Resolución y profundidad de campo en sensores de distinto tamaño


El formato de 35 sigue siendo hoy en día una referencia para la forma en que analizamos la fotografía. A partir de este formato definimos los formatos grandes y los formatos recortados. Así mismo, desde él definimos los rangos de ángulo de visión, que luego traducimos a otros formatos en equivalentes de recorte o aumento. Definimos cómo se ve la imagen, e idealizamos el ‘Full Frame’ como el formato ideal. ¿Pero debe seguir siendo así?

En esta serie de artículos, analizaremos cómo esta constante analogía a full frame puede generar problemas en nuestro desarrollo como fotógrafos. También cómo podríamos acercarnos a analizar los mismos aspectos de una forma más conveniente para tomar mejores decisiones respecto a nuestro estilo, nuestras inversiones y nuestras necesidades.

Full frame es la ley

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La mejor cámara es la que cargamos con nosotros.

La invención de la película y cámaras de 35mm permitió que la fotografía fuera más asequible y las cámaras fueran optimizadas para ser más compactas. Fue una revolución del mundo fotográfico que sigue vigente hasta el día de hoy.

Este formato de película es con el que muchos de nosotros aprendimos y crecimos como fotógrafos. Debido a esto, es natural que la mejor forma de explicar y transmitir esa experiencia y conocimiento fotográfico sea a través de referencia directa al 35mm.

Varios de mis profesores fueron 100% de película. Aquellos que migraron al mundo digital siguieron la tradición de enseñar fotografía desde la perspectiva análoga. Este tipo de enseñanza probablemente hizo que durante muchos años (si no sigue todavía) todo lo que pensamos esté en términos de Full Frame.

Esta tradición llega entonces con varios preceptos que simplifican explicaciones necesarias para tener un mejor desarrollo como fotógrafos. Entre ellas se encuentran:

  • El tamaño del sensor afecta la profundidad de campo.
  • Sensor más grande, más detalle.
  • Un objetivo es objetivo por factor de recorte en un sensor de menor tamaño.
  • Un sensor más grande tiene más rango dinámico.
  • Un sensor más grande produce menos ruido.

Idealizan el sensor de 35mm, lo que usualmente demerita las ventajas de otros tipos de sensores.

Cazando los mitos

Estas simplificaciones nos generan problemas similares a la eterna pelea de “los objetivos alteran la perspectiva”. Un mito que hay que explicar constantemente porque no se explica bien la relación de la distancia y posición entre sujeto de captura y cámara. No dudéis en ver nuestro artículo al respecto para ver cómo el compensar el encuadre según el objetivo genera este cambio de perspectiva.

Ahora, si queremos corregir estas ideas, es necesario entrar en profundidad para cada una de ellas. En este artículo veremos dos de ellas que se relacionan bajo un principio similar: Full Frame no significa más detalle ni mayor profundidad de campo.

Tamaño contra detalle y distancia focal

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Rompiendo mitos de sensores

En una ocasión anterior hablamos sobre qué es acutancia y resolución. En aquella ocasión nos enfocamos en la óptica, ya que es el principal factor de nitidez que existe para nuestros sistemas. Presentamos que un objetivo con alto poder resolutivo va a ser mucho más “nítido” ya que puede reproducir sobre el sensor más nivel de detalle.

Pero eso no es todo, el siguiente factor en un sistema fotográfico es el sensor. Un chip tipo full frame de 40MP tiene mayor resolución que uno FF de 20MP, a cambio, el sacrificio es tener píxeles más pequeños.

Esto aplica a la variante del tamaño del sensor. Supongamos que tenemos un sensor APS-C y un 35mm, ambos sensores son de 20MP. Ya que ambos tienen la misma cantidad de pixeles, aquellos del sensor APS-C serán más pequeños.

Esta variación de los píxeles del sensor hace que aquellos sensores con celdas más pequeñas sean más “nítidas” y resolutivas porque son sensibles a un círculo de confusión más pequeño. A su vez, hace sentir que entre más pequeñas sean esas celdas, podemos percibir más las variaciones de definición de la imagen sobre el sensor.

Esta percepción es lo importante. Como mencionamos en nuestro artículo de acutancia y resolución, la nitidez solo se percibe. Esa sensación de nitidez depende del poder resolutivo de la óptica, de la resolución del sensor, del tamaño de la imagen, la distancia física entre esa imagen y nosotros y otros factores más como puede ser un vidrio o una pantalla limpia.

Fstoppers realizó un experimento para probar la profundidad de campo entre dos sensores distintos. Las imágenes fueron capturadas con el mismo objetivo, la misma distancia entre sujeto y cámara. La variable fue que una imagen fue capturada con una Nikon Full Frame de 45.7 MP (píxeles de alrededor de 18.4 nanómetros) y la otra fue con una Panasonic Lumix GH5 de 20.3 MP (píxeles de alrededor 11.09 nanómetros).

El resultado fue que ambas cámaras tienen la misma percepción de profundidad de campo. La variación sería tan sutil que el ojo humano no lo puede identificar.

La teoría analógica dictaría que el sensor full frame debería tener menor profundidad de campo por las dimensiones del sensor. Mientras que la matemática nos aseguraría que el sensor recortado es el que posee una profundidad reducida, debido al valor de círculo de confusión. La práctica nos dice que no importa, el resultado en profundidad de campo es el mismo.

Esto nos sirve para eliminar esos dos mitos alrededor de resolución y profundidad de campo.

Cómo acercarnos a este tema de manera más útil

A nivel de percepción de nitidez, el acercamiento más fácil que debemos tomar como fotógrafos y cuando eduquemos o transmitamos este conocimiento es: si buscamos imágenes con mucha “nitidez”, debemos analizar las tablas MTF del objetivo y revisar si el objetivo tiene una capacidad de resolución de detalle alto. A nivel de sensor, debemos buscar que nuestra cámara tenga un sensor con píxeles pequeños (teniendo en cuenta lo que eso implica en calidad de imagen).

nitidez en sensor apsc

¿Cuál fotografía es más nitida?

Pero, sobre todo, debemos entender a dónde van nuestras imágenes. Si nuestro flujo de trabajo es principalmente el mundo web, todas nuestras cámaras están más que preparadas para suplir la percepción de nitidez sobre la pantalla. Un nivel promedio (20 MP en FF o alrededor de 12 MP en un formato recortado como micro 4/3) es más que suficiente para cubrir editorial de revista de alta calidad e impresión para galería de tamaño promedio (40×60 cm) visto a un metro de distancia. Un alto nivel resolutivo de todo el sistema es necesario cuando nuestro trabajo va a finalizar en una galería, con impresiones en gran tamaño donde el público pueda acercarse a la obra para ver en detalle la escena.

Mientras se vea bien en nuestro destino final, está bien.

A nivel de profundidad de campo, lo primero que hay que olvidar es el precepto de que sensor más grande equivale a menos profundidad de campo y a un bokeh más hermoso. Como mencionamos antes, esto es falso en el mundo digital.

profundidad de campo en full frame vs formato recortado

La percepción de profundidad es la mista entre un FF y un sensor APS-C si se mantiene la misma distancia, la misma focal y la misma apertura. Fotos con un 90mm, a 1m de distancia y apertura F2.8

La profundidad de campo varía con tres factores:

  • Distancia del sensor al sujeto: A mayor distancia hay más profundidad de campo. A menor distancia hay menos profundidad de campo.

  • Distancia focal: Debido a cómo converge la luz sobre el sensor, un teleobjetivo tiene menor profundidad de campo que un gran angular.

  • La apertura: Al bloquear el paso de la luz desde las esquinas, estamos aprovechando más el área de mayor convergencia (el centro del objetivo), lo que resulta en una mayor profundidad de campo.

Como el ángulo de visión de un objetivo es distinto en diferentes tamaños de sensor, a una misma distancia focal, tendemos a compensar con la distancia entre cámara y objetivo, usualmente alejándonos (más distancia, más profundidad de campo). Caemos en un error similar al de que el objetivo cambia la perspectiva.

El planteamiento al usar una cámara de sensor recortado debería ser: qué tipo de imagen busco y cómo acompañó el sistema con una óptica que me de la profundidad de campo y ángulo de visión que necesito para mi toma. Una buena herramienta para ello son calculadoras como la de Points in focus, que está disponible para web. A nivel pago, Photopills es una herramienta muy útil para móviles Android y iOS. Y, gratuitos, los usuarios de Android pueden usar apps como HyperFocal Pro.

Con esto terminamos esta sección. En nuestra siguiente edición hablaremos sobre rango dinámico y ruido.



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