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SuperSpectrum RYYB, así funciona el sensor de los Huawei P30 que puede revolucionar la fotografía digital
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SuperSpectrum RYYB, así funciona el sensor de los Huawei P30 que puede revolucionar la fotografía digital

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La fotografía lleva ya años concentrando buena parte de la innovación que rodea a los teléfonos móviles. La batalla por ser el líder de la captura de imágenes con smartphones se hace cada vez más agresiva, y los sensores capitalizan parte de los esfuerzos de los distintos fabricantes. No sólo hablamos del crecimiento en megapíxeles, algo a lo que por fin se le saca partido real, sino a otro tipo de evoluciones.

Durante un tiempo, dar pasos adelante con los sensores suponía meter más y más píxeles en cada semiconductor, algo que llegó a estabilizarse pero que ahora ha avanzado de nuevo para ofrecer píxeles fusionados, una gran ventaja a la hora de capturar más luz. El siguiente paso lo acaba de dar Huawei y pronto podrían sumarse muchos más. Hablamos de la llegada de los sensores RYYB, del cambio del verde por el amarillo. Pero tal vez convenga contarlo con un poco más de detalle.

Así funcionan los sensores digitales

Cmos Sensor

Desde que se inventasen los sensores CMOS, de la mano de una NASA que 'digitalizó' los anteriores CCD haciéndolos más pequeños y empaquetables, se han empleado las mismas líneas maestras en su diseño. Con ligeras vaciones, los fotositos se han ido colocando en la misma disposición sensor tras sensor, buscando captar la imagen cada vez con mayor cantidad de información pero no variando la esencia de la división de colores primarios de la luz. Fotositos para el rojo, para el verde y para el azul.

Pese a su complejidad intrínseca, los sensores de las cámaras digitales tienen un funcionamieno bastante sencillo, en realidad. Hablamos de multitud de celdas divididas a su vez en otras celdas más pequeñas, cada una de ellas con un fotosito, lo que conocemos más habitualmente como fotodiodos. Pequeños receptores fotónicos, capturadores de luz y de imagen, que cuentan con filtros específicos para dejar pasar una parte determinada del espectro de luz blanca. Por ejemplo, un fotosito adaptado para capturar el rojo dejará pasar únicamente este espectro de luz, descartando los otros 2/3 del espectro de luz blanca. Y aquí es donde entra la matriz de Bayer.

Filtros de los fotositos Fotositos de un sensor, cada uno con un filtro específico para rechazar dos tercios del espectro de luz blanca

La matriz de Bayer es probablemente la organización más empleada del mercado desde que naciesen estos CMOS, y consiste en una matriz de cuatro fotositos o fotodiodos que son capaces de almacenar tres colores muy concretos. Cuando hablamos de colores, hablamos de espectro de la luz. El espectro de luz blanca se divide en rojo, verde y azul, y cada fotosito específico almacena cada uno de estos colores. Con una salvedad. Decimos que son cuatro fotositos y no tres, pues el cuarto de ellos se encarga de almacenar de nuevo el verde, una redundancia. Cuatro fotositos por cada píxel resultante en la fotografía, combinando su información entre sí en un procesador encargado de componer la fotografía final.

Matriz Bayer
El verde redunda en la matriz de Bayer, porque el ojo humano es más sensible al espectro verde y así se reduce el ruido

El motivo de que exista un cuarto fotosito para repetir la captura del verde es que el ojo humano es más sensible al verde que a los otros dos colores, y provocando redundancia en estos colores "eliminamos" mucho ruido de la escena, al tiempo que mejoramos el detalle de cada captura. El procesador se encarga, más adelante, de combinar estos tres espectros para componer de nuevo la fotografía aplicando diferentes algoritmos. Así pues, los sensores fotográficos han ido evolucionado con el tiempo pero los arrays de colores no han variado. Los que conocemos desde entonces como RGB, pese a que sus siglas exactas deberían ser RGGB, por la redundancia del verde en la matriz de captura.

Huawei cambia el verde por el amarillo, llegan los SuperSpectrum

Ryyb

Este array, sin embargo, acaba de dar un paso adelante a bordo de los últimos Huawei P30 y P30 Pro. De la mano de Leica, Huawei ha decidido reemplazar el verde por el amarillo, a pesar de que el amarillo no es uno de los colores primarios en los que es posible dividir la luz. Y ha ido aún más allá, pues si el verde era el color redundante en los sensores digitales, ahora lo es el amarillo. Pero esto tiene una explicación bastante convincente. Tanto que la propia Leica ya valora llevar estos sensores RYYB (red, yellow, yellow, blue) a las cámaras digitales tradicionales.

Nota: este modelo RYYB es, de hecho, el "precursor" del sistema CMYK de impresión, en el que el cian reemplaza al azul y el rojo al magenta.

En realidad no hablamos de un nuevo sensor como tal, sino de un Exmor de Sony que los japoneses han modificado para Huawei y Leica, reemplazando los filtros verdes por los amarillos. Esta modificación ha dado lugar a este sensor RYYB, un sensor SuperSpectrum, el primero en el mundo, y que en teoría es el responsable de que las cámaras de los P30 y P30 Pro logren sensibilidades tan altas como las anunciadas durante la presentación. Una ISO de 409.600 en fotografía, comentó Huawei.

Array

El nuevo sensor aplicado por Huawei a sus P30 funciona de una forma diferente a la de los sensores RGB. Éstos funciona de una forma aditiva, pues la combinación del verde, el rojo y el azul produce luz blanca. Este proceso aditivo es el que, como hemos dicho antes, se usa desde hace muchos años. Huawei cambia el paso con su sensor RYYB que pasa a funcionar de forma sustractiva. Restando los tres colores obtenemos la ausencia de luz, el negro, y restando el fotosito amarillo del azul recuperamos el verde para volver a componer la imagen de color blanca.

Super Spectrum Explicación del sensor SuperSpectrum RYYB, por Mobile Geeks

Con el nuevo sensor de Huawei, los fotositos azules se enfocan principalmente en la captura de la luminosidad de la escena, siendo los fotositos azul y rojo los encargados de capturar la imagen como tal, aunque restándoles el amarillo. Por tanto, un fotosito captura rojo-amarillo y el otro azul-amarillo. Mediante complejos procesos realizados tanto por el procesador como por el código de IA alojado en el dispositivo, se compone de nuevo la fotografía pero obtenemos una información sobre la luminosidad de la escena mucho más precisa, aunque más compleja de reconstruir.

Gracias a los fotositos amarillos, Huawei presume de sensibilidad a la luz. Una ISO de 409.600 ni más ni menos.

Sin embargo, el alimento de las fotografías aparece en el sensor a raudales. Hablamos de la luz. Cuenta Huawei que el nuevo sensor RYYB es capaz de capturar un 40% más de luz que los sensores RGGB tradicionales, lo que redunda en mucha más información disponible para la composición de las fotografías. De ahí que el fabricante chino presuma de sus resultados de noche, donde precisamente la luz es el bien más preciado. A eso se le suma, naturalmente, que los 40 megapíxeles del sensor son capaces de combinarse entre sí para aumentar aún más la capacidad de captura. El pixel bining que hemos comentado en más de una ocasión y al que le dedicamos un artículo específico explicando su funcionamiento.

Así pues, Huawei y Leica cambian el verde por el amarillo, aumentando la luminosidad de la escena de forma sensible y tal vez marcando un antes y un después en lo que a fotografía digital se refiere. Si este sensor rinde como promete, y las pruebas realizadas en los análisis parecen indicar que es así, pronto podríamos ver más sensores RYYB llegando al mercado. Y como decíamos antes, tal vez incluso a los estamentos más clásicos de la fotografía. Eso sí, habría que confiar a los procesadores la reconstrucción del color en los espectros faltantes pero, ¿no se hace ya así?

Imagen | Gráfico del sensor SuperSpectrum de Mobile Geeks

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