Fotografía digital, nociones básicas II

Continuando con las nociones básicas que nos muestran en la web thewebfoto

Apertura de diafragma

El diafragma es una parte del objetivo que limita el rayo de luz que penetra en la cámara. Funciona como el iris del ojo humano, abriéndose o cerrándose para permitir que entre más o menos luz según sea necesario. Lo abierto que está el diafragma es lo que se llama apertura de diafragma.
La apertura de diafragma se mide en números f. El salto de un valor al siguiente se denomina paso. La escala de números f típica es la siguiente, aunque no muestra todas las posibilidades, ya que los diferentes pasos dependen del diseño del objetivo:

La relación entre los números f es que por cada paso la luminosidad se duplica o se divide por dos si la aumentamos o la reducimos respectivamente. Así f11 tiene el doble de luminosidad que f16 y la mitad que f8.
Es fácil liarse con los números y la apertura. La forma más fácil de recordarlo es que el menor número f es la mayor apertura y el mayor número f es la menor apertura. Como podéis ver son conceptos inversos.
En función del programa utilizado en la cámara la apertura de diafragma se ajusta automáticamente o puede ajustarse de forma manual.

Cada objetivo tiene una apertura de diafragma máxima. Si son objetivos con distancia focal fija la apertura máxima es fija, para zooms la apertura máxima puede cambiar según varía la distancia focal o puede ser fija, dependiendo del diseño del objetivo. La apertura de diafragma máxima viene indicada en los objetivos. Por fin vas a entender qué significan esos numeritos.
14-42mm 1:3,5-5,6 significa que el objetivo tiene una distancia focal que varía entre 14 y 42 mm. En su distancia focal mínima (14mm) tiene una apertura máxima de f3,5, y en su focal máxima (42mm) tiene una apertura máxima de f5,6.
16-45mm 1:4 significa que el objetivo tiene una distancia focal que varía entre 16 y 45 mm y en todo este rango la apertura máxima es de f4.
La distancia focal es un tema que será tratado más adelante, pero para entenderlo fácilmente es el acercamiento o alejamiento que da un objetivo sin tener que desplazarte (zoom).

Enlaces relacionados
Número f en wikipedia: http://es.wikipedia.org/wiki/Diafragma_(fotograf%C3%ADa)

Distancia focal
La distancia focal de una lente es la distancia entre el centro óptico de la lente y el foco (o punto focal). El foco es el punto donde se concentran los rayos de luz.
En un objetivo la distancia focal es la distancia entre el diafragma de éste y el foco.
Los objetivos de las cámaras tienen una distancia focal fija o variable, dependiendo del tipo de objetivo. Al variar la distancia focal conseguimos un menor o mayor acercamiento. Es lo que comúnmente llamamos zoom.
En el siguiente ejemplo vemos una foto tomada desde el mismo sitio variando la distancia focal de nuestro objetivo.
Podemos ver cómo según aumentamos la distancia focal aumentamos también el acercamiento.
Pero la distancia focal no afecta únicamente al acercamiento. También modifica la perspectiva de la foto.

Perspectiva
Al modificar la distancia focal, como hemos visto, modificamos el campo de visión. Así, al aumentarla nos acercamos y al reducirla nos alejamos. Esto trae consigo que se modifique la proporción que los objetos ocupan en la foto.
Igualmente ocurrirá con el fondo. De este modo, cuando nos acercamos con el zoom a un objeto, también estamos acercándonos al fondo. Este efecto modifica la perspectiva de los objetos y podemos verlo perfectamente.
Así podemos verlo con nuestro amigo Alfred, el patito, en el camping du Lac, cerca de Gruyere. Haciéndole una foto con la distancia focal a 28 mm podemos sacar el fondo completo, con todo el lago. Sin embargo, si nos alejamos de Alfred para hacer que éste ocupe la misma proporción en la escena, y aumentamos la distancia focal a 100 mm podemos ver cómo el fondo no sale completo, y el campo de visión se reduce.

El efecto es como si el fondo se acercara. Lo podemos ver también en esta foto de flores, que han sido tomadas a distintas distancias de la flor, haciendo que ocupe lo mismo en la foto, y modificando la distancia focal. Fíjate cómo el campo de visión se reduce y el fondo parece acercarse.
La foto a 28 mm la tomé a unos 35 cm de la flor, mientras que la foto a 300mm la tomé a varios metros.

Tiempo de exposición

El obturador es una cortinilla que se abre en el momento de disparar y limita el tiempo que el rayo de luz penetra en la cámara y alcanza el sensor digital. El tiempo que la luz está alcanzando el sensor digital es lo que se llama tiempo de exposición. Es lo mismo que decir que el tiempo de exposición es el tiempo que está haciéndose la foto.
El obturador es un mecanismo muy preciso y rápido que permite limitar la exposición a tiempos muy pequeños.
Dependiendo de la cámara los tiempos de exposición varían desde segundos (para condiciones de luz muy malas) a milésimas de segundo (para fotografías muy rápidas). Los tiempos más usuales, en segundos, son: ...4, 2, 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/15, 1/30, 1/60, 1/125, 1/250, 1/500, 1/1000, 1/2000...
En modo manual existe un modo llamado BULB en el que la foto se expone mientras se mantenga pulsado el botón disparador. En el apartado de modos de la cámara veremos qué uso podemos darle a este modo.

Aproximadamente podemos hacernos una idea del tiempo de exposición que necesitamos para congelar el movimiento con esta tabla:

Dos ejemplos

En la foto de las gotas de agua utilicé un tiempo de exposición muy bajo para congelarlas. Sin embargo unas gotas quedaron más congeladas que otras. Esto ocurre porque las gotas iban a una velocidad diferente. Utilicé un tiempo de 1/200 segundos, apertura de f/10, ISO100, trípode y flash inalámbrico para iluminar el fondo (que se refleja en el agua).

En la foto de las cascadas el agua aparece sedosa porque aumenté el tiempo de exposición a 4 segundos. Para ello tuve cerrar el diafragma hasta f/32. Para evitar la trepidación utilicé un trípode, ajusté el auto-disparo, no toqué la cámara durante el tiempo que la foto se hizo y utilicé un filtro de densidad neutra para alargar el tiempo de exposición.

Tiempo de exposición y velocidad de exposición son lo mismo

En fotografía se utilizan ambos términos, pero significan lo mismo, solo que el orden de magnitud está invertido. Así, reducir el tiempo de exposición es lo mismo que aumentar la velocidad y viceversa.

Trepidación y movimiento

La trepidación es el efecto que se produce cuando una foto sale movida por un tiempo de exposición demasiado largo o por no controlar el movimiento de la cámara.
Al hacer una foto debemos tener en cuenta el movimiento de los objetos para decidir entre un tiempo de exposición u otro. Los siguientes elementos pueden influir en la trepidación o el movimiento de los objetos:

El movimiento de la cámara al hacer la foto: Cuanto más quieta esté la cámara en el momento del disparo más fácil será obtener una imagen nítida. No es lo mismo hacer una foto con un trípode apoyado en el suelo que desde un coche en movimiento.
El movimiento de los objetos en la foto: Debemos evaluar que los objetos que fotografiamos se mueven y pueden hacerlo a velocidades distintas. No es lo mismo fotografiar un niño pequeño (se mueven endemoniadamente) que una modelo profesional que sabe estar perfectamente quieta. No se mueve igual de rápido un coche de carreras que una persona en bicicleta.

La cantidad de luz ambiental: Cuanto mayor sea la cantidad de luz más fácil será utilizar un tiempo de exposición bajo y así evitar una foto movida. No es lo mismo hacer una foto a plena luz del día en la calle que dentro de una casa. Esto podemos tenerlo en cuenta a la hora de hacer un retrato en interior. Será más sencillo si el modelo se encuentra cerca de una ventana.
El objetivo que se está utilizando: Cuanto mayor es la distancia focal (zoom) mayor es la probabilidad de trepidación (foto movida). Un objetivo con estabilizador reducirá las probabilidades de trepidación, aunque los objetivos estabilizados tienen sus límites. No es lo mismo hacer una foto panorámica que una foto con un teleobjetivo a un futbolista.


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A continuación pondré 4 ejemplos y explicaré porqué el resultado ha sido bueno o malo.
1. La primera foto ha sido buena porque se ha utilizado un tiempo de exposición lo suficientemente bajo como
para congelar el movimiento del perro saltando y del agua saliendo.
2. La segunda foto ha sido mala porque al ser el tiempo de exposición tan alto ha quedado trepidada.
3. La tercera es correcta porque ha tenido se ha utilizado un tiempo de exposición lo suficientemente bajo
como para dejar la escena estática. Sin embargo tampoco entrañaba dificultad, ya que no contenía
elementos que se movieran demasiado.
4. La cuarta ha sido mala porque no se ha utilizado un tiempo de exposición lo suficientemente bajo como para congelar los aplausos de Mario.

¿Cómo evitar las fotos movidas?

Una fotografía no tiene porqué ser perfectamente estática. El fotógrafo puede querer obtener una sensación de movimiento en ciertas tomas a base de aumentar el tiempo de exposición y así dejar zonas de la foto movidas.
Algunas de las técnicas que veremos más adelante así lo hacen.
En cualquier caso para evitar fotos movidas (bien por trepidación o por movimiento de algún objeto de la escena) se tiene que reducir el tiempo de exposición y para ello puede ser necesario modificar otros parámetros:

Apertura de diafragma: Abriendo el diafragma llega más luz al sensor y se reduce el tiempo de exposición.
Sensibilidad: Aumentando la sensibilidad se reduce el tiempo de exposición aunque aumenta el nivel de ruido.
En la foto de la izquierda vemos cómo hay trepidación. Nada en la foto aparece enfocado ni nítido, se nota especialmente en el suelo empedrado. Está tomada con los siguientes parámetros:
Tiempo de exposición: 1/5 segundos
Apertura de diafragma: f5.6
Sensibilidad: Iso 1600
Distancia focal: 53 mm
Dicha apertura de diafragma es la máxima del objetivo que estaba
utilizando en ese momento a 53mm, la sensibilidad era la máxima que
la cámara podía aportarme. Y aún así la foto me salió movida. ¿Qué
podía haber hecho para evitar que me saliese movida?

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Además hay otros modos alternativos de evitar trepidación:

Reduciendo el movimiento de la cámara: Utilizar un trípode o apoyarse en una pared, una barandilla o una farola ayuda bastante.
Utilizando objetivos o cámaras con estabilizador de imagen. También utilizar objetivos luminosos que permitan abrir el diafragma más, o cámaras que tengan sensibilidades altas. Lo malo es que todas estas prestaciones se pagan.
Aportando iluminación artificial: Flash, focos, reflectores, encender una luz...
Ten en cuenta que

El agua se mueve (evidente), pero hay que tenerlo en cuenta y saber si se quiere congelar su movimiento o al contrario.
La cámara se mueve si el fotógrafo va dentro de un medio de transporte o si el fotógrafo se está moviendo.
Si haces una foto hacia afuera de dicho medio de transporte ésta puede salir movida.
En exposiciones largas en las que la cámara está apoyada sobre algo o sobre un trípode, simplemente al apretar el botón de disparo puedes estar moviendo la cámara. Para evitar esto utiliza el autodisparador retardado o un disparador remoto.

Los niños y los animales se mueven mucho más de lo deseado.

El viento mueve árboles, arbustos, banderas, pelo, etc... Si una foto tiene un tiempo de exposiciónrelativamente alto pueden salir más movidos de lo deseado. Durante los doce minutos de exposición de la siguiente foto nocturna los árboles se movían por el viento y las estrellas dejan un rastro provocado por el
movimiento de la tierra.

En una misma escena puede haber objetos que se mueven a distinta velocidad. Esto igualmente no es malo, pero hay que controlarlo. En el siguiente ejemplo, tanto la cámara como la modelo viajan a la misma velocidad, pero los árboles no viajan. Por eso ella ha quedado nítida y los árboles movidos, aumentando la sensación de velocidad.

En la foto del coche se puede apreciar cómo no todo en una foto se mueve a la misma velocidad. Fue tomada a 1/250 segundos. Ese tiempo de exposición fue suficientemente corto como para congelar el movimiento del coche, pero no el movimiento de las ruedas. Sin embargo, este efecto fue buscado, ya que le da mayor sensación de acción y movimiento a la foto.

Apoyarte en algo rígido puede ayudar a evitar la trepidación si no dispones de un trípode.

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Sensor y sensibilidad

El sensor de las cámaras fotográficas está compuesto por millones de pequeños semiconductores de silicio, los cuales captan los fotones (elementos que componen la luz, la electricidad). A mayor intensidad de luz, más carga eléctrica existirá.

Estos fotones desprenden electrones dentro del sensor, los cuales se transformarán en una serie de valores digitales creando un píxel. Por lo tanto cada célula que desprenda el sensor de imagen se corresponde a un píxel o punto. El sensor hace las veces de película en la fotografía digital.
El resultado del sensor, ya traducidos a formato binario, se guarda en las tarjetas de memoria en forma de ficheros de imagen.
Sin entrar en detalles decir las dos tecnologías más populares del mercado de sensores son CCD y CMOS.

¿Qué es un megapixel?

Un megapixel es un millón de pixeles o puntos.
La resolución de los sensores se mide en megapixels. Son el número de puntos o pixeles que contendrá una imagen producida por un sensor.
Por ejemplo si una imagen tiene un tamaño de 3888 puntos de largo y 2592 de alto, la resolución del sensor será la multiplicación de ambos, es decir 3888 x 2592 = 10077696 pixeles = 10,1 megapixels.
Podemos decir sin miedo a equivocarnos que cuantos más megapixels más tamaño tendrá el fichero de imagen que obtenemos. Con esta figura podemos hacernos una idea de la diferencia en densidad entre unos sensores y otros de algunas cámaras del mercado.
Entonces parece que cuantos más megapixels mejor ¿no?. Bueno es cierto que cuantos más megapixels mayor será la resolución del sensor pero ¿es la resolución del sensor la que limita la calidad de las fotos? Habitualmente no. Las lentes suelen estar muy por debajo de la resolución del sensor y por tanto si lo que buscas es calidad y nitidez es más importante tener unas buenas lentes que tener un buen sensor.
También influye el tamaño físico del sensor. Aquí burro grande. Nada tiene que ver el sensor de 10 megapixels de una cámara compacta, cuyo tamaño es bien pequeño, con el tamaño de un sensor de 10 megapixels de una cámara DSLR profesional.

Tamaño de sensor

El tamaño universal de un fotograma de película para cámaras réflex o SLR es de 35mm de largo (la diagonal es de 43mm). Heredado de este formato estandarizado a principios del siglo XX, los sensores de fotograma completo tienen aproximadamente esa medida. Sin embargo, la mayoría de las cámaras DSLR no disponen de un sensor de ese tamaño, sino más pequeño, por ello se produce una pérdida o recorte en el campo de visión de los sensores más pequeños. Este formato de sensor se llama APS. Los sensores de 35mm se llaman Full Frame o de fotograma
completo.

En la imagen anterior podemos ver el recorte de un sensor APS sobre un sensor full frame de 35mm.

Esto afecta a la distancia focal de nuestros objetivos, ya que al sufrir las imágenes un recorte sobre la imagen, las distancias focales que tienen no son a efectos prácticos las que podemos ver en nuestras fotos.

Cada sensor tiene lo que llamamos un factor de equivalencia para poder convertir las distancias focales de nuestros objetivos a las distancias focales efectivas. Así, multiplicando por dicho factor de equivalencia obtenemos la distancia focal real de la foto.

Ejemplo:

La 1DS Mark III de Canon es full frame, con lo que su factor de equivalencia es 1. Así un objetivo de 50mm es en efecto 50mm.
Si utilizamos el mismo objetivo en la 1D Mark III (la 1D normal, no la 1Ds), que tiene un factor de equivalencia de 1,3, esos 50mm equivaldrían a 50 x 1,3 = 65mm.
El mismo objetivo en la 450, que tiene un factor de equivalencia de 1,6, equivaldría a 50 x 1,6 = 80mm. De la misma forma un objetivo 17-50mm equivaldría a un 27-80mm tradicional.
¿Y qué es mejor? ¿APS o Full Frame? Pues una vez más depende de para qué lo utilicemos. Si utilizamos la cámara para fotografía de interiorismo probablemente prefiramos tener un sensor full frame que me permita utilizar un ojo de pez de 12mm reales que no se convierten en 20mm. E igualmente si utilizamos la cámara para fotografía de deporte preferiríamos un sensor APS, donde un teleobjetivo 300mm se convierte en uno de 480mm al mismo precio y con menos peso. Eso sí, ojo al comprar objetivos, que no todos valen para full frame.