Cámaras compactas de máxima calidad

La fotografía digital se enfrenta generación a generación con los problemas derivados de la captación de la luz del modo más preciso como sea posible, una precisión que no siempre se puede compaginar con la reducción de tamaño

Manuel Arenas

Cámaras compactas de máxima calidad

22 junio 2010

El problema de la digitalización de una escena se reparte entre varios puntos clave del «organigrama» de la fotografía. Por un lado, está la imagen que se desea capturar y, por otro, el archivo con el resultado del proceso de captación. A su vez, en la cámara, hay que trabajar con tres componentes esenciales: la óptica que lleva la imagen hasta el sensor, el sensor y la electrónica que procesa la señal recogida por el sensor para convertirla en información digital.

Hasta que la luz incide en el sensor y se «mide» la cantidad de señal que incide sobre los fotocaptores, la cámara se rige por los mismos fundamentos analógicos y ópticos que las cámaras tradicionales. De hecho, de no ser por consideraciones mecánicas relacionadas con la montura o con la compatibilidad de las conexiones eléctricas para el accionamiento del motor de enfoque, las ópticas clásicas podrían (y pueden en algunos casos) usarse con las cámaras digitales de ópticas intercambiables actuales.
Tamaño o calidad

A la hora de comprar una cámara de fotos digital, hay dos opciones: compacta o de objetivos intercambiables/SLR Digital. Las primeras son más pequeñas y manejables, pero la óptica será (en general) fija y el tamaño del sensor de dimensiones reducidas. Las SLR Digitales han sido la alternativa para las compactas, con un sistema heredado de las réflex de película donde un espejo desvía la luz que entra por el objetivo hacia el visor para realizar las tareas de enfoque y encuadre. Este espejo, en el momento de realizar la foto, se levanta para dejar pasar la luz hasta el sensor (o en las cámaras de película, hasta el negativo fotosensible).

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• La tecnología micro cuatro tercios consigue reducir drásticamente el tamaño para construir una cámara de objetivos intercambiables.

En este escenario, la óptica es fundamental para hacer llegar la luz al sensor de la manera más pura y libre de distorsiones como sea posible. Y debe llegar a cualquier parte de la superficie del captor, así como bajo cualquier condición de abertura del diafragma, que regula la cantidad de luz que pasa a través del sistema óptico. En la práctica, la óptica influye tanto o más que el sensor a la hora de obtener una calidad final lo mejor posible. Aspectos creativos, como el control de la profundidad de campo, solo se consiguen con sensores «grandes». En una cámara compacta, la profundidad de campo es amplia incluso con aberturas de diafragma elevadas, mientras que, para sensores mayores, es más fácil controlar este tipo de parámetros.

Por otro lado, con un sistema de ópticas intercambiables es factible afrontar mejoras de un modo gradual sin más que comprar ópticas tan caras o baratas como te permita el bolsillo.

Qué es calidad

La medida de la calidad en una cámara se puede abordar desde un punto de vista analítico o desde uno experimental. El fin de una cámara digital es obtener imágenes que reflejen del modo más fiel posible la realidad que están captando en el sensor tras su paso por la óptica, sin olvidar el procesamiento de las imágenes por parte de la electrónica. De hecho, el protagonismo de la electrónica en las cámaras compactas es fundamental para ofrecer modelos con hasta 12 y 14 Mpíxeles dentro del segmento de consumo. En este tipo de uso, el destino mayoritario de las fotos serán los marcos de fotos, el revelado en formatos 10 x 15 o 13 x 18 o las webs de redes sociales. En todas estas aplicaciones, raramente se usarán niveles de ampliación que saquen a relucir los «engaños» introducidos por los agresivos procesados de imagen ejecutados en la electrónica para eliminar el ruido o las aberraciones cromáticas.

Si se busca el máximo nivel de detalle, la posibilidad de realizar ampliaciones a tamaño real donde se necesite que la información esté poco procesada o sea fiel a la realidad hasta el mínimo detalle, será necesario dar el salto hasta cámaras con sensores mayores y ópticas avanzadas.

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• La complejidad de una cámara SLR digital es notable, pero al mismo tiempo se trata de productos muy duros y robustos.

Aspectos como la distorsión introducida por la lente o las aberraciones cromáticas también intervienen en la percepción de la calidad de las imágenes proporcionadas por una cámara. Y también el formato para almacenar las fotos. En la mayor parte de las cámaras de objetivos intercambiables se puede seleccionar el formato RAW, además del JPEG. El primero es una réplica exacta de la información obtenida en el sensor con un procesamiento electrónico mínimo. Con el software adecuado, se pueden procesar en el ordenador las imágenes RAW para generar las finales tras seleccionar el balance de blancos, modificar la exposición, la nitidez o reducir el ruido. El modo JPEG no permite realizar este tipo de modificaciones tan avanzadas o, cuanto menos, si se modifica, la imagen pierde información original.
Configuración ideal para cada objetivo

Cuando se da el paso hacia el mundo de las ópticas intercambiables hay que tener en cuenta que un objetivo es el primer punto de entrada al mundo real que se quiere fotografiar. Éste está constituido por distintos grupos ópticos y elementos destinados a proporcionar características fotográficas a la luz incidente en el sensor. El diafragma, por ejemplo, para permitir jugar con la abertura y de paso con la profundidad de campo o la distancia focal para conseguir captar determinadas zonas más o menos amplias. Pero la luz no se transfiere con la misma calidad cuando se modifican estos parámetros. Por ejemplo, para un zoom, la distorsión con focales amplias será mayor que con focales reducidas (tele) (ver imagen).

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• Las curvas MTF permiten hacerse una idea rápidamente sobre la calidad de la óptica de un objetivo y sobre qué parámetros permiten sacar el máximo partido de la óptica para hacer una foto.

El efecto de la difracción se dejará notar más con aberturas pequeñas, y la definición en aberturas grandes también se resiente, por no hablar de las curvas MTF (Modulación por Función de Transferencia), que evalúan la capacidad de «ver» de un objetivo en el centro y los extremos, con variaciones importantes en la nitidez dependiendo de si se mide en una zona u otra. Las diferencias en la intensidad de la luz que incide en el sensor también depende de factores como la abertura, que en valores grandes se manifiesta de manera notable en muchos objetivos en forma de una menor luminosidad en los bordes exteriores. Cada objetivo se caracteriza por unas curvas de respuesta, que deben estar presentes en la documentación y que definen las zonas de mejor comportamiento óptico. Será útil conocerlas para configurar los parámetros de abertura y distancia focal para maximizar la calidad de los resultados cuando haya margen para hacerlo.

Sensores y megapíxeles

En fotografía digital se ha potenciado el uso de los megapíxeles como una métrica de calidad. Cuantos más píxeles, se entendía que sería mejor, pero lo que realmente dicta la calidad es la tecnología de los sensores. Si los elementos captores son capaces de recolectar la luz que llega hasta ellos de un modo eficiente, cuantos más haya, mejor. Pero existe una relación inversamente proporcional entre el tamaño de los elementos captores de luz y el número de ellos que se pueden integrar en un sensor dado. A más píxeles, menor es el tamaño de cada uno de ellos. A menor tamaño, menor es la eficiencia en la captación de luz (señal).

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• El tamaño de las células sensibles a la luz es otro factor determinante a la hora de conseguir la mayor calidad final posible.

Como el nivel de ruido electrónico generado por cuestiones físicas en un píxel no se puede eliminar, a menor cantidad de señal, la relación señal/ruido del sensor baja. A su vez, si se aumenta la ISO, se amplifican la señal y el ruido y, por tanto, se amplifican las deficiencias (como podéis comprobar en la pruebas de sensibilidad ISO que publicamos a continuación).

Por ello, no es de extrañar que la cámaras micro cuatro tercios (y cuatro tercios) no ofrezcan más de 12 Mpíxeles, al tener un tamaño de sensor relativamente pequeño. Por su parte, las cámaras APS-C alcanzan su máximo en el modelo EOS 550D, con 18 Mpíxeles, aunque solo gracias al uso de un sensor donde se aprovecha totalmente la superficie disponible para captar la luz eliminando los microespacios entre los píxeles individuales.
Tamaños de sensores

Las cámaras compactas tienen asociados unos tamaños diferentes según el fabricante, pero que se mueven en un rango acotado, donde las dimensiones son inferiores a las de las cámaras SLR digitales con sensores de tamaño APS-C (similar al de las cámaras de película APS), o al de las cámaras con sensores cuatro tercios y micro cuatro tercios caracterizados por su relación de aspecto de 4/3 precisamente. Por encima, están las cámaras con sensor de tamaño completo o full frame, que hace referencia a que presentan un tamaño igual al de las de película de 35 mm. Y por encima de aquellas están las cámaras de medio formato, con sensores de mayores dimensiones y hasta 40 Mpíxeles, para segmentos estrictamente profesionales. Todo esto se explica visualmente en esta imagen:

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Tamaño de la cámara y objetivos

Una de las variables que entra en juego en las cámaras de objetivos intercambiables es, obviamente, el objetivo. Sin ir más lejos, el tamaño de la cámara en su conjunto difiere según la óptica instalada. Y aquí no hay magia: la distancia focal es la que separa el sensor del foco del objetivo, y para focales largas, la distancia focal es larga. Con formatos como cuatro tercios o micro cuatro tercios, las distancias focales se minimizan, aunque siguen siendo considerables para los teles, por ejemplo. Para conseguir los tamaños más reducidos, es necesario instalar ópticas de tipo fijo, como los Pancakes (tortitas en inglés), caracterizados por ser planos y finos. Para una óptica equivalente de 50 mm fija, un Pancake para el sistema micro cuatro tercios tendrá un grosor de unos 25 mm o menos, que suponen 2,5 cm. Este grosor, en la práctica, implica que apenas sobresalga más que la propia empuñadura de la cámara. En las compactas, se usan sistemas de ópticas retráctiles difíciles de implementar en objetivos para cámaras con monturas para objetivos intercambiables.

Glosario de términos

Luminosidad (F): un objetivo se caracteriza por la distancia focal (fija o variable) y por los valores F, que indican las aberturas máximas que pueden conseguirse en la distancia focal más corta y la más larga. O en otras palabras, la cantidad de luz que llega al sensor tras pasar por los grupos ópticos de un objetivo. A menor F, más luz. Así, un objetivo se empieza a considerar luminoso (o rápido), si este valor es de 2.8 o menos. Como contrapartida, la profundidad de campo se reduce y hay que tener cuidado para enfocar exactamente lo que se desea destacar. En los objetivos zoom se suelen dar dos valores, pues para la distancia focal más larga, la cantidad de luz que llega al sensor se reduce en dos o tres «stops». Una luminosidad reducida hace que un objetivo sea «lento», es decir, la velocidad de obturación que se consigue a partir de una abertura pequeña puede no ser suficiente para conseguir una imagen nítida.

ISO: este valor define la sensibilidad del sensor. A mayor ISO, menos cantidad de luz se necesita que llegue al sensor para conseguir una exposición correcta. Pero, a menor cantidad de luz, la relación señal/ruido disminuye. Si se tiene en cuenta que, para aumentar la sensibilidad, las cámaras usan mecanismos de amplificación de la información que proviene del sensor, cuanto más apreciable es el nivel de ruido frente a la señal, la amplificación implica a su vez que el nivel de ruido se hace más patente. Los sensores más avanzados del momento consiguen ISO de más de 100.000, pero los valores máximos están entre 3.200, 6.400 o 12.800 en el extremo. Existen algoritmos de reducción del ruido, pero eliminan tanto el detalle de las imágenes como el ruido. En las cámaras compactas no siempre se puede eliminar la reducción de ruido, pero en las SLR lo habitual es poder elegirlo.

Enfoque: las cámaras SLR usan un sistema de enfoque mediante detección de fase que permite realizar ajustes de un modo muy rápido sobre el punto de enfoque óptimo para un determinado sujeto. Existen distintos puntos de enfoque y en distinto número dependiendo de la cámara, aunque, en los modelos más recientes, con sistema de visión en pantalla (Live View), también se puede usar el sistema de enfoque por contraste habitual de las cámaras compactas, que se basan en la detección del máximo contraste en zonas bien diferenciadas. De ahí que cueste mucho enfocar algo que no tenga una textura diferenciada.

Estabilización: cuando no se puede conseguir una velocidad de obturación «decente», para evitar que una imagen salga movida, la solución es compensar el movimiento de la cámara mediante ajustes en la óptica o el sensor. La estabilización en el sensor, por ejemplo, tiene como ventaja que los objetivos no estabilizados se beneficiarán de esta externalización de las tareas de obtención de un foco lo más preciso como sea posible. La estabilización en el objetivo tiene como ventaja la simplificación en la fabricación de las cámaras y deja abierta la posibilidad de decidir si se quiere un producto estabilizado o sin estabilización.

Número guía (flash): los flashes tienen una potencia que les caracteriza dependiendo del tipo de flash de que se trate. Su alcance variará dependiendo de la sensibilidad ISO, por ejemplo. A mayor sensibilidad, para una determinada potencia, se conseguirá un alcance mayor. El número guía es el factor que permite la relación entre la sensibilidad y el alcance y se mantiene constante para un flash dado.

Montura: los objetivos tienen que acoplarse a las cámaras mediante sistemas de fijación mecánicos e interactuar con la electrónica de las cámaras mediante un sistema de contactos que facilitan el intercambio de información codificada entre la cámara y el objetivo para las tareas de manejo de los motores que mueven los sistemas de enfoque, por ejemplo. Existen distintos tipos de monturas, generalmente incompatibles entre sí, que determinan qué objetivos serán compatibles con una cámara determinada.

La opinión de PC Actual: Máxima especialización

El panorama fotográfico está complicándose un poco o, dicho de otro modo, se está especializando. Las cámaras son un accesorio imprescindible en cualquier situación, pero no es fácil conseguir el modelo ideal. Los móviles se llevan en el bolsillo, no pesan, pero la calidad de las fotos no es válida para nada que no sea compartirlas en Internet. Las cámaras SRL digitales de gama alta hacen unas fotos excepcionales, pero pesan mucho y ocupan espacio. Las cámaras compactas, por su parte, mejoran la calidad de las cámaras integradas en los móviles, pero no consiguen imágenes nítidas ni detalladas a poco que empeoren las condiciones de luz. Ocupan poco espacio, en general, pero el problema de la óptica y la versatilidad no ha sido resuelto.

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Soluciones de compromiso entre tamaño y calidad

Los equipos de esta comparativa se presentan como propuestas potenciales para usuarios que precisamente busquen una solución de compromiso entre tamaño y calidad o para profesionales que busquen un complemento a su equipamiento de trabajo para fotos «de campo» que se pueda llevar fácilmente encima sin sacrificar la calidad en exceso. Canon, Nikon, Pentax o Sony se acercan a esta demanda desde la perspectiva de las cámaras réflex digitales convencionales, manteniendo el espejo, pero optimizando el espacio necesario para integrar esos elementos. Panasonic y Olympus han optado por rediseñar las cámaras por completo, quitando el espejo y acercando los objetivos al sensor. Samsung parte de prácticamente cero, con su sistema NX y lo que vendrá en los próximos meses. Todas estas cámaras, obviamente, no se pueden meter en el bolsillo, como ocurre con algunos modelos de cámaras compactas, pero sí son muy manejables, dependiendo del tipo de ópticas instaladas. Lo ideal sería tener un par de objetivos o tres, uno de ellos Pancake, de tamaño mínimo que hace que el volumen total de la cámara sea muy reducido.

Las habilidades fotográficas son buenas en todos los casos, siempre y cuando las condiciones de luz sean las ideales. A medida que se complican las condiciones, unas cámaras se comportan mejor que otras, aunque no hay diferencias abismales. De todos modos, como productos versátiles, capaces y recomendables destacan las cámaras Panasonic Lumix DMC-GH1 y la Canon EOS 550D. Hacen buenas fotos y, además, graban vídeo Full HD. Tanto en un caso como en otro, si se instala una óptica fija, el tamaño de la cámara es apto para meter en un bolso o una mochila pequeña, aunque con ventaja para la Panasonic en tamaño y con puntos a favor para Canon en calidad absoluta.

En la parte económica, Pentax con la K-x ha conseguido redondear un producto con un comportamiento bueno y con un precio mejor aún. Olympus ha hecho otro tanto de lo mismo con la E-PL1: bajar precios e ir arañando poco a poco audiencias con presupuestos «normales».

LO MEJOR: Calidad tecnológica en continuo avance

Poco a poco consigue acercarse al ideal: cámaras compactas con una calidad equiparable a las SLR digitales y ópticas intercambiables. La integración del vídeo de alta definición Full HD o HD es un hecho y se consiguen calidades excelentes. Las tecnologías de edición y retoque en la propia cámara avanzan con cada generación y aumentan en rendimiento y posibilidades creativas.

LO PEOR: Sensores, precio, visores y tamaño

La calidad de los sensores micro cuatro tercios necesita avanzar un poco más en aspectos como la eficiencia a la hora de captar la cantidad de luz que llega. El precio de las cámaras más completas aún es elevado. Los visores electrónicos no son equiparables a los visores ópticos. El tamaño de las cámaras de esta clase no es apto para llevar en un bolsillo y su grado de compactación depende del tipo de óptica instalada.

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