Conceptos básicos: cuestión de sensibilidad

En los viejos tiempos de la fotografía química, a la hora de ajustar la exposición uno se preocupaba básicamente de dos factores: velocidad y abertura. El tercer factor que determina la cantidad de luz que hace falta para realizar una foto, la sensibilidad de la película (que no del fotógrafo, que también daría para escribir mucho), tan sólo era tenido en cuenta en ocasiones muy concretas, y casi siempre por profesionales. El que no se pudiera cambiar un carrete a medias, el alto precio de los carretes de sensibilidades altas, así como el apreciable grano que aparecía en las imágenes, limitaba mucho las oportunidades de poder tirar a algo más de 100 ASA.
Con la llegada de las cámaras digitales, y especialmente los últimos modelos, que han mejorado muchísimo sus sensores y algoritmos internos de tratamiento de imagen, se ha convertido en algo de lo más normal el cambiar la sensibilidad de una foto a otra, o incluso dejar que sea la cámara la que elija la sensibilidad con que se dispara en cada momento, y hoy día es algo tan natural como ajustar la velocidad, e incluso se tiene más en cuenta que ajustar la apertura.

¿Pero que es eso de la sensibilidad?

El concepto se remonta a los mismos orígenes de la fotografía: una foto no es más que una imagen que queda fijada en un soporte tras recibir este soporte una determinada cantidad de luz. La cantidad de luz que necesita el soporte para impresionar la imagen correctamente está determinada por lo sensible a la luz que sea ese soporte.
En los viejos tiempos, esta sensibilidad venía dada por la composición química de la película. En los nuevos tiempos, viene determinada por el sensor. En ambos tiempos, uno de los factores más importantes es el tamaño: antes, el tamaño de las moléculas de sales de plata que forman el material sensible de la película (a mayor tamaño, más sensible era la película); ahora, el tamaño de cada uno de los “píxels” del sensor (a mayor tamaño, se consigue más sensibilidad). En ambos casos, el truco es que a mayor tamaño, inciden más rayos de luz sobre cada elemento sensible (molécula o píxel), por lo que hace falta “menos luz” para obtener una imagen correcta (esto ha sido una simplificación bastante burda, ya que en realidad el asunto tiene algunas sutilezas más, pero estamos hablando de conceptos básicos, así que espero que espero que los entendidos, y en particular BioMaxi, me perdonen).
Como todo en esta vida, hay que pagar un precio por ello: el grano en película y el ruido en digital. Centrándonos en las cámaras digitales: el sensor de la cámara está compuesto por varios millones de células (los famosos megapíxels). Al recibir luz, cada uno de estos sensores produce una pequeña corriente eléctrica, que luego es interpretada por el software de la cámara para construir la imagen final. Al variar la sensibilidad de la cámara desde la opción correspondiente, no se está variando la sensibilidad “física” del sensor, que es fija, sino que se le indica que la señal que llega desde cada sensor debe ser amplificada, con lo que podemos captar la imagen aunque haya menos luz de la deseable. Lo malo del invento es que la señal que envía cada píxel no es “pura”, está contaminada por una pequeñísima cantidad de ruido eléctrico producido por la temperatura del sensor, la proximidad de otros píxels, y otros factores. Normalmente este ruido es despreciable en una imagen tomada a la sensibilidad base de la cámara (que suele ser 100 ISO), pero si se amplifica la señal del píxel, también se amplifica este ruido. A mayor amplificación, la señal que proviene de la luz será proporcionalmente menor que la producida por el ruido, y empezarán a aparecer elementos extraños en la imagen (píxels más brillantes u oscuros de lo que les corresponde, colores falsos, imágenes menos nítidas…). En breve: a mayor sensibilidad, menos calidad de imagen.
El punto en que el ruido se hace perceptible en una imagen depende de muchos factores, algunos relacionados con la imagen que estamos tomando (las zonas oscuras suelen presentar más ruido, los cambios sutiles de color se difuminan…), pero sobre todo relacionados con la cámara, principalmente el tamaño y construcción del sensor, la calidad del conversor analógico/digital (el elemento que se encarga de convertir las corrientes eléctricas recibidas del sensor en información que entienda el ordenador de la cámara), y la parte del software de la cámara que se encarga de reducir el ruido. A 800 o 1000 ISO el ruido de una compacta, una SLR básica y una SLR profesional presentan diferencias más que notables (por lo general, en relación directa con su precio).
Un detalle importante a tener en cuenta es que en las cámaras digitales, el nivel de ruido (a cualquier sensibilidad) aumenta con el tiempo de exposición, por lo que hay que ser especialmente cuidadoso en exposiciones de varios segundos.

¿Y eso de los ISO/ASA?

El estandard ISO 5800 define una escala que mide la sensibilidad de una película (para cámaras digitales el estandard está definido en la ISO 12232). Los detalles técnicos de la especificación escapan al entendimiento del común de los mortales (servidor incluido), por lo que basta con saber que una película de ISO 100 necesitará el doble de luz que una película de ISO 200 para conseguir la misma exposición, y una película ISO 400 necesitará la mitad de luz que una de 200.
A efectos prácticos, una duplicación de la sensibilidad equivale a un punto menos de exposición. Así, una imagen tomada con una velocidad de 1/125, apertura 4 e ISO 100, tiene la misma exposición que una tomada a 1/250, f4, ISO 200 (o una tomada a 1/125, f8, ISO 200).
Esta escala es en realidad doble, una linear (que se corresponde a la antigua ASA, de la American Standards Association), que se duplica en cada paso (100-200-400-800…), y una logarítmica (que se corresponde con el antiguo estandard alemán DIN), en la cual un incremento de tres se corresponde con un punto de exposición (21 DIN equivale a 100 ASA, 24 DIN a 200 ASA). Aunque la forma completa de expresar la sensibilidad ISO es combinando estas dos cifras (100/21º, 200/24º…), habitualmente suele omitirse la segunda.
Los rangos habitualmente presentes en las cámaras digitales oscilan entre los 100 y los 1600 ISO, con algunas llegando hasta los 3200, 6400 en las profesionales, y la tremendidad de 25600 en la Nikon D3. Por lo general (depende muchísimo del modelo), hasta las compactas más baratas puden hacer fotos sin ruido a ISO 200, las mejores compactas pueden llegar a 400 o 640 sin ruido demasiado perceptible, y las SLR de rango medio pueden producir imágenes más que aceptables hasta ISO 800 o 1000.

Para saber más

Escalas de sensibilidad, en la Wikipedia
lo mismo, en la wikipedia en inglés, algo más completito [en]

3 Comments:

  1. Me gustaría ver fotos a 25600, no sea que se parezcan a esta otra:

  2. Aivá, ¿eso es música o ruido? ;) Acá y acá hay fotos de la D3 a 6400. Y aquí hay algunas pruebas que llegan a 25600…. Impresionantes, oiga.

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