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Todo sobre fotografía móvil (7): los sensores en blanco y negro, qué son y para qué sirven
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Todo sobre fotografía móvil (7): los sensores en blanco y negro, qué son y para qué sirven

Las cámaras múltiples llevan mucho tiempo circulando por el ecosistema móvil y las opciones empleadas por los fabricantes a la hora de componer sus módulos son variadas. Encontramos cámaras adheridas a lentes súper grandes angulares, lentes telefoto que ofrecen zoom óptico gracias a una mayor distancia focal y también lentes diseñadas expresamente para enfocar a distancias muy cortas, lo que se conoce comúnmente como lentes macro.

También encontramos cámaras cuya única funcionalidad es la de medir la profundidad, ya sea mediante sistemas normales o con sistemas TOF 3D especializados, pero en el mercado móvil hay otra funcionalidad extra que, por desgracia, se emplea poco. Decimos "por desgracia" porque son cámaras realmente útiles una vez se sabe para qué funcionan y cómo. Hablamos de las cámaras con sensores monocromático: las cámaras "blanco y negro".

Qué son los sensores en blanco y negro

Color Imagen de Red.com

En varias ocasiones hemos explicado cómo funciona un sensor fotográfico, pero explicarlo en estos momentos sirve para diferenciar a los sensores de color de los monocromáticos. Así pues, vamos a explicarlo nuevamente para, al menos, refrescar los conceptos necesarios para comprender cómo funciona la fotografía digital.

Los sensores fotográficos se componen de grupos de peqqueños transistores que, en este caso, se conocen como fotositos o fotodiodos. Son transistores cuya única funcionalidad es la de capturar la luz que les entra a través de la lente. Por su disposición en el sensor, los fotositos se agrupan de cuatro en cuatro y cada uno de ellos se encarga de capturar una parte de la luz de cada punto de la escena que luego se plasmará en un píxel en la fotografía final. Recordad esto, cuatro fotositos para cada píxel.

El motivo de esta división en bloques de cuatro es que cada fotosito se especializa en capturar una temperatura de color diferente. Sobre cada fotosito hay un filtro que permite pasar únicamente una temperatura de color: un filtro para dejar pasar el rojo, otro para dejar pasar el verde y otro para dejar pasar el azul. Rojo, verde y azul = RGB. El cuarto fotosito es el redundante y sirve como apoyo, ayudando a capturar aún más luz.

Blanco Negro Imagen de Red.com

Normalmente este cuarto fotosito es también rojo, produciéndose así una matriz RGGB, pero recientemente Huawei está optando por reemplazar los verdes por los amarillos para maximizar la captura de luz, pasando a una matriz RYYB. Así son las conocidas como "matrices Bayer". Por tanto, tenemos cuatro fotositos para cada píxel, cada uno de ellos captura un tipo de luz y, al fusionarlos, el procesador del móvil compone la fotografía definitiva, superponiendo todos los colores.

Con los sensores monocromáticos no hay división de la luz, sólo se captura su intensidad

En el caso de los sensores monocromáticos, los fotositos no cuentan con estos filtros para dejar pasar unas temperaturas de color y rechazar las otras. Lo que tenemos es que cada uno de los fotositos mide la intensidad de la luz que le toca. Para cada píxel lo que tenemos es un grupo de cuatro fotositos, pues la disposición en bloques de cuatro es idéntica, que miden única y exclusivamente la intensidad de luz. La cantidad. Y convierten esta intensidad de luz en un número que emplean como apoyo para crear la fotografía.

Para qué sirven los sensores monocromáticos

Comparativa de captura de luz entre sensores de color y monocromáticos Comparativa de captura de luz entre sensores de color y monocromáticos de Red.com

Una vez sabemos cómo funcionan los sensores podemos calcular fácilmente que cada uno de los fotodiodos de un sensor de color captura un 33% de la luz entrante mientras que con los fotodiodos de los sensores monocromáticos podemos capturar un 100% de la cantidad de la luz. Y dado que la luz es información, una "matriz Bayer" de color nos permite obtener un 133% de luz mientras que una monocromática nos permite obtener un 400% (aproximadamente) de la luz de la escena, de ahí que se suelan montar con lentes más oscuras que reducen esta captura pues, a efectos prácticos, se lo pueden permitir.

En ocasiones, los sensores monocromáticos pueden emplearse para tomar fotografías del mismo estilo, en blanco y negro, pero lo más habitual es que estos sensores se usen como apoyo para el sensor principal. Mientras que la cámara principal del teléfono captura información de la escena por su lado, el sensor monocromático aporta información en forma de mapa de iluminación de la escena, lo que permite combinar ambos sensores para procesar una fotografía con diversas mejoras.

De entrada, obtenemos fotografías con menos ruido en situaciones de baja luminosidad, pues el sensor monocromático ofrece información más precisa de la escena que puede generar fotografías más nítidas. También tenemos un mejor contraste al tener información adicional para separar los píxeles entre sí. Por último, obtenemos un mejor rango dinámico general ya que, si bien la resolución de estos sensores suele ser baja, la fotografía original recibe esta capa de iluminación extra que sirve mejorar el resultado final.

Los sensores de profundidad y los de blanco y negro son auxiliares al sensor principal

Así pues, y de forma bastante resumida, al igual que tenemos sensores cuya función es la de medir la profundidad para ofrecer desenfoque selectivo o bokeh, los sensores monocromáticos o sensores en blanco y negro existen única y exclusivamente para darle al procesador información extra sobre la luz de la escena. El procesador, combinando toda la información disponible, es el encargado de hacer el resto. Con mejor o peor resultado, claro, pero eso ya es problema del software.

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