Tercer Dan
El ruido en la fotografía nocturna
Aquí os dejo la siguiente entrada que puse en mi blog sobre el ruido en la fotografía nocturna:
El ruido en la fotografía nocturna | Nacho Gutiérrez Fotografía
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Hace unos días, durante un taller de fotografía nocturna, estuve haciendo una serie de fotografías con diferentes configuraciones para ver cómo se comportaba el ruido de mi Canon 5D mark II. Llevo haciendo fotografía nocturna mucho tiempo, pero no me había parado aún a realizar alguna prueba en este sentido. Decir, antes de continuar, que no hice ninguna foto con reductor de ruido para larga exposición, algo que habría mejorado notablemente la calidad final de las fotos, pero me fue imposible. Dentro de unos días lo haré para mostrar la diferencia que se produce al usar este filtro.
Las condiciones ambiente a la hora de realizar estas fotografías eran unos 20-22ºC y un 40-50% de humedad. Estas condiciones no son las mejores para hacer este tipo de fotografía ya que una alta temperatura y humedad relativa generaran mayor cantidad de ruido. Por otro lado, esta noche no había luz de luna, por lo que la única luz ambiente que había procedía de la contaminación lumínica de Nerja (Málaga) a unos 3 kms en línea recta, por lo cual la exposición fue más larga de lo normal en otras condiciones más adecuadas. A cambio, una espectacular vía láctea
Las imágenes las voy a mostrar en orden cronológico ya que el uso de la cámara influye en la temperatura del sensor y esto en el nivel de ruido final. Para comprobar correctamente mis observaciones recomiendo que hagas clic sobre la imagen para verla en grande.
Empecemos por una fotografía con ISO 1600, f/4 y una exposición de 3 minutos.
Podemos observar que principalmente el ruido que más se aprecia es el de luminancia, por el uso de un ISO alto, aunque la presencia de ruido de crominancia también es apreciable por ser una exposición larga.
La siguiente imagen es con ISO 3200, f/4 y 30 segundos.
En este caso el ruido de luminancia es superior al caso anterior por el uso de una sensibilidad también mayor, mientras que el ruido de crominancia no es tan perceptible por tratarse de una exposición de tan solo 30 segundos.
En la siguiente imagen puse a prueba el sensor. La idea era captar una circumpolar amplia con una exposición de 25 minutos a ISO 200 y f/5.
Dado lo prolongado de la exposición, 25 minutos, el ruido cromático es muy visible. El sensor ha aumentado su temperatura, lo que genera un nivel de ruido cromático muy elevado, mientras que el ruido de luminancia es muy bajo y casi imperceptible frente al cromático.
Tras poner a prueba el sensor, con otra fotografía más de también 25 minutos y otra de 15, la última foto que realicé fue con ISO 1600, 5 minutos a f/5.
En este caso el ruido cromático es prácticamente el mismo que en la imagen anterior, debido a que la temperatura del sensor apenas pudo reducirse por el uso de la cámara y por las condiciones ambientales.
Para estas últimas fotografías habría sido de gran ayuda el filtro reductor de ruido para largas exposiciones.
Como conclusión, en fotografía nocturna debemos buscar un equilibrio entre largas exposiciones y valores de ISO altos. Por lo general para fotografías con exposiciones de 5 minutos el ruido cromático no es tan notable como en esta última imagen, pero el uso intensivo y continuado de la cámara ha afectado notablemente. Por ello, habría sido más adecuado unas exposiciones máximo de 15 minutos dejando que la cámara se enfriara un poco, y las siguientes fotografías mostrarían un ruido más contenido. En estos casos habríamos tenido que usar valores de ISO algo más altos, pero sería conveniente para controlar el ruido global de la foto. Por último, usando el reductor de ruido para largas exposiciones, las imágenes obtenidas habrían tenido una mayor calidad.
Idoneus homo
Muy útil tu post.
Andaba yo preguntando sobre esto.
Hay quien dice que es "una chorrada" tener activado este modo, y a quien incluso afirma que añade más ruido cromático, con lo cual, uno se hace un lío.
Otra cosa, es que funcionen ambos modos con la misma eficacia en una... pongamos 40D que en una 5D mark II
Un saludo.
Mi equipo:
Drona es un personaje masculino de los Vedas
Ab uno discent omnes
Muy interesante este tema, Gooth. Cada día aprendo algo nuevo en este foro gracias a todos vosotros.
Si me ha quedado claro, el uso de sensibilidades ISO muy altas provoca la aparición de ruido de luminancia, y el uso de tiempos de exposición muy largos provoca aparición de ruido de crominancia. Por tanto, para exposiciones de varios minutos sería recomendable el uso de la reducción de ruido para largas exposiciones.
Haré también pruebas para ver si consigo tener un equilibrio.
Me surgen un par de dudas sobre fotografías con largas exposiciones:
1-¿Se recomienda siempre un diafragma muy abierto para fotografía nocturna?
2-Esta pregunta no va sobre ruido ¿Influye activar el bloqueo del espejo para exposiciones de varios minutos, o la trepidación al levantarse el espejo no será perceptible?
Hola Nacho, es estupendo encontrar información como la que nos muestras. Leyendo tu artículo me pregunto si teniendo activada la reducción de ruido en largas exposiciones el sensor "trabaja" igual mientras está realizando la tarea de reducción de ruido tras la exposición. En ocasiones desactivo esta opción para poder hacer más fotos durante la sesión a sabiendas del problema de ruido que me encontraré en el RAW, pero quizás vale la pena la espera si durante ese tiempo le da tiempo al sensor a enfriarse un poco reduciendo así el ruido por la temperatura y ganando en calidad de archivo. Qué me dices?
NdS fotografía digital
La escena es nuestro mensaje, la fotografía nuestro medio y el revelado es arte.
Tercer Dan
Hola Jose Javier. Te respondo por partes.
Así es, recomendable, pero sólo cuando de verdad merezca la pena. Ten en cuenta que la foto duplica el tiempo al hacer la toma en negro, y una foto puede pasar de 20 minutos a 40.Iniciado por Jose Javier
Según lo que pretendas. Con un diafragma abierto captarás más estrellas, se verán más grandes ya que están ligeramente desenfocadas. El tiempo de exposición se acorta y la profundidad de campo se reduce. Yo suelo hacer las fotos entre f/4 y f/8, aunque sí estoy muy cerca de un objeto en particular prefiero cerrar más para ganar profundidad de campo.Me surgen un par de dudas sobre fotografías con largas exposiciones:
1-¿Se recomienda siempre un diafragma muy abierto para fotografía nocturna?
Nada, olvídate. Para astrofotografía sí es conveniente, pero para este tipo de fotografía no es necesario activarlo. Yo no lo he hecho más que un par de veces y no existe mejora.2-Esta pregunta no va sobre ruido ¿Influye activar el bloqueo del espejo para exposiciones de varios minutos, o la trepidación al levantarse el espejo no será perceptible?
Tercer Dan
El sensor va a trabajar igual, lo que ocurre es que no se va a calentar tanto ya que no le entra luz. Se calentará, sí, pero menos. En cualquier caso no le da tiempo a enfriarse ya que con una exposición algo larga al estar trabajando el sensor tanto tiempo recibiendo luz, y luego "a oscuras" no es tiempo suficiente para enfriarse. Lo mejor es dejarlo que se enfríe un buen rato con la cámara apagada.
Vaya, pues mi gozo en un pozo. Por un momento pensé que podría sacar ventaja de un inconveniente, pero ya veo que no es bién bién así.
Cuando haces exposiciones de estrellas fugaces, como hace unos días, o tormentas eléctricas, siempre pienso que la reducción de ruido me "perjudica" porque me hace perder posibilidades de cazar cosas interesantes... en fín, a esperar mejoras futuras, que seguro llegarán.
Gracias Nacho! un abrazo.
NdS fotografía digital
La escena es nuestro mensaje, la fotografía nuestro medio y el revelado es arte.
Ab uno discent omnes
Muchas gracias por tus respuestas, Gooth. Me ha quedado muy claro.
¡Un saludo!
Participante
Vayamos por partes. Cuando se hacen largas exposiciones con sensores CCD o CMOS, nos encontramos varios tipos de ruido en nuestras fotos.
Por una parte el propio ruido de la fuente de luz. En el caso del cielo, tenemos que los procesos que generan la luz que nos llega al sensor dan lugar a un ruido igual a la raiz cuadrada de la señal que nos llega (es un proceso de Poisson). Este ruido es inherente a la fuente de luz y no lo vamos a evitar.
Por otro lado tenemos el ruido térmico al tener guardaditos los elecrones resultado de la captación de luz en cada celda del sensor. Este ruido depende de la cantidad de electrones que tengamos guardados en la celda (la raiz cuadrada) y de la temperatura del sensor y por eso para hacer fotografía del cielo de alta calidad es conveniente poner el sensor en frío (neveras, peltiers, etc). Y es por eso que celdas más grandes dan lugar a menos ruido, porque una celda el doble de grande solo da lugar a raiz cuadrada de 2 más ruido.
También tenemos el ruido de lectura al hacer la conversión A/D de los electrones guardados en una señal digital. Aquí el ruido depende de la tecnología (CMOS para nuestro caso) y de como hacemos la conversión (el ISO) Para leer el valor guardado en cada celda del sensor hay que amplificar la señal guardada, y se amplifica más o menos según el ISO seleccionado. Como ningún amplificador es perfecto, se añade ruido. Y a más amplificación, más ruido. Podemos eliminar este ruido haciendo una serie de fotos de una determinada manera que sirven para caracterizar este ruido en nuestra cámara.
Y además tenemos los pixels fríos y calientes. Son pixels que o dan más señal de la que toca (calientes) o dan menos (fríos). Y son inevitables, porque hay muchas celdas en el sensor y no se puede afinar tanto y hacerlos todos perfectos. Estos son los más visibles en fotografía de larga exposición. Y este es el único tipo de ruido que intenta eliminar la cámara cuando le damos al setting de la reducción de ruido de larga exposición. Lo que hace la cámara es tomar una sola foto justo después de la que nosotros hemos hecho de la misma duración pero con el obturador cerrado. Esta foto oscura solo tendrá iluminados, bajo buenas condiciones, los pixels calientes. Una vez tomada la foto oscura, la resta de la foto que hemos hecho y así elimina los pixels calientes.
Pero claro, aquí se produce un fenómeno no deseado. La foto oscura también tiene ruido térmico, y al restarla (que al fin y al cabo es lo mismo que sumar, en cuanto a ruido se refiere) tenemos más ruido térmico (un factor raiz cuadrada de 2) del que teníamos al principio.
Ups. Pues vaya. Y es que para eliminar los pixels calientes y no añadir ruido hay que hacerlo mucho mejor, haciendo muchas fotos oscuras, juntandolas adecuadamente, crear una foto oscura maestra que no tenga ruido térmico y entonces restar la maestra. Y hacer algo parecido con el ruido de lectura. Y para el ruido térmico, hacer varias fotos para hacer una media del ruido térmico y eliminarlo. Y... uf.
Nada, que el tema tiene bastante más miguilla de lo que parece. Y lo escribo todo de memoria, que seguro que me olvido un montón de cosas. Hay mucha información a tiro de google ("ccd cmos thermal readout noise", por ejemplo)
Saludos!
Última edición por pau.estalella; 22/08/11 a las 11:11:10 Razón: pequeña corrección numérica
Idoneus homo
Deducción según lo que nos cuentas:
...que Canon continúa trabajando en ello
Mi equipo:
Participante
Canon ha hecho maravillas con los sensores. Cada nuevo sensor que sacan tiene menos ruido que el anterior, y eso que las celdas del sensor son cada vez más pequeñas. De ahí que mucha gente le haya dado por hacer fotografía astronómica acoplando una Canon a un telescopio. Mucha gente tiene una reflex, pero poca gente tiene una cámara CCD astronómica con poco ruido y de buena resolución. Y se obtienen resultados bastante majos con las Canon.
Idoneus homo
...pero poca gente tiene una cámara CCD astronómica
Uy! eso es harina de otro costal, para privilegiados que son ricos en...tiempo
Que no me pique el gusanillo...
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