Laboratorio de muestreo de píxeles
cómo la tasa de muestreo cambia qué detalle sobrevive
el efecto rueda de carreta, pero para píxeles 🖖
Cuando el muestreo es demasiado lento, el detalle de alta frecuencia se pliega en un movimiento o una textura de frecuencia falsamente baja. El sensor no percibe menos detalle de forma lineal; percibe el detalle equivocado.
La regla de dos muestras por ciclo 🖖
Para captar una onda con fidelidad debes muestrearla más de dos veces por ciclo; ese umbral es el límite de Nyquist, la mitad de la frecuencia de muestreo Fs. Por debajo, las muestras caen en algún sitio, pero ya no describen el original: la forma que reconstruyes es una impostora. Sube freq por encima de Fs/2 aquí y observa cómo la reconstrucción amarilla se despega de la fuente verde.
Por qué el audio de CD usa 44,100 Hz 🖖
El oído humano llega hasta unos 20 kHz, así que Nyquist exige una frecuencia de muestreo superior a 40 kHz, ¿pero por qué el número tan concreto de 44,100? El audio digital primitivo se guardaba en cinta de vídeo: tres muestras por línea activa, 245 líneas a 60 campos (NTSC) o 294 líneas a 50 campos (PAL) dan exactamente 44,100 muestras por segundo. Un límite auditivo se cruzó con un formato de vídeo y el número se quedó.
Problemas de ejemplo
- seno sobremuestreado - Muestreo seguro: Fs muy por encima de 2f, se conserva la forma de la onda
- cerca de Nyquist - Cerca de Nyquist: se capta el detalle, pero la reconstrucción es frágil
- caso de aliasing - Submuestreado: la alta frecuencia aparece como una falsa onda de baja frecuencia
- moiré de tablero - Patrón de tablero con submuestreo genera artefactos tipo muaré