Sensitometría raw, curvas de contraste y demás conspiraciones.

Una de las cuestiones más básicas que asaltan a todo aquel que trabaje con cámaras digitales, es la eterna cuestión de ¿cual será la exposición precisa para esta escena?

Pues en este artículo vamos adentrarnos en los pormenores de la exposición digital orientada a asegurar una correcta transferencia de tono entre escena e imagen.

¿Cuál es la exposición correcta?

Supongo que esta pregunta daría para toda una tesis, pero para simplificar a mi modo de ver, la exposición correcta será aquella que nos asegura una perfecta correspondencia en los valores de luminancia de una escena con los valores de claridad electrónicos (expresados en L* o intensidad de píxel, etc) de la misma. Es decir, que las gamas de luminancia de la escena se correspondan en valor y relación de contraste con la imagen.

¿Y cómo verificamos esto? pues calculando la curva sensitométrica de nuestro equipo + procesado, donde se relacionen valores de claridad (L*) con los exposición hasta localizar en la curva que puntos para una exposición dada coincidirán con los valores de L* de referencia. Para mi caso usaré la escala densitométrica de mi Colorchecker ya que conozco con perfección sus valores de L* por cada muestra.

Curvas de contraste

Y en este punto muchos lectores se preguntarán ¿qué tienen que ver las curvas de contraste con la exposición?.

Pues bien, dado que todo el mundo “revela” con productos de Adobe, y dicha compañía raíz del proceso 2012 pues decidió ocultar todo rastro de curvas de contraste de sus paneles, no haciéndolo así para el proceso 2003 y 2010, donde el usuario sí es consciente de que existen unos parámetros y curvas aplicados y en consiguiente puede actuar sobre ellos neutralizándolos.

Estas curvas estan presentes, en una gran mayoría de casos de forma involuntaría en nuestros procesados, alterando la transferencia de tono entre escena e imagen, y por tanto la relación de contraste de nuestra escena.

Realmente no es proceso intrínseco a los productos de Adobe, en cierta manera todos los procesadores raw incluyen entre sus recetas ciertos aspectos relacionados con la percepción.

¿Y por qué estas curvas de contraste?

Existen quizás dos motivos por los cuales introducir estas curvas durante el procesado raw:

1. Por una parte el contraste aporta más “naturalidad” a una escena colorimétricamente perfecta. Esto es debido al fenómeno Stevens por el cual la relación de contraste percibida disminuye a medida que disminuye la intensidad de luz bajo la que observamos dicha escena. Es decir, una escena natural va a ser percibida como de mayor contraste que vista en un pantalla aún teniendo los mismos valores de claridad (L*) para sus distintas zonas. Esto nos obliga a incrementar el contraste, para adecuar nuestra percepción a la observación a bajas intensidades de luz (monitores, etc..).
2. Mejorar la latitud de nuestra exposición. El problema con la linearidad de nuestros sensores, es que una supuesta exposición para el gris medio, deja las altas luces (L*≈96) bastante al borde de la saturación del sensor, por lo que comprimiendo un poco las altas luces nos hace ganar una supuesta latitud antes de un recorte en altas luces (esto a nivel de proceso o las miniaturas jpeg de los raw). Este uso de las curvas es quizas una herencia directa del video, donde es tremendamente habitual el uso de curvas como las míticas S-Log, Hypergammas, Cinelike, RedGamma, etc.

El problema viene que toda curva tiende a situar nuestra exposición en un sitio diferente, como veremos a continuación.

Es decir, una curva tiene unas consecuencias estéticas evidentes (alteraciones en la relación de contraste) y además tiene unas connotaciones a nivel sensitométrico.

Sensitometría: prcesado Adobe 2012 vs 2003

En primera instancia he calculado mi exposición con mi exposímetro de mano Sekonic donde para un ISO 200 me ha dado 1/15 de velocidad y 4.4 de apertura. Estos datos los vamos a usar para estimar como la exposición varia en función de las curvas de contraste aplicadas.

A continuación (grafico de la izda.) calculamos la curva sensitométrica de mi cámara (Nikon D610) para un “revelado” con el proceso 2012 de Adobe, es importante, sin tocar ninguno de los ajustes que vienen por defecto.

De esta curva vemos como el gris medio se sitúa bastante próximo a un L*≈50 para un 1/15 de velocidad, lo cual no esta nada mal, pero desafortunadamente vemos como el punto blanco de mi Colorchecker con un L*≈96 se sitúa a 1/10 y lo mismo para el punto negro (L*≈20).

Es decir, nos encontramos ante un problema de reproducción tonal, ya que las distintas gamas de luminancia de la escena no se transfieren con coherencia a la imagen. Esto es debido a la presencia de una curva de contraste durante el procesado del raw, de la cual el usuario no es consciente, ya que no hay nada en los paneles de Adobe que así nos lo indique.

Este fenómeno, en lo que se refiere a fotografía artística, es cuando menos irrelevante, pero dado que mi campo de trabajo es la documentación y digitalización del patrimonio cultural, recientemente me estoy encontrando con demasiada gente responsable de digitalizar nuestro patrimonio ajeno a este fenómeno.

Pasemos entonces a un procesado 2003 donde nosotros previamente hemos neutralizado todos los ajustes que Adobe nos sugiere por defecto.

Vemos, ahora sí, que altas, medias y bajas luces encajan perfectamente para 1/8 de velocidad. Es decir, la relación entre gamas de luminancia de la escena y la imagen coinciden casi a la perfección, vemos como nuestro blanco al 96%, gris al 50% y negro al 22% están en su sitio.

Fijémonos también que nuestro punto blanco esta a poco más de 1/3 de f-stop de la saturación. Mientras que para el 2012 tras una comprensión en las altas luces nos deja algo más de 1EV antes de la saturación.

Pero ahora veamos otro fenómeno, vamos a sacar la sensitometría de las miniaturas (thumbnails) jpeg incrustados en nuestros raw, y que son las responsables de nuestro histograma de cámara y de mostrarnos la previsualización de la captura en pantalla y compararla con el procesado Adobe 2012.

Parece que hay una coincidencia asombrosa en lo que Adobe nos introduce durante el procesado con las curvas de las miniaturas raw de Nikon. Es decir, vemos una curva que nos deja nuestro gris medio bien situado, pero nos trastoca altas y bajas luces.

Es decir, si ahora comparamos el proceso 2003 bien neutralizado con el proceso 2012, obtenemos el gráfico de la izquierda. Además de la evidente curva, nuestra exposición esta cambiada de sitio +1EV (3/3 f-stop).

Donde de nuevo queda evidente la diferencia de hasta +1EV entre la exposición medida por mi exposímetro de mano (1/15), la ofrecida por el histograma de cámara y el proceso 2012 de Adobe, respecto a lo que realmente sería una exposición donde obtenemos una transferencia de tono perfecta (1/8).

Si recurrimos a la OECF (función de conversión optoelectrónica) con el fin de relacionar densidad óptica con valores electrónicos, observamos una casi perfecta correlación entre el proceso 2003 con la densidad expresada en L* de mi Colorchecker. Y como el proceso 2012 y mi thumbnail se correlacionan bastante bien, dejando las medias luces intactas y comprimiendo altas y bajas luces.

Si por la contra deducimos la curva de contraste que Adobe aplica para el 2012 nos encontramos con el diseño de la imagen de la izquierda, donde además vemos el cambio de aspecto antes y despues de aplicar la curva sobre la imagen.

Es decir Adobe nos esta introduciendo una característica curva sigmoidal comprimiendo altas y bajas luces nada despreciable en cuanto a el efecto que tiene sobre la exposición y relación de contraste de la escena.

Conclusiones:

De forma, jocosamente “conspiranoica” vemos una coincidencia asombrosa entre mediciones de un exposímetro de mano Sekonic, con las previsualizaciones de Nikon y el revelado de Adobe. Es decir, mi exposímetro sí me da una exposición que me coloca el gris medio en su sitio, pero me deja las altas y bajas luces fuera de lugar, de acorde a las curvas de contraste que estos fabricantes (Adobe y Nikon) incorporan a sus herramientas.

Desconozco si por percepción, o por ganar un poco de latitud a la hora de previsualizar capturas en nuestro equipo. El caso es que tenemos +1EV de error en nuestras mediciones que bien podemos ganar en favor de por ejemplo una mayor velocidad de disparo, o simplemente, si queremos nos lo podemos tomar como aquel famoso "derecheo del histograma" del que tanto se ha hablado.

Conocida dicha situación, una de las ventajas de los esposímetros Sekonic de la serie Digitalmaster es que se pueden crear perfiles de cámara por software e introducir parámetros de corrección en las mediciones.

Connotaciones:

Mientras que a los fotógrafos que se dedican al mundo estético, este fenómeno, pues les puede resultar irrelevante e incluso jugar a su favor ya que lo que ven en cámara es lo que obtienen al procesar. Para los que nos dedicamos a la digitalización y documentación de patrimonio, esto es un grave problema por dos motivos:

1. Estéticos: estamos introduciendo una curva de contraste a una obra o artefacto que no la tiene.
2. Estamos documentando o digitalizando bienes patrimoniales u obras de arte con una incoherencia a nivel de reproducción tonal considerable. Es decir, estamos colocando las altas y bajas luces en “otro sitio”, por lo que la relación entre altas, bajas y medias luces de nuestro documento a digitalizar no se corresponderán con los de la imagen.

Finalmente de nuevo la crítica hacia Adobe por esconder ciertas prácticas (ninguna explicación a este fenómeno en helpx.adobe.com ) y al usuario por aceptar como pertinente todo lo que compañías como Adobe, ya casi más orientadas al uso amateur que profesional, nos ofrecen.

En mi siguiente artículo "Histogramas y previsualizaciones bajo control con Nikon Control Picture" podrás ver como controlar los histogramas de cámara para que estos sean más representativos de la escena.