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2- Tecnología básica

2.1- Captación de imagen.

En la posición donde en las cámaras convencionales se sitúa la película, en las digitales se encuentra un componente electrónico, que puede ser CCD (Charge Coupled Device) o CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductors), cuya función es convertir la luz que recibe a través del objetivo en una señal eléctrica para después transformarla en información digital, es decir, en código binario.

En los CCD, esta transformación se realiza por medio de un chip adicional denominado ACD (Analog to Digital Converter), mientras que en los CMOS la conversión se lleva a cabo en el mismo sensor. Esta es una de las razones por las que los costes de fabricación del CMOS son inferiores a los del CCD (otra es que el CCD sólo tiene aplicaciones de captura de imagen y el CMOS es un chip con más posibilidades). El CMOS tiene a su favor también un menor consumo de energía.

A pesar de sus aparentes desventajas, el CCD poseía hasta hace bien poco una mayor calidad de imagen, debida quizá a su especialización, pero – de nuevo gracias a Canon, que lo utiliza mayoritariamente en sus cámaras – en la actualidad esta diferencia de calidad se ha reducido hasta la práctica inexistencia. También el sensor de tres capas Foveon que Sigma monta en sus SD9 y SD10 es de tipo CMOS.

Otros fabricantes importantes, como Fujifilm, Nikon, Pentax y Olympus, emplean en sus cámaras réflex sensores CCD, aunque algunas de ellas con características particulares. Fujifilm desarrolla su propia tecnología CCD, con una estructura de células octogonales en lugar de rectangulares.

2.2- Los píxeles y la resolución del sensor

El famoso píxel (contracción de Picture Element) es la unidad mínima que conforma la imagen digital. En fotografía convencional su equivalente sería el menor grano de sal (haluro) de plata sensible a la luz.

La cantidad total de píxeles que componen la superficie del sensor es la denominada resolución de sensor, y es la cifra que nos indica la aparente nitidez que podremos conseguir con determinada cámara. El conjunto de píxeles, observados a la distancia – o ampliación – adecuada, producen la impresión de una imagen de tono continuo. Pero si ampliamos la fotografía por encima de sus límites, los píxeles se vislumbran como pequeñas piezas individuales.

Hay que tener en cuenta también que en muchos casos (excepto si grabamos archivos RAW) la cantidad total de píxeles del sensor no se utilizan en la formación de la imagen, sino en tareas complementarias como los ajustes de balance o la reducción de ruido. Por ello, las especificaciones de las cámaras suelen distinguir entre píxeles reales – los que tiene el sensor - y píxeles efectivos – los que formarán la imagen -.

2.3- El color en la captación de imagen

En realidad, los sensores digitales no distinguen la información de color por sí mismos sino que se encargan simplemente de captar intensidades de luz. Para diferenciar los colores se antepone a cada píxel un filtro de color, de modo que lo que era una información de intensidad lumínica es ahora información de intensidad de luz más color.

Los sensores habituales están construidos como una “parrilla” de píxeles cuadrados situados (lógicamente) uno al lado de otro, por lo que se hace indispensable adjudicar a cada uno de ellos la tarea de captar la información de sólo uno de los tres colores primarios: rojo, verde y azul (RGB, sus siglas en inglés).

La disposición de los píxeles en el sensor sigue el denominado patrón Bayer, que adjudica el doble de píxeles a la captación del color verde que al azul y al rojo, puesto que para la vista humana el verde es el color más importante en la sensación de definición. De esta forma, se capta una cuarta parte de la información real de los colores rojo y azul, y la mitad de la del verde.

Esto tiene como primera consecuencia que para construir la imagen definitiva será necesario “inventar” la información que no se posee. Por ello, uno de los factores más importantes es el algoritmo de procesado de la imagen de que disponga la cámara, que es el que se encargará de la interpolación de datos.

Mención aparte merece el chip Foveon, que ha sustituido el patrón Bayer por una tecnología de capas superpuestas, al modo de las distintas capas de emulsión en la película en color, que reaccionan a las diferentes longitudes de onda de cada uno de los tres colores básicos. El sensor Foveon, pues, capta el total de información de los tres colores. Pero por el momento, sólo las cámaras Sigma mencionadas disponen de este tipo de sensor.

2.4- Características negativas en los sensores

Como todo dispositivo electrónico, los sensores están expuestos a interferencias que pueden llegar a afectar de forma muy evidente la calidad de una imagen.

Ruido de imagen: se produce por defectos en el silicio de los píxeles, por la necesaria amplificación de señal del azul – es el color al que son menos sensibles los píxeles - así que el ruido se aprecia más en este canal, por las interferencias que provocan el resto de componentes electrónicos del sistema, por el aumento de la temperatura y por la elección de valores ISO superiores al nominal del sensor (que suele ser el más bajo en la escala de cada cámara en concreto).

Falsos colores: Puesto que los píxeles captan un único color, la información que falta debe interpolarse partiendo de la que tienen los píxeles adyacentes, pero en ocasiones los resultados no son todo lo correctos que deberían ser, en especial en zonas de bordes con cambios de color. El filtro anti-aliasing disminuye en parte este defecto, pero en cambio aporta un ligero desenfoque.

Blooming: Es provocado por la luz que supera la capacidad de carga del píxel y se transmite de forma “parásita” hacia los píxeles situados alrededor. Es visible en la imagen en forma de halo ficticio en los píxeles afectados. Un sensor con la misma cantidad de píxeles que otro pero con mayor tamaño, es menos sensible al blooming.

Pixelado: La forma cuadrada (excepto en el Súper CCD de Fuji) del píxel se evidencia al reproducir líneas diagonales en la imagen, sobre todo si la cámara está provista de un sistema de enfoque de imagen por software. Cuanta mayor resolución tenga una fotografía menor será el efecto de pixelado, ya que al ser el tamaño del píxel más pequeño también será menor el “diente de sierra” en un borde nítido.

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