INTRODUCCIÓN

Mucho ha llovido desde que en 2003 apareciera en Luminous Landscape la primera referencia que conozco sobre el derecheo del histograma. Fue en el siguiente artículo de Michael Reichmann: Expose right.

La conveniencia de llevar a cabo este "derecheo" del histograma se ha popularizado en nuestro país sobre todo a raíz de la publicación del libro Fotografía Digital de Alta Calidad, de José María Mellado.

Esta forma de exponer, propuesta como la óptima para obtener la máxima calidad en una cámara digital cuando se dispara en RAW, aplica el principio inherente a todo sistema de muestreo digital por el que la relación señal a ruido aumenta cuanto mayor es el nivel de señal registrado.

Aplicado a una cámara de fotos digital, vendría a decir que el ruido final que tendremos en nuestras imágenes será menor cuanto mayor fuera la exposición aplicada en la captura. Derechear el histograma consiste por lo tanto en lograr la máxima exposición posible justo antes de empezar a quemar las altas luces de interés de la escena.

Sin ánimo de aportar nada nuevo en este asunto tan trillado, quería hacer un pequeño repaso de los conceptos relativos al derecheo del histograma, y a la vez me pregunto cuál es el estado actual de la técnica entre los usuarios: si lo tienen en cuenta o lo probaron pero perdió interés para ellos, si por el contrario predomina una exposición basada en una medición de luz media, etc...

El tema ha sido ya tratado de manera directa o indirecta en varios de los artículos de esta web, que se usarán como referencias para ampliar conocimientos.

DERECHEO DEL HISTOGRAMA

Como se comentaba en la introducción, derechear el histograma consiste en lograr que la exposición final obtenida sea la máxima posible justo antes de empezar a quemar las altas luces de la escena que nos interese preservar.

El término "derechear" deriva de que al lograr este tipo de exposición, el grueso del histograma aparecerá generalmente acumulado hacia el lado derecho.

La presencia o no de altas luces absolutas (blancos) en la escena a retratar es indiferente, el derecheo del histograma perseguirá siempre exponer lo que sea preciso para estar a punto de empezar a quemar las zonas más luminosas de la escena.

Por ejemplo si fotografiamos un gato negro que duerme sobre un montón de carbón, aplicar la filosofía del derecheo consistirá en exponer tanto como sea necesario hasta que estemos a punto de empezar a quemar la zona menos oscura del gato o del carbón, independientemente de que sea ésa la exposición final deseada para nuestra imagen.

Será luego en el proceso de revelado RAW donde la exposición se corregirá, generalmente a la baja, para lograr la exposición final buscada. Se produce así un cisma entre la exposición de la captura y la exposición en la copia, que tan íntimamente ligados están en la fotografía química.

Derechear el histograma tiene dos consecuencias principales:

• Dispondremos del máximo posible de niveles tonales diferentes en el archivo RAW, por la naturaleza lineal del sensor.
• Se minimizará el ruido visible en la imagen final, por el principio electrónico comentado en la introducción.

Analicemos con más detenimiento ambos fenómenos:

EL MITO DE "TENER MÁS INFORMACIÓN"

La mayor riqueza tonal obtenida gracias al derecheo, no se traduce sin embargo en ninguna ventaja real. El motivo es que en las sombras profundas, que es donde el extra de niveles obtenido gracias al derecheo nos sería útil para hacer la imagen más robusta frente a un procesado agresivo, el ruido eliminará cualquier posible riesgo de posterización o deterioro tras el tratamiento.

Por lo tanto a efectos prácticos es falso que se obtenga más información útil con el derecheo, si entendemos ésta como el mayor número de niveles en el histograma.

Las siguientes dos imágenes demuestran cómo la presencia de ruido puede evitar que la posterización se haga visible. De los histogramas se deduce claramente que la segunda tiene una riqueza tonal mucho menor, pero sin embargo la calidad de imagen y la resistencia al procesado son idénticas en los dos casos:


Fig. 1 Inmunidad frente a la posterización por la presencia de ruido.

El mismo fenómeno se da en las zonas menos expuestas de los archivos RAW: la mayor presencia de ruido propiciada por el sensor evita que cualquier posterización provocada por la escasez de niveles se haga visible, incluso tras un fuerte procesado, lo que invalida la utilidad práctica de los niveles adicionales logrados gracias al derecheo.

En las zonas de tonos medios y altas luces no se dará dicha presencia de ruido, pero es que en éstas cualquier archivo RAW dispone de una cantidad de niveles tonales más que suficiente para evitar cualquier tipo de posterización, por lo que el extra de niveles por derechear resulta totalmente accesorio.

Paradójicamente es la ausencia de ruido, y no la falta de niveles en la imagen original, lo que puede dar lugar a posterización visible en zonas bien expuestas cuando la imagen se convierte a 8 bits. Un caso típico son los cielos, que por tener un color uniforme y un bajo ruido propiciado por su habitual buen nivel de exposición, presentan con relativa facilidad bandas al convertir la imagen a 8 bits. La solución a estos fenómenos pasa casi siempre por... añadir ruido!.

REDUCCIÓN DE RUIDO, ÚNICA VENTAJA DEL DERECHEO

La reducción de ruido por el contrario sí es una ventaja real de exponer lo más posible, llegando a lograr que el ruido en las sombras profundas disminuya aproximadamente a la mitad por cada paso extra de exposición aplicado en el derecheo.

A continuación un ejemplo de reducción de ruido al aumentar la exposición en la cámara:


Fig. 2 Reducción de ruido al aumentar la exposición en +2EV.

Para ver con ejemplos prácticos la influencia que el nivel de exposición logrado en el archivo RAW tiene en el ruido final, ya sea con los parámetros que regulan la cantidad de luz que llega al sensor (apertura y velocidad) como con el ajuste electrónico de ISO, recomiendo acudir a los artículos que tratan a fondo este tema: Fotografía digital con cero ruido y Mejora en ruido subiendo el ISO respectivamente.

La conclusión de lo visto es que la reducción de ruido, y por lo tanto la maximización del rango dinámico capturado, es la única ventaja práctica del derecheo del histograma en una cámara digital.

"Si el ruido no supone un problema en nuestra aplicación,
obsesionarse con derechear es una pérdida de tiempo"
Pero que reducir el ruido sea la única ventaja del derecheo no quiere decir que sea poca cosa. Todo lo contrario! personalmente soy un convencido defensor del derecheo del histograma por ser el medio para maximizar la calidad de la captura digital, y lo aplico en todas las fotos donde resulta posible.

ALTERACIÓN DE TONOS O CONTRASTE POR DERECHEAR

Otro mito que ha de desterrarse es que el derecheo altere los tonos o el contraste de la imagen. Algunos fotógrafos que vienen de la película cometen el error de pensar que esto será así. Sin embargo gracias a la gran linealidad del sensor, en digital puede garantizarse que una vez igualada la exposición, los tonos y el contraste serán los mismos independientemente del nivel de exposición empleado en la captura.

La siguiente imagen compara el resultado de procesar de igual modo las dos capturas separadas 2 pasos de la última figura. Como puede verse una vez igualada la exposición, los tonos, el contraste y la saturación son indistinguibles:


Fig. 3 Cambiar el nivel de exposición en la captura no altera tonos ni contraste.

Para el que le interese, este asunto se trata con mucha más profundidad en el artículo Corregir la exposición altera el color?.

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No obstante, pese a las ventajas del derecheo no siempre será fácil conseguirlo por la dificultad que entraña lograr cierta precisión en el proceso. Por ejemplo en escenas de acción donde la iluminación cambie constantemente, aspirar a derechear nuestras fotografías puede ser una tarea incompatible con las exigencias fotográficas.

CONTRASTE DE LAS ESCENAS A DERECHEAR

El derecheo del histograma como concepto es aplicable a cualquier tipo de escena, ya sea de bajo, medio o alto contraste. Qué particularidades presentará cada caso?

• Contraste bajo: una escena de bajo contraste puede derechearse perfectamente. Lo que ocurrirá en este tipo de escenas es que en general no tendremos ninguna urgencia de hacerlo, ya que una exposición media (por ejemplo la lograda con una medición de luz global sobre toda la escena) asegurará un nivel de exposición suficiente en todas las partes de la imagen, haciendo el derecheo innecesario para lograr un bajo ruido. Un ejemplo de este tipo de situaciones puede encontrarse en Derecheo en escenas de bajo contraste.
  


• Contraste medio: es éste el caso idóneo para aplicar el derecheo del histograma. Haciéndolo se garantizará que dispongamos con integridad de las altas luces de la escena, a la par que el ruido en las zonas menos luminosas será el mínimo posible. Se tendrá de ese modo una captura digital de la máxima calidad.
  


• Contraste alto: si derecheamos una escena de alto contraste salvaremos las altas luces de la misma. Si éstas eran nuestra prioridad, perfecto, habremos obrado correctamente. Sin embargo al estar nuestras cámaras limitadas en el rango dinámico que son capaces de capturar, si el sujeto de interés de la escena se encontrase en las sombras profundas, habremos estropeado la captura pues aparecerá inmerso en ruido. En ese caso es preferible exponer más de lo que nos dictaría un estricto derecheo, asumiendo que vamos a quemar las altas luces pero logrando una exposición adecuada en el sujeto de interés.

A continuación se muestran ejemplos de cada uno de los tres tipos de contraste, incluyendo los histogramas de las capturas por pasos de diafragma para hacernos una idea de las magnitudes de rango dinámico de que hablamos:



Fig. 4 Escena de contraste bajo (~3EV) e histograma por pasos derecheado.




Fig. 5 Escena de contraste medio (~6EV) e histograma por pasos derecheado.




Fig. 6 Escena de contraste alto (~12EV) e histograma por pasos derecheado.

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La forma de proceder en escenas de alto contraste no deja sin embargo de ser un derecheo, solo que en lugar de derechear las altas luces absolutas de la escena estaremos derecheando luces de menor luminosidad, lo que constituirían altas luces relativas.

Por eso soy partidario de hablar del derecheo como la exposición óptima a conseguir en todos los casos, solo que actuando con cabeza en las escenas de alto contraste. En ellas habrá que elegir qué luces se derechean en función de qué extremo del rango dinámico de la escena sea el prioritario para nosotros.

Un caso práctico sería retratar (sin flash) a una pareja de novios situados en la sombra, cuando partes del cielo soleado entrasen en el encuadre. Si derecheamos el cielo (altas luces absolutas de la escena) lograremos que éste no se nos queme, pero seguramente el traje oscuro del novio presentará mucho ruido tras ser procesado. En esa situación quizá sería más lógico derechear el vestido blanco de la novia (altas luces relativas), sacrificando en consecuencia el cielo:


Fig. 7 Derecheo de altas luces relativas (vestido de la novia).

SOBRE EL MÉTODO DE DERECHEO PROPUESTO EN EL LIBRO DE MELLADO

En el libro Fotografía Digital de Alta Calidad, José María Mellado propone para lograr de manera sistemática el derecheo en una cámara que disponga de medición puntual, hacer uso de esta medición sobre las altas luces de la escena y luego sobreexponer 2 pasos.

Antes de comentar dicha forma de proceder, creo que es importante ante la confusión generalizada dejar claro que dicho método tiene como objetivo derechear el histograma, pero no constituye en sí la definición del derecheo. El derecheo es un concepto más amplio y puede lograrse de otros modos. Por lo tanto ni la medición puntual sirve solo para derechear (estaría bueno!), ni la única forma de derechear es haciendo uso de una medición puntual. No se debe confundir el qué (derecheo del histograma), con el cómo (medición puntual de luces y sobreexposición).

Con cámaras que no dispongan de medición puntual, como por ejemplo las Canon 350D/400D, tratar de derechear sistemáticamente mediante el método propuesto en el libro no es posible, porque la cámara no dispone de una medición lo suficientemente concentrada (puntual) como para hacer una medida que solo involucre a las altas luces. Puede que en alguna escena donde las altas luces sean un cielo o una superficie uniforme muy amplia sí, pero en general no va a servir.

Esto no quiere decir que no se pueda derechear con estas cámaras, sino tan solo que no vale la pena volverse loco intentándolo con el método descrito. Sin ir más lejos puede lograrse tanteando la exposición mediante la consulta del histograma, que para eso está.

Curiosamente existe una actualización de firmware para la Canon 400D (NOTA: no certificada por Canon, es un hack), que permite poder hacer uso de una medición puntual y de algunas otras ventajas. Para el que esté interesado puede acudir a la siguiente discusión en Canonistas sobre el tema: Tutorial medición puntual e ISO 16-3200 en 400D.

Asumiendo que hablemos de una cámara con medición puntual, el número de pasos a sobreexponer respecto a la medición de la máquina para lograr el derecheo dependerá del modelo. Mellado propone subir 2 pasos la medición puntual que hiciera la cámara, pero en realidad con una Canon 5D por ejemplo se pueden sobreexponer 3 pasos sin quemar información en el archivo RAW. Y en otra cámara podrá ser otra cantidad diferente que el usuario deberá averiguar por sí mismo.

Es habitual hacer un símil del método de sobreexponer 2 pasos los valores entregados por la medición puntual, como un desplazamiento de las luces medidas desde la zona V a la zona VII. Como explicación didáctica bien está, pero la realidad es que en cada cámara digital habrá una determinada cantidad fija de pasos de exposición entre la medición y la saturación, y ésa será la cifra por la que habrá que sobreexponer la medición puntual si queremos derechear al máximo.

Como decía en la Canon 5D el margen límite es de 3 pasos, y en otras cámaras la cantidad será diferente (generalmente menor), en función del criterio que eligieran sus diseñadores sin entrar para nada en juego el Sistema de Zonas. En mi opinión el Sistema de Zonas en fotografía digital genera más confusión que otra cosa.


Fig. 8 Histograma RAW con distintas sobreexposiciones tras una medición puntual.

En el artículo Derecheo con medición puntual se habla precisamente de esto, demostrándose porqué sobreexponer 2 pasos sería una postura conservadora para una Canon 5D.

PENSAMIENTOS FINALES SOBRE EL DERECHEO

Por desgracia, las cámaras de fotos digitales suministran a día de hoy una información orientada a evaluar la exposición obtenida en el JPEG, que es un procesado sobreexpuesto del archivo RAW. Así, a los que deseamos derechear las capturas RAW se nos hace complicado tener la certeza de lograrlo con precisión en el momento de realizarlas.

Existen trucos efectivos para que la cámara proporcione una información lo más fiel posible al RAW (en términos del histograma y del aviso de zonas de luces quemadas), principalmente el método explicado en UniWB. Display de la cámara fiel al RAW, consistente en anular el balance de blancos de la cámara.


Fig. 9 Vista UniWB sin balance de blancos (izq.) y vista JPEG de la cámara (der.).

Sin embargo no dejan de ser parches, siendo necesarios la experimentación y la mesura a la hora de exponer para evitar sorpresas. Por eso la sobreexposición sistemática de 2 pasos de Mellado me parece adecuada para una cámara com la 5D, aunque ésta en realidad admita sobreexponer un paso más, pues nos proporciona un buen margen de seguridad.

Siempre es mejor no lograr un derecheo perfecto (lo que tendrá como única consecuencia algo más de ruido en las sombras del que podríamos haber aspirado a tener), que quemar irremediablemente las altas luces de la escena lo cual es visualmente más perceptible.

Hay que pensar también que en el momento en que uno solo de los 3 canales resulte quemado en el archivo RAW, si bien la imagen final en esa zona tendrá textura gracias a los otros 2 canales, perderá el color resultando en un a veces incómodo blanco y negro.

Como curiosidad decir que en la cámara de cine digital Red One, fabricada por una pequeña empresa que escucha a sus clientes, existe un modo de visualización en el que pueden verse las imágenes en el display con la exposición real obtenida en el archivo RAW. También he leido alguna vez que algunas compactas con el firmware hackeado lo permiten.

Quiero ser optimista y pensar que algún día los fabricantes de cámaras réflex digitales empiecen a pensar en un poco más en los usuarios que disparamos en RAW, e introduzcan todas estas medidas en los futuros desarrollos.

CONCLUSIONES

En el presente artículo resumen se ha expuesto el porqué de la conveniencia de realizar una exposición tan alta como sea posible en nuestras capturas digitales para mejorar la calidad final. Se ha demostrado cómo la única motivación práctica para llevar a cabo el derecheo del histograma es obtener una menor presencia de ruido en la imagen final, y no así lograr una mayor riqueza tonal.

También se ha desmitificado el hecho de que el derecheo pueda alterar los tonos, el contraste o la saturación de la imagen.

Sin embargo el derecheo no es una técnica aplicable en todo tipo de fotografía, ya que requiere de cierta calma a la hora de poder realizar las mediciones. Por ello no será adecuado en fotografía de accción donde deberán elegirse otros modos de exponer en función de las circunstancias.

Se ha expuesto la posibilidad de aplicar esta técnica en cualquier escena independientemente de su contraste, si bien con reservas en escenas de alto rango dinámico donde el sujeto de interés se encuentre en la zona de sombras.

Además se ha explicado el fundamento del método para llegar al derecheo basado en una medición puntual sobre las altas luces con una posterior sobreexposición, haciendo consideraciones sobre la cantidad óptima de pasos a sobreexponer para obtener un derecheo extremo.

Por último se ha evaluado el estado del arte actual de las cámaras digitales en cuanto a las facilidades que proporcionan para lograr el derecheo, llegando a la conclusión de que aún queda camino por recorrer al estar todavía muy orientadas a obtener una exposición correcta disparando en JPEG.


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