Relaciones entre el objetivo y el sensor

A todos nos han vendido en mayor o menor medida cámaras con muchos píxels hasta que alguien abrió los ojos y nos dijo que los megapixels no son en absoluto importantes, que había otras cosas fundamentales como el correcto balance de bancos, un amplio rango dinámico y bajo ruido a altas sensibilidad. Todos sabemos, y el que no lo sepa que se entere, que los megapixels de una cámara es el indicador resolutivo que nos ofrece el captador (CCD o CMOS), pero nunca se ha dicho que la resolución de la imagen no solo depende del captador sino que también influye la resolución óptica, es decir que cada objetivo ofrece una resolución. Así tenemos resolución digital y resolución óptica.

No hay muchas paginas donde se explique estas cosas y lla mejor información esta en paginas americanas, he pensado que mientras voy aprendiendo podía ir escribiendolo y publicandolo para que otros puedan beneficiarse de mi trabajo y asi aprender todos juntos pudiendo contrastar opiniones.

Empezaremos viendo unos conceptos básicos necesarios para que a medida que la cosa se vaya complicando no nos resulte demasiado incomodo seguir el hilo.

Como se ha dicho el objetivo dispone de una resolución que no se mide en píxeles sino con una Función de Transferencia de la Modulación, del inglés Modulation Transfer Function que es una herramienta matemática. La capacidad resolutiva de un objetivo se testea con plantillas formadas por bandas como las de la figura 1.

Cuando el objetivo está montado en la cámara proyecta la imagen sobre el sensor, lo que se hace en estos testeos medir la "degradación" del borde de cada patrón en la transición de negro a blanco, es decir, cuanto conserva el contraste a la hora de proyectar las líneas en el sensor. Si detrás del objetivo en vez de tener un sensor ponemos una carta (lease papel blanco), se obervará como el patrón de líneas de la figura 1 pasa a parecerse al de la figura 2.

La pregunta que viene ahora es ¿Cómo mide la MTF la cantidad de perdida de contraste que aquí se produce?, pues para esto se utiliza una medida base que es la MTF50 que se define como la frecuencia espacial donde el contraste de una imagen es la mitad, es decir el 50% al del contraste de la imagen original. Este contraste se mide con una grafica donde se puede observar mas objetivamente el cambio de contraste, un ejemplo es lo que se ve en la siguiente figura. (click para ampliar)

Como podrás ver, en esta gráfica el contraste es el del patrón original produciendo la grafica que se muestra en rojo donde el paso de color provoca un cambio total de los valores. Pero cuando esta imagen pasa por el objetivo se pierde el detalle (contraste) y cambiando a una grafica como la que podemos ver en la figura 4. Es decir que cuanto menos "ondulantes" sean las líneas de la gráfica querrá decir que tenemos un mejor objetivo.

Si nos hemos fijado alguna vez en las paginas de fabricantes como Sigma se dispone de una grafica informativa sobre las cualidades del objetivo que poco tiene que ver con la que se muestra en estas líneas. Tal es el caso de, por ejemplo la figura 5, donde se ve una grafica con dos líneas, una roja y otra verde, además de unas líneas discontinuas. Las rojas corresponden a la capacidad de contraste del objetivo y la verde a la capacidad resolutiva, ¿pero no nos habias dicho que eran lo mismo?, pues si y no, en realidad el contraste es una de las características necesarias para medir la resolución final y además necesitamos hasta que limite llega a discernir un objetivo, es decir, como de finas pueden llegar a ser las líneas de las bandas de la figura 1 hasta que el objetivo no pueda ofrecer diferencias entre ellas (entre tu y yo, es cuando ya no vemos líneas de lo finas que llegan a ser). Las líneas discontinuas expresan lo mismo pero en vez de líneas rectas con líneas radiales. Como vemos en el eje horizontal se expresan milímetros que parten del valor 0(cero), esto es el centro del objetivo, hacia los extremos y como se ve en la figura 5 los valores para cada línea disminuyen a medida que nos alejamos del centro. El eje vertical expresa el contraste máximo que da el objetivo siendo 1 el valor ideal, es decir, el que tenemos en la figura 1.

Se supone que esto viene mas adelante pero lo digo como curiosidad, las cámaras digitales recurren al reenfocado digital conocido como sharpening, que después podemos, y como todos sabemos, hacer a posteriori en Photoshop con la mascara de enfoque, lo que hace el sharpening es lo que se ve en la ultima grafica, donde la línea negra es la resolución final producida por la combinación de objetivo y sensor y la roja sería lo que haría la mascara de enfoque

escrito por Fernando Cabo Castro

lunes, 26 de junio de 2006

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Photo Quote: We take language into our minds; we read words in the same internal voice with which we think, remember, pray. But when we look at paintings or photographs, the reverse is true. If the image corresponds to our most intensely personal, yet archetypal, yearnings and memories, we don't take the image in, we move out of ourselves into the image, as though it were another world, a hologram whose forms of light are ghostly angels, or a dream whose physical reality is suggested by what we see on the surface of a canvas or a page. We connect with the image as though we had lost it within our own memories and are now surprised to find it represented outside ourselves, vital and luminous, charged with energy. - Jayne Anne Phillips