INTRODUCCIÓN

Sabes lo que es el rango dinámico de una cámara o sensor digital? si la respuesta es negativa, antes de leer este artículo recomiendo que te empapes de la teoría que puedes encontrar en el artículo Rango dinámico.

Si por el contrario ya sabes en qué consiste el rango dinámico de un sensor o cámara digital y de qué depende, la siguiente pregunta que debes hacerte es: sabes qué implicaciones o ventajas tiene disponer de una cámara con un amplio rango dinámico?.

Si la única respuesta que se te ocurre a esta segunda cuestión es: la posibilidad de hacer fotografías de escenas de mayor contraste, este artículo te puede interesar. Y es que tener una cámara con un alto rango dinámico no es solo útil cuando nos tenemos que enfrentar a estancias con ventanas o a puestas de sol.

PARA QUÉ SIRVE EL RANGO DINÁMICO?

En el 1er Congreso Photo Pentax celebrado el pasado noviembre, pude hablar durante una hora sobre la Pentax K5, actualmente la cámara con mayor rango dinámico del mercado.

Terminé la exposición dando algunas claves sobre situaciones en que tener un sensor de alto rango dinámico puede ser una ayuda para mejorar la calidad de nuestras fotos, con usos no necesariamente relativos a escenas con grandes diferencias de luminosidad.

El enfoque es parecido al del artículo El estabilizador como reductor de ruido, donde veíamos cómo un dispositivo que trabaja en el dominio óptico (el estabilizador de imagen), se convertía en un reductor de ruido.

He recopilado seis situaciones o usos en los que un alto rango dinámico del sensor puede traducirse en una mejora de diferentes aspectos de la imagen final:

1. ESCENAS DE ALTO RANGO DINÁMICO

Obviamente con una cámara de alto rango dinámico podremos hacer frente a escenas con un contraste tal que usando otras cámaras requerirían más de una toma. Si hacer varias fotos resultase imposible, no disponer del suficiente rango dinámico nos obligaría a sacrificar información de sombras, de luces, o de ambos.


Fig. 1 Escena de 12 pasos de rango dinámico.

La anterior escena tiene 12 pasos de rango dinámico, un contraste inasequible a los 8 pasos de mi Canon 350D cuando me enfrenté a ella. Sin embargo, una versión FF del sensor que lleva la Pentax K5 (de 11 pasos efectivos de rango dinámico) tendría según mis cálculos un rango dinámico útil precisamente de 12 pasos. Esto quiere decir que con una sola captura de esa hipotética cámara FF (hoy tecnológicamente viable) podríamos preservar las altas luces de las ventanas a la vez que mantenemos un ruido aceptable en las sombras del interior.

A medida que los sensores alcancen un mayor rango dinámico, el requisito de hacer varias fotos en escenas HDR desaparecerá. No obstante, y contrariamente a la creencia de muchos usuarios, la necesidad y la dificultad del proceso HDR posterior seguirán totalmente vigentes. La única diferencia con la situación actual será que en lugar de hacer un ahorquillado en la cámara nos bastará con una sola foto, lo que será una muy buena noticia en escenas no estáticas o simplemente cuando no se disponga de un trípode que ayude a alinear las tomas.

RD → CAPTURA DE ESCENAS DE ALTO CONTRASTE

2. ERRORES DE SUBEXPOSICIÓN

Cometer errores de exposición es algo muy frecuente. Especialmente cuando se está aprendiendo a usar una cámara digital, aunque también cuando se tiene experiencia pero el dinamismo de la escena impide tomarse el tiempo necesario para elegir los parámetros de exposición adecuados (apertura, velocidad e ISO).

La exposición óptima cuando se dispara en RAW corresponde al derecheo del histograma, consistente en exponer lo máximo posible justo antes de empezar a quemar las altas luces de interés de la escena.

Si el error de exposición es por exceso (sobreexposición), quemaremos de manera irrecuperable información de altas luces. Sin embargo si el error es por defecto (subexposición), un alto rango dinámico del sensor vendrá en nuestro rescate.


Fig. 2 Captura subexpuesta (izq.) y corrección de exposición (der.).

La anterior escena fue capturada con una Pentax K5 cometiendo un error de subexposición de nada menos que 6 pasos completos (la imagen izquierda es el JPEG visualizado en la cámara tras el disparo).

Sin embargo el amplio rango dinámico del sensor permitió corregir la exposición en +6EV, "levantando" las sombras para obtener una imagen final sin un ruido excesivo (a la derecha se tiene el resultado de este procesado).

Pasando el ratón por la imagen puede verse que el nivel de ruido en un recorte al 100% de las sombras profundas aún permitía distinguir las texturas, siendo ésta la parte más delicada de la imagen.

Hemos convertido una cualidad electrónica del sensor en una mayor robustez frente a posibles errores de exposición por parte del usuario:

RD → CORRECCIÓN DE ERRORES DE SUBEXPOSICIÓN

3. PREVENIR TREPIDACIÓN O LOGRAR GRAN PDC

En muchas ocasiones hay un compromiso a la hora de elegir la apertura o la velocidad de disparo en función de las necesidades del momento, especialmente cuando la luz no es muy abundante:

• Si se desean garantías de obtener una imagen libre de trepidación habrá que disparar con una velocidad de disparo lo suficientemente rápida, lo que va en contra de obtener un exposición generosa.
• Lo mismo ocurre si se desea una gran PDC, pues cerrar mucho el diafragma puede suponer un limitante para lograr una exposición adecuada.

Pero si nuestra cámara dispone de un gran rango dinámico, podremos permitirnos el lujo de no exponer todo lo que habría sido ideal, usando a cambio la velocidad o apertura que nos garanticen la ausencia de trepidación o la PDC buscadas.

Una vez procesada la imagen para alcanzar la exposición correcta, el alto rango dinámico del sensor garantizará la contención del ruido, cosa que no habría sido posible con un sensor mediocre en este parámetro.


Fig. 3 Trepidación por insuficiente velocidad de disparo.

Esta imagen es solo una simulación, pero la diferencia de trepidación que puede lograrse disparando 3 ó 4 pasos más rápido (lo que un sensor de alto rango dinámico permitiría recuperar tranquilamente en escenas de contraste normal), no estaría muy lejos del anterior resultado.

RD → MAYOR NITIDEZ O PDC CON LUZ ESCASA

4. "IZQUIERDEO" DEL HISTOGRAMA

Lo sé, la expresión no es horrible, es lo siguiente, y además no representa de un modo preciso el concepto que quiero contar. Pero aún así la he mantenido pues no deja de ser una contraposición a la filosofía del derecheo del histograma.

Un sensor de mucho rango dinámico nos permite un sistema de trabajo basado en subexponer de manera deliberada y por sistema nuestras capturas. Obrar así nos aporta por un lado un margen de seguridad en la exposición, que garantice que nunca vamos a tener problemas por pérdida de información en las altas luces. Por otro lado el alto rango dinámico del sensor velará por las zonas de sombra, que podremos "levantar" sin temor a un ruido que arruine las texturas.

Y todo ello para qué? para olvidarnos de invertir tiempo y esfuerzo en obtener la exposición óptima, centrando nuestra atención en otros aspectos de la fotografía. Desde los más puramente técnicos como realizar un enfoque preciso, hasta los más creativos como lograr un encuadre ideal o una composición lo más interesante posible.

A este efecto puede usarse un modo de medición automático, acompañado de una cierta compensación negativa de la exposición. Hemos quitado importancia a la exposición de la captura (que resultará generalmente subexpuesta), relegando su ajuste fino a la etapa de revelado RAW.


Fig. 4 Imagen obtenida poniendo foco en la composición.

Con este "uso" del rango dinámico nos hemos liberado (por innecesario con un sensor así) del proceso de obtener la exposición ideal, redundando en una mayor libertad creativa:

RD → MEJOR ENCUADRE, COMPOSICIÓN, FOCO,...

5. PROCESADO EXTREMO EN ZONAS DE SOMBRA

Es sabido que un procesado agresivo de la imagen tiende a enfatizar el ruido presente en la misma, especialmente en las sombras. El motivo es que aplicar procedimientos de aumento de contraste local (como los que tienen lugar cuando se emplean programas de mapeo de tonos para HDR, o bien se hacen procesados por zonas para sacar a relucir hasta el último ápice de información capturada), implica empeorar en la misma medida la relación S/N.

Así si eres amante de exprimir al máximo las texturas de tus imágenes, aún cuando las escenas que fotografíes tengan un contraste en principio asequible a las posibilidades de tu cámara, un sensor con mucho rango dinámico capturará las sombras más libres de ruido, y producirá por lo tanto un resultado más limpio tras aplicar el fuerte procesado que les tienes preparado.

La primera imagen fue capturada con un sensor de inferior rango dinámico que la segunda (puede verse que tiene algo más de ruido), si bien ambos fueron capaces de abordar la escena y obtener imágenes perfectamente válidas tras aplicar un procesado estándar:


Fig. 5 Procesados de capturas con sensores de distinto rango dinámico.

Si esas mismas dos capturas las trasteamos en Photomatix para llevarlas al límite, es cuando en las zonas de sombra se hacen patentes las diferencias, obteniendo el sensor de mayor rango dinámico un resultado mucho más limpio. Pasar el ratón por la imagen anterior para ver la diferencia (por favor quedaos con el concepto sin juzgar mi destreza con este endemoniado software).

Como un alto rango dinámico equivale a un ruido contenido en zonas de baja exposición del archivo RAW, cualquier uso fotográfico que pueda beneficiarse de dicho bajo nivel de ruido encontrará un aliado en el rango dinámico del sensor:

RD → CAPACIDAD DE PROCESADO EXTREMO EN SOMBRAS

6. CORRECCIÓN DE VIÑETEO EN LAS ÓPTICAS

Lo normal cuando se emplea una óptica a grandes aperturas es sufrir viñeteo, es decir, pérdida de luminosidad en las zonas periféricas de la imagen. Su corrección es trivial ya que no le supone al software más que incrementar la exposición a medida que nos alejamos del centro.

El resultado es en general satisfactorio en cuanto al color y contraste pues un aumento de exposición no altera los mismos como se explica en Corregir la exposición altera el color?, y el viñeteo no suele producir cambios de tonalidad acusados.

Sin embargo puede darse un efecto colateral, y es el aumento de ruido en las zonas corregidas. Pasando el ratón por la imagen siguiente podemos ver una simulación de cómo nos puede llegar a afectar el ruido al corregir el viñeteo:


Fig. 6 Ruido en bordes tras corrección por viñeteo.


Un viñeteo nada extraordinario de 1EV implica perder un paso de rango dinámico, o lo que es lo mismo, duplicar el ruido visible final en las sombras. Así que cuanto mayor sea el rango dinámico del sensor más inmunes seremos al ruido que pueda aparecer por "levantar las sombras" en los bordes donde el viñeteo es corregido:

RD → CORRECCIÓN DE VIÑETEO SIN RUIDO VISIBLE

CONCLUSIONES

Se ha demostrado que el rango dinámico de un sensor se encuentra lejos de ser una característica puramente técnica, y de utilidad exclusiva en aplicaciones que involucren escenas de alto contraste. Es por el contrario un factor que puede mejorar nuestras fotos en una variedad de ámbitos tales como:

• Captura de escenas de alto contraste
• Corrección de errores de subexposición
• Mayor nitidez o PDC con luz escasa
• Mejor encuadre, composición, foco,...
• Capacidad de procesado extremo en sombras
• Inmunidad frente al ruido por viñeteo

El rango dinámico además tiene una propiedad que no se da en todos los parámetros de una cámara digital, y es que nunca molesta. A diferencia de otros aspectos como por ejemplo la resolucion en Mpx, disponer de más rango dinámico del necesario jamás tiene contrapartidas.


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