Rango dinámico

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Exposición en digital

Posted by caiser en noviembre 20, 2007

  La exposición es una de las habilidades básicas de la fotografía. Una exposición correcta es necesaria para aumentar la calidad de las imágenes y nos permite determinar cuales serán los detalles a los que daremos importancia en la escena, es decir, cuales aparecerán en la foto final. Sin embargo, el uso de distintos equipos o materiales hace que necesitemos realizar métodos de exposición diferentes. Por ejemplo, la diapositiva tiene un rango dinámico muy limitado, alrededor de 5 pasos, además la imagen no puede ser ajustada durante el proceso de revelado. Esto significa que deberemos disparar de forma que protejamos las luces altas de quemarse. Por otra parte, si disparamos con película de blanco y negro tenemos un rango dinámico muy grande y además podemos hacer grandes modificaciones en el cuarto oscuro, esto hizo que Ansel Adams acuñase su famosa frase de exponer para las sombras y revelar para las luces. En el caso de las cámaras digitales ocurre que también tenemos un método especial para obtener los mejores resultados y que varía sobre el que muchos fotógrafos utilizan.

En la fotografía en color la gente mide para los tonos medios. Normalmente realizando la lectura en una tarjeta de gris al 18% o buscando un objeto que se desea que acabe en gris medio en la imagen y midiendo sobre él. Una vez tomada la lectura se realiza un ajuste de la exposición para mantener el detalle en las sombras o en las luces. Hacerlo de esta forma hace que las imágenes tengan un aspecto natural; los tonos medios aparecen tal y como los vemos en la escena.

Como exponer en digital

En digital las cámaras se han diseñado para que midan exactamente igual a como se hacía en la película en color. El fotómetro de la cámara mide un gris medio en la escena y realiza la exposición en función de esa medida. Se hace así porque es la forma de obtener una imagen ya “revelada”, sin necesidad de pasar por el “cuarto oscuro”. Otra de las razones por las que se realiza la medición de esta manera es para intentar proteger las luces y que estas no se nos quemen, algunas cámaras incluso son “acusadas” de subexponer por ese mismo motivo. Sin embargo ese tipo de medición no tiene en cuenta las características de los sensores.

Ya hemos dicho que en blanco y negro había que exponer para las sombras. En digital ocurre todo lo contrario, deberemos exponer para las luces, aunque poniendo especial cuidado en no pasarnos y quemarlas. Esto ocurre así porque los sensores no se comportan de la misma manera que nuestro ojo o las películas de haluros de plata.

Nuestro ojo funciona de forma no lineal. ¿Qué quiere decir esto? Que aunque nuestros ojos reciban el doble de luz no vemos el doble de claro. Sin embargo, con los sensores si ocurre así, cuando estos reciben el doble de luz almacenan el doble de información. El sensor es un dispositivo que se encarga de almacenar fotones, entonces se hace evidente que si este recibe el doble de luz almacenará el doble de fotones. Más tarde esos fotones son contados y esa es la información necesaria para crear el archivo de imagen. En función de la cantidad de fotones tendremos un pixel más o menos luminoso.

La mayoría de sensores actuales utilizan 12 bits para almacenar la información. Es decir, dispondremos de 4.096 niveles de tonos (para una explicación más precisa de porque hay 4.906 tonos puedes leer el artículo sobre las ventajas del raw en el que se habla de bits). Ya hemos visto que el sensor captura la información de forma lineal. Así pues, cada paso de diafragma tendrá el doble de tonos que el inmediatamente inferior. Partiendo de esta base, si ahora tomamos como ejemplo una cámara cuyo rango dinámico es de 6 diafragmas, podremos decir que las luces altas utilizan 2.048 tonos para guardar la información, el diafragma anterior utilizaría la mitad, 1.024 tonos, 512 el tercer diafragma, 256, 128 y 64 los tres últimos. Nos quedarían 64 tonos que aunque no se encuentran vacíos son inutilizables por la señal de ruido presente. (Hay que tener en cuenta que esta distribución de tonos es la que existe en el raw, al pasarla a TIFF o JPEG se aplican curvas y correcciones de gamma que redistribuyen los tonos, aunque no terminan de forma uniforme las luces siempren tendrán mayor cantidad de tonos disponibles).

¿Cómo nos influye esto en la exposición? Si dejamos a la máquina que realice sus cálculos puede que esta realice una lectura correcta, presentando una foto aceptablemente expuesta, o podría ser, dependiendo de la situación o de la máquina, que la foto salga ligeramente subexpuesta para proteger las luces altas. La primera situación parece ser la deseable, la segunda es fácilmente corregible en el ordenador con el uso de niveles o curvas o el deslizador de exposición del revelador raw. Sin embargo, en estas situaciones podemos estar perdiendo parte de los tonos disponibles de la cámara y esa parte perdida es muy grande.

 Veamos a hora la figura 1. Es el histograma de una imagen en la que a la hora de exponer hemos dejado la zona de luces altas sin apenas información. Por el histograma podemos saber que o es una imagen subexpuesta o una imagen en clave baja. Se han puesto una líneas verticales que representan cada uno de los pasos de diafragam de rango dinámico que tiene nuestra imaginaria cámara. A su vez vemos unos números en cada paso, son los tonos que ha utilizado el sensor para recoger la información de cada uno de los pasos. En las luces altas vemos que ha utilizado 2.048 tonos y en las sombras solamente 64 tonos. Más tarde estos tonos son expandidos y se distribuyen por el histograma de manera uniforme, así que esa situación no es real pero nos permite ver de una manera visual lo que realmente ocurre.

Figura 1

Así pues, tenemos una imagen en la que solo utilizamos cinco pasos de los seis disponibles. El de las luces altas no ha recibido  apenas información. Esta situación puede parecernos aceptable ya que podemos considerar que ese paso es fácilmente recuperable en el revelado o incluso puede ser una imagen donde queremos evitar que haya luces altas. Pero en una exposición así estamos perdiendo una cantidad considerable de la información que el sensor es capaz de recoger. No es una sexta parte se puede pensar sin conocer las características del sensor, sino que, como ya hemos visto, el último paso utiliza 2.048 tonos para recoger la información, así que de los 4.096 tonos que podía recoger nuestro sensor estamos perdiendo la mitad y nos estamos quedando con una imagen de 2.048 tonos. Realmente todavía son muchos, pero ya estamos perdiendo calidad con respecto a la posibilidad real de la cámara, sobre todo en la zona de sombras que es donde menos tonos tenemos.

Esta disminución de calidad en las sombras se hace patente de dos maneras, en primer lugar la ya expuesta, tenemos menos tonos disponibles y es más fácil obtener posterización al procesar la imagen. Además de esto la imagen se ve reducida en calidad por el ruido. Todos los sensores digitales tienen ruido y este es más evidente en las zonas oscuras de la imagen. Esta situación se puede mejorar: en la imagen correspondiente al histograma anterior podemos sobreexponer un paso de forma que llenemos la zona del histograma vacía, de esta forma desplazaremos la zona de sombras un paso más arriba también. Así logramos obtener un número mayor de tonos en toda la imagen y al subir la zona de sombras esta no solo aumenta la cantidad de tonos (en este caso los dobla de 64 a 128), sino que mejora su nivel de ruido.

Pero veámoslo con más detenimiento ya que la situación del histograma del ejemplo no es la que se presenta en todas las ocasiones. Podemos considerar que existen tres situaciones posibles.

  1. La primera sería una situación de alto contraste. En esta ocasión la escena excedería el rango dinámico de la cámara, así que obtendríamos luces quemadas y sombras empastadas. No hay ningún método disponible para mejorar la exposición de la cámara, nuestra única decisión se basará en cuestiones creativas, podremos determinar si queremos salvar alguno de los extremos, es decir dejar una imagen con las luces sin reventar o por el contrario consideramos que la zona de luces no es lo importante y levantamos la zona de sombras.
  2. La segunda situación posible sería la de un contraste ideal, en este caso el rango dinámico de la cámara coincide con el de la escena. En el histograma no tenemos espacio libre ni en las sombras ni en las luces. Es otra situación en la que tampoco podemos hacer nada, si modificamos la exposición acabaremos o con las luces reventadas o con las sombras empastadas.
  3. Por último tenemos la situación en la que el rango dinámico de la escena es inferior al que podemos captar por la cámara, es decir, escenas de bajo contraste. En la escena no hay luces altas ni sombras profundas, es en este caso donde si podremos modificar la exposición para mejorar las tomas de nuestra cámara.

Técnica de exposición

La forma de exponer en digital es intentando llenar la información que caerá en las luces altas pero sin llegar a reventar estas. En muchas situaciones esto supondrá que obtendremos una imagen sobreexpuesta, con los tonos lavados y muy claros, pero después en el revelador lo que haremos es volver a desplazar todos los tonos hacía las zonas oscuras para así obtener la fotografía con la exposición correcta. De esta forma obtendremos una mayor riqueza tonal y menos ruido, lo que nos permitirá realizar ediciones de mucha mayor calidad.

Si para esta situación nos fijamos en el histograma de la imagen lo que deberemos hacer es intentar desplazar este lo máximo posible hacia la zona de las luces, la derecha (por este motivo a esta técnica se le conoce como derecheo). Al desplazarla deberemos evitar que en la zona derecha aparezca un pico pronunciado y muy alto lo que significaría que las luces han alcanzado el blanco y están reventadas.

Pero con esta técnica no deberemos sobreexponer siempre. Solamente en aquellas situaciones en las que la información tonal no caiga en la zona derecha del histograma. Para hacerlo de forma correcta tenemos dos formas de hacerlo, la primera consiste en mirar el histograma una vez obtenida la imagen y realizar una segunda toma corrigiendo la exposición en función de la toma anterior. En algunas máquinas el histograma se encuentra dividido por una líneas verticales, cada una de estas líneas representa un paso de diafragma, esto nos ayudará a saber que cantidad de compensación realizar en la exposición siguiente.

Este método aunque efectivo es poco práctico. Deberemos realizar dos tomas por cada fotografía con la consiguiente perdida de tiempo, incluso de batería. Hay otra forma de hacerlo más “automático”. Para ello es preciso conocer el sistema de zonas de Ansel Adams (lo veremos en próximos capítulos). Deberemos aprender a visualizar la imagen tal y como la veremos utilizando el sistema de zonas. Tendremos que detectar la zona de luces con detalle, lo que equivaldría a la zona VII de Ansel Adams. Una vez detectada esa zona de la escena pondremos nuestra cámara en medición puntual y la mediremos. A continuación sobreexponemos dos puntos sobre esa medición, dependiendo de cámaras esa compensación puede variar pero no lo hará demasiado. Deberás hacer pruebas en tu cámara para saber cuanto será en tu caso pero 2 pasos es un buen comienzo. A continuación disparas y obtendrás una imagen con el histograma a la derecha.

Hay un tercer método posible aunque no se puede realizar con la mayoría de las réflex. Hay muchas compactas que nos permiten ver el histograma en el momento de la toma, así que podemos compensar la exposición de la toma mientras vemos como afectará al histograma. En las réflex se está comenzando a implementar el sistema “live view” que nos permite ver las imágenes a través de la pantalla, en vez de por el visor que es lo habitual, esto hace que sea posible implementar la visión en tiempo real del histograma, lo que permite “derechear” sin necesidad de medir la escena.

Por último hay ciertas consideraciones que deberemos tener en cuenta a la hora de aplicar el método:

  1. El histograma que obtenemos en la cámara no es el del fichero raw. Ese histograma se obtiene del JPEG que la cámara crea, por lo tanto una vez aplicada la corrección gamma y las curvas tonales. Esto significas que en ocasiones si vemos un pico sobresaliendo a la derecha y más aún si este es pequeño es fácil que no hayamos reventado las luces y que estas se hayan quemado al aplicar las curvas del JPEG y esto es algo que podremos solucionar en el revelado.
  2. En la imagen pueden existir reflejos y brillos especulares, estos habitualmente terminan quemados, así que si aparecen  en la imagen no deberemos darle importancia a que aparezca un pico en la derecha del histograma. Por supuesto tampoco deberemos tener en cuenta esas zonas en la hora de la medición ya que pueden darnos una lectura incorrecta.

Cuando aplicar el método

Las situaciones ideales para aplicar el método serían todas las posibles. Sin embargo, es comprensible que es mucho más fácil aplicarlo en situaciones estáticas que en las que hay movimiento. En un bodegón o un paisaje es fácil aplicar el método ya que podemos tomarnos más tiempo para realizar una lectura correcta. En fotografía de calle, fotoperiodismo, deportes… es algo más complicado, las condiciones pueden variar rápidamente y muchas veces es más importante el momento captado y que presente una calidad buena a intentar obtener la máxima calidad y perder el momento. Eso sin tener en cuenta que en muchas ocasiones se necesitará un retoque posterior para corregir posibles sobreexposiciones y eso muchas veces en ciertas fotografías en las que se busca inmediatez no es posible.

16 comentarios to “Exposición en digital”

  1. medyr said

    ¿El histograma se genera desde el JPG incluso cuando disparamos solo en RAW?

  2. caiser said

    Así es. El fichero raw tiene los tonos tomados en lineal, para conseguir un histograma hay que aplicar la correción gamma para expandir los tonos, así que lo que la máquina hace básicamente es crear un JPEG de donde puede obtener un histograma.

  3. Excelente post, creo que Mellado en su libro “Fotografía Digital de Alta Calidad” también lo menciona. De todas formas en tu post lo entiendo mejor. A mi personalmente me cuesta trabajo (acabo reventando las luces, que se le va hacer, torpe que es uno) quizás sea porque son tomas de alto contraste.

  4. caiser said

    Así es Miguel Ángel, esto y el trabajo por zonas son el corazón del flujo de trabajo de Mellado. Así que es una parte fundamental de su método. Seguramente él es principal difusor de esta forma de exposición en España (desconozco su influencia allende los mares).

    En cuanto a las situaciones en las que hay muy alto contraste la única forma de aplicar el método es para intentar salvar las luces altas a expensas de empastar las sombras.

  5. […] Exposición en digital […]

  6. joseba said

    Una explicación muy accesible y sencilla de los rudimentos para una correcta exposición en digital. Aclaras, de modo sencillo, aspectos que en otros sitios aparecen confusos y excesivamente enmarañados.

    Solo puntualizar que las separaciones verticales del histograma de cámara “no corresponden a diafragmas o stops en general”. Pero esperemos que los fabricante pronto corrijan este modo tan poco fotográfico de mostrar los datos del histograma.

    Se han puesto una líneas verticales que representan cada uno de los pasos de diafragam de rango dinámico que tiene nuestra imaginaria cámara

    También aclararía, aunque de algún modo se desprende de tu texto, que un “derecheo excesivo” en situaciones, sobre todo, de bajo contraste, puede producir variaciones irrecuperables en los matices correctos del color y su balance preciso.

    Por último, espero ansioso esa aplicación del SZ a la exposición en digital. Es una tarea MUY dificultosa en la que intervienen muchos parámetros. Es tremendamente farragoso un intento profundo de sistematización en mi opinión aunque, a la vez, creo que hacerlo es imprescindible.
    Yo lo utilizo habitualmente en mi trabajo, pero no dejo de encontrar profundas trabas en los intentos de “extender el sistema de modo reglados y exacto a cualquier supuesto de trabajo” (cámara, fotómetro, procesador RAW, espacio de color y, sobre todo, soporte final de destino –papel, web, offset, etc.–)

    Gracias por tu trabajo magnífico.

  7. caiser said

    No me he referido a las separaciones verticales que pone Canon en sus cámaras que también considero equivocadas, tanto por concepto, como porque ni siquiera es un rango dinámico real.Esa frase habla del gráfico que he utilizado para representar visualmente la situación que se nos plantea y al final del párrafo ya aviso que no es una situación real.

    En cuanto tenga mi ordenador y tenga acceso a todas mis fotos haré pruebas sobre la diferencia de tonos que me apuntas (tengo mucho HDR, así que puedo comparar bastantes fotos para ver resultados) nunca he notado esas diferencias. Donde si hay una ventaja muy evidente e importante es en el nivel de ruido de las sombras.

    En cuanto al SZ todavía le queda tiempo, ya he comenzado a escribir sobre el histograma, tengo pendiente el blanco y negro y el enfoque, que podré seguir cuando tenga mi ordenador. Además me hablas de aplicarlo al digital, en principio mis conocimientos no llegan a eso, ninguno de los alrededor de 100 libros que tengo en el ordenador no tocan ese tema, así que que si no encuentro la información en inglés por la red no podré llegar hasta ahí y me quedaré en la explicación del SZ.

    Saludos

  8. Øuantum³ said

    Muy buen blog man, mis felicitaciones!🙂

  9. Rafa said

    ¡Increible!

    Muchas gracias por el esfuerzo: un texto claro y clarificador.

  10. Excelente!

  11. LUIS said

    Una explicación sublime, enhorabuena!

  12. gamma said

    La verdad es que el método que propone Mellado me parece un poco confuso.
    Teniendo en cuenta que si dejamos que la cámara haga la foto, probablemente esta salga subexpesta para proteger las luces… Nosotros deberemos preveer esto y sobreexponer. Por lo tanto, al final, no medimos luces y lo que debemos es sobreexponer a lo que me dice la cámara.

    • caiser said

      Tampoco es así, gamma, las cámaras deberían exponer correctamente, siempre en función de sus consideraciones, no se trata de sobreexponer para corregir una subexposición de la cámara. El método Mellado no sirve para lograr una exposición correcta, lo que intenta es conseguir una foto con la máxima calidad. Cuanta mayor información recibe un sensor más calidad tiene esa información recibida, así pues, lo que propone Mellado es sobrexponer aquellas tomas que lo permitan y después subexponer a la hora de revelar, de esta forma conseguimos obtener la misma foto que si le hubiesemos dejado a la máquina hacer sus cálculos pero con una calidad mayor, mucho más limpia, sobre todo en los tonos oscuros.

      Saludos

  13. […] Exposicin en digital Rango dinmico __________________ Si tienes un ratillo y quieres aprender algo ms, visita mi blog. […]

  14. _LOREN_ said

    Muchísimas gracias por “revelarnos” tus conocimientos. Me ha sido de gran ayuda.
    Un saludo

  15. Edu said

    La descripción es muy buena, sencilla y fácil entendimiento. He comprendido mucho de este tema y te doy gracias por difundirlo.
    Saludos

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