Mucho se habla sobre que los sensores pequeños proporcionan una calidad equivalente o superior a los sensores grandes. También se defiende que el ruido es muy similar debido a los avances tecnológicos. Pero lo cierto es que los números de la física son irrefutables. En este artículo abordo el tema de la calidad de imagen con un enfoque científico. Seguro que descubres algunas cosas sorprendentes.
EQUIVALENCIA AL FORMATO 24 X 36 MM
Este término puede resultar confuso. En general se utiliza para comparar el ángulo de visión que proporcionan diferentes combinaciones de distancia focal y formato de sensor (Micro 4/3 y APS-C, principalmente) con la referencia estándar de 24 x 36 mm (formato 35 mm). No obstante, lo correcto sería hablar de ángulo de visión, por ejemplo 43° o 75°.
ÁNGULO DE VISIÓN
El ángulo que visión que registra una cámara depende de la relación entre el tamaño del sensor y la distancia focal. Por ejemplo, un objetivo de 24 mm en una cámara de formato 35 mm (el mal llamado formato completo) cubre un ángulo diagonal de 84°. Este mismo objetivo en una cámara de formato 16 x 24 mm (APS-C) cubre un ángulo menor, equivalente al de un objetivo de 36 mm en una cámara de 35 mm.
FACTOR DE RECORTE
Se refiere al factor por el que hay que multiplicar o dividir la distancia focal de un objetivo para que su ángulo de visión sea equivalente al que proporciona una cámara de formato 35 mm. Por ejemplo, las cámaras de formato APS-C (16 x 24 mm) tienen un factor de recorte de 1,5 x. Por lo tanto, un objetivo de 56 mm tiene un ángulo de visión equivalente al de un objetivo de 84 mm en una cámara de formato 35 mm. El factor de recorte de las cámaras con sensor 4/3 (13 x 18 mm) es 2 x, por lo que un objetivo de 25 mm tiene un ángulo de visión equivalente al de un objetivo de 50 mm en una cámara de 35 mm.
Pero esto no significa que con una cámara de formato 4/3 un objetivo de 50 mm se “convierta” en un objetivo de 100 mm. La distancia focal es una propiedad física de los objetivos, y no depende en absoluto del tamaño del sensor de la cámara.
NÚMERO F
Indica la apertura relativa de un objetivo, es decir, la relación entre el tamaño físico de la apertura y la distancia focal del objetivo. Por ejemplo, si un objetivo de 50 mm tiene una apertura máxima de 25 mm significa que tiene una apertura relativa de f/2 (distancia focal : apertura = número f; 50 : 25 = 2). Es uno de los factores clave que determinan la exposición.
Para un mismo número f la intensidad de la luz que incide en el sensor es siempre la misma, independientemente de la distancia focal y de las dimensiones del sensor. El sensor recibe la misma intensidad de luz con un objetivo de 100 mm a f/4 que con un objetivo de 20 mm a f/4, aunque el tamaño físico de la apertura no sea igual (25 mm y 5 mm respectivamente). La razón de esta diferencia de tamaño de la apertura es que en un objetivo de 100 mm el diafragma está cinco veces más lejos del sensor que en un objetivo de 20 mm.
Aquí entra en juego la ley del cuadrado de la distancia: doblando la distancia entre la fuente de luz y el sujeto la intensidad de la luz se divide por cuatro. Se ha de tener en cuenta que cuando se dobla el diámetro de un orificio se cuadriplica el área, por lo que a través de una apertura de 25 mm de diámetro pasa cuatro veces más luz que a través de una apertura de 12,5 mm de diámetro. Por todas estas razones, para doblar o dividir por dos la intensidad de la luz que incide en el sensor hay que multiplicar o dividir por raíz de 2 el número f: entre f/1,4 y f/2 hay un punto de diferencia (la intensidad de la luz se multiplica o se divide por dos); entre f/2 y f/4 hay dos puntos de diferencia (la intensidad de la luz se multiplica o se divide por cuatro).
PROFUNDIDAD DE CAMPO
Este término tan conocido se refiere a la extensión de la imagen por delante y por detrás del plano de enfoque (en realidad, del punto de enfoque) que apreciamos con nitidez suficiente. Esta “nitidez suficiente” depende a su vez de nuestra resolución visual para diferenciar entre discos de luz y puntos de luz (círculo de confusión), por lo que no es igual para todo el mundo. La profundidad de campo depende de tres factores: distancia focal, tamaño de la apertura y distancia de toma (distancia entre la cámara y el sujeto).
En cuanto a la apertura del diafragma, hay que tener en cuenta que lo que determina la profundidad de campo es el tamaño físico de la apertura, no el número f. Dos objetivos con el mismo ángulo de visión y el mismo tamaño de apertura proporcionan la misma profundidad de campo. Por ejemplo, un objetivo de 25 mm en una cámara de formato Micro 4/3 (13 x 17 mm) a f/2 (25 mm : 2 = diámetro de la apertura 12,5 mm) proporciona la misma profundidad de campo que un objetivo de 50 mm en una cámara de formato 35 mm (24 x 36 mm) a f/4 (50 mm : 4 = diámetro de la apertura 12,5 mm).
Mucha gente cree erróneamente que el tamaño del sensor también afecta a la profundidad de campo porque tiene como referencia la apertura relativa (número f) del objetivo, no la apertura absoluta (diámetro de la apertura).
La distancia focal, el tamaño de la apertura y la distancia de toma están directamente relacionados, de forma que si se encuadra una escena exactamente igual, todos los objetivos (independientemente de su distancia focal) tendrán la misma profundidad de campo para un mismo tamaño de apertura y formato de sensor. Por ejemplo, encuadramos un árbol desde 10 metros de distancia con un objetivo de 50 mm a f/2 (diámetro de la apertura 25 mm); luego nos alejamos a 20 metros de distancia y usamos un objetivo de 100 mm a f/4 (diámetro de la apertura 25 mm). La zona encuadrada será igual, y la profundidad de campo también.
PROFUNDIDAD DE FOCO
La profundidad de foco se suele confundir con la profundidad de campo, pero no es lo mismo. Mientras que la profundidad de campo se refiere a la extensión por delante y por detrás del plano de enfoque que se aprecia con suficiente nitidez, la profundidad de foco hace referencia a la latitud de enfoque; es decir, la precisión de la distancia entre el objetivo y la película (o el sensor) para que la imagen se vea con nitidez suficiente. Esta latitud se puede entender como la distancia que se podría desplazar un anillo a lo largo de dos conos colocados ápice con ápice (círculo de confusión).
Como se puede ver en la imagen, las dos ‘profundidades’ tienen ciertas características comunes. La profundidad de foco aumenta con diafragmas cerrados y cuando el diámetro permisible del círculo de confusión es mayor. Sin embargo, a diferencia de la profundidad de campo, la profundidad de foco es mayor cuanto más cerca está el sujeto y mayor es la distancia focal del objetivo. (Ambos cambios hacen que la luz se enfoque más lejos del objetivo, lo que reduce el diámetro de los conos de luz).
En la práctica, estas características opuestas significan que en las cámaras de formato pequeño (por ejemplo Micro 4/3) la distancia entre la montura para el objetivo y el sensor ha de ser mucho más precisa que en las cámaras de formato grande (35 mm o más). Esto se debe a que la distancia focal de los objetivos para cámaras de formato pequeño es menor, igual que el diámetro del círculo de confusión permisible.
BORROSIDAD DEL FONDO
Es la extensión por detrás del sujeto que se ve borrosa. Con el sujeto enfocado, una apertura muy grande, como f/2 o f/1,4, proporciona fondos muy borrosos. Aunque la borrosidad del fondo está relacionada con la profundidad de campo, no son lo mismo.
La borrosidad del fondo depende de la profundidad de campo, pero también del diseño óptico del objetivo, que determina la concentración o difusión de los círculos de confusión (un círculo muy pequeño se confunde con un punto, mientras que un círculo grande se ve borroso).
EQUIVALENCIA DE APERTURA Y PROFUNDIDAD DE CAMPO
Básicamente hay que multiplicar el número f (por ejemplo f/4) por el factor de recorte del sensor respecto al formato de 35 mm (por ejemplo 1,5 x en los sensores APS-C, o 2 x en los sensores Micro 4/3). Por tanto, si fotografío un sujeto con una cámara Micro 4/3 y un objetivo de 25 mm a f/2, el ángulo de visión y la profundidad de campo serán iguales que con una cámara de formato 35 mm y un objetivo de 50 mm a f/4.
Como el sensor de formato Micro 4/3 tiene un factor de recorte de 2 x, un objetivo de 25 mm proporciona el mismo ángulo de visión que un objetivo de 50 mm para una cámara de formato 35 mm. Por otro lado, una apertura de f/2 (factor de recorte 2 x) en el objetivo para la cámara de formato Micro 4/3 proporciona la misma profundidad de campo que f/4 en el objetivo para la cámara de formato 35 mm.
Si la distancia de toma, la distancia focal y el número f son iguales, una cámara con un sensor de formato más pequeño proporciona más profundidad de campo y menos borrosidad del fondo que una cámara con un sensor de formato más grande. Esto es así porque las cámaras de formato más pequeño usan objetivos de distancia focal más corta para cubrir el mismo ángulo de visión, y por tanto un mismo número f corresponde a un tamaño de apertura más pequeño.