RANGO DINÁMICO Y RELACIÓN DE CONTRASTE

En la siguiente entrada de este blog, continuamos con unos temas técnicos que son imprescindibles conocer a la hora de realizar una exposición de manera correcta, el rango dinámico y la relación de contraste.

El rango dinámico, como su propio nombre indica, es un abanico de luminosidades que es capaz de registrar un sensor. Ese abanico va desde la luminosidad mínima registrable, justo antes del negro sin detalle en las sombras y la máxima luminosidad, justo antes del blanco sin detalle en las altas luces. Ambos son ejemplos de saturación, una por exceso y otra por falta de exposición.
El rango dinámico se mide en f-stops o pasos, que coinciden en cuestiones de iluminación a un diafragma, haciendo que pasa paso, tenga la de iluminación que el anterior y el doble de iluminación que el siguiente. Esto provoca que el rango dinámico no tenga un desarrollo lineal (1, 2, 3, 4, 5, 6...),  sino logarítmico (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64...)
Todas estas luminosidades son capturadas por los CCD, que pixel a pixel son transformadas en impulsos independientes eléctricos por las células fotovoltaicas (haluros de plata fotosensibles en el revelado fotoquímico).
La profundidad de bits (cantidad de información) interviene en este proceso, debido a que el número de bits es el mismo que el de f-stops.
Los sensores de las cámaras reflex de consumo, son capaces de distinguir detalle hasta en 7 pasos o f-stops, sin embargo, el ojo humano es capaz de distinguir hasta 24 pasos.

El rango dinámico se encuentra estrechamente relacionado con la relación de contraste, debido a que si en un plano que componemos, nos encontramos zonas que tienen mucha diferencia luminosa, deberemos exponer correctamente para obtener el mayor rango dinámico posible y que aparezca detalle en las zonas más claras y oscuras.
Una técnica que puede utilizarse, es la del horquillado o bracketing, que consiste en utilizar distintas combinaciones de diafragma y velocidad de obturación. Se diferencia de la técnica HDR en que esta sólo efectua cambios en la velocidad de obturación debido a que variando la apertura de diafragma se altera la profundidad de campo.
La relación de contraste se basa principalmente en las diferencias entre la fuente principal y la de relleno. Esto quiere decir, que una relación de contraste de 1:1, equipara la luz principal con la luz de relleno, una relación de contraste de 1:2, quiere decir, que la luz de relleno es la mitad de intensa que la luz principal y una relacion de contraste de 1:4, que la luz de relleno es cuatro veces inferior a la luz principal, etc...
La relación de contraste varía no sólo en función de la iluminación, si no también según el punto de vista, porque los planos contrapicados se ven mucho más afectados ya que si medimos sobre el cielo, el sujeto aparece subexpuesto, por lo que necesitaremos otra fuente que rebaje el contraste y si medimos sobre el sujeto, el cielo aparecerá sobrexpuesto.
A continuación veremos unos ejemplos con distinta relación de contraste.

En este primer ejemplo, veremos un alto contraste, debido a que el cielo aparece perfectamente expuesto y el sujeto aparece subexpuesto. El intervalo de exposición debe situarse entorno al 1:8. Observamos también como se pierde detalle por la zona del pelo, ya que al ser más oscura, la perdida de detalle es más acusada.



El video del segundo ejemplo, no pude cargarlo por motivos de privacidad. Se trata de una secuencia de alto contraste sacada de la película "Matrix".
Aquí observamos una gran disminución del contraste y la inexistencia de sombras. Generalmente el bajo contraste está muy ligado a la clave alta, por la inexistencia o escasez de sombras, al contrario que el alto contraste, que está bastante relacionado con la clave baja y las luces duras que provocan las sombras recortadas. El intervalo de exposición en esta secuencia es de 1:1.


http://www.youtube.com/watch?v=G9KkMf1Bt0M

En este último video, vamos a ver la secuencia final de "Big Fish" en la que podemos observar un rango dinámico muy amplio, mostrando una gran gama de luminosidades y colores en los que ninguno aparece saturado en exceso y en ningún momento se pierde detalle tanto en las altas luces como en las sombras. Temas narrativos a parte, es exposición más adecuada y más completa en cuanto a luminosidades.

ASPECTO DEL PIXEL Y RELACIÓN DE ASPECTO.

Todos los monitores y formatos gráficos usan píxeles cuadrados (1 de altura / 1 de anchura) porque de esta manera tienen la misma longitud horizontal que vertical, por lo tanto el número de píxeles/pulgada (ppi) sera el número total de píxeles en cada una de sus direcciones, vertical y horizontal.

Si disponemos de una imagen con un valor de ppi horizontal y otro valor diferente de ppi vertical, se produce una manipulación y por lo tanto, distorsión de la imagen, como sucede en algunos formatos de video como el DV o el MPEG, debido a que los píxeles son rectangulares, es decir, (1 de altura / 2 de anchura).

ppiH > ppiV o ppiH < ppiV

En las anteriores ilustraciones, vemos como varía el aspecto del pixel, lo que provocará que en unos monitores se vea la imagen o achatada verticalmente o achatada horizontalmente en función del sistema de codificación que utilice.

La razón de existencia de los píxeles rectangulares se debe a la existencia de 2 sistemas de televisión a nivel global con diferentes características técnicas de codificación:

     1) PAL y SECAM (Sistema europeo): 25 cuadros / segundo, 576 líneas / cuadro.

     2) NTSC (Sistema americano): 30 cuadros / segundo, 480 líneas / cuadro.

Las diferentes frecuencias de cuadro está basada en la frecuencia local de la red electrica (50 ó 60 Hz). Para evitar los parpadeos provocados por la persistencia en las pantallas de televisión se dividió los cuadros de la imagen en 2 campos (par e impar).

En sistemas de televisión analógico y digital, el número de líneas/segundo es el mismo y contiene la misma información, por lo tanto, el mismo número de bits/segundo en el resultado final.

Una línea de la imagen de televisión digital tendrá 720 píxeles horizontales, tanto en los sistemas de 25 y 30 fps, ambos muestrean 13´5 millones de píxeles / segundo. Pero el número de píxeles verticales de cada cuadro es igual al número de líneas de televisión, siendo diferentes en ambos sistemas, ya que uno tiene 96 líneas más que el otro (576 ó 480 líneas).

Todo lo comentado hasta ahora afecta a la relación de aspecto que obtenemos en nuestras televisiones, que es la proporción entre su altura y su anchura y que se calcula dividiendo anchura/altura de la imagen visible en la pantalla.

Comparando la relación de 4:3 (1´33:1), como la televisión tradicional, con la de 16:9 (1´78:1), como la television panorámica y de alta deficinión, observamos la manipulación y distorsión que comentábamos al principio respecto a la imagen que aparece en el monitor.

A continuación, veremos como afectan distintos parámetros en la obtención de una imagen en un monitor u otro.

Relaciones de aspecto con la misma diagonal:

Relaciones de aspecto que tienen el mismo número de píxeles:

FUENTES CONSULTADAS: 

  - Aspecto del píxel: http://satyrstudio.wordpress.com/2006/06/02/tutoriales-pixel-aspect-ratio/

  - Relación de aspecto: http://es.wikipedia.org/wiki/Relaci%C3%B3n_de_aspecto