El mensaje en el contestador telefónico era más o menos así:

-¡Hola! Saqué unas fotos con la cámara digital, en exterior, de noche. La imagen es buena, pero tiene una granulación extraña en las sombras. Además, hay unas manchas de color. ¿Andará bien el CCD? ¿O habré roto la cámara? Ah… estaba a 1600 ASA, pero otras veces saqué a 1600 ASA, de día, y no pasó nada. Llamame si podés. Chau.

La cámara era la última sospechosa. Mi amigo tiene uno de los últimos modelos de réflex digital. Y por experiencia, sé que los componentes digitales funcionan o no funcionan. Son pocos los casos en los que «andan mal». Por lo general, el error está en la parte humana del sistema. En realidad no había nada roto. Estábamos ante un caso típico de exceso en la relación señal-ruido, uno de los parámetros que más afecta la calidad final de la fotografía digital.

Esta consulta me llevó a darme cuenta que debemos sentar nuevos parámetros para lograr una evaluación en la calidad de la fotografía digital.

Cuando digo calidad me refiero a una sensación inmediata y directa, a una evidencia psicofísica que no necesita explicación. Me «doy cuenta» de que estoy ante una foto que reproduce la realidad del modo más perfecto posible. Es un criterio de verdad centrado en el espectador de la foto.

Luego vendrán los análisis racionales de cómo esa «calidad» se manifiesta, a través de qué medios técnicos y, sobre todo, cómo se adecua, o no, al motivo representado. Esto ya es parte del oficio del fotógrafo.

De modo que el criterio para determinar la Calidad Fotográfica consiste en un conjunto de experiencias sensoriales positivas o negativas. Podemos luego hacer mediciones y testeos, pero el criterio último de calidad lo tiene la visión humana y no el análisis técnico.

Sabemos que una foto con una altísima definición -mesurable en líneas por milímetro representadas- pero con un contraste bajo puede dar una sensación de menor calidad que una imagen con menos líneas por milímetro pero con mayor contraste.

En el caso de la fotografía digital, el criterio de evaluación es el mismo. Si la foto “pega”, no nos fijamos en los medios técnicos empleados. Pero si no es así, debemos saber la causa de los errores para solucionarlos.

Existen muchos factores comunes entre la fotografía analógica y digital (Foco, profundidad de campo, velocidad de obturación adecuada, etc.). Pero hay otros parámetros que pertenecen exclusivamente al dominio de lo digital.

Hay que tener en cuenta que la fotografía digital no siempre debe buscar la mayor resolución y la nitidez posibles, sino solo los valores suficientes para el producir una buena imagen en dispositivo de salida adecuado (Impresora inkjet, plotter, impresora fotográfica, etc.)

La relación señal-ruido

Llamamos señal a toda información significativa para construir un mensaje y ruido a cualquier otra dato que acompaña a la señal dificultando su transmisión, almacenamiento y comprensión

En las cámaras digitales, el CCD es el chip encargado de «capturar» la imagen. Está compuesto por una malla de miles de celdas fotosensibles en las que se recibe la imagen formada por el lente. Cuanto más alto sea el número de celdas, mejor será la calidad obtenida. El CCD de una cámara barata puede tener 128.000 celdas  en tanto que el de una cámara de alto precio puede llegar a mas de 6.000.000.

Cada una de esas celdas genera una corriente eléctrica en presencia de la luz. Esa corriente eléctrica será luego cuantizada, es decir, convertida a datos numéricos que se almacenarán en forma digital binaria en la memoria de la cámara o la computadora y darán origen a un píxel.

Pero es muy importante saber que cada una de esas celdas genera una cantidad mas o menos fija de corriente eléctrica (y por lo tanto de datos) al azar, aún en ausencia de la luz y en relación a la temperatura.

Es un caso similar al de un equipo de audio. Si no ponemos ningún CD y elevamos el volumen al máximo, oiremos un soplido que no es mas que el ruido que genera el propio circuito electrónico.

Con los CCD de las cámaras para exactamente lo mismo.

La sensibilidad de cada uno de los elementos del CCD es fija. Tiene un valor aproximado equivalente a 100 ISO. Los índices ISO superiores que nos ofrece la cámara digital se logran no por un incremento en la sensibilidad de los elementos captores, sino por una amplificación posterior de la señal que estos emiten.

Como estos elementos tienen una emisión de señal de base mas o menos fija, cuando capturamos una señal luminosa débil y la amplificamos, también estamos amplificando una buena porción de la emisión de datos aleatoria del chip. Vale decir que se mezclará una cantidad de señal aleatoria sin contenido a la señal correspondiente a la imagen.

Estaríamos ante un caso similar al del forzado de la película. La diferencia clave está en que en el forzado de película tenemos un aumento de tamaño del grano, y por lo tanto una pérdida de resolución espacial, en tanto que en el CCD la resolución se mantiene constante porque sus celdas tienen dimensiones e intervalos constantes.

Podemos sacar entonces las siguientes conclusiones:

  1. La mayor calidad de una cámara digital se obtendrá usándola a su menor sensibilidad ISO equivalente.
  2. La perdida de calidad derivada de usar una sensibilidad ISO mayor se verificará como un aumento de pixeles distribuidos al azar, sobre todo en las zonas de sombra de la imagen. El ruido no será proporcional en toda la imagen, como el grano, sino que se manifestará como más evidente en las zonas oscuras.
  3. Las regulaciones como el Sensibility Boost de la Nikon D1-X, que duplica o triplica la sensibilidad de la cámara no son mas que un mensaje del fabricante que nos dice que estamos amplificando la señal a nuestro propio riesgo. Por algo lo presentan como una amplificación de señal y no como un índice ISO. Es arriesgado usarlo pero, personalmente, no me perdería una buena foto por miedo a usar 4000 ASA
  4. El ruido se manifestará mas en alguno canales que en otros. El canal azul puede ser el que contenga más ruido. Podemos editar ese canal posteriormente en Photoshop para reducir el ruido mediante una aplicación de filtro Blur sobre ese canal.
  5. Será más fácil hacer correcciones profundas de densidad en un archivo libre de ruido que en uno que contenga ruido, sobre todo en zonas de sombra. Esto nos lleva a la paradoja de que antes que hacer una toma con un índice ISO demasiado alto, podría ser mejor hacer un archivo oscuro para después corregirlo usando Photoshop. Esto es válido sobre todo en capturas a 12 o 14 BIT.
  6. Evitar exposiciones largas, superiores a 10 segundos de promedio
  7. Evitar el sobrecalentamiento de la cámara. La generación de ruido aumenta con la temperatura y disminuye con esta. A temperatura constante, el ruido aumenta linealmente a lo largo del tiempo. Pero un aumento de temperatura de aproximadamente 10º C duplica la cantidad de ruido. El respaldo SinarBack de estudio tiene un sistema de refrigeración termoeléctrico para suprimir ruido y mejorar el detalle en las sombras. Y en fotografía astronómica, los respaldos CCD se refrigeran mediante Helio líquido y suelen alcanzar temperaturas de –50 C.

Como precaución, mantengamos la cámara alejada de las fuentes de luz y no la abandonemos al sol por mucho tiempo, pensando que como no usa película, no pasa nada!

Al usar la cámara con baterías, el agotamiento y reposición de estas impone un forzado ciclo de enfriamiento. Cuando usemos la fuente de alimentación enchufada a la corriente de red de 220 V tendremos mas autonomía y podemos trabajar mas tiempo, pero estas sesiones prolongadas incrementaran la temperatura del CCD. El uso del visor LCD genera también calor en el cuerpo de la cámara, o al menos dificulta su disipación.

Esta evaluación del concepto de señal-ruido en fotografía digital sirve como evidencia de que no debemos usar los parámetros técnicos de la fotografía analógica para analizar los resultados obtenidos mediante la fotografía digital, sino que debemos desarrollar sistemas de evaluación propios de esta.

Fotografías – Detalles

Detalle de imagen a 125 ASA

Detalle de imagen a 200 ASA

Detalle de imagen a 400 ASA

Detalle de imagen a 800 ASA

Detalle de imagen a 800 ASA x 1

Detalle de imagen a 800 ASA x 2

Mariano Molinari
(Copyright Mariano Molinari)


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