Tecnologías de Sensores Fotográficos: Impacto en la Calidad de Imagen Digital
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Tipos de Sensor Fotográfico
El tipo de sensor y su tamaño condicionan la calidad de la imagen final. Existen dos tipos principales:
CCD (Charge-Coupled Device)
Su principal inconveniente es que consume mucha energía, atrae el polvo por estar cargados eléctricamente y se calientan mucho, teniendo que enfriarlos con una técnica llamada efecto Peltier (un chip acoplado al sensor que dispersa el calor, reduce el ruido del sensor aunque aumenta el tamaño del conjunto). Tiene un mayor rango dinámico (casi el doble) que los CMOS. El rango dinámico es el valor que resulta al dividir el nivel de saturación de los píxeles por el umbral por debajo del cual no captan señal. Generan menos ruido porque todo el procesado de la señal se realiza fuera del CCD.
CMOS
Consumen la cuarta parte de energía que los CCD y resultan más baratos de fabricar.
Ambos tipos de sensores comparten una característica fundamental: siempre capturan la imagen en escala de grises.
Funcionamiento Básico del Sensor
El sensor de la cámara es una matriz bidimensional de filas y columnas donde cada celda contiene un fotosensor que mide el número de fotones incidentes, produciendo un voltaje proporcional a la cantidad de luz recibida. Cada celda equivaldría a un píxel de la imagen.
El Fichero RAW
El fichero RAW es el registro de la información existente (voltaje) de cada fotosensor de la matriz, sin procesar.
Captura del Color
La captura del color se basa en aplicar filtros de color rojo, verde y azul (RGB) a cada fotosensor, de forma alternada. Se utiliza el doble de filtros de color verde que de rojo y azul porque el ojo humano es más sensible al verde que al resto de colores.
Otros Tipos de Sensores Avanzados
El Foveon X3
Montado en cámaras Sigma, este sensor emplea tres capas de fotosensores superpuestas que responden individualmente a cada color. El Foveon captura la información completa de color para cada píxel, resolviendo problemas de halos y aberraciones cromáticas. El inconveniente es que resulta mucho más caro de producir que un sensor de tipo CMOS, ya que para el mismo número de píxeles emplea tres veces más fotosensores. En total, tiene 10 millones de fotosensores repartidos en tres capas para recoger la información de color de cada canal (RGB).
El SuperCCD
Este sensor tiene la mitad de los fotosensores especialmente concebidos para registrar las altas luces. Esta información complementa la obtenida por la otra mitad de fotosensores, aumentando el rango dinámico efectivo del sensor.
Factores Clave en la Calidad de Imagen
Tamaño del Sensor
Este factor es determinante para la calidad final de la imagen. Para un mismo número de megapíxeles, cuanto mayor sea el área ocupada por el sensor, mejor. Cuanta menos superficie ocupe cada fotosensor, menos luz recibirá y habrá que amplificar la señal producida, con el consecuente aumento de ruido en la misma.
Ruido
Este efecto indeseado se manifiesta como distorsiones aleatorias de color a nivel de píxel, sobre todo en zonas de sombras. El ruido depende del tamaño y calidad del sensor y de la sensibilidad utilizada en la toma.
Megapíxeles
El número de megapíxeles (Mpx) es el resultado de la multiplicación del número de filas por el número de columnas de la matriz del sensor. Este valor no es siempre representativo del incremento real en el tamaño de la copia.
Formatos de Archivo Admitidos
Todas las cámaras digitales permiten disparar en formato JPEG con diversos tamaños y grados de compresión. El formato TIFF ha desaparecido prácticamente de las opciones que se pueden encontrar en las nuevas cámaras. El formato RAW está disponible solo en ciertas cámaras.
Velocidad de Disparo
Cuando se dispara el obturador, la cámara tiene que escribir la información en la memoria, y esto lleva un tiempo. Por tanto, las cámaras suelen llevar un búfer (memoria interna intermedia) donde se van almacenando las imágenes en una cola hasta que se efectúa la grabación y se libera ese espacio del búfer interno. Cuanto mayor sea el búfer y cuanto más rápido se escriba a la tarjeta, menos posibilidades tendremos de quedarnos "sin gatillo" y perder la foto de nuestra vida.
Balance de Blancos
Si se dispara en JPEG, es muy importante elegir la temperatura de color correcta en la cámara, ya que las dominantes provocadas por una elección incorrecta son difíciles de corregir en Photoshop. Si se dispara en RAW, el ajuste de balance de blancos no es crítico en el momento de la toma, ya que el formato RAW es independiente de la temperatura de color elegida. Cuando se procesa el archivo RAW con la aplicación adecuada, se puede elegir a posteriori qué temperatura de color aplicar.
Conceptos Adicionales: Diafragma
Cada diafragma deja pasar la mitad de luz que el inmediatamente anterior (por ejemplo, f/11 deja pasar la mitad de luz que f/8, f/8 la mitad que f/5.6, y así sucesivamente).