INTRODUCCIÓN

En el presente artículo se va a tratar un tema ya muy trillado, y es el uso de la medición puntual sobre las altas luces de una escena para lograr un derecheo más o menos sistemático de nuestras capturas sin necesidad de realizar tanteos.

Esta forma de medir y exponer para lograr el derecheo del histograma se popularizó mucho a raíz de la publicación del libro 'Fotografía digital de alta calidad' de José María Mellado, donde el autor explica el método consistente en realizar una medición en puntual sobre las altas luces de la escena, seguida de una sobreexposición sistemática de 2 pasos respecto a la anterior medición.

Como hasta ahora no había tenido una cámara con medición puntual (acabo de comprarme una Canon 5D clásica) no había podido probarlo, y tenía la inquietud de saber si el método es efectivo y utilizable en la práctica, y hasta qué punto se obtienen derecheos precisos con la cifra de sobreexposición respecto a la medición puntual propuesta por Mellado de +2EV.

Las muestras han sido realizadas con la Canon 5D, cuyo sistema de medición es el mismo que el de la nueva Canon 5D Mark II por lo que los comentarios y conclusiones derivados de la medición puntual serán igualmente válidos para ambas cámaras.

El sensor de la Canon 5D Mark II sin embargo es nuevo, por lo que pudiera haber una diferencia en el margen de sobreexposición que permite dicha cámara respecto a la 5D clásica. Esto no representa ningún problema, basta hacer pruebas y ver qué margen de sobreexposición permite cada cámara para obrar en consecuencia.

Como veremos, comparando el nivel de exposición obtenido en la 5D a partir de la medición del fotómetro se obtienen los mismos valores que en la Canon 350D lo que hace pensar que haya uniformidad al menos entre cámaras de la misma marca.

MEDICIÓN PUNTUAL EN LA CANON 5D Y 5D MARK II

Según el manual de la Canon 5D, la zona empleada para evaluar la luminosidad de la escena en el modo de medición puntual corresponde al 3,5% del área del visor, lo que vendría a ser el círculo central de referencia que muestra la propia cámara:



Fig. 1 Visor de la Canon 5D y zona de medición puntual.

Imagino que se trata de un valor aproximado, y que la transición entre la zona de la escena que participa en la medición de luz y la que no lo hace tiene cierta progresividad como puede deducirse de los siguientes esquemas de 'Langford's Advanced Photography', © Focal Press (señalada la medición puntual):


Fig. 2 Zonas de influencia para distintos modos de medición de luz.

En cualquier caso lo que me llama la atención y me decepciona un poco es que se trata de un área considerablemente amplia, y que difícilmente puede calificarse de 'punto'.

Que la zona evaluada sea lo más pequeña posible es en mi opinión deseable, pues nos aporta mayor precisión en cuanto a la zona sobre la que medir.

Si por ejemplo estamos midiendo las altas luces, uso que precisamente daremos aquí a la medición puntual, salvo en aquellos casos en que el área de máxima luminosidad de la escena abarque por completo el círculo de medición, estaremos haciendo participar en el cómputo a zonas de luminosidad inferior al máximo:


Fig. 3 Imprecisión del área de medición puntual.

Esto tendrá como consecuencia que al hacer la cámara un promedio del nivel de luminosidad en la zona medida, se estimará una luminosidad menor a la máxima real, lo que puede hacer peligrar la preservación de las luces más altas en función de las acciones que realicemos a continación con la medición hecha.

Hacer zoom sobre las altas luces a medir mejorará la precisión de la medición al reducir el ángulo bajo el que caerá la zona de medición puntual, si bien es algo que no siempre nos podremos permitir.

En otras cámaras la zona de medición puntual reportada por el fabricante es menor. Hay que pensar no obstante que es un dato muy fácil de falsear, dado que su comprobación no es obvia, por lo que deberá tomarse con reservas.

En la siguiente tabla se muestran algunos valores para distintas cámaras suministrados por el fabricante (si conoces los de otras cámaras de cualquier marca no dudes en enviarme el dato por email para ampliar la lista):

• Canon 350D, 400D: 9% (medición parcial)
• Canon 450D: 4%
• Canon 40D, 50D, 1D MKIII: 3,8%
• Canon 30D, 5D, 5D MKII: 3,5%
• Canon 1Ds MKIII: 2,4%
• Nikon D2Xs: 2%
• Nikon D3: 1,5%
• Nikon D7000: 2,5%

ESTIMACIÓN DEL ÁREA EFECTIVA DE MEDICIÓN PUNTUAL

Dada la poca confianza que me inspiran los valores suministrados por el fabricante, vamos a hacer un ejercicio empírico para estimar cuál es el radio efectivo y por tanto el % del área del sensor en el que la medición puntual tiene lugar.

Para ello partimos de la aproximación de que la medición puntual se realiza sobre un área circular centrada en el círculo de referencia que se muestra en la pantalla de enfoque de la cámara.

Vamos a realizar mediciones puntuales en modo M sobre círculos de color blanco sobre fondo negro de radios decrecientes. En el momento en que la medición de luminosidad realizada por el fotómetro empiece a decaer respecto a la medida obtenida con la pantalla completamente en blanco, podremos asumir que los bordes de color negro están empezando a ponderar en la medida. Será por tanto ése el radio máximo de influencia de la medición puntual, y nunca mayor.

En la siguiente animación se muestra la progresión de la medida obtenida para diferentes radios de la circunferencia de prueba. El tamaño de la misma relativo al sensor se altera usando el zoom de la lente:


Fig. 4 Estimación empírica del radio efectivo de medición puntual.

Si aumentáramos el radio del círculo blanco ya no se incrementaría la medición puntual, por lo que podemos concluir que la zona efectiva de aplicación de la medición puntual cae dentro de dicho radio, el cual corresponde a un 1,4% del área del sensor.

El segundo círculo es exactamente el que abarca el dibujado en la pantalla de enfoque estándar de la cámara, y corresponde a un 2,4% del área del sensor. Puede notarse que no está perfectamente centrado respecto al sensor, en especial en la dirección vertical, debido a tolerancias físicas de diseño o montaje.

Por último el círculo mayor corresponde a un 3,5% del área del sensor, lo que sería cercano al 3,5% del área del visor indicada por el fabricante.

Si las mediciones hechas son correctas, y no veo dónde puede haberse escapado algún detalle, la conclusión sería que la medición puntual de la Canon 5D es bastante más concentrada de lo que afirma el fabricante, lo cual es una buena noticia, correspondiendo al 1,4% del área del sensor y resultando algo menor que el círculo que aparece en el visor de la cámara.

MARGEN DE SOBREEXPOSICIÓN MÁXIMO

En este apartado vamos a calcular el margen de sobreexposición máximo que nos van a permitir tanto la 350D como la 5D respecto a una medición realizada con el fotómetro de la cámara.

Es una prueba de laboratorio solo válida para calcular esa cifra, que no será en general aplicable a casos prácticos. Aquí se trata de obtener una cota máxima de cuál es el margen que la cámara establece entre la exposición otorgada en el archivo RAW a la zona sobre la que se realiza la medición y la saturación de algún canal en el sensor.

Para ello se ha hecho una captura sobre una superficie blanca lisa sin textura alguna y con una iluminación lo más uniforme posible. La apertura usada fue la máxima disponible en la lente para no introducir desviaciones de exposición debidas a la no idealidad del diafragma.

Para potenciar la uniformidad de la muestra, se empleó una focal larga ligeramente desenfocada y además solo se analizó la porción central de la imagen (un parche cuadrado de 500 píxeles de lado), donde se hizo la medición de luz con ambas cámaras, evitando así cualquier posible influencia del viñeteo o efecto de bordes.

Respecto al método de medición de luz empleado, en la Canon 350D todos arrojaban el mismo valor al ser la luminosidad de todo el encuadre uniforme. En cambio en la 5D alguno daba valores menores debido al viñeteo del Canon 70-200 f4L empleado. Como la porción usada en el análisis sería la central, se empleó la medición puntual por ser la más concentrada en el centro.

Se muestran a continuación los histogramas RAW obtenidos con Histogrammar para ambas cámaras en los parches analizados:



Fig. 5 Margen de sobreexposición máximo de la Canon 350D.


Fig. 6 Margen de sobreexposición máximo de la Canon 5D.

Como puede verse son muy similares, tanto en el margen de sobreexposición disponible como en las sensibilidades relativas que el sensor tuvo en cada canal para la luz de la escena. El margen de sobreexposición máximo es muy amplio, en ambas cámaras podría haberse sobreexpuesto la medición del fotómetro en 3,5 pasos sin haber perdido un ápice de información en el RAW.

En otras pruebas que he hecho la 5D todavía presentaba más margen, cercano a los 4 pasos como en la 350D. Probablemente las diferencias entre pruebas se deban a la diferente iluminación y sobre todo al redondeo en saltos de 1/3EV que realiza la cámara a la hora de elegir la exposición.

Como se ha indicado al principio, esto es un caso ideal no aplicable como regla general. En cuanto la medición de altas luces no sea tan precisa veremos como tenemos que ser algo más conservadores.

CASOS REALES DE DERECHEO

A continuación se muestran ejemplos de la sobreexposición que podría usarse respecto a una medición puntual en las altas luces en casos reales con una Canon 5D.

En todos ellos se ha forzado que la zona de altas luces estuviera en el centro del encuadre para facilitar las capturas y además eliminar cualquier posible viñeteo de la lente (Canon 24-70 f2.8L en este caso), que pudiera proporcionar un margen de sobreexposición mayor ficticio en el caso de que las altas luces cayeran en los bordes.

ALTAS LUCES EN CIELO NUBOSO

El primer ejemplo será un cielo con nubes, en el cual la zona de altas luces es identificable pero sin llegar a abarcar toda la región de medición puntual:


Fig. 7 Altas luces en cielo nuboso.


Fig. 8 Histograma RAW de altas luces en cielo nuboso.

Pese a la previsible influencia de nubes de luminosidad no máxima en la zona de medición puntual, la exposición calculada permitió un amplio márgen de sobreexposición de más de 3 pasos, muy cercano al máximo valor admisible.

ALTAS LUCES UNIFORMES SIN TEXTURA

En este ejemplo medimos las luces sobre una pared lisa, que resultó ser la zona de mayor luminosidad de la escena por encima del cielo:


Fig. 9 Altas luces uniformes sin textura.


Fig. 10 Histograma RAW de altas luces uniformes sin textura.

El resultado permite de nuevo una sobreexposición de 3 pasos aunque en este caso con menos margen que en el ejemplo anterior. Con +3EV algunos píxeles se saturan en el canal verde aunque con efecto nulo en la imagen final que es totalmente válida tras un correcto revelado RAW (corresponden en su mayoría al cartel con el nombre de la calle, que es la zona de verdaderas altas luces de esta escena).

ALTAS LUCES UNIFORMES CON TEXTURA

Ahora vamos a analizar una escena donde las altas luces están en una pared uniformemente iluminada, pero donde la rugosidad de la textura provoca que compartan espacio en el área medida partes de muy diferente luminosidad:


Fig. 11 Altas luces uniformes con textura.


Fig. 12 Histograma RAW de altas luces uniformes con textura.

Sin duda la textura ha tenido una influencia importante en el resultado, ya que aunque todavía podemos sobreexponer 3 pasos obteniendo una imagen válida tras el revelado RAW, se empiezan a quemar píxeles del canal verde equitativamente repartidos en toda la pared.

No son determinantes en el resultado, pero sí ha de tenerse cuidado ya que al ser una zona de luminosidad muy uniforme, en cuanto nos propasásemos en la exposición quedaría afectada un área muy amplia.

ALTAS LUCES HETEROGÉNEAS

Como último ejemplo he tomado un caso donde la zona de altas luces (brillos metálicos no especulares) está a la vez salpicada de sombras y se hace imposible por tanto tener una medida exclusivamente de zonas altamente iluminadas:


Fig. 13 Altas luces heterogéneas.


Fig. 14 Histograma RAW de altas luces heterogéneas.

El margen de sobreexposición como era de esperar es el menor de todos los vistos, y hace en este caso imposible sobreexponer más de 2 pasos respecto a la medición del fotómetro. De lo contrario aparecen zonas quemadas importantes en las áreas más brillantes del RAW, que debemos aspirar a capturar correctamente al no tratarse de reflejos especulares.

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Como puede verse, en todos los casos en mayor o menor medida el margen de sobreexposición que pudimos permitirnos era menor al máximo teórico que arrojaba la prueba de laboratorio, lo que era de esperar.

Por otro lado, salvo en el último ejemplo que era un caso donde confiar en la medición puntual no resultaba nada recomendable, todas las situaciones analizadas permitieron una sobreexposición de 3 pasos respecto a la medición puntual sobre altas luces, antes de empezar a sufrir ningún tipo de pérdida de información importante en el archivo RAW. En el peor caso solo se dieron saturaciones parciales aisladas del canal verde sin incidencia tras un correcto revelado RAW.

Prueba de lo expuesto es que las imágenes mostradas corresponden a los revelados de los archivos RAW con sobreexposiciones respecto a la medición puntual de +3EV en las primeras tres imágenes y de +2EV para la última.

Recordemos que en las sombras profundas el ruido se reduce a la mitad con cada paso extra de exposición. En escenas de bajo rango dinámico el derecheo no será una urgencia, pero cuando el rango dinámico sea moderado o alto toda exposición extra que podamos lograr en el archivo RAW mejorará notablemente la calidad de la imagen.

En la siguiente imagen se muestra la diferencia en el ruido visible que habríamos tenido en la parte más oscura del ejemplo de la ventana, comparando una sobreexposición de 2 pasos con una de 3. Puede verse claramente la mejora en cuanto al ruido, y es que en las sombras profundas de un sensor digital toda sobreexposición extra que podamos lograr es bienvenida:


Fig. 15 Comparación ruido en sombras profundas sobreexposición +2EV vs +3EV.

Las imágenes son recortes reescalados a la baja por nearest neighbour para preservar la relación señal a ruido de un recorte al 100%.

Es curiosa la gran diferencia de tono cuando el revelado y resultado general de la foto fueron idénticos en ambas imágenes. En este caso creo que los relativamente escasos niveles tonales de la 5D han hecho mella en la robustez del RAW en las sombras más profundas, dando lugar a ruido con dominantes de muy diferente color.

CONCLUSIONES

Respecto a la medición puntual de la Canon 5D, medidas empíricas sugieren que ésta se realiza sobre un área decididamente menor a la reportada por el fabricante, que no superaría el 1,4% del área del sensor cuando en el manual de la cámara Canon afirma que se trata del 3,5% del área del visor.

Este área efectiva de la medición puntual estaría contenida, es decir, sería algo menor al círculo que aparece en la pantalla de enfoque estándar a la cámara, que representaría un 2,4% del área del sensor.

Emplear la medición puntual sobre las altas luces más una sistemática sobreexposición parece un método válido en la práctica para obtener una exposición correcta sin necesidad de tantear demasiado con esta cámara.

En pruebas de laboratorio se estima la sobreexposición máxima a que puede someterse la medición del fotómetro de las Canon 350D y 5D, resultando un límite teórico máximo de más de 3,5 pasos de exposición antes de quemar información del área medida en ningún canal del RAW.

En escenas reales donde difícilmente las altas luces van a cubrir por completo la zona de medición puntual, este margen se reduce y puede establecerse en los ejemplos evaluados en 3 pasos de diafragma para la Canon 5D sin experimentar ninguna pérdida de información de altas luces con consecuencias. Esto convierte al valor habitualmente difundido de 2 pasos en una cifra conservadora, no adecuada si se pretende optimizar al máximo el derecheo.

En cualquier caso, y dado que estamos sujetos a incertidumbres que pueden dar lugar a desviaciones en la exposición finalmente obtenida tales como:

• Una medición no perfecta de las altas luces o una escena donde la medición puntual de nuestra cámara no resulte del todo idónea.
• La particular distribución cromática de las altas luces de la escena que pudiera ser más o menos propensa a generar saturaciones parciales en el RAW.
• La no idealidad del diafragma de la lente cuando no disparamos a la máxima apertura.
• El redondeo a 1/3EV a que estamos restringidos por los parámetros de exposición de la cámara.

se hace totalmente recomendable la consulta del histograma posteriormente a la realización de cualquier captura. Para que el histograma de la cámara sea lo más próximo posible al del RAW, una medida que funciona bastante bien es configurar el balance de blancos de la misma en UniWB, proceso ya comentado en otro artículo.


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