Fotografía: Escribir con luz · 2ª parte
La velocidad / sensibilidad (ISO)
Los carretes en la fotografía análoga de hecho tienen distintas sensibilidades físicas. Una película de ISO800 contiene cristales sensibles más grandes que una de ISO100. Cuanto más grandes los cristales, más sensibles son. Estas películas se usan, por ejemplo, en escenas con poca luz donde está prohibido disparar el flash o en la fotografía de deporte en pista cubierta que requiere exposiciones breves para enfriar los movimientos. La desventaja de las películas con alto ISO es que estos cristales grandes aparecen en la imagen final como grano y no muestran tantos detalles como una de ISO50.
Los sensores de las cámaras digitales sólo tienen una sensibilidad física. Lo que hace la cámara al cambiar el ISO de 100 a 200 o de 200 a 400 es duplicar la señal de la imagen. Es decir: al tomar una foto llega una cantidad de luz determinada a cada uno de los píxeles del sensor dependiendo de la luminosidad de la escena. Si esta cantidad no es suficiente para generar una foto con exposición correcta, podemos cambiar el ISO por dos pasos (p.e. de ISO100 a ISO400). Al repetir la toma llega la misma cantidad de luz al pixel (si no hemos cambiado también la abertura o el tiempo de exposición), pero la cámara cuadruplica la señal de la imagen, así que resulta una exposición correcta.
Al cambiar el ISO en una cámara digital sólo se duplica la señal de la imagen (SI) con cada paso; desgraciadamente también la señal del flujo de corriente (FC).
El sensor de una cámara digital es un dispositivo eléctrico que por sí mismo genera una señal, por el flujo de corriente, aún en ausencia de luz. Esta señal es muy débil y normalmente no se ve en la imagen. Al aumentar la señal de imagen por el cambio del ISO también se amplifica la señal de flujo de corriente por el mismo factor, y a partir de cierto punto se hace visible en la imagen como ruido (puntos coloridos que no corresponden a la escena).
Ruido (puntos coloridos) por forzar el ISO.
Los factores que provocan ruido en una foto son:
- el ISO forzado (como fue descrito anteriormente),
- el tamaño de los pixeles del sensor,
- la sensibilidad de cada pixel (hot pixels) y
- largas exposiciones.
Mientas en la fotografía análoga sólo hay tres formatos principales (gran formato, formato mediano y formato 35mm), en la fotografía digital se encuentran docenas. La siguiente imagen muestra una selección de los más comunes:
Los formatos más comunes en la fotografía digital.
Suponiendo que tuviéramos cámaras digitales de estos seis formatos – cada una de 10 megapixeles (1 MPx = 1 millón de pixeles) – los pixeles de las mismas serían de estos tamaños:
El tamaño de los pixeles de cámaras digitales de 10 MPx de distintos formatos (1 micrómetro = 0,001mm).
Cuanto más pequeño el pixel, menos sensible es (igual que los cristales sensibles en las películas). Si comparamos las seis cámaras en una toma ficticia con los mismos valores de exposición (ISO, abertura, tiempo), resultaría que la foto de la cámara de formato mediano (con los pixeles más grandes = más sensibles) tendría la más alta luminosidad y la de la cámara de formato 1/2,7″ (con los pixeles más pequeños) la más baja. La señal del flujo de corriente será igual en todas las cámaras.
Luminosidad de cámaras con distintos tamaños de pixeles.
Si igualamos las señales de las cámaras para llegar a una exposición correcta con todas, veremos que la señal del flujo de corriente se incrementa cuanto más pequeños son los pixeles.
Incremento de la señal del flujo de corriente al igualar las señales de imagen.
Así entendemos que cuanto más pequeños los pixeles más ruido hay en las fotos … y que los celulares (que llevan en general sensores del formato 1/2,7″) son en primer lugar para hacer llamadas telefónicas y no para tomar fotos.
El software de las cámaras profesionales modernas contienen algoritmos (cálculos matemáticos) muy desarrollados para suprimir el ruido en las fotos, por lo cual con estas cámaras se puede usar valores de ISO de 6400 sin notar ruido en las imágenes.
No todos los pixeles en un sensor son iguales. De fábrica siempre hay algunos que no reaccionan proporcionalmente a la luz incidente y aparecen más brillantes en la imagen. Este efecto aumenta con el incremento del ISO y del tiempo de la exposición.
Hotpixels en una foto ampliada.
En exposiciones largas se calienta el sensor. Este calentamiento provoca una señal adicional que disminuye la calidad de la imagen. La mayoría de las cámaras digitales hoy en día tienen una función para suprimir este efecto tomando una foto con el mismo tiempo de exposición, pero con el obturador cerrado. Con la información de la segunda toma que sólo contiene los efectos del calentamiento del sensor el software de la cámara puede eliminarlos de la primera toma.
La imagen a la izquierda muestra una foto (con el lente tapado) con una exposición de 5 minutos con la función de larga exposición desactivada. A la derecha la misma foto con la función de larga exposición activada. Las pequeñas imágenes son fragmentos aumentados de la foto.