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El enfoque en digital II

Posted by caiser en octubre 3, 2007

Ir al artículo anterior: El enfoque en digital I

¿Por qué se necesita enfocar?

Quizás te estés haciendo una pregunta ¿por qué es necesario enfocar las imágenes en digital, si las de película no lo necesitaban?. La clave de esta está en la naturaleza del sensor. Los sensores de las cámaras digitales están hechos de matrices de pixeles. Cada uno de estos pixeles mide la luz en una diminuta parte del sensor, además de esto, a excepción del sensor Foveon, cada pixel solamente mide la luz de un de los tres colores primarios (rojo, verde o azul). La figura dos nos muestra un esquema de como miden la luz los sensores.

Figura 2. Matriz Bayer
Figura 2. Imagen obtenida de Wikipedia (Commons)

Cada cuadrado representa un pixel y cada color representa la luz que recoge cada uno de los pixeles.Para que los pixeles recojan la información de esa manera delante de ellos hay un filtro, llamado filtro Bayer, que solo permite que la luz que llega a cada pixel sea de un color específico y solo de ese. De esta manera, lo que cada pixel hace es recoger información de luminosidad y no de color. En la figura tres podemos ver un recorte de un ejemplo de lo que el sensor recogería. Como se puede observar la imagen no es uniforme, está compuesta de pixeles intercalados de distintas luminosidades.


Figura 3

Ahora imaginemos que ocurre al tomar una fotografía. Si en el pixel cae la información de una zona uniforme no tenemos ningún problema. El pixel tomará la información de luminosidad en ese trocito de imagen. Pero, si en el pixel cae la información de una zona de transición, por ejemplo, el borde de un sujeto, en el que aparece parte del sujeto y del fondo. Ese pixel tiene una información doble con distintas luminosidades, en ese caso lo que hace es promediarlo y obtendremos un pixel con un gris intermedio entre los dos. Para entenderlo un poco mejor tomemos un ejemplo en blanco y negro. Imaginemos una botella de leche fotografiada sobre un fondo negro. Si en el pixel cae información de la leche tendremos un pixel blanco, si en un pixel cae información del fondo tendremos un pixel negro, pero si el pixel está en el borde de la botella, puede tener información tanto de la leche como del fondo, así que obtendremos un pixel gris. Debido a esto lo que logramos es una disminución de la acutancia de la imagen en los bordes. Pocemos ver un ejemplo en la figura 4.


Figura 4

Hay otra razón por la que nuestras imágenes no están tan enfocadas como nos gustaría. Como hemos visto arriba el sensor no recoge información de color, solo de luminosidad, por ese motivo acabamos con imágenes en escalas de grises. Pero como hemos visto, cada pixel ha recogido información de distintos colores. Ahora bien, esa información está alternada, no es continua y si aumentamos lo suficiente nuestros ojos lo distinguen. Aquí es donde entra en escena la llamada interpolación Bayer. Ésta lo que hace es aplicar a cada pixel información de los tres colores (rojo, verde y azul), para ello utiliza los valores vecinos. Para que te hagas una idea, cada pixel verde tiene al lado dos pixeles azules y dos pixeles rojos, el algoritmo de la interpolación coge la información de luminosidad de esos dos pixeles azules vecinos y realiza una media, ese valor medio se lo añade al pixel verde y realiza el mismo proceso con los rojos. Pasamos de tener un pixel que solo tenía información del canal verde y a otro que tiene información completa del color.

Pero al igual que ocurría con los distintos valores de luminosidad en los bordes, la interpolación Bayer puede ocasionar problemas de acutancia en aquellos bordes donde hay una transición de color. Donde nuestros ojos ven un definido borde entre azul y verde, la interpolación Bayer puede crear un color intermedio que suavizará el borde y por lo tanto tendremos una disminución de acutancia.

Hay un tercer factor que influye en la disminución de acutancia. Las cámaras digitales en determinadas circunstancias pueden presentar un moire. El moire se da en al fotografiar ciertos materiales con tramas muy prietas, regulares y sobre todo repetitivas. Si la inclinación de de las líneas que poseen esas tramas está cercana a la trama que poseen los propios pixeles del sensor, éste producirá colores falsos y que variaran dependiendo de como inclinemos o movamos la cámara lateralmente.

En principio la solución para esto es desenfocar ligeramente la imagen. Los fabricantes delante del sensor colocan un filtro de paso bajo (low pass filter), este es el encargado de realizar un ligero desenfoque, para minimizar el efecto moire es incluso habitual el uso de hasta tres filtros paso bajo combinados. Canon fue el primero en adoptar el sistema de tres filtros paso bajo en sus imágenes, se jactaba de haber eliminado el efecto moire en sus imágenes, pero obtuvo muchas quejas de sus usuarios por la falta de nitidez de sus imágenes. Tuvo que sacar un comunicado de prensa explicando que las imágenes digitales necesitaban enfocarse.

Los procesadores internos de las cámaras intentan reenfocar el pequeño desenfoque producido por el filtro paso bajo, pero aún así se sigue sufriendo una falta de acutancia por causa de esos filtros.

Aparte de los tres factores que hemos visto, el proceso posterior de una imagen que realicemos en un programa de edición puede disminuir la acutancia. Para resolver todos estos problemas la solución es realizar un enfoque.

Ver el artículo siguiente: El enfoque en digital III

3 comentarios to “El enfoque en digital II”

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