Repaso de fotografía y video

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El motivo de este hilo es aclarar algunos términos sobre fotografía y video ya que a día de hoy son dos características que el público demanda en sus terminales móviles, más en el caso de la fotografía que muchas veces es un factor decisivo a la hora de decantarse en la elección de teléfono.

Para este propósito repetiré algunos de los datos ya expuestos con anterioridad en el repaso de pantallas que son necesarios para este. No soy un experto, y tampoco quiero profundizar excesivamente en algunos temas para no aburrir al personal, así que si alguien tiene datos que añadir o corregir que los publique en el hilo ya que es para el beneficio común.

Repaso de fotografía y video

Datos básicos:

Píxel: un píxel es la unidad mínima de representación gráfica. Esto es, cada uno de los puntos que conforman la matriz de la imagen.

Resolución: asemejando la fotografía a una matriz o rejilla, es la cantidad de píxeles expresado en columnas x filas de las que dispone esta.
Existen numerosos formatos estándar de resolución de uso habitual, así como relaciones de aspecto (la relación entre la vertical y la horizontal [4:3, 16:9, 16:10...]) los más importantes son:

SQCIF: 128*96
QCIF: 176*144
CIF: 352*288

QVGA: 320*240
VGA: 640*480
SVGA: 800*600
XGA: 1024*768

VHS: 300*360
TV: 460*360
DVD: 720*480
HDTV: 1920*1080

Según lei, el equivalente digital a la calidad analógica en cuanto a resolución son entre 6 y 8 Mpx.
Normalmente se trabaja al doble de la resolución final de impresión (uno de los mandamientos del diseño gráfico).


Resolución óptica: se define como la capacidad de discernir entre dos puntos contiguos, esto es, con una baja resolución óptica se vería un solo punto mientras que con una gran resolución óptica se distinguirían como 2 puntos separados. Esta característica depende directamente de la calidad de la lente.

Iterpolación: se trata de un método algorítmico por el cual dados 2 píxeles contíguos se calcula un pixel entre estos dos, con características de color de ambos, que al agrandar la imagen de la sensación de una mayor resolución. Los resultados de este sistema no suelen ser los mejores, pero para ciertas aplicaciones son suficientes.

Profundidad de color: indica en número de bits el máximo número de que se pueden detectar en la fotografía. Normalmente esto indica más que una realidad, una medida digital de posibilidad teórica combinatoria, y depende directamente de la precisión del sensor óptico.

4 bit = 32 colores
8 bit = 256 colores
12 bit = 4.096 colores
16 bit = 65.536 colores
18 bit = 262.144 colores
24 bit = 16.777.216 colores

ZOOM óptico: representado por el número de aumentos (ZOOM xAumentos) indica la máxima capacidad en que la lente es capaz de aumentar la imagen real. El zoom óptico se consigue acercando o alejando la lente del objetivo lo que implica un movimiento mécánico.

ZOOM digital: igualmente se representa por el número de aumentos. Al contrario que el óptico, el digital se realiza por un sencillo algoritmo aumentando la imagen captada (esto es, ya tenemos la imagen y entonces la aumentamos)con lo que la calidad es muy inferior, pero al no llevar partes móviles resulta de un sistema muy barato. Es similar a cuando utilizamos la herramienta lupa en un programa de edición fotográfica.

Codificación: la representación en datos (0´s y 1´s) de una entidad, en este caso una imagen. Cada uno de los puntos de color que forman una imagen son registrados según un formato dado. Ejemplos típicos son el BMP y TIFF.


Compresión de datos: es la capacidad de reducir una cantidad de datos codificados a una inferior manteniendo la legibilidad de los mismos. Los hay de 2 tipos:
Con pérdidas: parte de la información de la imagen o vídeo se pierde, con lo que la calidad se degrada. El formato jpeg para imágenes, mpeg4 para vídeo o mp3 para audio son ejemplos claros de este sistema.

Sin pérdidas: absolutamente toda la información que se comprime se puede recuperar en su descompresión. Los formatos ZIP, ARJ, RAR, ACE etc.. son ejemplos de este tipo.


Frame: en vídeo se denomina frame o cuadro, a cada una de las imágenes que componen una secuencia. Sería el equivalente al fotograma del cine.

Frame rate: es el número de frames por segundo (fps), lo que nos define una frecuencia o la velocidad con la que las imágenes son reproducidas. Un frame rate alto proporciona imágenes suaves y fluidas mientras que uno bajo da la sensación de parpadeo y brusquedad.
Para una reproducción correcta el frame rate de reproducción ha de ser el mismo que el de captación ya que si es inferior obtendríamos una “cámara lenta” y si es superior una “cámara rápida”.

El cerebro humano es capaz de distinguir hasta 500 fps.

Cine = 24 fps
TV = 30fps (NTSC) y 25fps (PAL)
(El resto de formatos está sujeto a la norma PAL o NTSC)
En Internet, bajo streaming o en clips, es muy habitual encontrar vídeos de 10, 15 o 20 fps.

"Es cosa que entiendo que lo que a los necios parezca necio, lo que a los sabios les parece muy sabio.
El necio se come la última patata y el sabio la planta." emoticon guiño - El CuentaCuentos (John Hart)
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 #2
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La confusión más habitual que se puede leer por el foro es pretender que porque una cámara declare tener una enorme cantidad de MegaPíxeles, las fotos sacadas por ella han de ser de buena calidad, es como pretender que por tener buenos ingredientes para la paella nos baya a salir bien. La fotografía final depende de muchos factores, es como una gran cadena y la calidad final depende del peor eslabón de esta.

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- La cadena comienza con las condiciones exteriores (luz, posición, posibles reflejos… )
- continúa por la lente (la calidad del material [cristal, polímero], forma de la lente, manufactura de esta… )
- llega al sensor óptico (potencia y sensibilidad de captación)
- continúa por el procesardor (algoritmos de codificación y compresión)
- termina con la presentación (impresión, pantalla….)

Si se hace una foto con una cámara SLR de 10000€ pero se imprime en una impresora matricial de impacto de 100x150 el resultado será una chufa, igual pasa si la lente y las condiciones externas son idóneas y el sensor óptico es de baja calidad.


LAS PARTES DE LA CÁMARA

La lente: no es de extrañar que la lente de una cámara tenga una enorme importancia, de hecho es el primer elemento que interviene en la fotografía y del de que dependerá en gran parte la calidad final. Las grandes marcas de fotografía (MINOLTA, LEICA, NIKON….) siempre han utilizado lentes de extrema calidad, objetivos que muchas veces doblan o triplican el valor de las cámaras.

En los teléfonos móviles, salvo en contadas excepciones que se usan lentes de renombrados laboratorios (CARL-ZEIS en el NOKIA n90) y en algunos modelos de SAMSUNG del mercado koreano, las lentes utilizadas son de plástico.

En un elemento en el que la pureza del material, su transparencia y precisión de corte son críticas, no es de extrañar que en los teléfonos no sea el punto fuerte.

También señalar, y esto es aplicable también a las cámaras compartas, que no se puede esperar tener una enorme calidad con una lente pequeña, ya que entra menos luz y esto incide directamente en la captación de la imagen.

Hace un par de años publiqué por el foro una noticia por la que PHILIPS presentaba una revolucionaria lente que se asemejaba al cristalino humano: Lente fluida de philips . Se controla la concavidad o convexidad de la imagen mediante una corriente eléctrica lo que brinda una lente capaz de enfocar sin parte móviles. Hasta el día de hoy no tengo noticia de que se haya empleado en ningún terminal.

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El autofocus: este curioso sistema se encarga de “mágicamente” enfocar la escena a inmortalizar. Y digo mágicamente porque es realmente curioso como logra enfocarla sirviéndose de un sistema motorizado que separa o aleja las lentes.

Hay 2 tipos de autofocus:

Activos: se basan en encontrar el foco de la imagen realizando alguna acción de detección y calculando la distancia al objetivo, por ejemplo con un sistema sonar, o mediante infrarrojos o incluso láser. Son sistemas caros y avanzados además de voluminosos.

Pasivos: encuentran el foco a partir del análisis de la imagen captada. No requieren apenas de hardware dedicado, por lo que son más baratos, livianos y compactos, por lo que se utilizan en cámaras compactas y algunos teléfonos móviles.

El sistema pasivo más utilizado es el de “análisis de tira de píxeles (pixel strip)”. El sensor óptico analiza la transición de colores de una tira horizontal de píxeles de la imagen. Si la transición de colores se realiza de forma muy progresiva se deduce que la imagen está borrosa y necesita enfocarse por lo que se mueve la lente alante o atrás hasta que la tira proporciones cambios bruscos de color que informan de líneas nítidas y enfocadas.

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(Fuente: Debes estar logueado para poder ver los enlaces.)

El flash: como su propio nombre anglosajón indica, el propósito de este elemento es el de proporcionar un relámpago de luz que ilumine la escena a captar. La cámara es como el ojo humano, sólo ve la luz que reflejan los objetos, por lo que en ausencia de luz la información que llega a esta es nula.

En telefonía móvil se utiliza casi exclusivamente el LED como fuente de luz para el flash. Un LED es un diodo (material semiconductor) que al ser excitado por una corriente eléctrica emite luz en una determinada longitud de onda (color). Es un dispositivo de bajo consumo, despreciable peso, duradero, fiable y muy difícil de romper, es inferior en cuanto a emisión luminosa comparado con un flash de condensador alógeno pero sus características le dan una lógica aplastante frente a este.

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Fijaos la cantidad de ruido(píxeles con un color diferente a la imagen real) que mete en las zonas oscuras.

Algunos terminales vienen equipados con el sistema “anti ojos rojos”, sí, ese que evita que parezcáis vampiros en la fotos. Su funcionamiento es muy sencillo y lo que trata es de que con unos destellos previos al fogonazo hacer que las pupilas de los retratados se cierren evitando así que se refleje la luz del destello en la retina y de este modo aparezcan rojas.

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El sensor óptico: el corazón de una cámara digital, pieza electrónica clave en la transición de la imagen analógica a la imagen digital. Básicamente es un sensor de luz con una serie de convertidores analógico digital, funciona como un scanner o fotocopiadora de la imagen expuesta que se pasa por cada uno de los filtros de los colores básicos (rojo, verde y azul) para obtener una serie de datos binarios (1’s y 0’s) representado la escena capturada. De este componente y de su sensibilidad dependerán tanto la resolución como la fidelidad de los colores.

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Hay 2 tipos de sensores:

CCD: siglas de charge coupled device (dispositivo de carga acoplada). Se les suele llamar sensor profesional ya que es el que más y mejor calidad reporta, pero como todo lo bueno en la vida también es mucho más caro, por lo que se suele montar en cámaras SLR profesionales. Tiene una mayor sensibilidad a la luz, mayor rapidez y por el contrario un mayor consumo.

CMOS: corresponde con complementary metal oxide semiconductor (semiconductor complementario metal/óxido). Realmente CMOS no es un tipo de sensor, sino una tecnología de integración (como TTL o ECL) que indica como se fabrican los transistores dentro del chip. Actualmente es una tecnología inmensamente extendida dado su bajo consumo, miniaturización y bajo coste.
Típicamente este sensor es el que se utiliza para cámaras compactas y dispositivos móviles.

CMOS evoluciona día a día corrigiendo sus errores, y con las nuevas técnicas de integración de canales de unos pocos nanos parece que la resolución máxima no tiene límite.

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El firmware: llamaremos firmware a aquellos programas, algoritmos y filtros de que dispone la cámara que pueden ser aplicados sobre la imagen recién captada. Normalmente es este software que reside en un chip de memoria el que se encarga de “apañar” los datos obtenidos del sensor óptico.
Un ejemplo claro sería el filtro sepia que da un aspecto avejentado a la fotografía, o el modo noche que magnifica los colores claros, incluso ciertos filtros de corrección de color o eliminación de ruido.
Este software normalmente es actualizable, lo que permite ir ajustando su funcionamiento con sucesivas entregas, y es lo que distingue la calidad entre dos cámaras que utilizan el mismo hardware. Un firmware con algoritmos no ajustados correctamente arruinaría el trabajo de los componentes hardware de alta calidad, así como un buen firmware puede mejorar algo (sin milagros) la calidad de unos componentes hardware mediocres.

El famoso modo “MACRO”: se denomina modo macro al que permite realizar fotografías de objetos pequeños a distancias inferiores a 50 cm, este tipo de modo proporciona un gran detalle sobre el objeto a retratar. El modo macro se ha visto revitalizado con la popularidad de las cámaras digitales ya que para hacer fotos de este tipo mediante cámaras analógicas se necesita de equipo especializado (objetivos especiales).
La cámara con este modo es capaz de gestionar toda una serie de variables (exposición, luz del flash, distancia focal…emoticon guiño que hacen simple una tarea más compleja de lo que a primera vista parece, es… como si la cámara modificase sus variables para actuar como una especie de microscopio.

Pocos terminales disponen de esta característica, los pioneros fueron SONYERICSSON con el K750 y W800 , NOKIA lo incorporará en el n80.

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Todo lo comentado anteriormente es aplicable también al vídeo, ya que este se forma mediante una secuencia de fotografías solo que a resoluciones mucho menores.

Sí que comentaré a modo de curiosidad como funciona en su forma básica el formato de compresión de video MPEG dado que es base para la mayoría de las codificaciones posteriores.

Primero de todo tengamos claro que el movimiento en el vídeo es una ilusión que crea nuestro cerebro al ver las imágenes con pequeñas diferencias una tras otra. Entendido esto, podríamos tomar una cámara polaroid y realizar 20 fotos de una persona andando. Al verlas despuues una tras otra daría la sensación de que la persona efectivamente se mueve.

Ahora tengamos en cuenta que cada foto le cuesta unos minutos revelarse, que cada foto cuesta una pasta y que el resultado final es bastante pobre ---> conclusión, gastamos demasiado tiempo y dinero en realizar un "video" de pésima calidad.

Lo que hace el formato MPEG no es tomar fotos completas para cada frame, utiliza lo que se conoce como codificación diferencial, esto es sólo registra los cambios existentes entre dos frames seguidos, así en vez de guardar una enorme cantidad de datos, tan solo se guardan unos pocos píxeles de modo que reducimos el tamaño del archivo, y aumentamos considerablemente el rendimiento, además de porder subir el frame rate.


Espero que os guste el “tocho”, y como ya comenté antes, si alguien cree poder aportar algo o corregirlo en su caso, adelante.

Un saludo.

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 #6
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En mobilemag se hizo hace un tiempo una comparativa de cámaras de teléfono de 2 Mpx:

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SE K750

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NKIA n70

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NOKIA n90

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NOKIA 6280

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SHARP V902

Con el 6280 se refleja la máxima de que no por mucho Megapixel las fotos son buenas (y menos con el n80 que con 3 Mpx son aun peores)

Fuente: Debes estar logueado para poder ver los enlaces.

Un saludo.

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 #7
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Oye, chapó por tu currada, he aprendido bastantes cosas y eso q estaba puesto! verdazo para ti

"No es más rico el que más tiene si no el que menos necesita"
 #8
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Ahora no me lo leo porque es tarde, pero mañana me lo leeré enterito, que hay varias cosas que no tengo muy claras.

Muchas gracias por este post, y te has ganado otro verde (si es que no te lo había puesto ya).

Soy de Alcalá de Henares.
 #9
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Joder que pena que ya tengas mi verde, te mereces bastantes más.

Muchas gracias por tu trabajo, nos enseña a muchos.

Qué alegría que haya usuarios que aporten cosas positivas como esta, en vez de estar todo el día hablado de p*ll* y c*l*.

Gracias y un saludo.

 #10
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Genial, me lo he leído de cabo a rabo y me ha encantado. Lastima que con mi pésima memoria se me olvide en breve, je, je, je...

[SIZE=10]POST IT YA[/SIZE]

PD: NO te pongo verde porque te lo puse hace mil... podrian habilitar los votos múltiples si se especificara la razón o algo asi...emoticon disimulo

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