Fisonomía de la Cámara Digital

Texto: Héctor Montes de Oca



La cámara digital es el resultado de un enorme trabajo de desarrollo en los ámbitos de la mecánica, la electrónica, los microprocesadores y el software. Esta tecnología es de origen militar: durante los años 60, la defensa norteamericana necesitaba sensores de imagen ópticos para sus aviones espías. Después de haber trabajado con fotos analógicas transmitidas a tierra por ondas de radio, se pasó progresivamente a la digitalización de las imágenes, sentando así las bases de la fotografía digital. Las primeras cámaras digitales salieron al mercado a mediados de los noventa del siglo XX.

¿Cómo funciona una cámara digital?

Si desea adquirir una cámara digital, la mejor manera de juzgar sus cualidades es entendiendo la técnica empleada de la misma manera que se adquiere una cámara analógica. De igual manera, la estructura de una cámara digital y, sobre todo, el proceso. de creación de la imagen van muy ligados a las especificaciones de los diferentes modelos.

Las cámaras digitales tienen algunos puntos en común con las cámaras tradicionales. Si examinamos la entrada de luz en la cámara, encontramos:

• Un sistema de lentes y un dispositivo mecánico de ajuste que permite enfocar (autoenfoque) y el zoom.
• Un sistema de diafragma y de obturador
• Un fotómetro y un sistema de ajuste del enfoque

En una cámara tradicional, la película es la que conserva la luz mediante un proceso químico. Lo único que tiene que hacer el fotógrafo es evitar que la película entre en contacto con la luz, a fin de poder revelarla posteriormente en un cuarto oscuro.

En una cámara digital, el ‘revelado’ es completamente electrónico y digital, y tiene lugar en un segundo en el interior de la cámara. La luz se concentra en el sensor de imagen y se convierte en datos digitales que quedan grabados en la memoria de la cámara la imagen digital guardada digitalmente puede evaluarse y tratarse al instante. Así pues, la unidad de base de la cámara digital es el sensor de imagen, que es un chip electrónico cuya superficie es fotosensible.

Uno de los criterios económicos a la hora de comprar una cámara digital es la resolución: cuantos más megapíxeles tiene, más cara es. Cada sensor de imagen tiene su propia resolución.

La resolución expresa el número de «puntos» que componen la imagen. Cuantos más puntos haya, más alta será la resolución, más finos serán los granos y más posibilidades hay de que la imagen sea nítida. Cuando hablamos de imágenes digitales, esos «puntos» se denominan píxeles.

Todas las cámaras digitales tienen una resolución máxima que expresa el mayor número de píxeles que el sensor de imagen puede dar. La resolución se mide en megapíxeles significa “millones de píxeles”. Las primeras cámaras tenían una resolución inferior a un millón de píxeles, pero las cámaras modernas cuentan con resoluciones de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12, y 13.6 megapíxeles, como la Kodak DCS Pro 14 auque ya existen respaldos digitales para cámaras profesionales que se monta en la cámara como si fuera un chasis de película con mas de 22 megapíxeles la resolución en píxeles es parecida a la resolución que puede ofrecer una película en las cámaras analógicas Pero hablaremos de ello en otro artículo.

¿Qué es un píxel?

El píxel es simplemente el componente básico de toda imagen digital. La cámara graba las imágenes como un conjunto de píxeles. No obstante, no se puede tomar al pie de la letra la resolución que anuncian los fabricantes. Una cámara típica de 4 megapíxeles quizás grabe 3,8 millones de píxeles “físicos”, el píxel es una unidad muy bien definida: tiene su ubicación precisa en la imagen, que está dispuesta como un enorme tablero de ajedrez compuesto por cuadrados de un solo color cada uno de este modo, una imagen constituye un mapa de bits compuesto por aproximadamente cuatro millones de puntos bien definidos, del mismo tamaño y de un color determinado.

La imagen digital está compuesta de un «material» completamente distinto al de las películas analógicas. Todos los píxeles tienen:
• El mismo tamaño
• Una ubicación fija
• Un sólo matiz cromático

En una cámara analógica, tanto la captación como la grabación de la luz se realiza en la película el resultado solo es visible tras el revelado del rollo (que se lleva a cabo mediante un proceso químico con haluro de plata) En una película, la imagen se crea a partir de granos químicos. Dichos granos son de un tamaño extremamente reducido y pueden agruparse en bloques irregulares, lo que hace que parezcan de diferentes tamaños. Dichos granos también pueden tener un número infinito de colores. La estructura de una imagen analógica es por mucho más compleja e irregular.

Sin embargo, resulta sencillo describir la imagen en la cámara digital la captación de la luz se efectúa en un componente electrónico llamado sensor de imagen (de tipo CCD o CMOS).pero la cámara digital convierte inmediatamente la impresión de la luz en datos digitales (ceros y unos), que se gravan en la tarjeta de memoria de la cámara. Las cámaras digitales trabajan con más de 16 millones de matices de color diferentes (llamados colores RGB de 24 bits), y cada píxel es un pequeño cuadrado de uno de dichos colores. Así pues, la cámara digital realiza fotografías con un máximo de colores, así pues en una cámara digital, el sensor guarda la imagen capturada; se trata de un pequeño chip electrónico que contiene una zona fotosensible cuyo tamaño es muy inferior al de un carrete.

El sensor de imagen es como una película: un almacenador pasivo. Recibe datos de imágenes, pero estas se transmiten inmediatamente al procesador de la cámara, donde se tratan. Los datos de imágenes recibidos por el sensor son muy primitivos y deben ser tratados antes de transformarse en fotos en color.

El reducido tamaño del sensor de una cámara digital repercute también en el tamaño del objetivo, mas pequeño que el de las cámaras analógicas. Por este motivo, resulta difícil comparar los objetivos de diferentes modelos de cámaras digitales, y nos vemos forzado a emplear el objetivo de las cámaras analógicas como criterio de comparación.

El sensor de imagen no puede detectar los colores. Sólo «percibe» matices de gris (del negro puro al blanco puro).

Los «datos brutos» de la imagen (también llamados datos RAW) que el sensor de imagen recibe deben pasar por una larga sucesión de tratamientos diversos antes de llegar al estado de fotografía en color. Todo este trabajo tiene lugar en el procesador de la cámara, en el que una serie de programas trata los datos brutos.

Así pues, el ordenador de la cámara debe realizar un gran número de tareas antes de que una toma fotográfica quede guardada «dentro de la caja»:

Se suele decir que la calidad de la imagen depende en un 50% del programa y en otro 50%, del elemento óptico y del sensor de imagen. A primera vista, parece exagerado otorgarle tanta importancia al tratamiento del programa interno, pero se trata de una estimación totalmente realista, esto se debe al hecho de que los colores se ven a crear “artificialmente’ mediante un haware que se encuentra en el interior de la cámara, lo que explicaría el hecho de que la cámara de las imágenes varíe tanto de una cámara otra.

Todas o casi todas las cámaras digitales están dotadas de un pequeño monitor LCD, que estar situado en la parte trasera del cuerpo cámara, a los cuales estamos muy acostumbrados por las cámaras de video que hemos tenido por muchos años pero hay que diferenciarlos pues tiene cualidades muy diferentes, este monitor en las cámaras digitales tienen diversas funciones. El monitor LCD es una herramienta extremadamente útil que aprenderemos a apreciar con rapidez. Sirve para:

• Ver y seleccionar el sujeto (función búsqueda)
• Enfocar
• Examinar la imagen después de realizar la fotografía
• Suprimir o editar la toma

El monitor LCD consume mucha energía seguramente es el único inconveniente de estas pequeñas pantallas en colores. Generalmente casi todas las cámaras en ciertos modos permiten encenderlo y apagarlo presionando botón, en caso de ser necesario.

La función más importante del monitor es, evidentemente, sustituir el visor óptico. Cuando el monitor está encendido, muestra lo que está situado delante del objetivo y permite seleccionar el sujeto de la fotografía. El monitor LCD suele tener un diámetro de 3 a 4 cm. y muestra unos 120.000 píxeles. Así, lo que se ve en el monitor es en principio un modelo reducido de la imagen. El monitor podría ser más grande, pero el problema es que consume demasiada energía. La calidad de los monitores LCD varía considerablemente de un modelo a otro. Es aconsejable comparar distintas cámaras (en una tienda, por ejemplo).

Del mismo modo, es importante saber que la fotografía es un poco más grande de lo que aparece en el monitor. El monitor LCD generalmente sólo muestra el 97% de la imagen, pero esta diferencia es mínima. El único visor que hay en una cámara analógica es el visor óptico. Se trata de una ventanita a través de la cual se percibe (al menos en principio) el sujeto que aparecerá en la fotografía. En una cámara réflex, se mira directamente a través del objetivo y se ve exactamente lo que se va a fotografiar.

Las cámaras digitales suelen estar dotadas de un visor óptico. Este funciona como en una cámara analógica, es decir, es impreciso y poco práctico lo ideal seria acostumbrarnos a ver por el visor LCD con las salvedades antes señaladas, a estas alturas seria pertinente decir que la prueba que muy pocos monitores LCD pueden pasar es que se vea bien en plena luz o lugares muy iluminados, es cuando el visor óptico es apreciado pues se deberá generalmente utilizar cuando la luz es muy intensa e impide la lectura del monitor LCD.

A diferencia del visor óptico, que es impreciso y de una utilidad limitada, el monitor LCD es excelente para seleccionar y ‘encuadrar” el sujeto, lo que le permitirá obtener una buena exposición. Una de las grandes ventajas de la cámara digital es que ya no necesita tener la cámara «en el ojo» para ver el sujeto. Puede sostenerla a una altura normal, o incluso a baja altura, y luego enfocar.

En las cámaras de gama alta, el monitor LCD puede moverse en todas las direcciones, lo que facilita aún más la toma fotográfica. Puede realizar fotografías prácticamente en cualquier posición: a ras de suelo, sujetando la cámara entre las piernas, etc. Otra ventaja es que el calor que desprende el monitor LCD no está demasiado cerca de la cámara: cuanto más caliente esté el sensor de imagen, más ruido digital producirá.

Algunas de las cámaras de gama alta disponen de dos monitores LCD, sobre todo las que tienen un zoom potente: con un zoom de 5x el visor óptico es insuficiente.

Uno de los dos monitores está situado en la parte trasera de la cámara y puede adoptar distintas posiciones. Está montado en el interior de la cámara y funciona como EVF (Electronic View Finder = visor electrónico). Visto desde fuera, este visor presenta un aspecto muy convencional, pero las apariencias engañan: no se trata de una ventanita de plástico, sino de un verdadero monitor LCD pequeño.

El visor electrónico es una herramienta que se complementa muy bien con el monitor LCD. Es útil para fotografiar en con situaciones luminosas que dificulten la lectura del monitor LCD. Asimismo consume menos electricidad que el monitor LCD. También se párese a los visores electrónicos EVF en las videocámaras

La cámara digital ofrece muchas posibilidad de ajuste, es esto lo que dificulta a muchos fotógrafos impacientes a mover todos los controles y como siempre debemos terminar leyendo el manual, que cada ves es mas voluminoso por ejemplo el monitor LCD sirve para numerosos menús de configuración por ejemplo, deberemos de escoger entre los diferentes los siguientes parámetros:

• La resolución (1600 x 1200, 1024 x 768, etc.)
• El tipo de imagen (color o escala de grises)
• La compresión (ninguna, baja, media, alta, y RAW)
• La sensibilidad (100 ISO, 200 ISO ,400 ISO, etc.)

Ciertas cámaras ofrecen una gama más a avanzada de opciones que también pueden ajustarse desde el menú, en algunos modelos una parte de la configuración se lleva a cabo en una pequeña pantalla situada en la parte superior de la cámara estas funciones se ajustan a partir de esa pantalla y otras, desde el monitor LCD.

El monitor LCD permite ver y evaluar sus fotografías. Ciertas cámaras muestran una imagen dos segundos después de ser capturadas. Se trata de una función práctica, con la cual se puede verificar si la imagen se corresponde con el resultado anhelado.

Las cámaras digitales disponen de otras posibilidades para analizar sus fotos. Resulta particularmente útil en los viajes, cuando puede examinar las fotos que ha ido tomando a lo largo del día.

Las cámaras más avanzadas ofrecen muchísimas más opciones. Algunas le permiten ver una sucesión de fotografías, como en un diaporama.

Esta última opción es aún más interesante si se puede conectar la cámara fotográfica al televisor mediante una salida A/V (salida de audio y vídeo).

Algunas cámaras permiten ver incluso el histograma de las fotografías. Un histograma indica la distribución de los colores y representa una herramienta muy útil para evaluar una foto. El hecho de poder visualizar las fotografías tantas veces como quiera permite evaluarlas inmediatamente: ¿es buena la foto o hay que volver a empezar? Si la calidad de la imagen es insuficiente, puede borrarla inmediatamente, lo que resulta muy práctico si no le queda memoria para fotos suplementarias.

La evaluación visual es rápida, pero para los fotógrafos veteranos, los parámetros de las fotos son igualmente importantes. Resultan muy útiles cuando las imágenes se retocan con un programa como Adobe Photoshop en la computadora.

El sensor de imagen es la “película” —de muy buena calidad— de la cámara digital. Su sensibilidad a la luz (fofotosensibilidad) es más que la de una película, lo que explica que sensores de imagen sean mucho más útiles en astronomía, en los satélites y para la investigación científica.

En las cámaras digitales se emplea dos tipos de sensores de CCD y CMOS Las cámaras digitales profesionales emplean sensores más grandes. Cuanto mayor es el sensor de imagen, más avanzadas son sus características:

• Mayor sensibilidad
• Mejor dinámica

Cuando la superficie que recibe la luz aumenta, la sensibilidad a la luz mejora. Cada exposición produce más luz. La dinámica también mejora cuando el tamaño más grande de cada fotodiodo le permite aumentar su carga de electrones.

Las cámaras de gama alta suelen estar dotadas de sensores de imagen relativamente grandes Se fabrican en series pequeñas, lo que no contribuye precisamente a reducir el precio. Los usuarios aficionados suelen tener cámaras dotadas de sensores de imagen pequeños. Pero si comparamos sus «capacidades» con las de las cámaras profesionales nos haremos una idea del desarrollo tecnológico. Se trata de un desarrollo prometedor, particularmente para las cámaras digitales de bolsillo.

En cada generación de sensores de imagen aumenta el número de células situadas en la misma superficie. Teóricamente, los sensores de imagen pueden ser minúsculos. Pero en la práctica, las cosas cambian: la función del sensor de imagen es grabar la luz, por lo que deberá tener un cierto tamaño. La tecnología de los sensores de imagen está en pleno desarrollo. La resolución de los nuevos modelos es cada vez mejor, así como sus otras características, sin que por ello aumente el tamaño del sensor de imagen. Hace algunos años, sólo las cámaras réflex digitales y los respaldos digitales permitían obtener una calidad imagen profesional.

Hoy en día, los pequeños sensores de imagen son tan avanzados que su calidad entra en competencia con la de las cámaras profesionales Un buen respaldo digital puede costar entre $40.000 y $250.000 pesos mucho dinero si no se tiene el trabajo que los justifique profesionalmente.

Se podría hablar mucho de sensores de imagen pues abunda la información de estos pero lo que tenemos que tener en cuenta al elegir la compra de estos serían los siguientes puntos:

• La resolución física
• La obturación de las cámaras digitales
• El tiempo de activación de la cámara
• La resolución física
• El número de puntos de la imagen física del sensor de imagen es superior al de los píxeles la imagen final.

Esto no plantea ningún problema, pero es importante conocer este detalle. Si en una lista de características técnicas ve que la resolución es de 3,3 millones de puntos, no es seguro que sus fotos contengan 3,3 millones de píxeles. Normalmente, la resolución más grande es de 2048 x 1536 píxeles, con lo que se obtienen 3.145.728 píxeles activos, es decir, un poco menos que el número de puntos del sensor de imagen. Eso se debe a que una pequeña parte de las células (células pasivas) se utiliza en la cámara para realizar diversas tareas técnicas. En ciertos casos, la resolución del sensor de imagen se calcula según la relación longitud/altura de 1:1,333, lo que significa que no podemos utilizar todos los fotodiodos del sensor de imagen para la exposición.

La velocidad de obturación. Tanto en una cámara digital como en cualquier cámara fotográfica se debe poder ajustar el tiempo de exposición a la luz. Si el sensor de imagen recibe demasiada luz, los fotodiodos se cargan al máximo y los píxeles de la imagen se vuelven blancos. Si la luz es insuficiente, los fotodiodos no registran las diferencias de color y la imagen queda muy oscura, incluso negra. La luz recibida por los fotodiodos debe dosificarse correctamente. En una cámara tradicional, el obturador es mecánico y permite que entre luz durante el tiempo deseado. En la mayoría de fotografías digitales, el procedimiento es completamente distinto, ya que el sensor de imagen está iluminado constantemente. Para convencerse de ello basta con mirar el monitor LCD, que siempre está activo.

Como el sensor de imagen está constantemente iluminado, se carga y descarga continuamente. Realiza «fotografías continuas», que aparecen en el monitor LCD. Pero no se trata de una exposición escogida azar: se elige y se controla. Las cámaras digitales comunes no tienen obturador. El tiempo de obturación es meramente el tiempo necesario para cargar el sensor de imagen, y puede ir de 1/10 000 de segundo a 3 segundos aproximadamente. Esta carga acumulada en las células del sensor de imagen son los primeros datos de la imagen. La carga del sensor de imagen puede contarse con mucha precisión.

En ciertas cámaras profesionales, este «obturador electrónico» se complementa con un obturador mecánico. Mantiene el sensor de imagen la oscuridad, pero puede abrirse y cerrarse conseguir una exposición particular. Esto permite evitar que la luz entre directamente CCD justo después de la exposición, hecho que podría producir ruido electrónico en la imagen.

La recopilación de captura de la información se realiza de varias maneras el primero se acumulara en la memoria de la cámara que siempre será relativamente limitado pero podrá acumularse a unas tarjetas removibles de memoria que dependiendo en el tipo de archivo que se escoja nos dará la cantidad de fotos que podemos guardar en la memoria o tarjeta que puede ser de varios tipos (memoria Stich, compac Flash, Star Media, Pixture Card, etc.), capacidades que varia de 4 MB hasta 1 GB.

En este mundo globalizado con diarios cambios la fotografía digital la cual está revolucionando la forma de ver al hombre moderno por ejemplo no dudando que en lo que se escribe este artículo estén apareciendo nuevas cámaras, formatos y capacidades; resulta pues un tema interminable. Quedando varias temas como la óptica, lentes intercambiables, exposímetros, tipos de archivos, Flash integrados, baterías, Peso, diseño, precios, compatibilidad de conexión a computadoras, temas que se trataran de explicar en varios artículos futuros escritos por diferentes especialistas del Ramo en este tema que no termina de escribirse que es la “Era Digital en la fotografía”.