En esta parte de este artículo, vamos a desgranar las claves para mejorar el ‘Rango Dinámico’ del sensor digital. Pero los milagros hay que tomarlos con mucha cautela. La razón fundamental es que el comportamiento del sensor, subjetivamente, no están bueno como el de una película. Recordemos que utiliza la electrónica y si usamos un ISO muy alto, en escenas con poca luz, puede provocar ruido en las zonas oscuras; además el captor utiliza una trama de filtros RGB (la Bayer es la más común) que repercute en una reducción colorimétrica importante porque hay que interpolar información de croma (es una pena que no se utilice y se perfeccione la tecnología Foveon de tres capas RGB superpuestas). Dejando a un lado la captura en crudo RAW, utilizada en las cámaras profesionales, debemos tener presente que la información que ofrece un sensor semiprofesional, se registra comprimiendo el archivo de imagen (por ejemplo en “mpg”); por no hablar de la pobreza cromática de una señal de 8 bits sumado a la utilización del submuestreo 4:2:0 que reduce la definición del color. Todos estos pasos degradan la imagen aunque en algunos casos no es apreciable en su visionado, si lo es cuando la postproducimos y retocamos.
Una vez aclarados los inconvenientes debemos recordar que, en el segundo capítulo, decíamos que la respuesta entre la exposición y la cantidad de niveles de gris (o tonos de color) de la señal que salía del sensor, adoptaba, si la observamos dentro de un eje entre niveles y exposición, una línea recta oblicua que ascendía desde los tonos oscuros hacia los tonos claros…
En el ejemplo podemos ver la respuesta lineal del sensor y cuál sería el resultado visual en la codificación de la luminosidad
Si pudiéramos imaginar la codificación lineal de la señal del sensor, veríamos, que la escala tonal de grises no es progresiva cómo ocurre en la visión humana (imagen de arriba). Esto lo interpretamos de una manera sencilla. Cuando medimos la luz, debemos tener cuidado de no aplastar ni las altas luces, ni las sombras. Por ejemplo, si no compensamos un blanco brillante, quemado por la luz, que aparece en la imagen, en la codificación de la señal se producirá un recorte por la saturación de brillo y toda esa zona concreta aparecerá como una mancha blanca sin definición. Ha este recorte, se le conoce en inglés como “clipping”.
Por ejemplo: En el videoclip que grabé al grupo “Mamá” en 4K, en algunos planos, la iluminación cambiante del escenario, en ocasiones era tan fuerte que quemaba el rostro del cantante. Este inconveniente provocó que las altas luces, tras el recorte o clipping durante la codificación, se grabaran como manchas blancas sin definición. Desgraciadamente, estas zonas ya no se pudieron recuperar en el etalonaje. Podemos observar en la misma imagen de arriba, en el lado izquierdo, como en monitor de forma de onda, la señal de blancos puros se recorta en la parte de arriba (esta fuera de rango y se ha recortado). Dejar claro que esto también puede ocurrir con los negros. Para evitar el clipping debemos hacer una medición inteligente y exacta que pueda mitigar este recorte para que no sea tan visible. Otra opción podría ser, aprovechar toda la información que ofrece el sensor (que si se registra en RAW) y manipularla, antes de codificarla, en un formato comprimido tipo MP4, XVAC, ProRes, DNxHD, etc.
Corrección de gamma en los tubos CRT
Es el momento de retroceder en el tiempo y volver a las décadas gloriosas donde el tubo de imagen era el rey, tanto en las cámaras como en los televisores. Por inconvenientes, que no vienen a cuento explicar ahora porque me enrollaré seguro, los tubos de los televisores ofrecían una respuesta de gamma 2,2 que no era lineal. Esta curva había que compensarla, a la inversa en la cámara, en la llamada codificación de gamma ½,2 para que las imágenes se vieran correctamente en un televisor de CRT. Las cámaras digitales actuales siguen manteniendo esa compatibilidad, salvo las que trabajan en RAW, y por eso, toda codificación comprimida en el espacio de color sRGB (stándar RGB creado por Hewlett-Packard y Microsoft Corporation similar al espacio de color PAL/SECAM) se grabará con gamma codificada (existe la posibilidad de trabajar con gamma 2,4 si se utilizan monitores con un muy buen rango dinámico, pantallas OLED o un Monitor de referencia Dolby, pero no hablaremos de este caso). Si utilizas una DSLR, como yo, entra en los menús de tu cámara y verás que puedes trabajar en modo foto JPEG con espacio de color sRGB o Adobe RGB. Pero en cualquier caso este espacio de color no se utiliza en vídeo, si grabas en HD lo normal es trabajar en Rec. 709 cuya respuesta cromática es muy similar al sRGB.
Recordemos también que la curva de gamma de una película analógica tenía forma de “S”, por lo tanto el camino a seguir sería, con cierta lógica, evitar grabar con una gradiente lineal o recta.
Volvamos al presente y teniendo claro que los sensores actuales no son perfectos buscaremos la manera de mejorar el ‘Rango Dinámico’ de nuestra cámara digital. Actualmente las cámaras profesionales, que no graban en RAW e incluso algunas domésticas, permiten ajustes internos que facilitan exprimir al máximo el sensor y ofrecer una salida de señal con un mayor ratio de contraste. Lo que hacen básicamente es modificar la gamma lineal del sensor, por una nueva gama logarítmica. Aquí entran en acción las famosas “Log”. Se conocen cómo Log C (Arri), LogFilm (Red), Film Mode (Blackmagic), S-Gamut3 (Sony), Film Rec (Varicam), Cine-D o Cinelike (Panasonic), Cinestyle (Technicolor para Canon), también S-Log3 o S-Log2 o S-Log (Sony), Cinegamma, Hypergamma, etc.
¡FELIZ NAVIDAD!
MERRY CHRISTMAS!
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José Pastor Jaén
Próximo capítulo: HDR 5º: "Cómo funcionan las Log o las curvas de gamma"
Anterior capítulo: HDR 3ª: "Rango Dinámico en película química vs digital"
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