Tema: Para los más nuevos: Por qué es necesario dar un toque de enfoque a la fotografía dig

Voy a dar una razón que muchos hacen por definición, pero que no saben exactamente porque ocurre, y es explicar porque es necesario enfocar un poquito las fotos hechas con una cámara digital con sensor Bayer (casi todas son así).

Algunas veces después de haber hecho una foto con cuidado, bien enfocada y con buen contraste y calidad, observamos no obstante, que le falta a la imagen un poquito de nitidez, revisamos el enfoque, revisamos la velocidad no hay trepidación, pero vemos que residualmente queda un pequeño velo que enturbia la nitidez.

Si la foto se ha realizado bien, esa pequeña falta de nitidez se debe en generalmente al filtro paso bajo que las cámaras llevan delante del sensor (matriz Bayer)



Este filtro se coloca delante del sensor por varias razones, entre ellas puedo citare dos, aunque hablaré sólo de la segunda, ya que de la primera he hablado en algún otro post:

1) Como filtro antialiasing que básicamente elimina las frecuencias más altas de la imagen, es decir, para que todos lo entendáis, elimina los detalles tipo líneas rectas, contornos, etc emborronándolos un poco, de esa forma no se sobrecarga el sensor.
2) Como filtro que intenta eliminar el efecto Moire del sensor con estructuras repetitivas.

El Moire se forma porque el sensor Bayer tiene una estructura de fotositos repetitiva de cuadrados y líneas y cuando capta una imagen con estructura parecida aparecen interferencias entre ellos.
Os he hecho unos dibujos para que lo entendáis, he puesto en azul la trama del sensor, y en rojo la de la figura a captar


Fijaros lo que ocurre al superponerlas, se genera un interferencia óptica que se llama moire, parece en este caso existir como una trama de estrellas.


El caso es que este efecto estropea, según dicen los fabricantes, las fotos y por tanto meten un filtro delante del sensor que minimiza este efecto para que salga lo menos posible. La imagen siguiente es el ejemplo donde la trama se ha difuminado por la colocación del filtro.



¿Pero qué ocurre al ponerlo? ¿Todo se soluciona o se estropea algo? Contestando a estas cuestiones diré que ese filtro resta nitidez a la imagen, la imagen general pierde esa ”limpieza” que podría tener sin el filtro.

El efecto es este en la imagen:



Como se ve las transiciones entre los dos tonos de la cruz (del azul al blanco) en la parte donde está el filtro colocado, no son abruptas, sino suaves con un degradado entre medias. Eso es lo que se conoce como baja acutancia y lo que hace que percibamos las fotos como menos enfocadas. Es por eso que se recomienda una vez realizada la foto aplicar un poco de máscara de enfoque, para compensar esta pérdida que todas las cámaras con este tipo de sensor tienen.

Aquí veis un ejemplo de aplicación y fijaros que la parte donde no hay filtro sigue siendo más nítida que la que tenía filtro, algo ha arreglado, pero no totalmente.



Personalmente creo que deberían sacar cámaras sin este filtro, porque el efecto Moire no se da siempre, y penaliza a todas las fotos este filtro.

Algunas empresas americanas, ofrecen el servicio de retirar el filtro AA en algunos modelos de cámaras, convirtiéndolas así en modelos de mucha mayor definición aunque existan otros problemas al retirarlo como este, pero la diferencia es clara y real.

La primera imagen está realizada, con una Canon EOS 40D sin ese filtro.


La siguiente es la misma en el mismo sitio, con otra 40D como viene de fábrica.



He de decir algo en mi contra de esta última prueba, y es que la foto previa tenia enfoque de 3 y la primera enfoque de 4, es un fallo en la prueba, pero os aseguro que la diferencia de 1 no es lo que se ve en la imagen, hubiera estado un pelin más enfocada pero no como la de sin filtro, que es rabiosamente nítida. Hay más información acerca de esto en Internet si queréis ver las diferencias en muchas pruebas que hay de muchas cámaras.

Este cambio, es bastante caro, suelen ser unos 400€, y merece o no la pena dependiendo de lo que se quiera tener.

Os dire que el cambio de esta cámara de prueba, se lo hicimos hace un par de meses y nos costo un par de horas hacerlo y sustituirlo por otro filtro similar. El problema es que ya el sistema de limpieza de polvo no funciona, pero para esta cámara era lo de menos.

Espero que esto os haya aclarado el porqué de enfocar un poco la imagen.

NOTA: Todas las imagenes de este post estan realizadas por @ Vampyressa

Muchísimas gracias por la información y por tu esfuerzo al compartirla. Es muy interesante,

Gracias de nuevo

Pues muchas gracias por esa explicación tan bién expuesta. Y menuda diferencia en el ejemplo que has puesto al final.

Muchas gracias por la información, bien explicado y sencillo.

Un saludo

Buah, que grande Vampyressa, muy buena explicación. Aunque no se mucho sobre el funcionamiento real de las cámaras espero ir aprendiéndolo ya que me parece muy importante saber cómo trabaja la máquina para sacar buenas fotos.

Saludos y gracias

Bueno es saberlo la verdad. Entonces vampi me quieres decir que todas las camaras tienen ese filtro, hasta las super 1D o 5D?
Es por asi decirlo como cuando limitan la velocidad de un deportivo?
Y no seria mejor que ese filtro se pudiera aplicar en la configuracion en lugar de ponerlo de serie?

Saludos

Iniciado por naxotl

Bueno es saberlo la verdad. Entonces vampi me quieres decir que todas las camaras tienen ese filtro, hasta las super 1D o 5D?
Es por asi decirlo como cuando limitan la velocidad de un deportivo?
Y no seria mejor que ese filtro se pudiera aplicar en la configuracion en lugar de ponerlo de serie?

Saludos

Todas lo tienen, la 5D por ejemplo lo tiene "mas suave" pero en general todas las que tienen el sensor de este tipo. Hay otros tipos de sensores que no necesitan esto, pero tienen otros problemas, por ejemplo los sensores de cámaras de gran formato o algunas Leicas. Pero aun siendo más nitidas tienen problemas de rapidez o de otro tipo de cosas que ahora no vienen al caso.
Este filtro ponerlo software es muy muy complicado, por eso esta puesto en el sensor.
Ahora se va a vender una nueva Nikon en dos versiones, una con filtro y otra sin filtro Nikon es la nueva D800 en dos versiones, la "normal" y la Especial D800E.
Con la nueva NIKON D800E se obtiene la máxima definición posible a costa de que puede aparecer moire en algún elemento de la foto.

Muchas gracias por la información Wampy. Me ha acabado de aclarar el tema del dichoso filtro AA.

ES una información muy interesante, y ya estuve pensando en sacarle el filtro a mi 450D pero luego de enterarme del problema con el sistema de limpieza del sensor... me lo pienso dos veces jejjeje

Buen trabajo, muy interesante la verdad. Muchas gracias

Me uno a felicitarte y a darte las gracias por estas explicaciones tan sencillas de cosas aparentemente tan difíciles. Es de agradecer el tiempo que te tomas para compartir con nosotros tus conocimientos.

Yo tengo un comentario/duda:

Como has dicho una de las funciones del filtro es precisamente eliminar el fenómeno conocido como aliasing. Lo poco que se es que este fenómeno aparece cuando la frecuencia vista por el sensor (entendiendo por frecuencia la cantidad de líneas por unidad de superficie) supera a la frecuencia máxima de muestreo admitida por el sensor. Esta frecuencia máxima viene dada por el número de fotosensores por unidad de superficie.

El fenómeno del aliasing es el culpable entre otras cosas de que algunas líneas inclinadas aparezcan como escaleras. Me refiero a esto:





Me ha picado la curiosidad y me he puesto a intentar simular esto de manera megacutre haciendo unos dibujillos en Autocad.

Esto sería el sensor:


Esto sería "algo" a lo que le haríamos la foto:



Como se puede ver la parte superior de este churro está difuminada. He supuesto que a la parte de abajo no se le aplica el filtro y a la de arriba si.

Ahora ponemos la cosa sobre el sensor:



Ahora pinto en rojo los cuadraditos que ven un borde definido de la cosa y en rosa cada vez más claro los que ven el borde difuminado. Queda algo así como:



Se puede observar que aunque el efecto escalera aparece arriba y abajo en la parte superior da la sensación de ser más suave, especialmente si se mira el dibujo a una cierta distancia.

Con esto he sacado dos conclusiones (probablemente falsas dada la cutrez del método):

- El filtro anti-aliasing no elimina el efecto escalera.
- El filtro anti-aliasing atenua la sensación que percibimos de ese efecto. Es decir, "engaña" a nuestros ojos para que esos tonos intermedios nos hagan percibir una línea más contínua.

Por tanto, (y siempre bajo dudosa certeza de que lo que he hecho está bien) si eliminamos el filtro AA apesar de que globalmente ganemos en nitidez vamos a percibir más ese efecto escalera. Con lo cual creo que hay que sopesar bien si compensa quitar ese filtro.

Esto es un recorte al 300% de tus fotos, Vampyresa:



Se puede observar sobretodo en el meridiano que atraviesa la R que el efecto del filtro es suavizar un poco esos escalones. Por contra le quita nitidez a toda la foto. También hay que tener en cuenta que es un recorte al 300%, a tamaño normal la foto sin filtro da una sensación mucho mejor.

En resumen, mi duda es si al quitar el filtro AA, a parte del efecto moiré y lo de la limpieza del sensor que has comentado, pueden aparecer o acentuarse otros problemas como lo de las "escaleras". ¿Tiene sentido el planteamiento que hecho?


Saludos;

Efectivamente aparecen otros efectos, de los que no he hablado porque me centraba en el tema de la nitidez, por ejemplo aparece un efecto debido precisadamente a la frecuencia de Nyquist, si le pones a la cámara un objetivo muy bueno, esto es si ponemos un objetivo de una calidad muy alta en una cámara tirando a malilla (menor resolucion) el efecto puede ir en detrimento de la calidad de la imagen respecto a un objetivo de una calidad inferior.

Tal y como yo lo entiendo la diferencia entre el objetivo bueno y el malo es que el bueno es capaz de proyectar en el sensor de la cámara un mayor número de líneas por unidad de superficie (mayor resolución). Si esta resolución es tan alta que sobrepasa la frecuencia de Nyquist aparecerá el fenómeno del aliasing y la foto presentará efecto moiré y otros artefactos que la estropean, luego quitarlo en este caso es contraproducente.

Respecto de lo que tu comentas más de lo mismo. El efecto escalera aparece tambien, porque la transición del contorno aparece bruscamente y el filtro lo que hace es suavizar ese contorno, como puedes ver en la imagen de la cruz que he puesto o en tus propias imágenes.

Es claro Codex, que lo que se gana por un lado se pierde por otro, y esto debe valorarse si se hace un "apaño" de este estilo. En realidad si las imágenes no las amplias demasiado, si no haces fotos a tramas especilales, y usas objetivos de una resolución un poquito menor que tu sensor, para evitar el aliasing, la nitidez será mejorada. Pero si utilizas objetivos por ejemplo tipo "L", en camáras de menor resolucion, si quitas el filtro la nitidez que se gana se pierde por aliasing.

Hay más efectos que pueden aparecer, pero que ya son de segundo orden, como por ejemplo, piensa que ocurre si los fotositos cada vez son más pequeños, debido a que las cámaras en un mismo tamaño de sensor tienen más resolución....el filtro debe ser más ajustado y en fin aparecen más cosas que no tiene mucho sentido hablar de ellas porque ya entran en un terreno demasiado técnico.

Como ves el tema es complejo y de ahi que los fabricantes no lo quiten de enmedio y te recomienden enfocar un poco las imagenes como he
explicado.

¡¡¡¡una cosa mas!!!! y MUY IMPORTANTE realmente las fotos de prueba al haberlas disminuido de tamaño, aparecen efectos "escalera" en las lineas, debido al aliasing, pero del propio algoritmo de reducción usado, que lo mismo puede equivocar algo el razonamiento. Esto debería verse con las fotos a tamaño completo que se realizarón, donde esas discontinuidades no son asi.
La reducción para evitar esto se deberia haber realizado en dos pasos, con dos algoritmos de reducción diferentes, el primero por aproximación y el segundo con una bicubica, de esta manera esos efectos no aparecen o aparecen menos y desvirtuarian menos esas lineas que en la imagen inicial casi no se ven.