación tienen una "etiqueta" numérica que permite que un ordenador al otro extremo reconstruya la "grabación digital" de las palabras de cada una de las conversaciones, sin confundirlas, y las transmita a la persona con la que hablamos, todo a tal velocidad que nos resulta imperceptible. Y al no estar sometidos tales "paquetes digitales" a interferencias eléctricas, la calidad del sonido es muy superior a la de la telefonía analógica, pese a que cada cosa que decimos y escuchamos ha sido convertida en números, destazada, enviada y recompuesta de nuevo, a veces al otro lado del mundo.

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