HDR 3ª: 1.3. Rango Dinámico en película química vs digital

Latas de película negativa de 35mm para cine

Ya sabemos que el ‘Rango Dinámico’ de un sensor digital es de unos 9 pasos y también conocemos sus limitaciones a la hora de trabajar con una iluminación de alto contraste (sol y sombra). Antes de seguir indagando sobre este tema en el terreno profesional, vamos a ver qué ocurre con una película fotoquímica.

Si ampliamos suficientemente la imagen de una película fotoquímica podemos ver el grano de la emulsión

En un principio, podemos aseverar que la emulsión fotográfica tiene mayor escala de tonos que un sensor digital (aunque más adelante veremos que esta circunstancia está cambiando muy rápidamente). Pero antes de entrar en materia, es bueno recordar las diferencias de cómo se almacena la luz en uno u otro sistema.

En un sensor los fotodiodos acumulan cargas eléctricas de manera uniforme. Si no incide la luz, no hay carga y produce señal de negro, si incide la luz va aumentando la carga y produce blanco (o menos negro o grises). En una película química ocurre lo contrario. Cuando la luz incide en los cristales sensibles, que están suspendidos en la emulsión, estos se transforman y oscurecen. Cuanta más luz reciben más oscuros se vuelven. Pero en las zonas donde no incide la luz, los cristales no se sensibilizan y mantienen sus propiedades intactas. Estas partículas, que no han recibido luz, se eliminan durante el revelado mientras que las que sí la han recibido se fijan permanentemente.

Imagen fotoquímica, negativa y positiva, de un campo de té en Sri Lanka 

De esta manera, obtenemos una imagen negativa donde las altas luces son muy oscuras y las sombras son transparentes. Dependiendo de la sensibilización de los cristales estos se han oscurecido más, siguiendo un patrón logarítmico similar al de la visión humana, produciendo diferentes tonalidades de gris que van de un blanco puro a un negro oscuro. Cuando el negativo se positiva, la imagen se invierte, las zonas de luz son más transparentes y las zonas de sombra son más oscuras (ocurre lo mismo en b/n y en color, salvo que la película sea reversible). Esta comportamiento, totalmente analógico, no es exacto (el contraste de la densidad, el grano, la definición, las características de reproducción tonal, etc) y por ello la emulsión química ofrece una respuesta de tonalidades de gris que muestra una curva logarítmica no lineal (en un sensor digital si es lineal) que se refiere a su latitud de exposición (conocido como Rango Dinámico en digital). Podemos decir que una película negativa en color alcanza unos 13 pasos o stops (si la digitalizamos, utilizando diferentes técnicas, podemos alcanzar hasta un poco más de 14 pasos) con un ratio de contraste cercano a los 20.000:1 que es muy próximo al 30.000:1 que alcanza como media la visión humana. 

Llegado a este punto, me tenéis que perdonar, debo introducir otro concepto importantísimo llamado sensitometría (este palabro va más allá del famoso sistema de zonas, del que hablaré más adelante). Para aquellos que no lo sepan, la sensitometría es el estudio científico de la respuesta de las emulsiones fotográficas a la energía radiante y el establecimiento de las consiguientes relaciones numéricas entre exposición y densidad. El estudio tiene su origen en las investigaciones que realizaron,  sobre las primeras emulsiones en blanco y negro, los químicos Ferdinand Hurter, Vero Charles Driffield y que finalizaron hacia 1876. Ellos determinaron cómo la densidad de los haluros de plata que se sensibilizaban en una película, variaba con la cantidad de luz recibida.

Curva característica de una película fotoquímica, en este caso en Blanco y negro. 

En la imagen de arriba podemos apreciar, que en el pie de la curva estarían las zonas subexpuestas y cerca de la cima estarían las zonas sobreexpuestas. En la zona intermedia estaría la zona de latitud de la película que es donde no se producen cambios inadecuados en los resultados. Para simplificar, podríamos decir que la latitud de exposición, es la capacidad de una película para ser subexpuesta o sobreexpuesta, sin que la imagen resultante sea inutilizable (en la zonas oscuras o quemadas todavía puede mostrar detalles). Finalmente diré que los negativos en color poseen una latitud similar a las de blanco y negro, pero es verdad que en la práctica fotográfica (por favor realizar un acto de ‘fe’ para no tener que enrollarme) se pueden alcanzar los 2 diafragmas en Blanco y negro, 1 diafragma en color y ½ diafragma en película reversible o diapositiva. Esto quiere decir que la latitud se refiere al margen de error o equivocación, para no arruinar una toma, que se puede cometer cuando se mide la luz y se ajusta la cámara.

Pero el aspecto más interesante, es que si nos fijamos en las diferentes curvas de respuesta y las comparamos, podemos apreciar que la película fotográfica tiende a formar una curva característica en forma de “S”, mientras que un sensor digital forma una línea ascendente perfecta. Esa curva en "S" nos dará la clave para hacer los ajustes correspondientes en la cámara digital, para ampliar su Rango Dinámico,  en un intento de reproducir un comportamiento similar al 'look' cinematográfico analógico. En el gráfico también podemos apreciar que una emulsión en blanco y negro tiene mayor latitud de exposición que una emulsión en color (sobre todo en las altas luces). En comparación, con ambas, un sistema de captación digital siempre es mucho más pobre. La pregunta del millón es ¿Podemos mejorar la respuesta del sensor y aumentar el Rango Dinámico? La respuesta es, sí. Pero sed pacientes porque tenéis que esperar al siguiente capítulo.

José Pastor Jaén

Próximo capítulo: “HDR 4ª: 1.4. Ampliando el Rango Dinámico del sensor”

Capítulo anterior: "HDR 2ª: 1.2. El Rango Dinámico en digital"