Costa A, Fernández-Bozal J: La imagen digital 255 Rev Esp Ortod 2005;35:255-66 La imagen digital ARTURO COSTA CAMPOS 1 JAVIER FERNÁNDEZ-BOZAL 2 INTRODUCCIÓN La fotografía digital no trabaja con negativos o diapositivas, sino con archivos informáticos. Se trata de un nuevo soporte para la imagen que nos exige el conocimiento de unos conceptos informáticos cuya lectura puede ser algo aburrida, pero facilitará la toma de decisiones previas a la captación de imágenes en aspectos tan importantes como calidad, compresión y formato de los archivos. La eliminación de la película fotográfica comporta la incorporación de nuevos ajustes de cámara que antes correspondían a la película y que ahora se pueden modificar en cada imagen como la temperatura de color o la sensibilidad ISO. QUÉ ES UNA IMAGEN DIGITAL? La imagen digital es el resultado de convertir datos analógicos en digitales. La luz incide en el sensor digital y genera señales eléctricas que un procesador, el conversor analógico-digital, convertirá en código digital creando un archivo de imagen. La imagen digital está formada por unos elementos llamados píxeles (picture elements) que se disponen en una trama denominada «mapa de bits». Cada píxel es la combinación de unos valores de color y brillo en una posición determinada que se registra numéricamente. Se puede comparar con un mosaico, y cada píxel con las pequeñas losetas que lo forman; el mosaico a gran distancia aparece como una imagen de trazo continuo, pero a corta distancia las losetas son muy evidentes. Si ampliamos mucho una imagen digital, los píxeles que la forman también se hacen evidentes (Figs. 1, 2 y 3). Los ordenadores usan el sistema numérico binario, a diferencia del sistema decimal con diez dígitos Fotografía digital del 0 al 9. El sistema binario consta sólo de dos: el 0 y el 1. Un número binario se compone de dígitos denominados bit. Con un número binario de dos bits sólo se pueden componer cuatro números: 00, 01, 10 y 11. Si a cada uno de ellos le corresponde un color, sólo se podrán representar cuatro colores: negro, gris oscuro, gris claro y blanco. El número de combinaciones posibles al aumentar el número de bits será igual a 2 n, siendo n el número de bits. Por lo tanto, con tres bits podremos definir 2 3 = 8 tonos, con cuatro bits 2 4 =16 tonos, y con ocho bits podemos trabajar con 2 8 =256 tonos de color. Las imágenes en escala de grises se crean con una paleta de ocho bits con 256 tonos, que van del negro (0) al blanco (255); los 254 tonos intermedios de gris son suficientes para que el ojo humano no detecte transiciones bruscas. Cuando se trabaja con imágenes en color, los píxeles obtienen su valor cromático a partir de una mezcla de rojo, verde y azul. Cada uno de estos colores o canales tiene un nivel de brillo entre 0 y 255 que corresponde a las 256 combinaciones posibles con números binarios de ocho bits. Las imágenes en color RGB (red, blue, green) constan de ocho bits por color o 24 bits en total, que nos permiten trabajar con una paleta de 2 24 = 16,7 millones de colores. El valor de color de un píxel RGB estará representado por un número como 00001111 + 11110000 + 11000011, con ocho bits para cada uno de los tres canales de color (rojo, verde y azul). Las imágenes RGB de 24 bits son las más utilizadas en el campo de la imagen digital, pero algunos dispositivos de captura trabajan con imágenes de 30, 36 e incluso 48 bits. Este exceso de información, 1 Catedrático de Ortodoncia. Universidad de Barcelona. 2 Estomatólogo. Área de Ortodoncia de la Universitat Internacional de Catalunya 85
256 Rev Esp Ortod 2005:35 Figura 1. Un mosaico observado a distancia crea la ilusión de una imagen de trazo continuo igual que los píxeles lo hacen en la imagen digital. que el ojo humano no podría interpretar, será útil cuando se realizan trabajos de edición y retoque con la imagen digital; luego, para reproducirla en pantalla o para imprimirla, la imagen se reducirá a color de 24 bits. RESOLUCIÓN Y TAMAÑO DE ARCHIVO La resolución en fotografía digital se refiere a la cantidad o densidad de píxeles que forman la imagen y al número de colores. El número de píxeles se especifica, bien indicando el número total de píxeles, bien indicando el número de píxeles que hay en cada una de las dimensiones de la imagen (primero la horizontal y luego la vertical). Podemos hablar de una imagen de 3,3 millones de píxeles o de una imagen de 2.048 x 1.536 píxeles. El número de colores, también llamado profundidad de color o de bit, depende del número de bits que definen un color, por ejemplo, color de 24 bits o color de 8 bits por canal. En realidad, la única medida para comparar dos imágenes digitales es el número de píxeles que la componen; casi la totalidad de los dispositivos que manejamos en la actualidad tienen al menos una profundidad de color de 24 bits (8 bits por canal) para reproducir los 16 millones de colores que permite distinguir el ojo humano. Tal como se ha explicado, el archivo digital está formado por largas cadenas de números en sistema binario que representan el color y brillo de cada uno Figura 2. Una aproximación de la misma imagen nos permite ver con claridad los pequeños elementos que forman el mosaico. de los píxeles de la imagen; cuanto mayor sea el número de píxeles de la imagen, mayor será el tamaño del archivo. Tamaño de imagen En fotografía convencional, el producto final, el negativo, tiene unas dimensiones físicas. En fotografía digital, el producto final es un archivo informático cuyo tamaño se expresa en kilobytes o megabytes, pero no podemos hablar de imágenes digitales en términos de centímetros o milímetros. El dispositivo de entrada capta información de la imagen en forma de píxeles que en principio no tienen ni tamaño ni forma. El dispositivo de salida, monitor o impresora, será el que nos permite ver la imagen y determinará finalmente el tamaño de cada píxel y las dimensiones a las que la imagen digital puede reproducirse con una calidad adecuada, aspectos que analizaremos a continuación. Resolución de entrada Figura 3. La ampliación de una imagen digital permite ver los píxeles que la forman. La cámara digital dispone de un sensor con un número finito de unidades fotosensibles o fotositos, que captan la luz y originan cada uno de los píxeles. El número de elementos fotosensibles determinará la resolución del sensor o dispositivo de entrada. La resolución del sensor se puede especificar indicando el número total de elementos fotosensibles o indicando el número de éstos que hay en cada una de las dimensiones del sensor (primero la horizontal y luego la vertical). Generalmente, se usan indistintamente los términos fotosito y píxel. 86
Costa A, Fernández-Bozal J: La imagen digital 257 Figura 4. En la pantalla LCD de la esta cámara digital podemos seleccionar la calidad de la imagen ofreciendo tres grados de resolución: grande, mediano y pequeño, cada uno con dos niveles de compresión del archivo JPEG resultante. Además, ofrece la posibilidad de obtener imágenes en formato RAW. La cámara no siempre trabaja con la máxima resolución del sensor. El menú de la cámara también ofrece la posibilidad de trabajar con otras resoluciones, que por supuesto serán inferiores. Para seleccionar la resolución del sensor hay que abrir el menú de la cámara y, en el menú «resolución de la imagen» o «calidad» según el modelo, elegir la resolución deseada (Fig. 4). Si aumenta la resolución de las imágenes también aumenta el tamaño del archivo que generan y se reduce el número de imágenes que podemos almacenar en la tarjeta de memoria. Una cámara con un sensor de 3,3 millones de píxeles (2.048 x 1.536) ofrece además tres resoluciones inferiores: 1.600 x 1.200, 1.024 x 768 y 640 x 480. Algunas de estas resoluciones inferiores corresponden a distintas resoluciones de pantalla (Figs. 5 y 6). La máxima resolución será la idónea cuando las imágenes se van a imprimir en papel. De todos los píxeles que hay en el sensor (píxeles reales), la mayor parte (90%) está dedicada a recoger información de la imagen: son los píxeles efectivos. El resto, 10% del total, está dedicado a otros menesteres como eliminación del ruido o ajuste del balance de blancos, por ejemplo. Algunas cámaras pueden tomar imágenes en formato RAW, y en ese caso todos los píxeles del sensor contribuyen a formar la imagen y el resto del procesado se efectuará por software en el ordenador. Figuras 5 y 6. En esta cámara estamos aplicando dos tipos de resolución diferentes que en la pantalla LCD aparecen definidos con las siglas VGA (640 x 480) y SVGA (1.280 x 960); en la parte inferior derecha vemos que el número de fotos que puede disparar la cámara disminuye al aumentar la resolución. Qué resolución de entrada debemos seleccionar? La máxima resolución no siempre es la mejor opción, porque produce archivos de gran tamaño que llenan la tarjeta de memoria y obligan a su descarga en otro dispositivo para seguir haciendo fotos. Además, con archivos de gran tamaño el ordenador debe realizar cálculos más complejos y los programas funcionan con lentitud. Es fácil decidir el tamaño en píxeles de la imagen que vamos a captar si sabemos la aplicación se le dará a esa imagen: imprimirla en papel fotográfico, imprimirla a gran formato, visualizarla en la pantalla del ordenador o enviarla por correo electrónico. Las presentaciones en pantalla o en una página web no se necesitan imágenes de resoluciones superiores a 1.024 x 768, que es la resolución de pantalla más habitual. Las fotografías que se van a imprimir en papel (especialmente si se van a hacer grandes ampliaciones) deben tomarse a la mayor resolución posible. En nuestro trabajo como ortodoncistas lo ideal es disponer de unas imágenes maestras del paciente tomadas a la mayor resolución posible por si eventualmente se han de publicar. Las imágenes que se van a recortar o a retocar deben captarse a la máxima resolución, porque en el proceso de edición se va a perder información 87
258 Rev Esp Ortod 2005:35 Tabla 1. Relación entre medios de impresión, tamaño de impresión y tamaño de la imagen en megapíxeles Esas imágenes maestras se pueden comprimir si finalmente las vamos a usar en una presentación en pantalla o si se van a enviar por e-mail. Sin embargo, es imposible realizar un trabajo de impresión de calidad fotográfica a partir de un archivo captado a baja resolución. Resolución de salida La imagen digital tomará forma a través de un dispositivo de salida, monitor o impresora que finalmente determinarán el tamaño de cada píxel y las dimensiones a las que se puede reproducir la imagen. Pantalla El tamaño de la imagen en la pantalla del ordenador depende de tres factores: la resolución de la pantalla, el tamaño de la pantalla en pulgadas y el número de píxeles de la imagen (resolución de entrada). El tamaño de cada píxel en la pantalla lo determinará la resolución de la pantalla, que se expresa con un par de números que indican su anchura y altura en píxeles. Podemos hablar de monitores de baja resolución 640 x 480, de resolución media 800 x 600 y de alta resolución 1.024 x 768. En el panel de control de Windows se puede modificar la resolución de la pantalla; con una resolución elevada, los objetos aparecen más pequeños pero más nítidos. 2 Mpix 3 Mpix 4 Mpix 6 Mpix Impresión doméstica (180 ppp) 17 x 23 cm 21 x 28 cm 24 x 32 cm 30 x 40 cm Impresión profesional (300 ppp) 10 x 13,5 cm 13 x 17 cm 15,5 x 19,5 cm 18 x 24 cm Destino Tipo de salida Tamaño impresión Megapíxeles Internet Visualización en pantalla Sitio web 1-2 Copias en color Impresora inyección 10 x 15 cm 2 13 x 18 cm 2-3 20 x 25 cm 3-5 33 x 48 cm 5-6 Publicidad Revistas en color 10 x 15 cm 3 13 x 18 cm 3-5 20 x 25 cm 5-6 Si queremos que la imagen se ajuste a la pantalla del ordenador la resolución de la imagen debe ser similar a la resolución del monitor. Muchos diseñadores de páginas web asumen que el mínimo común denominador para cualquier usuario es la pantalla de 640 x 480 y trabajan con imágenes de 600 x 400 que quedan prácticamente ajustadas a la pantalla en el monitor de menor resolución; en monitores de mayor resolución sólo ocuparán parte de la pantalla. Impresora Las impresoras de chorro de tinta, muy populares actualmente, mezclan puntos de tinta de diversos colores para formar el color del píxel. Dependiendo del modelo de impresora, se usan cuatro o seis colores de tinta, siendo los básicos el negro y los tres colores primarios sustractivos: cian, amarillo y magenta. Las impresoras usan estos colores a diferencia del monitor, que mezcla rojo, verde y azul (RGB). En las características técnicas de estas impresoras se encuentra el número de puntos de tinta que la impresora inyecta por pulgada; en las de calidad fotográfica los valores están entre 720 y 2.880 dpi (dots per inch). Estos puntos no son equidistantes entre sí, sino que a veces se superponen para formar los diferentes colores. Por ejemplo, para obtener un color naranja se superponen puntos de color magenta y amarillos, y para obtener un tono más oscuro se añade color negro. 88
Costa A, Fernández-Bozal J: La imagen digital 259 Cada píxel necesita tres o cuatro puntos de tinta para adquirir su color, de manera que con una resolución de 1.440 dpi (puntos por pulgada) imprimiremos 300 ppp (píxeles por pulgada). Para determinar el tamaño óptimo de impresión de la imagen hay que conocer la resolución de la impresora en píxeles por pulgada (antes se ha hablado de la conversión de puntos por pulgada a píxeles por pulgada). Luego, se divide la dimensión de la imagen en píxeles por la resolución de la impresora en píxeles por pulgada. Si la impresora tiene una resolución es de 300 píxeles por pulgada y la imagen es de 1.500 x 1.200 píxeles, se dividen ambas por 300 y el tamaño de impresión será de 5 x 4 (1 pulgada = 2,5 cm). Si utilizamos una impresora de alta resolución se imprimirán más píxeles por pulgada y el tamaño de impresión de la imagen será menor pero de mayor calidad. En la tabla 1 se relacionan los tamaños de impresión dependiendo del número de píxeles de la imagen y de la resolución de la impresora: 180 píxeles por pulgada si es doméstica o 300 píxeles por pulgada si es profesional. FORMATOS DE ARCHIVO DE IMAGEN Los datos de la imagen se pueden guardar en multitud de tipos de archivos que se denominan formatos. Estos formatos permiten que el usuario almacene los datos de manera que se puedan utilizar posteriormente con un programa informático. Los archivos de imagen ocupan mucho espacio y es muy importante tener la opción de comprimirlos. En función de la compresión, los formatos de archivo se dividen en formatos sin pérdida de calidad y formatos con pérdida de calidad. Formato sin pérdida de calidad Son archivos donde se codifica toda la información de la imagen píxel a píxel y no se pierde ninguna información al guardarlos, pero, a cambio, ocupan mucho espacio en la memoria del ordenador. RAW Figura 7. Programa para procesado de imágenes RAW. No es propiamente un formato de archivo, sino un término genérico que designa los diversos formatos utilizados para almacenar los datos brutos capturados por el sensor de una cámara digital. Cada fabricante ha desarrollado un formato de archivo propio para el modo de captura RAW. Canon usa su formato CRW, y Nikon usa el formato NEF. Como ninguno de ellos es un formato de imagen estándar, se necesita convertir los archivos en el ordenador con un programa que se suministra con la cámara para poder editar la imagen, por ejemplo, Nikon Capture o Canon Digital Camera File Viewer Utility. El programa Photoshop CS con la opción RAW de cámara también permite abrir los diferentes formatos RAW (Fig. 7). El archivo RAW contiene los datos en bruto de los píxeles adquiridos, sin que se produzca en la cámara el procesamiento de la imagen poscaptura. Luego, en el ordenador, se pueden compensar muchas deficiencias mediante el procesado posterior de los datos: es posible variar la compensación de la exposición, el balance de blancos, la temperatura de color, etc. Una vez concluidos los ajustes de la imagen en el ordenador, la imagen se graba en formato TIFF o JPEG, que se podrá abrir con la inmensa mayoría de programas. El tamaño de archivo en megabytes de las capturas RAW suele ser equivalente al recuento de megapíxeles del sensor de la cámara; es mayor que un archivo JPEG, pero mucho menor que un archivo TIFF. TIFF (Tagged Image File Format) Es un formato que se ha convertido en un estándar para almacenar imágenes optimizadas y de alta 89
260 Rev Esp Ortod 2005:35 calidad. Cuenta con una gran compatibilidad entre las diversas plataformas (MAC, Windows, Linux, UNIX). La mayoría de programas de edición de imágenes lo reconoce sin problemas (Adobe Photoshop, Corel Photo Paint, Paint Shop Pro). En este formato es posible guardar imágenes digitales de alta calidad sin perder ninguna de sus características: hasta 48 bits de color, posibilidad de guardar capas, etc. Los archivos TIFF se pueden comprimir con una rutina de compresión llamada LZW que apenas deteriora la calidad, pero que tampoco consigue un gran ahorro de espacio. Esta rutina se basa en la detección de secuencias de píxeles del mismo color y se reduce el tamaño total del código. El archivo no perderá calidad aunque se abra y se vuelva a guardar. Hasta ahora, el formato TIFF sólo permitía la compresión sin pérdida de calidad, pero actualmente con la versión TIFF 7 se pueden elegir otros modos de compresión como ZIP y JPEG. PSD Es el formato en el que se guardan por defecto las imágenes en Photoshop; admite hasta 48 bits de color y permite guardar las imágenes con todas sus capas, canales alfa, etc. Puede haber dificultades de compatibilidad para usar este formato con otros programas. PDF Formato aplicado fundamentalmente a la distribución de documentos electrónicos de forma sencilla. Se usa mucho en Internet, donde encontramos documentos que se pueden descargar en formato PDF en muchas páginas web. En este formato se mantienen de forma precisa los diseños de página, fuentes, gráficos e imágenes sea cual sea el sistema operativo que use el destinatario final. Otros Hay otros formatos de imagen sin pérdida de calidad mucho menos utilizados en fotografía digital, como BMP (Bitmap de Windows), PCX (Windows painbrush), PICT (Macintosh Quickdraw), EPS (Encapsulated PostScript) y DCS (Desktop Color Separations). Formatos con pérdida de calidad Hay formatos de archivo que en alguna o en todas las ocasiones descartan información de las fotografías a la hora de almacenarlas. De este modo, la imagen puede sufrir alguna degradación de la calidad, pero a cambio se obtienen archivos informáticos de menor tamaño. JPEG (Joint Photographic Experts Group) La práctica totalidad de cámaras digitales almacenan imágenes en este formato y a veces trabajan con él en exclusiva. Es un archivo con pérdida de calidad, por lo que no es en absoluto recomendable como archivo maestro, pero se ha impuesto por su extraordinaria capacidad de compresión, pudiendo comprimirse una imagen hasta la décima parte de su tamaño sin que el ojo sea capaz de apreciarlo El formato JPEG emplea una paleta de 24 bits y comprime mediante la asignación de un valor cromático de compromiso a bloques de píxeles, normalmente de 9 x 9, en lugar de a cada píxel individual. Aunque este proceso se puede controlar, siempre se produce un deterioro en la calidad de la imagen apreciable en forma de degradados suaves. Si las imágenes se vuelven a abrir y guardar, el nuevo archivo se comprime más y la calidad se resiente. En los programas se puede controlar la compresión en una escala del 1 al 10 o del 1 al 100 en los mejores programas, (entrando en las opciones de la ventana «Guardar como»). Los ajustes más altos eliminan menos información y mantienen mayor calidad, pero los porcentajes de compresión no son tan espectaculares. Otros Menos utilizados son el GIF (Graphics Interchange Format) y el PNG (Portable Network Graphics). Formato de archivo en las cámaras digitales Aunque hay muchos tipos de archivos digitales capaces de almacenar los datos de una imagen, las cámaras sólo usan tres o cuatro. El más extendido es el formato JPEG, que permite a la cámara reducir los requisitos de memoria. 90
Costa A, Fernández-Bozal J: La imagen digital 261 En el menú «Calidad», las cámaras suelen ofrecer distintas opciones de compresión. No existe una estandarización entre los fabricantes y es necesario recurrir a las instrucciones de cada cámara para conocer la compresión que se aplica a los archivos en cada una de las opciones disponibles. En la figura 5 se contempla la pantalla LCD de una cámara en que se usa la terminología «fine-normal-basic» para especificar el nivel de compresión de los archivos. En la modalidad fine hay una compresión de 1/4 del original; en la normal, una compresión de 1/8; y en basic, una compresión de 1/16. La consecuencia directa de aplicar un mayor grado de compresión es que podemos almacenar un mayor número de imágenes en la tarjeta de la cámara digital. En la figura 4 vemos el LCD de una cámara digital, donde en el menú «Calidad» se permite seleccionar archivos RAW y JPEG con tres grados de resolución: grande, mediana y pequeña, y en éstos se puede aplicar un grado mayor o menor de compresión de los archivos JPEG, representada por un símbolo consistente en un sector de circunferencia continuo o discontinuo que indica el grado de compresión (Canon 350D). El formato TIFF es un formato que, a diferencia del JPEG, no implica pérdida de calidad en ningún momento y es el ideal para archivos maestros y cuando la imagen va a sufrir algún proceso de edición y retoque, donde no es conveniente partir de una imagen con pérdidas. Los archivos son de mayor tamaño que en formato JPEG y RAW. Las cámaras de alta gama usan el formato RAW, ya comentado, que permite un procesado poscámara en el ordenador para luego guardar la imagen en formato TIFF o JPEG. AJUSTES EN LA CÁMARA En fotografía digital conceptos puramente fotográficos como la exposición tienen un tratamiento similar al de la fotografía convencional, pero las cámaras digitales también incorporan novedades respecto a la fotografía convencional como sensibilidad ISO, balance de blancos, máscara de enfoque, etc. distribuidas en diferentes menús que podremos seleccionar y desplegar en la pantalla LCD de la cámara (Fig. 4). Sensibilidad ISO El número ISO (Internacional Organization for Standardization) indica la sensibilidad a la luz de una película. Las películas más sensibles tienen números ISO más altos, de modo que una película de 1.600 ISO necesita muy poca luz para exponer correctamente una imagen, mientras que una película de 25 ISO necesita una cantidad de luz 64 veces mayor. Si aumenta el valor ISO de la película, también aumenta el tamaño del grano de haluro de plata, y con unos granos de mayor tamaño la película pierde su capacidad de resolver detalles finos y su calidad en general. En condiciones normales, se usa una película 100 ISO. Si la iluminación es deficiente, se prefiere película de mayor sensibilidad para no trabajar con tiempos de exposición demasiado largos. Para fotografiar objetos en movimiento se trabaja con velocidades de obturador elevadas y una película de valor ISO alto que ayuda a obtener una exposición correcta. Las cámaras digitales no usan película fotográfica, sino un sensor formado por millones de celdillas sensibles a la luz y disponen de un mando de control para variar la sensibilidad ISO y modificar la sensibilidad del sensor. Las cámaras digitales permiten variar el valor ISO de cada imagen, mientras en fotografía convencional variar la sensibilidad implicaba cambiar todo el carrete. En realidad, el sensor tiene una sensibilidad determinada (en general, es la más baja ofrecida por el fabricante). Luego, los valores de luz captados pueden ser amplificados eléctricamente para multiplicar el ISO. Se trata de una corrección de la imagen a través del software que mejora las prestaciones de la cámara en condiciones de luz escasa, pero hay pérdida de calidad por aparición de ruido, no siendo recomendable el uso de valores ISO por encima de 800. Qué es el ruido? Los sensores de captura de imágenes son dispositivos electrónicos sensibles a errores e interferencias electrónicas. Estas interferencias pueden aparecer como artefactos muy visibles disminuyendo la calidad de la imagen final: se trata de un efecto parecido a la nieve del televisor cuando la antena está mal sintonizada. 91
262 Rev Esp Ortod 2005:35 Hay diversas fuentes de ruido en un sensor, pero la más importante es el ruido de fondo, causado por impurezas o daños en el silicio del que están compuestos los píxeles, y es el que podemos ver si hacemos una foto en negro (con la tapa del objetivo puesta). El ruido también está causado por las interferencias electrónicas debidas a los circuitos y componentes necesarios para interpretar los datos del sensor y convertirlos en una imagen digital. El ruido puede reducirse con sensores de alta calidad, comprimiendo la imagen y evitando que la temperatura del sensor aumente. Temperatura de color y balance de blancos El color de la luz cambia a lo largo del día, y en función de la luz varían los colores que aparecen en una fotografía, que serán diferentes en una toma al amanecer, al mediodía o al atardecer. La temperatura de color se mide en grados Kelvin: es la temperatura a la que se encuentra una fuente incandescente emisora de luz y es la responsable del color de la luz emitida. La temperatura de color de un cielo claro al mediodía es de unos 5.500 ºK, igual que la de un flash electrónico. La luz del amanecer y del crepúsculo oscila entre los 1.000 y 3.000 ºK, mientras que la temperatura de color de la luz fría de un día nublado puede estar entre los 6.000 y los 8.000 ºK. El carrete normal (100 ISO) está preparado para ser expuesto con luz de día o con flash; en otras condiciones se producen alteraciones del color. Si con el carrete de luz de día se hacen fotografías en interiores, aparecerán amarillentas; bajo luz fluorescente serán verdosas; y bajo luz halógena, rosadas. Hay películas preparadas para trabajar en estos ambientes de luz, pero el fotógrafo debe cambiar de carrete para adecuarlo a las condiciones de iluminación o, como alternativa, usar un filtro corrector. Igual que ocurre con la sensibilidad ISO, la cámara digital puede cambiar la temperatura de color a la que se captura cada imagen; a esta característica se le llama «balance de blancos». La mayoría de las cámaras digitales ofrece varios tipos de balance de blancos estándar: luz de día o Figura 8. Menú de balance de blancos en la pantalla LCD de la cámara. exteriores, día cubierto, sombra, luz incandescente o bombilla, luz fluorescente, etc. La precisión depende de la coincidencia entre la temperatura de color predefinida de fábrica en la cámara y la real de la fuente de luz. También hay un modo automático que se ayuda de la medición en el sensor y que es especialmente cómodo en exteriores cuando las condiciones de luz son cambiantes (Fig. 8). En algunas cámaras hay un ajuste manual y otro predefinido. El ajuste manual, propio de cámaras de alta gama, permite establecer manualmente la temperatura de color en grados Kelvin. En el modo predefinido se presenta un objeto blanco o gris a la cámara con la luz que usaremos para tomar las fotografías y la cámara con esa referencia eliminará las desviaciones de color. Normalmente, en el gabinete odontológico vamos a trabajar con flash, cuya luz es equivalente a la luz de día y calibraremos la cámara para luz de día o para flash. Máscara de enfoque Las cámaras digitales y los programas informáticos de edición de imágenes ofrecen en sus menús la opción de nitidez o de máscara de enfoque con la pretensión de obtener imágenes más nítidas y mejor acabadas. En algunas cámaras se pueden seleccionar distintos niveles de enfoque o nitidez de la imagen, e 92
Costa A, Fernández-Bozal J: La imagen digital 263 Figura 9. Menú de enfoque en la pantalla LCD de la cámara. incluso se puede desactivar por completo esta opción como aconsejan muchos expertos. Se trata de un ajuste que altera permanentemente el color y el contraste de los píxeles fronterizos, es decir, de las áreas de la imagen donde los colores claros y los oscuros son fronterizos. La cámara sólo ve un puñado de píxeles y aplica una cantidad de enfoque de acuerdo con fórmulas enlatadas, pero el resultado no siempre va a ser satisfactorio para el fotógrafo (Fig. 9). En Adobe Photoshop hay una máscara de enfoque que se encuentra en el menú filtro, submenú enfocar y tiene tres parámetros: cantidad, umbral y radio (Fig. 10). Cantidad: es el aumento de contraste aplicado sobre los píxeles elegidos por el filtro; varía entre el 50 y el 100% para imágenes de baja resolución (800 x 600) y entre el 100 y el 150% para imágenes mayores si su uso va a ser en pantalla. Si se trata de una impresión de alta resolución, se tendrá que aplicar con toda seguridad más de un 180%. Radio o ancho de halo: es el área de muestreo alrededor de cada píxel, que determina el ancho de la banda que va a enfocarse. Aplicar un radio estándar de uno es muy corriente y se aplicará un valor mayor para objetos inanimados e impresiones de alta resolución, hasta valores por encima de dos en este último caso. Figura 10. Pantalla de la máscara de enfoque de Photoshop. Umbral: es la diferencia mínima de tonalidad que debe existir entre píxeles para aplicar sobre ellos el filtro. A menor valor se aplica el filtro sobre mayor número de píxeles; un umbral entre 5 y 15 es suficiente. Se seleccionan valores de menor tamaño para impresiones de gran tamaño o imágenes de mayor resolución. Exposición Una fotografía es el resultado de exponer a la luz un material sensible. El fotógrafo controla la luz variando la abertura del objetivo y la velocidad del obturador. Las mayoría de las cámaras incorpora un exposímetro que calcula la luz emitida por el motivo a fotografiar e indica si el ajuste de la exposición es correcto o no. La apertura del objetivo corresponde al diámetro del diafragma situado en el interior del objetivo; a mayor diámetro más luz llega a la superficie del sensor. Se expresa con una serie de números f/ llamados diafragmas o puntos de diafragma. Al pasar de uno a otro se dobla o se divide por dos el diámetro de la apertura. Los más comunes son: f/1.4, f/2, f/2.8, f/4, f/5.6, f/8, f/11, f/16 y f/22. Por tratarse de un quebrado, cuanto menor sea el denominador mayor será la apertura y, por tanto, al pasar de f/8 a f/5.6 el área se multiplicará por dos y el sensor reci- 93
264 Rev Esp Ortod 2005:35 Figura 11. Selector de programas de exposición de una cámara Reflex. birá el doble de luz. Por el contrario, si se cierra un punto el diafragma y se pasa de f/16 a f/22, el paso de luz se dividirá por dos. La velocidad del obturador controla el tiempo que las láminas del obturador permanecen abiertas; a mayor tiempo, más luz llega a la película. Este valor de la velocidad de expresa en fracciones de segundo, y multiplicar por dos el tiempo duplica la exposición. Son ejemplos de velocidades de lenta a rápida 1/2, 1/4, 1/8, 1/15, 1/30, 1/60, 1/125, 1/250, 1/500 y 1/1.000. Se puede obtener la misma exposición de la película variando los parámetros de apertura y de velocidad. Si aumentamos la velocidad tendremos que compensarlo con un aumento del diámetro del diafragma. Si realizamos una foto con apertura f/16 y una velocidad de 1/2 y luego otra con f/11 y 1/4 de velocidad, obtendremos en ambas la misma exposición. A este concepto se le llama reciprocidad o exposición equivalente. Cuando se fotografía un objeto en movimiento, la velocidad del obturador debe ser alta para que el objeto aparezca con el movimiento congelado como en la figura 13. Si se desea que la profundidad de campo sea amplia y el fondo de la fotografía aparezca enfocado, la apertura del diafragma debe ser pequeña (p. ej. f/32). Para facilitar el trabajo del fotógrafo las cámaras disponen de diferentes programas de exposición (Fig. 11). Figura 12. Imagen captada con el programa automático que no puede detectar por sí solo que hay objetos en movimiento en la fotografía y seleccionó una velocidad lenta. Figura 13. Imagen en movimiento captada con el programa de prioridad de la velocidad. Programas de exposición Programa totalmente automático (P) La cámara dispone de un programa que, en función de la lectura del exposímetro, establece la apertura y la velocidad del obturador. Es el programa que permite apuntar y disparar, pero la cámara no puede discernir si lo que se fotografía se encuentra en movimiento o no, si es un paisaje o un retrato, etc. y los resultados no siempre serán óptimos (Fig. 12). Programa de prioridad de la apertura (AV) Se establece manualmente la apertura del diafragma y la cámara determina automáticamente la velocidad del obturador para obtener la exposición correcta. Este programa permite controlar la profundidad de campo. Con aperturas pequeñas la profundidad de campo aumenta, y con aperturas grandes el fondo aparece desenfocado. Programa de prioridad de la velocidad (TV) Se establece manualmente el valor de la velocidad de obturación y el programa de la cámara determina la apertura correcta. Trabajar a alta velocidad permite congelar el movimiento en la fotografía (Fig. 13). Programa manual (M) El fotógrafo establece manualmente la apertura y la velocidad. Es la mejor opción en fotografía dental, ya que los programas predefinidos de la cámara no siempre van a satisfacer nuestras expectativas. Nor- 94
Costa A, Fernández-Bozal J: La imagen digital 265 malmente, fotografiamos a los pacientes con flash a velocidad 1/60 y apertura f/32 para que la imagen tenga profundidad de campo. Otros programas de exposición Hay cámaras que disponen de programas específicos en función del tema a fotografiar. Un programa para paisajes dará prioridad a la profundidad de campo, un programa para deportes dará prioridad a la velocidad de obturación, y un programa para retratos selecciona diafragmas abiertos. Potencia del flash Las condiciones de luz de un gabinete odontológico obligan al uso del flash para conseguir una exposición correcta. En cámaras con un sistema de trabajo manual se usa una guía de cálculo para ajustar la apertura del diafragma en función de la distancia entre la cámara y el motivo que queremos fotografiar. En las cámaras modernas equipadas con sistemas de medición de luz TTL, este cálculo se realiza automáticamente. La unidad de medida de la potencia de destello del flash es el número guía (NG), valor establecido por el fabricante para 100 ISO. La potencia de un flash normal debe ser de 25 NG. El flash puede ser de tres tipos, dependiendo de la tecnología que utilizan: Flash manual: requiere un ajuste manual de la abertura del objetivo en función de la sensibilidad de la película, número guía y distancia entre el motivo y la cámara. La fórmula para una película de sensibilidad 100 ISO consiste en dividir el número guía por la distancia, siendo el resultado la abertura correcta; por ejemplo, si el número guía es 40 y la distancia de disparo es de 10 metros, la abertura será de f/4. Flash automático: el flash dispone de un sensor que regula la potencia del destello dependiendo de la luz reflejada por el motivo. Se procede igual que con el flash manual para ajustar la abertura, y al disparar el flash el sensor determina la duración correcta del destello. Flash TTL: lo usan la mayoría de cámaras Reflex. Una célula de medición integrada en el Figura 14. Menú de bracketing. cuerpo de la cámara lee la luz que llega a la película a través del objetivo y un procesador determina cuál debe ser la duración del destello para asegurar una exposición correcta. En fotografía dental se necesita un flash anular que se ajusta en la parte frontal del objetivo. Su iluminación es muy peculiar, prácticamente sin sombras, debido a que la luz que produce viene de todas las partes del eje de la lente en vez de una sola. Hay modelos que incorporan la función TTL y permiten hacer compensaciones de la exposición con independencia de los controles de la cámara. Bracketing El bracketing consiste en hacer varias fotografías idénticas pero con diferentes valores de exposición, para conseguir alguna correcta. Es especialmente útil en casos en que las condiciones de iluminación son adversas, como en fotografía a contraluz, donde el fotómetro puede dar lecturas erróneas (Fig. 14). Esta operación se puede hacer manualmente. En primer lugar, se hace la foto con los valores de exposición indicados por la cámara, por ejemplo f/16 y 1/125, y luego se hacen dos fotos más, una aumentando medio diafragma y otra disminuyendo medio diafragma accionando el selector de compensación de la exposición que generalmente está indicado con el signo ±. 95
266 Rev Esp Ortod 2005:35 Figura 15. Fotografía subexpuesta. Figura 16. Exposición correcta. Figura 17. Fotografía sobreexpuesta. Algunas cámaras automáticas efectúan la operación de forma automática, ofreciendo tres fotografías: una con la exposición determinada por el fotómetro, otra ligeramente subexpuesta, y una tercera ligeramente sobreexpuesta (Figs. 15, 16 y 17). Enfoque manual y automático (autofocus) Las cámaras modernas disponen de un sistema de enfoque automático (AF), pero ni es infalible ni es adecuado para todas las situaciones. Sin embargo, ofrece una eficacia y fiabilidad muy elevadas. El objetivo tiene un recuadro de enfoque en el centro que se debe situar sobre el motivo mientras se pulsa levemente el disparador para bloquear el enfoque. Una vez enfocada la imagen, se corregirá el encuadre y se acabará de pulsar el botón disparador. Las cámaras más sofisticadas tienen varios puntos de enfoque y pueden mantener al sujeto enfocado aunque se desplace. Todas las cámaras, excepto los modelos más sencillos, pueden desactivar la función de enfoque automático y enfocar manualmente, situación especialmente interesante en macrofotografía. Las fotografías de un paciente deben tomarse manteniendo constante el tamaño de la cara y de los dientes en las diferentes proyecciones. Los objetivos para macrofotografía disponen de una escala de magnificación en el anillo de enfoque para facilitar la reproducción de los objetos a la misma escala. En este caso, desactivaremos el sistema de enfoque automático y estableceremos el grado de magnificación del objeto que deseamos usando la escala del objetivo. Sin mover el anillo de enfoque nos acercaremos o nos alejaremos del motivo hasta que aparezca enfocado en el visor, momento en que accionaremos el disparador de la cámara. CONCLUSIÓN Hemos pasado revista a varios conceptos básicos en el campo de la fotografía digital que nos ayudarán a comprender el manejo de la cámara. El próximo artículo se dedicará a la captación de imágenes clínicas con la cámara digital. 96