Rango dinámico: característica Fundamental en cámaras digitales

[Rafael Norma]

Rango Dinámico: Característica Fundamental en cámaras digitales

Glosario de Términos/Imagen Digital/Rango Dinámico

Por Vincent Bockaert

Traducido para La Trinchera por Rafael Norma Méndez

Si sales de un cuarto oscuro y de repente enfrentas la luz del sol brillante, tus ojos inicialmente “se lastiman.” O si repentinamente entras a un cuarto oscuro, te tomará tiempo antes de que empieces a ver cualquier cosa, ya que toma un tiempo a tus ojos para que ajusten su sensibilidad. De manera similar, un sensor de la cámara tiene dificultad para capturar áreas brillantes y oscuras al mismo tiempo. Las cámaras con un rango dinámico grande son capaces de capturar graduaciones tonales sutiles en la sombra, en los tonos medios y en áreas de las altas luces de la escena. En términos técnicos, el rango dinámico se define como la relación entre el valor más alto no blanco, y el valor más pequeño no negro que puede capturar al mismo tiempo.

Tamaño del píxel y el Rango Dinámico

Aprendimos que el sensor de una cámara digital tiene millones de pixeles que recolectan fotones durante la exposición del sensor. Podrías comparar este proceso con millones de pequeñas cubetas que recojan agua de la lluvia. Mientras más brillante sea el área capturada, más fotones son recolectados. Después de la exposición, se le asigna un valor discreto al nivel de cada cubeta tal como se explicó en el tema conversión de señal analógica a digital A las cubetas vacías y a las llenas se les asignó valores de “0” y “255” respectivamente, y representan el negro y el blanco puro, como lo percibe el sensor. El sensor concebido abajo solamente tiene 16 pixeles. Aquellos pixeles que capturan las partes brillantes de la escena se llenan muy rápidamente:



Una vez que estén llenos, se derraman ( esto también se le llama rebosante ), Lo que se derrama se pierde, como se indica con el color rojo, y todos los valores de estas cubetas se convierten en 255, mientras que realmente debieran ser diferentes. En otras palabras, se pierde el detalle. Esto provoca altas luces sin detalle, tal como se explica en la sección de histograma Por otro lado, si reduces el tiempo de exposición para evitar un ulterior derramamiento en las altas luces, como lo hicimos en el ejemplo anterior, entonces muchos de los pixeles que corresponden a las zonas más oscuras pueden no haber tenido el tiempo suficiente para capturar ningún fotón y pudieran todavía tener un valor de cero ( de allí el término “sombras sin detalle”, ya que todos los valores son cero, cuando en realidad pudiera haber diferencias pequeñas.)

Es fácil comprender que uno de las razones por als que las cámara digitales de monoreflejo tiene un rango dinámico mayores porque sus pixeles son más grandes. Los pixeles mas grandes no se llenan tan fácilmente, de modo que hay más tiempo para capturar los pixeles oscuros , antes de que los brillantes empiecen a derramarse.

Algunos ejemplos de Rango Dinámico



El Rango Dinámico de la cámara fue capaz de capturar el Rango Dinámico de la Escena. El histograma indica que fue capturado tanto el detalle en las sombras, como el de las altas luces.



En este ejemplo, el Rango Dinámico de la cámara fue más pequeño que el de la escena. El histograma indica que algo de detalle en sombras y luces altas se ha perdido.



El limitado Rango Dinámico de ésta cámara se utilizó para capturar el detalle de altas luces a expensas del detalle en las sombras. La exposición de la toma necesitaba evitar que las cubetas de las altas luces se derramaran, dando insuficiente tiempo a las cubetas de las sombras, para capturar ningún fotón.




El limitado Rango dinámico de esta cámara se utilizó para capturar el detalle de las sombras a expensas del detalle de las altas luces La larga exposición necesaria para que las cubetas de las sombras recolectaran suficientes fotones, dieron como resultado un derrame en alguna de las cubetas de las altas luces.



Aquí el Rango Dinámico de la escena [i]es menor que el Rango Dinámico de la cámara, característica típica cuando se toman escenas desde un avión. El histograma puede ensancharse para cubrir el rango tonal completo con una imagen más contrastada como resultado, pero puede ocurrir la posterización

Resumen

Las cámaras con un Rango Dinámico grande son capaces de capturar tanto el detalle en las sombras como el de las altas luces, al mismo tiempo