Comprender la apertura de la cámara y por qué es importante

Durante los últimos tres años más o menos, cada vez que se anuncia un teléfono y llegan a la parte de su cámara, se lanza la palabra "apertura". Con la presentación del Galaxy S9 a la vuelta de la esquina, estás a punto de escucharlo nuevamente. Y si los rumores sobre una lente de cámara con una apertura que puede ajustar son ciertos, escucharemos al menos el 200% de la dosis recomendada de conversación de apertura. Pero, ¿qué significa? ¿Qué es exactamente?

En su forma más simple, una abertura es un agujero por el que viaja la luz. Cuando se habla de fotografía, el "agujero" es la abertura frente a una lente (no el diámetro de la lente en sí), y la palabra apertura adquiere un significado mayor y se convierte en un escenario al que el fotógrafo puede hacer referencia. Es uno de los tres pilares básicos de la captura de imágenes, junto con ISO y velocidad de obturación, y aunque la ciencia y las matemáticas involucradas hacen que la configuración de apertura sea importante por una larga lista de razones, las dos más importantes para cualquiera que tome una fotografía son el punto focal y exposición. ¿Listo para profundizar en todo eso hasta que tenga sentido? ¡Excelente! Nosotros también.

Triángulo amoroso de la fotografía

Anteriormente mencioné que la apertura es uno de los tres pilares de la fotografía junto con la ISO y la velocidad de obturación. En conjunto, los tres ajustes se conocen como el triángulo de exposición y cada uno puede tener un efecto dramático en lo bien que se ve una fotografía. Afectan más que la exposición (brillo) de una imagen, así que no dejes que el nombre te engañe: juntos son el factor más importante para hacer que una imagen se vea genial u horrible.

Cualquier cambio en la apertura, obturador o ISO afecta a las tres configuraciones.

Las tres configuraciones deben estar equilibradas, por lo que realmente no puede hablar sobre una sin explicar un poco de lo que las otras pueden hacer. Una cámara necesita poder congelarse un momento en el tiempo y recrear los colores correctos en los lugares correctos y poder definir los bordes correctos, y la apertura, ISO y velocidad de obturación son las tres configuraciones que lo hacen posible. Simplemente no puede ajustar una configuración sin ajustar al menos una de las otras si espera tomar una excelente fotografía.

YO ASI

ISO es una medida de la sensibilidad del sensor de su cámara a la luz. Hace mucho tiempo, cuando se usaba una película real, compraba diferentes películas con clasificación ISO porque no había sensores y la ISO era una parte no ajustable de la exposición de una imagen. Tenemos las cosas un poco mejor ahora. Con una cámara digital moderna, podemos controlar la sensibilidad del sensor sobre la marcha. Técnicamente, estamos controlando el nivel de ganancia posterior a la captura aplicado a la señal porque eso es más fácil, alargará enormemente la vida útil del sensor y proporciona resultados idénticos.

Un ISO más bajo significa menos ruido.

Idealmente, un ISO más bajo es mejor porque eso significa que hay menos ruido (píxeles que no son una recreación de la configuración de la vida real) en el resultado final para que se filtre cualquier procesamiento posterior. Cuando el procesamiento tiene que eliminar el ruido, lo hace en función de los píxeles a su alrededor que no son ruidosos y hacen una suposición educada. Menos adivinanzas significa una mejor foto. Pero no es práctico usar una configuración ISO súper baja la mayor parte del tiempo porque la velocidad de obturación y / o la apertura de la abertura no pueden compensar.

El aumento de la configuración ISO aumenta la sensibilidad a la luz, lo que le permite tomar una foto con menos luz de cualquier fuente. Hay tres cosas para recordar acerca de la configuración ISO:

• Cuanto más bajo es el número ISO, menos sensible es el sensor a la luz. Cuanto mayor sea el número ISO, más sensible será el sensor a la luz.
• La señal capta más ruido a medida que se vuelve más sensible. Eso significa que los números ISO más bajos tienen menos ruido y los números ISO más altos tienen más ruido.
• Cuando no puede abrir más la apertura o no puede reducir la velocidad del obturador, utiliza un ISO más alto para "congelar" el movimiento y tomar una fotografía que no sea borrosa.

Velocidad de obturación

La velocidad del obturador es la medida de cuánto tiempo permanece abierto el obturador cuando toma una foto o captura un fotograma de un video. Cuando el obturador está abierto, entra luz, por lo que las velocidades de obturación más rápidas no pueden acumularse tanto y la exposición se reduce. Por supuesto, lo contrario es cierto y una velocidad más lenta da como resultado una mayor exposición. Piense en la exposición cuando se usa de esta manera como el brillo o la oscuridad de la foto después de que todo esté hecho y tendrá una idea de lo que significa.

Más bajo es más rápido cuando se habla de velocidades de obturación.

Mientras el obturador está abierto, el sensor recopila datos sobre todo lo que puede "ver". Cuando cualquier parte de lo que está enmarcado frente al sensor se mueve, el resultado será borroso, por lo que la mayoría de las veces una velocidad de obturación más rápida es mejor para obtener una foto nítida y enfocada.

• Si disminuye la velocidad del obturador (también conocido como obturador más rápido), debe aumentar el ISO o abrir la abertura para aumentar la exposición. Pero su foto será más nítida con un obturador más rápido.
• Si aumenta la velocidad del obturador (un obturador más lento), es posible que deba reducir el ISO o cerrar la abertura para disminuir la exposición. Pero su foto será menos nítida y tal vez incluso borrosa con un obturador más lento.

Cada cámara tiene un obturador, incluso su teléfono. Las cámaras de película necesitan una cortina mecánica real para abrirse y cerrarse, pero muchas cámaras digitales con sensor pequeño (incluido su teléfono) simplemente sincronizan la captura de datos como el obturador. Es por eso que puede activar o desactivar el sonido del obturador en muchos teléfonos; nada se mueve realmente para hacer el ruido, solo lo genera el software y se sincroniza con el disparador.

Abertura

La apertura es la medida de qué tan abierto (o cerrado) está el iris de una lente de cámara. Se mide en f-stops, que son una expresión de la relación de la distancia focal (distancia desde el punto de enfoque en la lente al frente del sensor) al diámetro del iris (el agujero en frente de la lente). No necesita recordar eso ni hacer ningún cálculo, pero sí debe saber que un número f-stop más bajo es una apertura más amplia y que permite que pase más luz a través de la lente y llegue al sensor.

• Una apertura más estrecha (número de f-stop más alto) necesita un obturador más lento o una configuración ISO más alta para aumentar la exposición.
• Una apertura más amplia (número f-stop más bajo) necesita un obturador más rápido o una configuración ISO más baja para disminuir la exposición.

Como puede ver, la apertura es solo una parte de lo que hace que una foto esté correctamente expuesta. Pero al igual que la velocidad de obturación y el ISO, la apertura también tiene un efecto en la nitidez. Cada parte del triángulo de exposición también cambia otro elemento de su foto cuando se ajustan. Cambiar ISO puede aumentar el ruido, cambiar la velocidad de obturación puede aumentar el desenfoque de movimiento y cambiar la apertura cambia lo que se llama profundidad de campo.

No todo es modo retrato

Tal vez se pregunte por qué la apertura de su cámara no es solo muy baja para permitir que entre toda la luz que pueda. Bueno, además de hacer que las fotos estén sobreexpuestas en muchos casos, la profundidad de campo sería demasiado estrecha.

La profundidad de campo correcta puede hacer una buena imagen.

Una profundidad de campo es la distancia entre lo más cercano en una foto que está enfocada y lo más alejado de una foto que todavía está enfocada. Una lente de cámara solo puede enfocar las cosas en un solo lugar. Cualquier cosa fuera de ese punto exacto no está enfocada y se difumina hacia afuera desde el punto central en la forma de la abertura. Las partes que parecen estar enfocadas a nuestros ojos están en la profundidad de campo.

Cuando algo está lo suficientemente lejos, la diferencia entre una apertura af / 5 (izquierda) y una apertura af / 25 (derecha) es mínima siempre que el equipo pueda ajustar el ISO y la velocidad de obturación lo suficiente como para compensar. Su teléfono no puede y el resultado sería ruidoso. Muy ruidoso.

Ignorando la apertura, ISO, obturador y exposición, la profundidad de campo de mayor diámetro que una lente es capaz de crear se llama círculo de confusión. El diámetro de la profundidad de campo aumenta cuanto más se aleja la lente desde el punto en que se enfoca hasta llegar al círculo de confusión. Eso significa que tomar una foto de algo al otro lado de la calle tiene una profundidad de campo más amplia que tomar una foto de algo a unos centímetros con la misma configuración. A nuestros ojos, una lente enfocada en algo lo suficientemente lejos parecerá tener una profundidad de campo de ancho completo donde todo lo que podemos ver está enfocado, pero los sensores de la cámara pueden procesar lo que está frente a él mucho mejor que nuestros ojos.

Lo que vemos versus lo que obtenemos

Lo que más importa es lo que podemos ver, no lo que la lente puede capturar.

La profundidad de campo es lo que determina qué áreas de una foto están enfocadas. Normalmente, queremos una imagen clara y nítida en todo momento, pero con un punto obvio que nos llame la atención. El fotógrafo debe asegurarse de que el sujeto esté enmarcado de una manera que llame la atención, pero la profundidad de campo es lo que hace que ese lugar sea más "nítido" que el resto de la foto. Idealmente, todo está enfocado y no podemos ver dónde cae el punto de enfoque real y en su lugar solo percibimos una ligera diferencia. La fotografía es en parte ilusión óptica junto con parte de arte y parte de todo lo demás.

En resumen, las personas que trabajan para una empresa que fabrica lentes de cámara tienen mucho que considerar y muchas matemáticas muy complejas que resolver. Cuando diseñan una lente fija muy pequeña en un teléfono inteligente, todo se vuelve aún más complicado. Y es muy importante porque, sobre todo, queremos que nuestras imágenes se vean geniales sin importar los números que nos arrojen.

Retratos impresionantes

La fotografía de retratos es una excepción a la regla general. Cuando tiene un solo sujeto, que podría ser una persona o una mascota o un grupo de amigos o cualquier otra cosa, que desea destacar sobre un fondo simple pero agradable, una foto de retrato puede verse increíble si se hace correctamente.

Normalmente, un retrato usa una apertura amplia para crear una profundidad de campo estrecha. Junto con la exposición adecuada y el color ligeramente ajustado, esto crea un resultado en el que el sujeto se ve aislado del fondo. Esto es fácil para una cámara con una lente más grande y más rápida y controles manuales completos, pero no es tan fácil para algo como un teléfono inteligente.

El Pixel 2 utiliza una solución de software puro para tomar fotos normales (izquierda) y fotos en modo vertical (derecha) al mismo tiempo.

Diferentes compañías están tratando de hacer retratos de diferentes maneras. Google y Huawei están utilizando el aprendizaje automático junto con hardware capaz para crear retratos a través de software y procesamiento. Samsung se está enfocando (perdón por el juego de palabras) primero en el hardware para dar múltiples ángulos y distancias focales al procesador de imágenes. Apple está haciendo las dos cosas. Tampoco es nuevo, hemos visto múltiples lentes y profundidad de campo ajustable por software de compañías como Nokia, ZTE, LG y más durante los últimos cinco años, pero la tecnología ha avanzado y los resultados son mucho mejores.

Note que dije "mejor" y no perfec. Si bien es posible obtener una excelente foto de retrato de cualquiera de los teléfonos insignia capaces, la mayoría de las fotos son promedio en el mejor de los casos. Todos parecen perder la sutileza en los bordes de la profundidad de campo y aplicar un desenfoque uniforme al fondo, haciendo que las cosas se vean un poco antinaturales. Crear un efecto de profundidad de campo que se vea bien cada vez es difícil, pero estamos llegando allí.

¿Una apertura ajustable en un teléfono inteligente?

Si los rumores son ciertos, veremos una cámara que tiene una apertura ajustable por el usuario en el Galaxy S9. Los detalles son escasos, por lo que no sabemos si esto significa una forma mecánica real de abrir o cerrar el iris en la cubierta de la lente o el software que puede controlar el efecto de profundidad de campo.

Apuesto a que esto significa una forma de ajustar el punto focal como hemos visto en muchas compañías y una forma de ajustar el efecto de profundidad de campo real en lugar de simplemente desenfocar algunas partes de la foto después del procesamiento. Los veteranos de los teléfonos inteligentes recordarán que la función Refocus de Nokia hizo algo muy similar a lo que estoy describiendo. El hardware moderno debería poder adquirir todos los datos necesarios mucho más rápido de lo que vimos en 2013 y tomar fotos no tomará tanto tiempo ni será tan complicado.

No importa cómo Samsung ofrece una apertura ajustable, si lo hacen, es fácil entender por qué. Todo vuelve a la profundidad de campo.

El hardware de 2017 debería ser mucho mejor para ajustar una profundidad de campo que el de 2013. Y el hardware de 2013 no estuvo nada mal.

La mayoría de las lentes pequeñas diseñadas para los tipos de sensores de imagen que utiliza nuestro teléfono tienen forma y superficie para que sean más nítidas con una profundidad de campo entre ƒ / 5.6 y ƒ / 8. Esto es muy estrecho y no permite mucha luz, pero reduce la aberración cromática haciendo que los colores que reproduce su cámara sean lo más cercanos posible al original. El uso de un sistema de apertura fija configurado incluso en f / 5.6 no va a producir fotos que estén bien expuestas sin un ISO alto (recuerde, esto significa mucho ruido) y / o un obturador lento (lo que significa fotos borrosas) por lo que la apertura se ensancha y se cambia un poco de nitidez por un sistema mucho más flexible.

A medida que las cámaras de nuestros teléfonos se acercan a ƒ / 0.5 (el máximo teórico según la óptica fotográfica aplicada de Sidney F. Ray) se sacrifica más y más nitidez en las fotografías normales. Es difícil reducir la velocidad del obturador lo suficiente como para permitir una exposición adecuada y producir fotos que estén enfocadas y nítidas adecuadamente, por lo que el ISO aumenta y la SNR (relación señal / ruido) aumenta cada vez más. Y esto no hace nada para abordar la estrecha profundidad de campo al tomar fotos normales o de gran angular.

Hemos visto crecer el tamaño de los píxeles para compensar y los circuitos de la cámara están diseñados para lidiar con el ruido mucho mejor de lo que solían ser, pero si usted es una empresa que quiere enfocarse en usar hardware para obtener mejores fotos y no software, la próxima El paso lógico es perfeccionar una forma de utilizar múltiples aperturas. No estoy seguro de qué esperar exactamente de Samsung con la cámara del Galaxy S9, pero Samsung necesita dar el siguiente paso y es más que capaz de hacerlo.

Tomar mejores fotos

Ahora sabe un poco sobre qué es la apertura y cómo afecta a las imágenes que toma. ¡Así que sal y toma un poco!

Y recuerde que la próxima vez que alguien en el escenario le diga que este increíble teléfono nuevo tiene una increíble apertura f / something, hay una gran cámara. Mucho más.

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