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Fotos digitales movidas: ¿por qué y cómo evitarlas?


Cuando uno hace una fotografía lo que hace es exponer a la luz un material fotosensible. Pensemos en dicha luz como rayos rectilíneos, de modo que cada rayo de luz deja como impresión un punto. ¿Qué ocurre si durante la exposición se produce un movimiento relativo entre la fuente emisora de luz y la cámara de fotos? Pues que el rayo de luz impresiona más de un punto en el fotoreceptor, y la unión de todos los puntos estimulados por el mismo rayo de luz forma una trayectoria. El resultado: una foto movida.

Volvamos a lo del movimiento relativo. ¿Qué es eso de relativo? Pues simplemente que emisor y receptor (objeto fotografiado y cámara) cambian de posición uno con respecto al otro. O bien se mueve aquello que fotografiamos, o bien se mueve la propia cámara (o en el peor de los casos y generalmente el más común, ambos). Cuando uno hace una fotografía a algo en movimiento la foto aparecerá con elementos nítidos (estáticos) y otros difusos (móviles), salvo que el tiempo de exposición sea realmente corto, en cuyo caso las diferencias de posición (ya saben, aquello de velocidad por tiempo) serán tan pequeñas que resulten imperceptibles.

Eso mismo sucede con la propia cámara. Al apretar el disparador, al golpear el espejo al retirarse en el caso de las réflex, si nos hemos pasado de cafés esta mañana o si ya estamos muy estropeados por la edad, si nos estamos muriendo de frío, si hace un viento huracanado, todo, en fin, hace que la cámara sufra vibraciones durante el tiempo de exposición. Para que la foto salga nítida lo importante es que el movimiento durante la exposición sea imperceptible. De lo contrario toda la foto saldrá movida. No importa lo quietísimos que hayan estado los gemelos mientras posaban, que los dos apareceran como borrosos. El efecto más sutil se parece a un ligero desenfoque pero la solución no es graduarnos la vista o calibrar la cámara, sino mejorar la protección anti-vibraciones: sujetar mejor la cámara, apoyarse contra algo, usar un trípode, o comprar una cámara u objetivos más caros con estabilizador de imágen o algo así, depende del caso y del bolsillo.

Insisto en lo de movimientos imperceptibles. El mundo es vibración (no es una metáfora; si no me creéis, preguntadle a cualquier físico y ya veréis) así que es inevitable que los rayos de luz dejen líneas y no simples puntos, pero lo importante es que el ojo humano perciba esa diferencia o no. ¿Cuántas veces no os habá pasado que hayáis hecho una foto con vuestra camarita digital y os haya parecido estupenda en la pantalla de la misma, para encontraros después al pasarla al ordenador que estaba terriblemente movida? O en los tiempos de los rollos de película, hayáis decidido ampliar esa foto tan chula de cuando estuvisteis en la playa al atardecer para descubrir que cuanto más grande la foto peor se ve.

Y ahí está el quid de lo cuestión de lo que en realidad quiero hablar hoy: la ampliación. La nitidez de una foto depende del grado de ampliación, siendo perfecta cuando por mucho que ampliemos no somos capaces de apreciar el movimiento. En el fondo la imagen real sólo tiene el tamaño del material expuesto, sea el negativo o el sensor de una digital y dos puntos aparecerán como distintos si se han registrado como distintos. Al ampliar lo que hacemos es aumentar la distancia entre los puntos, no ganar en resolución, así que lo importante para que una foto no esté movida es que el rayo de luz no se mueva más allá del límite de resolución. Esto en fotografía digital es muy fácil de comprender: el píxel tiene unas dimensiones físicas, basta dividir el tamaño del sensor entre el número de píxeles de las imágenes que produce para encontrar el área de cada fotorreceptor. Si un rayo de luz se mueve más de dichas dimensiones, estimulará a varios fotorreceptores y no sólo uno. En realidad un fotorreceptor contiene multitud de átomos fotosensibles de modo que la señal resultante es producida por la integración de múltiples fotones. Cuando digo que un rayo de luz se mueve, en realidad me refiero al movimiento paralelo de todos esos rayos de luz que estimulan un fotorreceptor.

La diferencia entre fotografía digital y analógica no radica en el tipo de material fotosensible, sino en la escala de integración. En un medio analógico un fotón estimula un átomo, en un sensor digital pasa igual. La diferencia es que en un medio analógico no hay compartimentación, en uno digital sí, los fotorreceptores, los píxeles, tienen fronteras determinadas, hay saltos entre píxel y píxel frente al continuo de un negativo químico de toda la vida. En principio esto supone una pérdida de resolución en el mundo digital frente al analógico pero esto en realidad sólo importa dependiendo del tamaño final que queramos dar a la imagen y, por supuesto, del número de píxeles que metamos. Aparte, el mundo real es más complicado que estas disquisiciones idealizadas así que otros parámetros como la calidad de la óptica y la difracción de la luz al pasar por el diafragma nos limitan el poder de resolución mucho más que el tamaño del píxel.

Explicado esto, será fácil entender que percibir como movida una foto analógica depende tan sólo del movimiento de la luz, mientras que una digital depende de eso y del tamaño del píxel. Y con esto por fin entramos en materia: una foto digital aparece como movida cuando la trayectoria del movimiento de la luz en el sensor es del orden del tamaño del píxel. Pero esto sólo es perceptible si nos ponemos a mirar la imagen en mapa de bits con lupa. Si en cambio fijamos un tamaño de salida, una imagen de mayor resolución será más nítida, pero el la percepción del movimiento pasará a depender solamente del tamaño absoluto del movimiento. Exactamente igual que en fotogafía analógica.

Con toda su experiencia acumulada, los teóricos de la fotografía habían definido una regla para evitar el movimiento debido a las vibraciones de la cámara: el tiempo de exposición tiene que ser más corto que 1/distancia focal. Si disparamos con un objetivo "normal" de 50mm, podremos exponer tanto como 1/50s con cierta confianza de que la foto no saldrá movida (salvo Parkinson o balonazo en la cámara, por ejemplo). Si en cambio queremos utilizar un teleobjetivo de 500mm para ver ese buitre en lo alto de aquel risco, tendremos que reducir la exposición a tan sólo 1/500s. Esto se debe a que los movimientos normales al apretar el disparador de una cámara bien sujetada producen un ligero movimiento angular, siempre el mismo, pero más perceptible cuanto más pequeño sea el ángulo de visión, que va en relación inversa con la distancia focal. Para entender esto bien haría falta una ilustracioncilla con triángulos...

Desde la llegada de la fotografía digital se ha producido cierto caos en los viejos estándares para el tamaño del material fotosensible. Un carrete para una cámara de fotos normalita tiene el mismo tamaño independientemente de qué cámara queramos usar (ojo, he dicho normalita). Sin embargo en las digitales el tamaño no es algo fijado de manera externa al fabricante, no es un carrete que se meta en su cámara, sino algo que él fabrica, así que hay más libertad de tamaños, y estos pasan de estar determinados por usos y costumbres a imperar otros motivos de diseño y económicos. Por lo general los sensores digitales son más pequeños que un negativo de 35mm de toda la vida. Esto significa que un objetivo diseñado para impresionar todo el área del negativo ahora impresiona el área de todo el sensor, y sus alrededores. O dicho de otro modo, el sensor es un área recortada dentro del viejo negativo.

Este hecho, la diferencia de tamaño entre un sensor digital y el tamaño de un negativo de 35mm, conocido como factor de recorte o crop factor en guiri, trae de cabeza a los fotógrafos digitales, sobre todo a aquellos no acostumbrados a trabajar con otros formatos de película que no sea el de 35mm. Y es que, como ya dije antes, el ángulo de visión de un objetivo dado es función inversa de la distancia focal del mismo. A más focal, menos ángulo. Pero también lo es del área cubierta: a mayor área, mayor ángulo. O, en el caso de las digitales, a menor área, menor ángulo, convirtiendo en teleobjetivos las focales consideradas antes como "normales" y en "normales" los anteriormente considerados angulares. Lo que es una maravilla para el fotógrafo de fauna comodón, es una putada para el fotógrafo de paisajes, arquitectura e incluso de fotografía callejera.

Como quiera que antes los fotógrafos de 35mm se orientaban en esto de los ángulos a base de la focal, es muy común ver aplicar ese factor de recorte digital a la distancia focal de un objetivo. Así se dice que un 35mm se convierte en un 50, un 50 en un 80 y un 300 en un 480 (todos ellos factor 1.6x, que es el de mi Canon EOS 350D). Esto, si bien es útil para orientarse a la hora de comprar objetivos pensando en qué uso queremos darles (si quieres lograr los angulares de un zoom 16-35mm, tendrás que recurrir a un 10-22, por ejemplo), llega a hacer la picha un lío a la gente que cree que el factor de recorte realmente afecta a la propia distancia focal.

Para acabar volviendo al tema del post, lo de las fotos movidas, es muy común que se adapte la regla de oro al factor de recorte. Si quiero una foto digital nítida con mi tele de 300mm, no me basta con usar un 1/300, sino que tendría que irme al 1/500 (redondeando la cosa al modo de la cámara). Si bien es cierto que haciendo caso a esta recomendación sacaría fotos más nítidas (siempre será menos perceptible el movimiento cuanto menor sea el tiempo de exposición), no es cierto que el límite máximo se haya reducido. Cuando vemos una foto de las de antes, de 35mm, no apreciamos que ésta sea más nítida en los márgenes que en el centro. Si cogemos esa foto y recortamos el centro de modo que sea proporcional al factor de recorte de nuestra cámara digital, seguiremos viendo una foto nítida. Más pequeña, eso sí, pero igual de nítida. Porque todo depende del movimiento absoluto del rayo de luz, no del movimiento relativo al tamaño total de la imagen. Sin embargo si vamos a un estudio fotográfico con el negativo y le decimos que nos haga una foto con una ampliación igual al factor de recorte, nos dará una foto más grande que la original, a la que recortamos el centro al tamaño de la foto original. (Alternativamente, podemos recortar el negativo de 35mm con el factor de recorte dichoso y decirle al del estudio que nos haga una foto de dimensiones como la anterior a partir del mismo.) ¿Qué habrá pasado con su nitidez? Pues que se habrá reducido. Pero no por el movimiento en sí, sino por la ampliación, que hace perceptibles cosas que antes no lo eran.

¿Qué hacer entonces? Pues tener en cuenta a qué tamaño máximo haremos las impresiones de las fotos digitales. Si lo máximo que queremos es un 10x15 o un 20x30, yo diría que mejor no preocuparse. Si pretendemos lograr los tamaños de 35mm, entonces quizá convenga aplicar el factor de recorte a la distancia focal a la hora de calcular el límite de la exposición. Pero si de verdad somos tan exigentes, mejor pensarnos comprar una cámara de las "full frame", como la EOS 5D, o seguir disparando diapositivas, lo que nos salga más económico.


Referencias (TrackBacks)

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Comentarios

1
De: BioMaxi Fecha: 2007-01-23 15:09

Menudo tocho infumable que me acabo de soltar...



2
De: Algernon Fecha: 2007-01-23 15:09

Quiero un Nikkor 18-200 VR. Snif.



3
De: Netito Fecha: 2007-01-23 15:29

Mola... :)



4
De: mirska Fecha: 2007-01-23 15:46

superinteresante!!!



5
De: Chewie Fecha: 2007-01-23 18:22

Plas, plas, plas. Gracias BioMaxi.



6
De: rvr Fecha: 2007-01-23 19:42

En la Investigación y Ciencia de enero publican un artículo sobre cómo las cámaras de fotos actuales evitan las imágenes movidas.



7
De: Jorge Orte Tudela Fecha: 2007-01-23 19:43

En realidad la regla de 1/longitud focal es tan sólo orientativa y funciona en focales cortas. A focales más largas conviene usar velocidades de obturador más rápidas de las que indica la regla.

Por otra parte, esa norma es muy liberal, no está pensada para grandes ampliaciones. Hay estudios que demuestran que incluso a velocidades de 1/1000 los propios latidos del corazón pueden hacer que la foto salga movida.

En un 15x20 no se notará, pero si intentas hacer un 30x40 o mayor se empieza a apreciar. Por ello, siempre que sea posible, hay que utilizar trípode y levantar el espejo antes de disparar. Los obturadores centrales también son más ventajosos que los de plano focal, éstos últimos tienen inercia y desplazan la cámara en la dirección en que se cierran, mientras que los centrales, al cerrarse hacia el centro, generan la misma inercia en todas direcciones y se contrarrestan.

Y ojito cuidado, que el trípode se las trae. La superficie sobre la que se asienta, lo bien nivelado que esté, e incluso su frecuencia de resonancia pueden afectar dramáticamente a la nitidez de la foto.

Todo esto hoy en día la gente se piensa que es una exageración. Tengo por ahí un libro de fotografía de los años 60 que para hacer macros en estudio recomienda un local en una zona alejada del tráfico. Pues en un piso de un bloque de edificios las vibraciones producidas por los coches se transmiten por toda la estructura, y del suelo del piso, al trípode.

Respecto a lo de tirar a pulso, Ansel Adams dijo que el no podía conseguir la nitidez que esperaba de sus fotos disparando a menos de 1/250 con un 50 mm.

Yo no la consigo a menos de 1/500, salvo rarísimas excepciones.

Por otra parte, el negativo tampoco es "continuo". Si bien tiene muchísima más resolución que un sensor. Un fotograma de Velvia de 50 ISO en formato 35 mm equivale a unos 50 megapixels, el tamaño del grano es de alrededor de 3,5 micras, frente a las 6 de media que nos tienen acostumbrados los CCDs. Eso causa la impresión de ser "continuo".

Siendo estrictos, lo de que un fotón estimula un átomo ni es del todo correcto ni es del todo falso. La estructura de la emulsión es cristalina, y cada cristal contiene muchos átomos de haluro de plata. Los fotones impresionan un cristal (grano) en vez de un átomo. Pero lo cierto es que no impresionan el cristal completo, tan sólo sensibilizan unos pocos átomos del núcleo de cristal. Se produce un intercambio de electrones y la molécula de haluro de plata del cristal en cuestión rompe sus enlaces, quedando reducida a plata metálica.

Posteriormente, durante el revelado, la acción del agente revelador reduce a plata metálica el resto de cada cristal con un núcleo de plata metálica. El tamaño final del grano, y su distribución, depende del tipo de revelador. Aunque en procesos de color se usan siempre los mismos agentes y no hay grandes diferencias.



8
De: Jorge Orte Tudela Fecha: 2007-01-23 19:45

Perdón, la Velvia de 50 tiene un grano de alrededor de 3,9 micras de media.



9
De: Jorge Orte Tudela Fecha: 2007-01-23 19:46

Una vez revelado, se entiende. Antes del revelado es menor, pero no tiene mucha importancia.



10
De: Anónima Fecha: 2007-01-23 22:29

Creo que deberías hacer una fusión: "foto-evo" se llamaría el nuevo blog. Habría artículos de fotografía y de evolución, todos igual de científicos y todos en Hispaciencia.

¡abrazos desbarrando en las currrrrvas (o es que solo va a poder desbarrar Akin ¿eh?!



11
De: BioMaxi Fecha: 2007-01-23 23:18

Jorge, gracias por todas las puntualizaciones, así pasamos el articulillo de nivel principiante a avanzadillo ;-D

Aunque sobre lo de los cristales puntualizaré yo algo ;-) Un fotón estimula un átomo (salvo que me estés hablando de efectos cuánticos). Muchos fotones estimulan muchos átomos... y ahí entra todo el tema del grano, que visto lo largo que me estaba quedando la cosa y que se salía un poco por la tangente, preferí no tocarlo. Para otro día sí que toca hablar de resolución real de una película y un sensor digital, pero me tendría que documentar más (te podría preguntar, vaya :-D)



12
De: BioMaxi Fecha: 2007-01-23 23:20

A todos, gracias, me alegra ver que ha sido bien recibida la cosa.

rvr, ciertamente es que el tema de compensar las vibraciones tiene su miga tecnológica.

Anónima, no des ideas, no des ideas...



13
De: Jorge Orte Tudela Fecha: 2007-01-23 23:42

Bueno, que tampoco ando tan fuerte en química.

El tema de la resolución de la película frente a la resolución de un sensor es un tema demasiado difícil para tratarlo con seriedad. No he visto un sólo estudio coherente al respecto, y los he visto a cientos y con pretensiones científicas. Son todos absurdos, y los que se citan como referentes, como si fueran la biblia (Luminous Landscape y Norman Koren, sobretodo) los que más.

Para empezar hay dos tipos de resoluciones que se miden de formas distintas. Una con líneas negras y blancas de igual grosor, que es la apta para digitales. Y la otra con la línea blanca con aproximadamente la mitad del grosor que las negras, que es la que se usa para medir la resolución de las lentes y películas.

Sólo podemos calcular la resolución del medio en base a tamaños de fotositos y tamaños de grano. Y tampoco es lo mismo... los unos están alineados en una retícula y los otros, como quien dice, al "tun tun".

Ni siquiera tienen la misma respuesta ante las ondas.

Lo más que se podría hacer es comparar un sensor full-frame con una película, usando el mismo objetivo, fotografiando la misma carta de tests de resolución. Y no sacaríamos la resolución del sensor o de la película, sino la resolución resultante de todo el sistema. Así que tampoco sería muy concluyente. Máxime si tenemos en cuenta que un mismo objetivo puede comportarse mejor con película o con sensores, o igual, o muy parecido...

Es imposible hacer una comparación coherente. El propio proceso de revelado puede alterar variables.



14
De: BioMaxi Fecha: 2007-01-24 00:10

Tienes razón. Esto nos pasa por científicos, que si no nos conformaríamos con citar a los que dicen que una EOS 1Ds Mark II tiene una resolución equivalente al medio formato...



15
De: Jorge Orte Tudela Fecha: 2007-01-24 01:17

Cuando salieron las cámaras de 6 megapixels dijeron que habían alcanzado la resolución de los 35 mm y se acercaban al medio formato.

Volvieron a decirlo cuando salieron las de 8 megapixels.

Lo hicieron una vez más cuando hicieron las de 10.

Volvieron a contar la misma cantinela cuando salieron las de 12.

Otros decían que tenían la resolución del medio formato y se acercaban a la placa.

Cuando sacaron los respaldos de 39 megapixels dijeron que habían igualado el medio formato...

Nunca aportaron ningún dato objetivo. Sólo repiten la misma cantinela una y otra vez.

Y siempre se les olvida que una cámara digital sólo puede resolver detalles cuando la línea negra es del mismo grosor que la línea blanca. Obviamente lo mismo cuenta para una película escaneada... Pero parece que los que se empeñan en matar la película sólo piensan que el escáner pueda ser el único destino de la película, como si no existieran las ampliadoras... (que también hacen perder resolución, por otra parte).

De todo esto yo lo único que sé es que en un escáner de tambor me atrevo a hacer una ampliación de 50x70 a partir de un 35 mm, y a 305 dpi. Si la imprimo a 150 pues un 100x140.

Incluso conozco a uno que en una ocasión hizo una valla publicitaria de las que se ponen para ver desde el coche a partir de un Kodakchrome 25 de 35 mm. Todo hay que decirlo, no tenían otro original, que eso entra dentro de los límites de la burrada antológica.

Y con medio formato me atrevo a lo que haga falta.



16
De: Jorge Orte Tudela Fecha: 2007-01-24 01:21

Por supuesto a partir de la película adecuada. Un negativo de 400 ASA marca Fotoprix es algo que no me digno tocar...

Y si hay que ponerse tonto, pues tonto me pongo. Dame un rollico de "Gigabitfilm" en medio formato y hago una tricromía de la sagrada familia a escala 1:1.



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