Sonido digital (I) en Proyecto Autodidacta |
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Posted: 13 Feb 2015 07:30 AM PST
Parte 23 de la serie Manual básico de software
 Podemos referirnos a los archivos de sonido también como archivos de audio. Los archivos de sonido pueden tener en su interior cualquier tipo de sonido: voz, música, ruidos, etc. Esto no importa. Su característica más importante es la compresión, pues el sonido puede ocupar muchísimo espacio de disco en su estado puro, con toda su calidad. Los formatos que pueden almacenar el sonido así sólo se usan a nivel profesional. Los formatos usados para guardar música suelen tener compresión. En este caso, la compresión siempre se produce con perdida: el archivo comprimido pierde calidad y no hay forma de recuperarla. Como el MP3 es el formato de audio más popular, vamos a utilizarle como ejemplo para ver como funciona esto de la compresión de sonido. No se hará una guía detallada de este formato, pero su explicación nos hará comprender mejor como funciona el sonido digital. El tipo de archivo MP3 es el único que se ha hecho popular fuera del entorno de la informática: los reproductores portátiles de MP3, los CDs con MP3, equipos de música o teléfonos capaces de reproducir MP3. De hecho, nadie dice que su cámara toma JPGs, o que su procesador guarda DOCs. El formato MP3 se hizo popular por la capacidad que tiene de comprimir mucho conservando bastante calidad. La calidad en el sonido digital depende de varios factores, pero el que más nos importa en este momento es lo que se conoce como Bitrate, que mide “la cantidad de muestras por segundo de audio”. Pero no nos compliquemos. Lo que necesitamos saber de la bitrate es que se mide en una unidad llamada “kbps”. Esto nos indica con que calidad podemos guardar un MP3.
Actualización: el cómic publicado en esta entrada ha sido actualizado a una versión más grande y mejorada. La fecha de publicación original fue el 24 de julio de 2008
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Imágenes vectoriales y mapas de bits en Proyecto Autodidacta |
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Posted: 06 Feb 2015 06:30 AM PST
 Las imágenes en la computadora son principalmente de dos tipos: los mapas de bits y las vectoriales. Las imágenes de mapas de bits están formadas por píxeles, mientras que las vectoriales están formadas por coordenadas matemáticas. Por la manera en que son manipuladas, las imágenes de mapas de bits a veces son llamadas pinturas (pictures) y las imágenes vectoriales son llamadas dibujos (draws). Al estar definido matemáticamente, cada elemento de una imagen vectorial se trata como un "objeto" que se puede mover, duplicar y transformar con más libertad que un mapa de bits. Y sin perder calidad. Los "dibujos" vectoriales son muy utilizados en el diseño gráfico, ya que son más fáciles de manipular y se pueden insertar mapas de bits dentro de sus archivos, combinando dos estilos de creación y manipulación de imágenes. Para hacer un "dibujo" vectorial hay que usar programas especiales como Adobe Illustrator, Corel Draw (ambos propietarios y de pago), OpenOffice.org Draw o Inkscape (ambos libres y sin costo). Las imágenes de mapa de bits son las más usadas: las imágenes que forman los dibujitos que ves en los programas, en las páginas web, o las fotografías que ves por Internet o que tomas con una cámara digital. Están formadas por diminutos puntos de color llamados píxeles. Cada píxel es de un color y todos juntos forman una imagen. Al modificar una imagen de mapa de bits lo que hacemos es modificar el color de cada píxel.
Actualización: el cómic publicado en esta entrada ha sido actualizado a una versión más grande y mejorada. La fecha de publicación original fue el 17 de julio de 2008
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Cuaderno de Cultura Científica: Un nuevo alótropo del silicio promete revolucionar la industria fotovoltaica |
| Un nuevo alótropo del silicio promete revolucionar la industria fotovoltaica Posted: 19 Nov 2014 08:00 AM PST Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next Que la estructura cristalina es fundamental para las características físicas que va a presentar una sustancia química es de todos conocido. Ahí está el clásico ejemplo del grafito de la mina de los lápices y el diamante, ambos con idéntica composición química (carbono puro), pero diferente estructura cristalina. Grafito y diamante son dos de los alótropos posibles del carbono. Un grupo de investigadores de la Institución Carnegie (EE.UU.), encabezados por Duck Young Kim, ha conseguido sintetizar un nuevo alótropo del silicio con gap directo. Gap directo significa que el mínimo de la banda de conducción (por la que circulan los electrones que “conducen” la electricidad) y el máximo de la banda de valencia (donde están los electrones de valencia de los átomos) coinciden para el mismo valor de una variable llamada momento cristalino, lo que permite que un electrón se mueva entre una y otra banda simplemente intercambiando un fotón. Este descubrimiento podría revolucionar la industria de las células fotovoltaicas y la de los dispositivos emisores de luz (LED) al combinar la capacidad de absorber la luz de los materiales como el arseniuro de galio con las ventajas de proceso del silicio tradicional. El único inconveniente serio es que la síntesis del nuevo alótropo es larga y cara, pero una vez claro el concepto es muy probable que se pueda reducir y abaratar. El silicio es omnipresente en la industria electrónica, pero el alótropo que se emplea, que comparte estructura cúbica con el diamante, tiene un gap indirecto, es decir, los electrones no se pueden mover entre las bandas de valencia y conducción simplemente intercambiando un fotón, es necesario también la intervención de un fonón (una excitación de los modos de vibración del cristal) para que se conserve el momento. Esto hace que el silicio sea relativamente ineficiente a la hora de absorber o emitir luz. Las células fotovoltaicas necesitan por ello una oblea de silicio relativamente gruesa para absorber suficiente luz, mientras que en los LEDs se prescinde del silicio y se usa arseniuro de galio que, si bien es de gap directo, es más caro, se descompone fácilmente y es tóxico. El silicio, que se encuentra justo debajo del carbono en la tabla periódica, tiene como éste la capacidad de formar cuatro enlaces formando un tetraedro. Esto hace posible la existencia de una enorme variedad de estructuras hipotéticas, muchas de las cuales no son estables, sino metaestables, es decir, con una energía ligeramente superior a la estructura más estable posible en condiciones normales. Muchas de estas estructuras se han observado experimentalmente en condiciones controladas y cuatro son estables dinámicamente en condiciones ambiente. En 2013 el mismo equipo de investigadores descubrió el Na4Si24. Ahora han comprobado que calentándolo a 400 K al vacío pierde los átomos de sodio dejando un alótropo ortorrómbico de silicio estable dinámicamente. Los investigadores han realizado cálculos teóricos que indicarían que este nuevo material es estable hasta los 750 K y 10 gigapascales de presión y, lo que es mucho más interesante, con un gap directo de 1,3 eV o, lo que es lo mismo, ideal para células fotovoltaicas. El gran problema, como indicábamos al principio, es de proceso. Temperatura y vacío combinados para obtener una estructura que es metaestable, y muy sensible a las impurezas, a partir de un compuesto es algo muy delicado. Pero no es nada que no pueda mejorarse invirtiendo en su optimización si el material es lo que promete ser. Pero para comprobar que todas las bondades del silicio ortorrómbico realmente son las que se calculan será necesario obtener cristales de un tamaño mucho mayor que el de los obtenidos hasta ahora , microcristales o, visto desde fuera, polvo. Si se obtiene un cristal de tamaño razonable podría simplificarse el proceso rápidamente recurriendo al crecimiento epitaxial, muy empleado ya en la industria de los semiconductores. En el peor de los casos, en el que no se pudiesen superar las dificultades técnicas, este trabajo quedará como referencia por la nueva forma de síntesis, que podrá aplicarse a distintos materiales en busca de todo tipo características interesantes. Referencia: Duck Young Kim, Stevce Stefanoski, Oleksandr O. Kurakevych & Timothy A. Strobel (2014) Synthesis of an open-framework allotrope of silicon Nature Materials DOI: 10.1038/nmat4140 Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance The post Un nuevo alótropo del silicio promete revolucionar la industria fotovoltaica appeared first on Cuaderno de Cultura Científica.  |
| Un delicioso puzzle de chocolate Posted: 19 Nov 2014 02:59 AM PST Hace unas semanas pudimos leer en esta sección del Cuaderno de Cultura Científica, Matemoción, una entrada sobre diseños geométricos de tabletas de chocolate, Diseños geométricos de chocolate . En ella hablábamos de una serie de diseños realizados por, o para, el maestro chocolatero barcelonés Enric Rovira. Bellos diseños de tabletas de chocolate, como las tabletas “Hexagon Gaudi” o “Choco dosis”, pero prestamos especial atención al diseño de la tableta de chocolate “Pythagoras”, realizada por el diseñador de origen croata, pero afincado en Donosti, Santos Bregaña, con la colaboración del matemático eibarrés Enrique Zuazua.  Tableta de chocolate “Pythagoras” realizada por el diseñador Santos Bregaña, con la colaboración del matemático Enrique Zuazua, para el maestro chocolatero Enric Rovira Sin embargo, esta no fue la única colaboración con el maestro chocolatero Enric Rovira de este diseñador que ha realizado un trabajo importante dentro del mundo de la gastronomía y que incluso recibió el premio Sphere otorgado por el Art Director Club NY por su trabajo para el restaurante Mugaritz. Si miramos en la página web de su estudio de diseño, Atelier Laia, descubriremos que creó otro diseño para realizar con chocolate, con el nombre “pecados capitales”. Un diseño, de nuevo, con mucha geometría.  Caja de bombones “pecados capitales”, diseño realizado por Santos Bregaña, para el maestro chocolatero Enric Rovira Se trata de una serie de piezas de chocolate, “bombones”, que se guardan en una caja cúbica (como se muestra en la imagen). Este tipo de cajas, cúbicas, ya ha sido utilizado por Enric Rovira para guardar “rajoles” de chocolate, bámbolas o fragmentos de cacao. En este diseño, Santos Bregaña, propone que la forma de los bombones, de las piezas de chocolate, sea distinta a las utilizadas por este maestro chocolatero, e incluso por otros. Para empezar, las piezas de chocolate cubren toda la caja cuadrada en la que se van a guardar, y además son de tipo “recto”, sin curvas. Las opciones más sencillas habrían sido, o hacer piezas de chocolate cúbicas, por ejemplo, 27 bombones cúbicos, que irían guardados en la caja cúbica, o bien hacer piezas que fuesen alargadas, con forma de barra, es decir, como formadas por tres pequeñas unidades cúbicas seguidas, y en total, la caja llevaría 9 de esos bombones alargados. Aunque, ninguna de las dos propuestas sería un diseño muy interesante, y menos innovador. Pero el director de la editorial Tabula, dedicada a la difusión de la cultura y la gastronomía, Santos Bregaña, ha ido más allá. Para el diseño de las piezas de chocolate ha considerado el puzzle geométrico tridimensional “cubo soma”. Este puzzle está formado por siete policubos (es decir, figuras geométricas tridimensionales que se forman al unir dos o más cubos por alguna de sus caras) distintos. Un policubo formado por tres cubitos (con forma de L o V) y seis policubos formados por cuatro cubitos (una esquina o trípode, una L, una T, una Z y dos piezas que son una la imagen especular de la otra).  Las siete piezas del puzzle geométrico tridimensional llamado “cubo soma” Este puzzle geométrico tridimensional fue inventado por el poeta, matemático y genio danés Piet Hein, en 1933. Se cuenta que durante una conferencia sobre mecánica cuántica del físico Werner Heisenberg, que recibió el premio Nobel de Física en 1932 “por la creación de la mecánica cuántica…” y que muchos conocen por el principio de incertidumbre que lleva su nombre, se dio cuenta de que con todos los “policubos” “irregulares” (es decir, que no son “rectos”, luego ni un cubo, ni una serie de cubos alineados; tampoco pueden ser cubos unidos para formar un cuadrado ) formados por 4, o menos, cubos se podía formar un cubo 3x3x3.  Patente inglesa, de 1934, del puzzle geométrico “cubo soma” de Piet Hein Las piezas del “cubo soma” son siete, como los pecados capitales a los que alude el diseñador en esta creación suya de una caja de bombones, y además son piezas distintas, cada una con su propia forma. Así mismo, al ser las piezas de chocolate un puzzle geométrico, en concreto, el “cubo soma”, esta delicia de chocolate se convierte así mismo en un juego. El reto del mismo consiste en construir un cubo 3x3x3 con los siete bombones, o lo que sería lo mismo, sacar las siete piezas de chocolate de su caja cúbica y volverlas a guardar de nuevo. De hecho, como bien descubrió el matemático inglés John Conway existen 240 soluciones distintas, o formas de meter las piezas en su caja cúbica. Por lo tanto, tenemos diversión asegurada.  Imágenes, fotografías de López de Zubiría, de la realización del diseño de la caja de bombones “pecados capitales” por parte del diseñador Santos Bregaña. En la primera se pueden ver dos cubos montados, uno sin la pieza de tres cubitos con forma de V, mientras que en la segunda, el segundo cubo está desmontado, pudiéndose observar las seis piezas que lo formaban, y que con la pieza en V se completarían las piezas del “cubo soma” Personalmente, me parece una idea preciosa la de utilizar las piezas del “cubo soma” como bombones de chocolate, aunque cada vez que nos pongamos a comer estas deliciosas piezas nos quedaremos sin el puzzle geométrico, salvo que la pieza fuese envuelta en una pequeña caja. Esto, sin embargo, complicaría enormemente la realización de este diseño, además de que encarecería el producto final, por el desarrollo de un envoltorio duro. De todas formas, seguramente la realización de estas piezas de chocolate será compleja incluso aunque se utilizara un envoltorio ligero para cada una de ellas. De hecho, no he visto en la página de Enric Rovira que finalmente se desarrollara la caja de bombones “pecados capitales”, quizás por los problemas de realización, o incluso de coste, de esta interesante idea de Santos Bregaña. En cualquier caso, mi felicitación a Santos Bregaña por su delicioso y divertido diseño de una caja de chocolate.  Caja de bombones “pecados capitales” de Santos Bregaña Por cierto, dedicaremos una futura entrada a hablar del puzzle geométrico tridimensional “cubo soma”, o de otros puzzles similares. Sobre el autor: Raúl Ibáñez es profesor del Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU y colaborador de la Cátedra de Cultura Científica The post Un delicioso puzzle de chocolate appeared first on Cuaderno de Cultura Científica.  |
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| Mientras
los titulares de los medios de comunicación internacionales cubrían la
guerra de Irak y la sangría diaria en Medio Oriente, decenas de
conflictos en otra partes del mundo se cobraban la vida de cientos de
miles de personas.
Este "sufrimiento sin titulares", en palabras de Amnistía Internacional, lejos de la mirada del mundo y, muchas veces, del escrutinio de los organismos internacionales es el pan de cada día para muchas personas, una realidad siempre cruel y casi siempre sin una solución fácil. Las "guerras olvidadas" afectan a todos los continentes y, generalmente saltan a las primeras páginas sólo cuando la violencia de cada día en esos países se convierte en genocidio. La población que vive en zonas de conflicto permanente sufre por la violencia y además por una situación de pobreza endémica en algunos casos. Con la pobreza llega el desplazamiento, los refugiados, la desesperación. Las estadísticas hablan por sí mismas. Según OXFAM el costo de un misil permitiría construir 100 escuelas en Kenia. BBC Mundo quiere recordarle a las víctimas sin voz, en un especial en el que repasa algunos de los conflictos más largos y más dolorosos del mundo. |
http://www.bbc.co.uk/spanish/specials/1115_guerras_olvida/
