Fotografía estenopeica

Introducción

En este momento ya conocemos el origen de la cámara fotográfica, así como los principios básicos para la construcción de cualquier cámara. Sabemos que es necesario un agujero muy diminuto que permita la entrada de luz a un espacio cerrado y oscuro. Estos principios dieron origen a la cámara oscura y aún las cámaras modernas funcionan de la misma manera acompañado de la óptica y tecnología que mas adelante se desarrolló. 

La fotografía estenopeica consiste en capturar imágenes usando únicamente estos principios y prácticamente nada de equipo. Para ello es necesario una cámara estenopeica (del griego στένω/steno estrecho, ὀπή/ope abertura, agujero) que es una cámara fotográfica sin lente, que consiste en:

• Una caja estanca a la luz,
• Con un sólo un pequeño orificio por donde entra la luz (el estenopo).
• Un material fotosensible.

Dependiendo el material fotosensible que se utilice, se debe calcular la distancia focal adecuada y el tiempo de exposición. Este ejercicio en ocasiones puede ser laborioso y tardado, pero los resultados valen la pena. 

Cuando ya esta lista la toma, se retira la protección que cubre el material fotosensible y se retira la protección del pequeño orificio. Estas exposiciones deben ser bien controladas, incluso deben de realizarse anotaciones de tiempos para determinar el mejor.

La imagen se proyecta de la siguiente manera:

Practica

En el curso se nos proporcionó unas latas de leche u otros alimentos que se convirtieron en cámaras estenopeicas siguiendo lo anteriormente mencionado. El diámetro del agujero y el tiempo de exposición fue calculado por los preparadores y nosotros tuvimos la tarea de tomar fotos con estas cámaras.

El tiempo de exposición que me tocó fue de 1min 20seg calculado a un día soleado. A continuación mostraré las imágenes que resultaron en esas tres semanas de practica:

Semana 1:

El día que tomé esta primera foto fue un día despejado, sin embargo fue tomada a las 5.45pm, ya que no tuve chance de tomarla más temprano. Decidí agregar al tiempo calculado 20 segundos más y el resultado fue el siguiente:

Negativo

Positivo

Semana 2:

Esta toma la realicé en la oficina donde trabajo tratando de encuadrar, era un día soleado al rededor de las 10.30am, esta vez sólo agregué 10 segundos y el resultado fue el siguiente.

Negativo

Positivo

Semana 3:

Esta toma la realicé en la autopista a las 3pm de la tarde de un día totalmente despejado y solo agregué 5 segundos al tiempo de exposición.

Negativo

Positivo

Conclusión

Formato RAW: Dime en que formato tomas y te diré que tanto puedes hacer..

Hoy vengo hablar sobre el formato RAW. Como bien sabemos nuestras fotografías tomadas en cámaras digitales necesitan tener un formato para ser reconocido en todos nuestros dispositivos, no sólo computadoras sino tablets, celulares, phablets, etc. Entonces ¿Qué es lo común en las cámaras digitales? - Grabarlas en un formato que sea reconocido por la mayoría (por no decir todos) y además sea ligero, y el candidato predilecto es el JPEG/JPG. Sin embargo ese no es el único formato que existe para capturar fotografías. De hecho este formato (JPEG) es de compresión y con pérdidas, la cámara procesa la información que recibe el sensor y la guarda lo que considera importante (sin que se note mucho la perdida) en nuestras tarjetas de memoria. Afortunadamente muchísimas cámaras (las reflex, mirrorless y algunas compactas) te permiten grabar la información tal cual la recibe el sensor, es decir "cruda", sin procesamiento, y ese es el formato RAW (crudo en ingles) y luego nosotros procesarla desde la computadora con algún programa especializado como por ejemplo Photoshop (con Camera Raw) o Lightroom.


Conozcamos un poco el formato RAW

En primer lugar hay que tener en cuenta que cada fabricante tiene un formato RAW distinto, incluso con extensiones diferentes, ya sea Nikon (.NEF), Canon(.CRW), Olympus (.ORF) etc. Programas como Lightroom pueden reconocer la gran mayoría de estos formatos.

Windows, Mac o Linux por si solo no reconocen estos formatos, sin embargo, por ejemplo Nikon nos provee de un codec, muy útil, para poder ver en Windows nuestros archivos .NEF (en este caso), en este link lo pueden descargar.

Si guardamos en RAW la cámara crea un archivo de cabeza que contiene todos los parámetros de la cámara, incluyendo (dependiendo del modelo) el nivel de nitidez, contraste y saturación, teperatura de color / balance de blancos, y demás. La imagen no se ve alterada por estos parámetros, son simplente incluidos a su lado. (a diferencia de JPEG, por ejemplo, donde se aplica todos estos valores a la imagen en el procesamiento de la cámara) 

La información inalterada captada por el sensor, junto con los tambien llamados “metadatos” (los parámetros de la cámara y otra información técnica) son ahora guardadas en la memoria. Algunas cámaras comprimen estos archivos, otras no. En cualquier caso esto se hace mediante una compresión sin pérdida de manera que el archivo no se deteriora debido a artefactos de compresión. 
(Algunas compañías como, Nikon o Canon especialmente, usan una compresión con una ligera perdida al guardar las imágenes). 

Los archivos RAW más habituales trabajan con 12 bits (aunque en realidad también existen de 14 y 16 bits). Es decir, tenemos 2^(12) = 4.096 niveles de luminosidad disponibles. Al igual que en JPEG, tendríamos tres canales de color, es decir cada color dispondría de 4.096 niveles de luminosidad (en RAW esto no es cierto por la forma en que trabaja el sensor con matriz Bayer, sin embargo al aplicar la interpolación es cuando aparecen esos colores, consideraremos pues que los datos no son los del RAW sino del archivo con la interpolación Bayer aplicada). Por lo tanto, en RAW tenemos disponibles 4.0963 = 68.719.476.740 de colores disponibles. Esto es, 4.096 veces más colores que los disponibles en JPEG.

Aquí una tabla comparativa:

Tabla 1: Distribución de tonos en un rango dinámico de 5 diafragmas
Niveles de luz	JPEG	RAW
5 Diafragmas	69	2,048	Luces altas
4 Diafragmas	50	1,024	Luces medias
3 Diafragmas	37	512	Medios tonos
2 Diafragmas	19	256	Sombras
1 Diafragma	14	128	Sombras profundas

Esto ayuda de gran manera a manejar el rango dinamico (en este link gran información sobre ese aspecto) y esto nos permite corregir de una manera más eficiente en la computadora (usando algoritmos más potentes que los que puede ejecutar nuestra cámara) los niveles de exposición, saturación, balance de blancos, etc.


Cada vez que guardamos en JPEG

 – Los sensores de imagen son dispositivos lineales. Lo que quiere decir que si el a un pixel le lleja el doble de luz que a otro este producirá el doble de voltaje. Pero el modo en el que los puntos de diafragma y los valores de luminosidad se representan es logarítmico. Esto significa que una imagen que no esté corregida aparece muy oscura, y por lo tanto una curva tonal debe de ser aplicada para recrear una escena que se vea natural.
 – Imágenes digitales que no hayan sido enfocadas se ven planas, con bajo contraste y por lo tanto poco nítidas. La gente quiere que sus JPEGs se vean bien nada más salir de cámara, y por lo tanto una máscara de enfoque les es aplicada en cámara. La máscara de enfoque encuentra los bordes entre zonas claras y oscuras y mejora el contraste. En el proceso se crean halos alrededor de los bordes. Si el enfoque se pone muy alto estos halos se verán en la imagen final. Si es puesto muy bajo el enfoque puede parecer insuficiente. Las cámaras suelen tener entre 1 3 niveles de enfoque que pueden ser seleccionados. 
– El contraste y la saturación también pueden ser alterados en la propia cámara. 
– La cámara convierte el archivo de 12 o 14 bits en uno de 8 bits. En otras palabras, los 4096 o 16384 niveles de luminosidad grabados por cada pixel son reducidos a 256 niveles.
 – La compresión es el último parámetro al que un archivo JPEG es sometido. JPEG es por definición un formato en el que se pierde información. Lo que significa que para hacer archivos pequeños (lo cual es el principal motivo de la existencia del formato) alguna información es desechada. Si la compresión es baja (como 2:1) entonces se pierde poca información y es casi imposible ver dichas pérdidas. Una alta compresión causara un mayor aparición.


Ventajas y Desventajas de usar formato RAW vs JPEG

Como hemos visto un archivo RAW es en esencia la información que capta el sensor junto con alguna información técnica. En cambio en un archivo JPEG la cámara ha aplicado una conversión lineal, un patrón bayern, balance de blancos, contraste, saturación, y además se le ha aplicado una compresión potencialmente destructiva.

 De cualquier manera archivos en JPEG pueden en muchos casos producir copias de alta calidad. De hecho hay varias razones por las que alguien querría usar dicho formato.

Razones para usar JPEG

•  Los archivos son más pequeños y por lo tanto entran más en una tarjeta.
•  Para muchas aplicaciones la calidad de imagen es más que suficiente (postales de familia, fotoperiodismo).
•  Ficheros pequeños son más fáciles de transmitir de forma inalámbrica o por internet. Esto es importante para los fotoperiodistas.
•  Muchos fotógrafos no tienen el tiempo o la voluntad para post-procesar sus imágenes.
•  Muchas cámaras (especialmente las compactas) no son rápidas con los archivos RAW.

Razones para usar RAW

•  Un archivo RAW es comparable a la imagen latente que contiene la película expuesta sin revelar. Contiene exactamente lo que recoge el sensor. Nada más. Nada menos. Esto significa que el fotógrafo puede conseguir la mayor calidad de imagen posible, ahora o en el futuro. Una buena analogía con el mundo de la película es que tienes la oportunidad de utilizar distintos reveladores y tiempo de revelado, tanto ahora como en el futuro, tantas veces como quieras. Si crees que un método específico puede mejorar tus resultados.
•  Archivos RAW no tienen un balance de blancos aplicado. Son marcados con aquél que designase la cámara, ya fuese manual o automático. Pero los datos no han sido alterados. Esto permite al usuario poner cualquier temperatura de color y balance de blancos sin que haya ninguna degradación en la imagen. Debe de entenderse que una vez que el archivo ha sido convertido de su espacio lineal original y se le ha aplicado una curva tonal (como en el JPEG) el balance de blancos no se puede hacer correctamente.
•  Delinearización y aplicación de filtro bayer, se llevan a cabo en un ordenador con un procesador rápido y potente. Esto permite aplicar algoritmos más sofisticados y desarrollados que aquellos que pueden ser aplicados por la cámara.
•  El usuario es libre de alterar el contraste y la saturación foto por foto sin degradar la imagen. En vez de utilizar dos parámetros genéricos para todas las imágenes.
•  Posiblemente la mayor ventaja de utilizar el formato RAW es que uno tiene un archivo de 16 bits (después de procesar el RAW) para trabajar. Esto significa que el archivo tiene 65536 niveles de luminosidad con los que trabajar. Esto se opone al formato JPEG que posee solo 256 niveles de luminosidad. Esto es importante cuando se trabaja con una imagen, sobre todo si uno intenta abrir las sombras o alterar la luminosidad de una manera significativa.

Fotografía en Ciencias

Hola a todos, este es la primera entrada que escribo sobre mi experiencia en la materia de Fotografía que se ofrece en la facultad de ciencia de la UCV. En primer lugar, quisiera presentarme. Mi nombre es Fernando Morales, soy estudiante de computación y actualmente me encuentro cursando las ultimas materias de mi carrera. Me interesé del curso de fotografía debido a que me pareció super interesante el enfoque científico de la fotografía. Desde hace mucho tiempo me ha gustado ese mundo, me parece que ha sido un gran cambio para la humanidad. Pienso que la capacidad de capturar (de alguna manera) momentos y hacer que perduren en el tiempo ha cambiado la forma de comunicarnos completamente. 

Desde hace mucho tiempo he investigado, por Internet, sobre ese tema; sin embargo ahora que estoy en el curso he aprendido cosas muy interesantes sobre el origen de la fotografía y el impacto que ha representado en la historia. A continuación una imagen que, hasta ahora, es la primera fotografía registrada tomada por Nicéphore Niépce en 1826.