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Los megapíxeles de la discordia: Canon EOS 50D


El anuncio de la nueva Canon EOS 50D con sus flamantes 15 megapíxeles está reavivando viejos debates sobre la relación entre resolución digital y calidad de imagen, y es que cuando hablamos de los megapíxeles de los sensores de las cámaras fotográficas digitales más no siempre significa mejor.

En principio un aumento del número de elementos fotosensibles equivale a aumentar el poder de resolución del sensor. Es decir, más megapíxeles significa distinguir detalles más pequeños. Esto es algo obviamente bueno, pero tiene un límite, marcado por la calidad de los elementos ópticos. Esto es, si el objetivo que le ponemos delante a la cámara no es lo suficientemente bueno, el gasto en un sensor de mayor resolución habrá sido inútil.

Por otro lado está el asunto de la calidad de imagen --relación señal/ruido y rango dinámico, que dependen del área de cada elemento fotosensible. En concreto, a mayor área, menor ruido y más rango dinámico. De modo que si no aumentamos el tamaño total del sensor, la intuición nos dice que aumentar el número de fotorreceptores significará que estos sean más pequeños y por tanto peores. Pero esto no acaba de ser cierto. En la práctica no todo el área de un sensor es fotosensible, una cierta parte es "ciega", ocupada por circuitería y demás o simplemente dejada vacía por razones económicas. Por este motivo durante una larga temporada el aumento de megapíxeles no se hacía sacrificando calidad de imagen. Es más, el progreso en la miniaturización y la arquitectura de los sensores está llegando al límite de minimizar al máximo el espacio entre elementos fotosensibles de modo que aún son posibles mejoras en resolución sin que disminuya la calidad de imagen.



Y aquí es donde entra en juego la nueva 50D. Una de las cosas que más me gustan de su sensor es que, según Canon, han reducido al mínimo el espacio entre las microlentes de los fotorreceptores. Es decir, la práctica totalidad del área del sensor es fotosensible, de modo que a partir de ahora aumentos en densidad de píxeles sólo serán posibles a cambio de sacrificar el área de cada uno (salvo que Canon se esté guardando algo en la manga). La carrera de megapíxeles sólo podrá continuar si se compensan via software las pérdidas en calidad de imagen.

Llegamos entonces a la pregunta de moda en los foros canonistas: ¿son los 15 Mp de la 50D demasiados ya? A falta de fotos, y sobre todo de cámaras con arquitectura de sensor equivalente, la respuesta es especulativa aunque no deja de ser interesante planteárselo. Está la cuestión de si los objetivos que hay en el mercado pueden resolver adecuadamente esta demanda, y el argumento innegable que con esta arquitectura una resolución menor significaría píxeles más "gordos" y por tanto una mejora en la calidad de imagen. Ambas cuestiones se entienden mejor si se comparan con un patrón: la película.

Las distintas películas tienen distintos poderes de resolución. (Aquí se ofrece una lista con los datos de unas cuantas.) Por ejemplo la mítica Velvia resuelve unas 160 líneas por milímetro, lo que dicen equivaldría a un sensor de 22 Mp en "full-frame" (según su descripción en la wikipedia), que vendría a ser la resolución de la Canon 1Ds Mk III. Si extrapolamos la densidad de píxeles de la 50D al tamaño de sensor de 35mm, se calcula que la futura 1Ds Mk IV podría tener alrededor de 38 Mp. Es decir, estaríamos logrando superar la resolución de la película.

En el diseño de los objetivos se puede estimar su poder de resolución y algunos superarían en teoría el poder de la película analógica pero tampoco mucho más, así que en principio estaríamos alcanzando ya el límite de lo que tiene sentido aumentar la resolución con las ópticas actuales. Es más, probablemente tanta resolución no nos supondrá una mejora inmediata en la calidad de imagen a no ser que tengamos unos buenísimos objetivos, lo que no suele ser el caso fuera del segmento profesional. Así que sí, probablemente una cámara con menor resolución y mayor tamaño de sensor producirá mejor calidad de imagen y sacrificará detalles que tan sólo podríamos distinguir ampliando mucho y usando la mejor de las ópticas posibles.

Por esto preveo una sucesora a la 5D con la misma resolución que la 1Ds Mk III pero con esta nueva arquitectura de microlentes (el equivalente real a una película en digital). Quizá no en la siguiente en salir por razones de mercado, pero ése es el límite al que un amateur podrá aspirar. Y la densidad de píxeles de la 50D se llevará a la gama profesional, que para ellos sí tiene sentido puesto que los objetivos que usan sí pueden sacarle partido.

¿Merece la pena la 50D? Pues a falta de otra mejor, sí, desde luego promete dar una mejor calidad de imagen que la 40D, aunque 12 Megapíxeles de mayor tamaño serían aún mejor recibidos.


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Comentarios

1
De: juananguerrero Fecha: 2008-08-27 12:51

Y todo esto lo financiamos nosotros comprándoles las cámaras xD



2
De: BioMaxi Fecha: 2008-08-27 13:17

¡Y bien financiado está! Quicir, ya estoy un poquito harto de que saquen modelos cada x meses escatimando mejoras graduales en calidad de imagen. En los tiempos analógicos ésta dependía de la película y ya iba siendo hora de que al menos en tema de resolución estuviese claro que usar fotografía digital no significa una pérdida de calidad. Una vez alcanzado tecnológicamente este nivel espero que se tranquilicen un poco las aguas, aunque quedará el tema de optimizar el procesado de los archivos, minimización del ruido generado por la circuitería, mejoras en sensibilidad y rango dinámico...



3
De: jorge Fecha: 2015-05-21 22:17

Según la ficha técnica de Fujifilm, Velvia resuelve hasta 180 lp/mm. lp = line pairs, es decir, pares de líneas. Una "par de líneas" tiene un grosor de dos pixels, uno blanco y otro negro.

Entonces, 180 lp/mm x 2 = 360 dpmm

Pasamos a centímetros multiplicando por 10, 3600 dpcm.

Pasamos a pulgadas multiplicando por 2,54, tenemos 9144 dpi.

Hacemos un archivo en Photoshop de 3,6 x 2,4 cm, a 9144 dpi. Mide 12.960 x 8.640 pixels. Multiplicamos base por altura para obtener el área y nos da la cifra de 111.974.400, pixels. Redondeando, 112 megapixels.

Eso la resolución máxima. La mínima según la ficha técnica es de 80 lp/mm, siguiendo los cálculos anteriores:

80 x 2 x 10 x 2,54 = 4.044 dpi.

Haciendo un archivo en Photoshop de las mismas medidas a esa resolución mide 5.732 x 3821 pixels. Es decir, 21.901.972 pixels, o lo que es lo mismo, 22 "megachifles".

Así pues, entre 22 y 112 megapixels. ¿Cómo se como lo de "entre"?. Porque 80 lp/mm es a un contraste de 1:1,6, y 180 lp/mm a un contraste de 1:1000. Contraste en la emulsión.

Ahorrando texto y quien quiera entenderlo que se busque la vida, un contraste de 1:1,6 equivale a 2/3 de paso en densidad (equiparables a los pasos en luminosidad), y 1:1000 equivale a 10 pasos de densidad. O sea, que la resolución dada para 1:1000 puede ser válida para contraluces muy fuertes en los cuales tengas las sombras totalmente negras y la luces totalmente blancas. Si fotografías una verja contra la luz del sol quizá fuera válida. Pero también tenemos que un contraste de 2/3 es una miseria, eso puede ser la resolución buena para una superficie iluminada uniformemente, que tampoco es el caso más habitual.

Ahí está buena parte de la magia de la película, que tiene una resolución fija y punto, depende.

Y esto es el rabillo de la A del ABC de la cuestión de la resolución de la película.

Luego viene la MTF, que es el resto de la A, después la relación entre las curvas características y la MTF, que es la B, después la relación "ilusión óptica de grano frente a grano real en relación al detalle", y no se queda ahí la cosa.

Vamos, que cualquier intento de simplificar el asunto es una completa pérdida de tiempo.

Como muestra más práctica mírate esto:

http://www.flickr.com/groups/analogico/discuss/72157604845487891/72157605688416925/

Respecto a las lentes. La resolución final de una imagen obtenida mediente un sistema óptico viene determinada por la siguiente ecuación:

1/r(f) = 1/r(1) + 1/r(2) + 1/r(...) + 1/r(n)

Es decir, el recípcroco de la resolución final es la suma de los recíprocos de las resoluciones de cada elemento.

Donde r(f) es la resolución final, y r(n) es la resolución de cada elemento que intervenga en la formación de la imagen (lente, película, objetivo, atmósfera, escáner (excepto los de tambor que son otro mundo) o ampliadora...).

Así, si la superficie sensible resuelve 80 lp/mmm y el objetivo resuelve 80 lp/mm, la imagen final nunca tendrá 80 lp/mm. Tendrá 40 lp/mm (y eso simplificando y sin tener en cuenta el resto de la A, la B, la C, etc.).

Es decir, que tiene sentido aumentar la resolución de la superficie sensible por encima de la del objetivo, y viceversa. Cuando más alta sea más cercana será la resolución final a la del elemento que tenga menos resolución en el sistema.



4
De: jorge Fecha: 2015-05-21 22:18

Otra cosa es que a efectos prácticos baste con 15-20 megachifles para prácticamente cualquier finalidad...



5
De: bm Fecha: 2015-05-21 22:18

Jorge, sabía que podía contar contigo para entrar en detalle ;-)

Todo esto viene de una discusioncita con Juanan sobre si las cámaras digitales habían alcanzado ya la resolución de la película o no. Él decía que sí, mi postura era que no, por todo lo que comentas. Él señalaba tests que ya le dije que no eran relevantes porque no estaban hechos con las mismas ópticas y además incluían el tema del escaneo, y al investigar un poquillo se ve en seguida, sólo las cámaras más potentes alcanzan los valores inferiores de la película.



6
De: jorge Fecha: 2015-05-21 22:19

Es que la película tiene muchísima resolución (y nos hemos limitado a la película en color, que si nos vamos al blanco y negro...), pero hacen los falta medios adecuados para sacarle partido. Una cámara de 15 megapixels casi seguro que consigue copias de mejor calidad que una película de 35 mm escaneada en un escáner de andar por casa.

Pero con un Velvia, Provia o un Kodachrome de 35 mm en un escáner de tambor puedes hacer una valla publicitaria de las que se ponen en las entradas de las ciudades (y se ha hecho). Lo que pasa es que para eso hay que disparar con trípode, levantar el espejo... vamos, que no vale para un retrato robado.

Por cierto, me columpié con las 180 lp/mm, estaba citando de memoria, son 160 lp/mm (pero vamos... MUCHO en cualquier caso).

Tampoco la resolución es el único factor a tener en cuenta en la sensación de nitidez, el contraste y la acutancia juegan papeles fundamentales.

Vi una comparativa muy divertida sobre la nitidez en relación al grano. El autor de la misma defendía que era obvio que no sé qué película de 100 ASA daba más nitidez que la Tri-X 400. Se basaba en que se llegaban a percibir detalles más pequeños.

Sin embargo a mí la foto más nítida me pareció, y con amplia diferencia, precisamente la de la Tri-X. Tenía más grano, sí, los detalles más pequeños casi no se apreciaban, sí... Pero los contornos eran más nítidos que en cualquiera de las otras películas de la comparativa. Y es que para conseguir que se distinguiran pequeños detalles, más bien borrosos, se había sacrificado la nitidez de los contornos. Con lo cual obtienes detalles finos borrosos y contornos poco definidos. Cuestión de acuntancia...



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