Tema 14. Exposición, Sensor e Histograma (II)

Hoy hablamos sobre los sensores y su comportamiento, con la idea de llegar a algunas conclusiones interesantes que nos permitan sacar más partido a nuestra cámara.

¡Ah! y espero que no os aburráis mucho con la teoría y los detalles técnicos… Bueno, no vamos a profundizar demasiado. Ya me diréis. 😉

Empezamos viendo qué significa eso de la “linealidad”.

El sensor capta la luz de forma “lineal”

La percepción humana de la cantidad de luz no es “lineal”. Quiere esto decir que el doble de luz no se ve como el doble de intenso, sino como un “punto” más. Ya comentamos esto cuando hablábamos de la exposición (tema 3, control de la exposición I). Duplicar la exposición (doble energía luminosa) simplemente es subir un punto (+1 EV). Subir 5 puntos (+5 EV) equivale a duplicar 5 veces la luz (2x2x2x2x2=32 veces más energía luminosa).

Sin embargo los sensores sí son lineales: transforman la cantidad de luz (en cada pixel y para cada uno de los colores) en un valor proporcional que se traduce en un número al convertir a digital. Si hay doble/triple/etc. de luz, el número será doble/triple/etc. Así de sencillo.

Lo vemos en un esquema:

Respuesta lineal del sensor respecto a percepción visual

Respuesta lineal del sensor respecto a percepción visual

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Tema 14. Exposición, Sensor e Histograma (I)

En este tema vamos a ver qué es el histograma y cómo esta herramienta nos puede ayudar a la hora de realizar o mejorar la exposición de la imagen, teniendo en cuenta el comportamiento del sensor de nuestra cámara.

Básicamente veremos que la escena que queremos fotografiar tiene un rango de luminosidades (desde los negros o más oscuras hasta las altas luces o blanco), el sensor de la cámara tiene a su vez la capacidad de captar cierto rango de luces y veremos cómo el histograma nos ayuda en el proceso, tanto a la hora de hacer la exposición y captura con la cámara, como luego en el procesado.

Histograma de una imagen

Un histograma de una imagen no es más que un gráfico de barras en el que se indica el número de píxeles para cada nivel de luminosidad.

En el eje horizontal se representa la luminosidad (desde el negro a la izquierda hasta el blanco a la derecha) y en el eje vertical el número de píxeles de la imagen que tiene la luminosidad correspondiente. Es una herramienta que tiene su origen en la Estadística.

Típicamente el número de niveles de luminosidad es de 256, que corresponde a los 8 bits de los JPEG habituales (2^8 = 256, 2 multiplicado 8 veces). El cero correspondería al negro absoluto y el 255 al blanco. Si bien puede tener más niveles de detalle si trabajamos con más de 8 bits.

El histograma puede representar la luminosidad total o separada por colores primarios (Rojo, Verde y Azul):

Ejemplo de histograma (luminosidad y RGB)

Ejemplo de histograma (luminosidad y RGB)

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Tema 3. Control de la exposición (III)

Equivalencias

Manejando los 3 parámetros (apertura, velocidad y sensibilidad) se consiguen muchas combinaciones con el mismo nivel de exposición.

Para hacernos una idea, se puede comparar con la cantidad de líquido necesario para llenar una taza (teniendo en cuenta que todo ejemplo es imperfecto):

  • Diafragma => grosor del chorro (regulable), diámetro del cilindro en imagen
  • Velocidad => inverso del tiempo que está abierto el chorro (longitud cilindro)
  • Sensibilidad => inverso del tamaño de la taza

Equivalencia de exposición

Equivalencia de exposición

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Tema 3. Control de la exposición (II)

Vamos a ver ahora un poco más de cada uno de los tres controles implicados en la exposición.

Diafragma

El diafragma consiste en un conjunto de láminas metálicas ajustables que controlan el tamaño de apertura y, por tanto, la cantidad de luz que entra por el objetivo.

Diafragma y números f

Diafragma y números f

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Tema 3. Control de la exposición (I)

Ya hemos visto cómo se forman las imágenes y las implicaciones del tamaño del sensor, la distancia focal y la distancia a la escena respecto a la perspectiva. Ahora pasamos a ver cómo controlar la cantidad de luz que llega al sensor para que la imagen se forme correctamente.

  • Si la luz que recibe el sensor es mayor de la necesaria, se produce sobreexposición, y la imagen quedará más clara de lo normal.
  • Si la luz es menor, se produce subexposición (imagen más oscura)

Ojo, en algunas imágenes podemos buscar intencionadamente esta sub o sobreexposición.

La exposición la podemos controlar mediante tres parámetros:

  • La apertura del diafragma del objetivo o tamaño de la entrada de luz
  • La velocidad o, su inverso, el tiempo de exposición durante el que el sensor está recibiendo la luz
  • La sensibilidad del sensor o película, medida en valores ISO

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