Databend TIF files

El formato TIF (Tagged Image File Format y Tag Image File Format) es un formato de gráficos que permite almacenar imágenes de mapa de bits (como BMP) muy grandes, popular entre los artistas gráficos, la industria editorial, y los fotógrafos aficionados y profesionales en general. Fue desarrollado en 1987 por Aldus (ahora pertenece a Adobe). Las últimas especificaciones (Revisión 6.0) se publicaron en 1992. El formato TIF consiste en definir etiquetas que permiten almacenar la información sobre las dimensiones de la imagen, la cantidad de colores utilizados, el tipo de compresión o la corrección de gama y son las que definen la geometría de la imagen. Sin embargo la capacidad de almacenar datos en una imagen “sin pérdida” hace que un archivo TIFF sea un archivo de imágenes muy eficaz, porque, a diferencia de los archivos JPEG estándar, un archivo TIFF con compresión sin pérdida (o ninguno) se puede editar y volver a guardar sin perder calidad. Aunque también, como veremos, puede admitir un JPEG comprimido, pero entonces ya no será lo mismo pues si que habrá pérdidas de calidad. También una imagen TIF puede estar compuesto de una o más tiras y de un número de baldosas. Todos los azulejos en la misma imagen tienen las mismas dimensiones y son – similares a tiras – comprimido de forma independiente.
Una opción interesante para nuestro trabajo de databend es que este formato puede funcionar como archivo entrelazado o no entrelazado (Interleaved, no-interleaved) en relación a cómo se ordenan la información del color en los píxeles. Sin embargo no todos los programas admiten la exportación en estos dos modos; sólo Photoshop o Photoshop Elements permiten esta opción (Per Channel); en Gimp, por defecto, la exportación siempre es entrelazado, como vemos en las siguientes imágenes:

Photoshop export Tif
Export_tif_Photoshop

Gimp export tif
Gimp_export_tif

Ahora bien¿qué significan estos términos?. Entrelazado significa que los valores de color se almacenan como una combinación de rojo, verde y azul en un píxel de la siguiente manera RGBRGB y los datos del mapa de bits se irán guardando desde la parte superior izquierda hacia abajo. No entrelazado (por canal) significa que los valores de color se guardan como tres canales de color, uno para rojo, otro para verde y otro para azul en modo RRGGBB.
Esto se aprecia perfectamente cuando abrimos el archivo en Audacity ya que veremos perfectamente separados los canales de color; hay un salto en el archivo de sonido,lo que indica dónde empieza un canal y termina otro, lo que nos permitirá controlar mejor nuestro databend, pues podemos escoger qué canal de color queremos manejar.

Tif non interleaved, no compression, Audacity
noentrelazado_Audacity

TIFF no-entrelazado (non-interleaved / per channel)

Vamos a ver ahora como se comporta el Tif no-entrelazado sin compresión en diferentes aplicaciones de audio, como Audacity, de texto, como Notepad o WorPad o hexadecimal, como en 0xED o XVI32, para ver las diferencias existentes; y también veremos cómo en Tif se pueden usar algunos tipos de algoritmos de compresión. Hay que tener también presente que un mismo archivo se puede ver de diferentes modos en el Visor de Mac, en Gimp, en Photoshop o en Paint.

Para todos los ejemplos partimos de la siguiente foto de 2048×1536 px.
OLYMPUS DIGITAL CAMERA

En Audacity, cut&paste nos revela la singularidad del archivo tif no-entrelazado pues vemos perfectamente los diferentes canales de color, por lo que es más o menos controlable el resultado; basta con algunas pruebas para detectar cual es cada canal y así obrar según nos convenga. Hemos de tener en cuenta, tanto en este programa como en otros el hecho de no tocar el principio del archivo, puen en él se encuentra la cabecera donde se almacenan los metadata que indican el tipo de cámara usado, el tamaño del archivo, el modo de color, etc. y si tocamos esa parte el archivo se romperá y no podremos ver nada.

Audacity, cut&paste. Abierto en Vista Previa
OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Lo mismo ocurre si abrimos el archivo en un editor de textos o hexadecimal (Notepad, 0xED), lo que ocurre es que el texto es demasiado largo y no podemos ver, como en Audacity, la distribución de los canales de color pero los resultados son parecidos, como vemos en esta imagen abierta en Notepad a la que hemos realizado cut&paste varias veces.

Notepad cut&paste. Abierto en Paint
OLYMPUS DIGITAL CAMERA

En Worpad el tema es diferente, pues basta con abrir el archivo con este programa de Windows y volverlo a guardar con la misma extensión .tif (no hace falta hacerlo con la extensión .txt y luego cambiarla a .tif) para que se produzca el databend. Este efecto conocido como Efecto Worpad e ilustrado por primera vez por Stallio,
http://blog.animalswithinanimals.com/2008/08/databending-and-glitch-art-primer-part.html es altamente destructivo pues el programa al adaptar la imagen a texto formateará el archivo de nuevo para ajustarlo a la pantalla, añadiendo saltos de línea, cambiando comillas, etc. lo que hace el glitch en la imagen y veremos ésta con colores limpios y brillantes, a pesar de que la imagen queda bastante destruida, precisamente porque el color está guardado en modo canales. Cuando lo comparamos con el modo enlazado veremos cómo en este modo la imagen tiende a unas tonalidades más grises.

Wordpad Effect. Abierto en Paint
P4250018 (1280x960)Wordpad.raw.

Ahora bien, aunque generalmente usamos archivos TIF sin comprimir también un archivo TIFF puede ser un recipiente que contiene imágenes comprimidas (con pérdida) JPG y (sin pérdida) LZW. En este caso no se puede editar y volver a guardar sin perder calidad como ocurre en el caso de los archivos sin comprimir. Los diferentes tipos de compresión se encuentran en las opciones de exportación tanto de Photoshop como de Gimp e incluso en el Vista Previa de Mac. Veamos algunos ejemplos.

->LZW (Lempel-Ziv-Welch) es un algoritmo de compresión de datos sin pérdidas para reducir el tamaño de un archivo, desarrollado por Terry Welch en 1984 como una versión mejorada del algoritmo LZ78 desarrollado por Abraham Lempel y Jacob Ziv. La mayoría de métodos de compresión requieren dos etapas para su utilización: una de análisis y otra de conversión; la clave del método LZW es que recrea sobre la marcha de modo automático y en una única pasada ambos procesos. Si reemplazamos caracteres vemos cómo van apareciendo unas franjas de lineas verticales las cuales van aumentando hasta hacer casi desaparecer la imagen, a medida que aumentamos progresivamente las sustituciones. El proceso es semejante si usamos un editor hexadecimal, como 0xED o de textos como Notepad. Hay que decir que los resultados de realizar databen en archivos Tif con compresión destruyen mucho el archivo y sólo pueden ser abiertos en Gimp, que a pesar de advertirnos de una serie de errores es capaz de abrir el archivo.(al menos es mi experiencia).

0xED reemplazar F1 x FB, 14560 caracteres. Abierto en Gimp
OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Notepad reemplazar FF x VT, 488 caracteres. Abierto en Gimp
OLYMPUS DIGITAL CAMERA

El mismo archivo abierto en Paint.
OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Si hacemos cut&paste podremos apreciar la separación de los canales de color pero por la compresión nos encontramos con la aparición de lineas verticales que pueden ocupar toda la imagen.

0xED cut&paste. Abierto en Gimp
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Notepad cut&paste. Abierto en Gimp
OLYMPUS DIGITAL CAMERA

->JPG es el método de compresión más utilizado en la red pues con él se consiguen archivos de imagen de cierta calidad con poco tamaño: es lo que se llama método de compresión con pérdida. Usa para ello la DCT (transformada discreta del coseno) introducido en 1974 por N. Ahmed , T.Natarajan y KR Rao, equación que se utiliza para dividir la imagen en pequeños bloques de 8×8 píxeles que se procesan de modo casi independiente y los almacena como una combinación lineal o suma de los 64 recuadros que forman la imagen. Si reemplazamos caracteres el resultado es el típico del databend sobre cualquier JPG, aunque hay variaciones según la cantidad de caracteres reemplazados y el programa utilizado, pero no vemos la diferenciación de canales (al existir el contenedor comprimido Jpg ); igual ocurre cuando utilizamos cut&paste aunque es fácil romper el archivo (en Notepad).

0xED reemplazar F1 x FB, 2665 caracteres. Abierto en Gimp.
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Notepad reemplazar RR x RO, 245, FF x SI, 400 caracteres. Abierto en Gimp.
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XVI32 reemplazar 5D x 09, 9316 caracteres. Abierto en Gimp.
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Hex Fiend, cut&paste. Abierto en Gimp
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->ZIP. Es un modo de compresión Tif muy sensible y destructivo; si utilizamos el modo reemplazar caracteres tendremos que usar la opción de reemplazar texto en cantidades inferiores a 300, pues si usamos caracteres hexadecimales el número de caracteres reemplazados será mucho mayor y el archivo se romperá. También como en los casos anteriores de compresión los resultados se visualizaron en Gimp o Paint, pues Photoshop o Vista Previa no los leía.

0xED reemplazar mc x rk, 101 caracteres. Abierto en Gimp.
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Notepad reemplazar GS x RE, 361 caracteres. Abierto en Gimp.
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Si usamos la opción cut&paste esta compresión es muy sensible; sólo podremos cortar unos pocos bits porque si cortamos varios o introducimos texto el archivo se rompe.

0xED cut and paste 4 bits. Abierto en Gimp
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El mismo archivo abierto en Paint.
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0xED cut and paste 10 bits. Abierto en Gimp
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TIFF entrelazado (interleaved)

Como ya dijimos, el archivo entrelazado significa que el color se guarda en una secuencia RGBRGB y las muestras de los canales individuales se entrelazan entre sí en la memoria (en las no entrelazadas los canales son consecutivos); por ello al importarlo en Audacity no veremos saltos en el audio, como ocurría en los archivos no entrelazados que se correspondían con los canales de color, sino que veremos un audio bastante uniforme, que no nos da ninguna información relevante sobre la disposición de los píxeles o el color, por lo que será más difícil predecir los resultados de nuestro databend. En general nuestros resultados serán más grises y con menos brillo; si comparamos el resultado obtenido en WordPad veremos como la imagen tiene más bandas (orientadas de izquierda a derecha en el sentido de los píxeles) con una tonalidad más gris y menos brillante. Si reemplazamos caracteres en Notepad vemos un shift o desplazamiento de la imagen hacia la derecha, pero en el resto de programas apenas hay cambios en la imagen (al estar sin compresión). Al cortar y pegar o introducir caracteres los resultados son similares en un editor de texto, hexadecimal o Audacity, como vemos en los siguientes ejemplos.

Audacity, cut&paste. Abierto en Vista Previa.
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0xED, cut&paste. Abierto en Vista Previa
OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Notepad, reemplazar caracteres. Abierto en Paint
OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Wordpad Effect. Abierto en Paint
P4250018_inter (1280x960)WordPad.tif.

En el caso de los archivos entrelazados con compresión los resultados son parecidos a los de los archivos no-entrelazados pues la compresión es la misma en ambos casos, lo que cambia es la resolución del color. En este modo hay que añadir la compresión PackBits que está disponible en Gimp o en Vista Previa (que por defecto exporta Tif entrelazado) pero no en Photoshop. La compresión RLE o Run-length encoding es una forma muy simple de compresión de datos en la que secuencias de datos con el mismo valor consecutivas son almacenadas como un único valor más su recuento. Esto es más útil en datos que contienen muchas de estas “secuencias”; por ejemplo, gráficos sencillos con áreas de color plano, como iconos y logotipos.

PackBits, 0xED, cut&paste, abierto en Vista Previa
P4250018_Gimp_paqu_bits_0xED_cp2

En cuanto a los otros tipos de compresión veremos los casos en los que las diferencias son más notables respecto a los mismos tipos en los archivos no entrelazados, como es el caso de la compresión LZW; en cuanto a JPG y ZIP los resultados son parecidos a los anteriores.

LZW, Notepad -ÑxSI, 30 caracteres. Abierto en Gimp
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LZW, 0xED 5D X 1D, 4714 caracteres. Abierto en Vista Previa
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LZW, 0xED, cut&paste. Abierto en Gimp
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ZIP, 0xED, F1XFB, 2664 caracteres: Abierto en Gimp
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Pues esto es todo, sólo recordar que esto es sólo una experiencia y que los resultados son muy personales dependiendo del equipo, versiones del software, temas escogidos etc. Lo importante es saber qué es lo que se quiere hacer y porqué se está haciendo. El glitch no es una moda, es una manera de entender la imagen digital.

Los originales de todos los archivos se pueden ver este álbum de Flickr:

https://www.flickr.com/photos/hipnosia/sets/72157644725257349/

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