Ver todos los artículos

Latitud II

El ruido es inherente al sistema de captación de cualquier cámara digital. Dentro de un entorno más o menos estable en cualquier secuencia, es la única variable que realmente rompe con la estabilidad de esa imagen. A pesar de ello, el ruido electrónico sigue un patrón muy marcado porque depende de los fotodiodos de los sensores. Esto marca una diferencia muy importante con la interpretación o la percepción visual de este ruido electrónico con respecto, por ejemplo, al grano que existe en las emulsiones fotoquímicas. El grano también es inherente a las emulsiones fotoquímicas. En este sentido, se podría comparar al ruido, sin embargo, el grano es completamente aleatorio y el problema aquí es que el cerebro humano está diseñado para distinguir patrones por cuestiones de supervivencia, el ser humano establece patrones todo el tiempo. Si nosotros dibujamos una imagen de un círculo incompleto, inmediatamente nuestro cerebro lo completa y ve un círculo, porque el cerebro busca los patrones. Existen incluso teorías psicológicas de que la búsqueda constante de patrones, que es meramente una estrategia del ser humano para la supervivencia de la especie, se vuelve en nuestra contra en forma de teorías conspiratorias. Necesitamos encontrarle el sentido a todo y el universo está lleno de cosas aleatorias. Pero nosotros no queremos verlo así. Pues esto influye en nuestra percepción visual de sobremanera, porque cuando vemos el ruido electrónico como es un ruido provocado en filas y en columnas por un sensor, evidentemente encontramos un patrón y nos resulta mucho más molesto que cuando se trata del grano de una película que suele ser más aleatorio. Hasta dónde podemos llegar tanto con el grano como con el ruido? Podemos llegar hasta donde queramos para añadir textura, dar cierta información extra, o para dar intención creativa a la imagen. Podemos hacer todo esto, hasta el momento en que el espectador se sale completamente de la narración, esto ocurre cuando el ruido resulta muy molesto. Hay que analizar exactamente qué tipos de ruido afectan a los sensores de las cámaras de captación digital, para realmente saber cuándo podemos y cómo podemos evitar lidiar con ellos y de qué manera.

En primer lugar, tendríamos que hablar del ruido de patrón fijo, que se produce porque los sensores no ofrecen una uniformidad en la salida de la señal y esto se debe a que los fotodiodos, que son la parte sensible a la luz de cada píxel, no responden con la misma sensibilidad y con el mismo rendimiento en cada secuencia y por lo tanto, la salida de la señal no es consistente. Hay una ausencia de consistencia. Todo este fenómeno del ruido de patrón fijo se exacerba mucho cuando no estamos utilizando iluminación externa.

Para calcular la desviación que hay en la salida de señal de un fotodiodo específico con respecto a la media que hace todo el sensor, se utiliza un espectrómetro, para medir todos los niveles y luego se compara esa medida, siempre con un tiempo de integración específico y con unos valores específicos, con los valores de longitudes de onda que tiene la escena en particular. Su denominación tradicional es falta de uniformidad en el espectro oscuro o en la señal. Este fenómeno se produce por la reacción individual de cada fotodiodo a la temperatura y además al tiempo de integración, porque evidentemente no está llegando el mismo haz de luz a cada fotodiodo. Llegan haces de luces diferentes, con una cantidad diferente de fotones. Por lo tanto puede que haya fotones que ya estén saturados cuando a otros todavía no les ha llegado suficiente energía lumínica. Por todo ello, hay que tener muy presente la circuitería en el píxel que rodea al fotodiodo, a la superficie sensible a la luz, porque esa circuitería genera energía calorífica y el tema es que los fotodiodos reaccionan frente a la energía calorífica, del mismo modo que si fuera luz. Lo hacen frente a la energía calorífica y lo hacen también frente a la luz infrarroja. En los dos casos, reaccionan como si fueran fotones. Ese es el motivo por el cual, insisto, lo hemos contado en capítulos anteriores, muchos fabricantes dejan pasar cierta cantidad de luz infrarroja para supuestamente aumentar la latitud del sensor, a pesar de que nosotros no somos capaces de percibir esa parte del espectro. Pero bueno, es una trampilla que hace más o menos todos los fabricantes, con mayor o menor éxito, y que puede producir dominantes imposibles en los tonos de piel en alguna que otra ocasión. Lo importante de todo esto es que, como la circuitería que rodea cada uno de los fotodiodos genera ya una base de calor, hay una pequeña base de ruido que estos fotodiodos están admitiendo.

El ruido también depende de las condiciones de temperatura y humedad del rodaje. Cualquier cámara generará un ruido base completamente diferente cuando está trabajando en entornos extremadamente fríos, que cuando está trabajando en entornos cálidos y húmedos.

Por este motivo, es esencial realizar con cierta periodicidad, especialmente en aquellas situaciones en las que se ha cambiado bastante de temperatura y humedad, un balance de negros en las cámaras. Algunas de ellas lo realizan de manera automática y lo hacen directamente por campos, fotograma a fotograma. Es importante realizar esto porque de este modo nosotros conseguimos realizar un procedimiento que se conoce como sustracción del fotograma oscuro. Básicamente es una comparación del ruido entre dos secuencias. Dejamos los valores de exposición que vamos a utilizar en la secuencia que vamos a rodar y directamente rodamos con la tapa puesta en lugar de con la óptica y la cámara. Va a comparar la información en ese plano con el plano siguiente, con la óptica puesta, que es la verdadera secuencia. Al comparar estos dos, se dará cuenta de cuál es el ruido de patrón base y lo eliminará de la secuencia. Esta técnica también sirve para corregir el fenómeno de los píxeles muertos, atascados o calientes. Si tomamos estas imágenes con el mismo tiempo de exposición y con la misma temperatura ambiente, es posible eliminar en gran medida el patrón del ruido termal. Porque de este modo lo que estaríamos sumando, es la cantidad de ruido generada por el calor de la circuitería que redunda sobre los fotodiodos del sensor y además, estaríamos eliminando el patrón de lectura de patrón fijo. Por eso, sumando estas dos circunstancias, es posible eliminar básicamente toda la cantidad de ruido que se debe a la base de calor que proporciona la circuitería alrededor del fotodiodo.

La salida de señal de los fotodiodos también puede variar. También puede ser diferente, incluso en los casos en los que reciben la misma cantidad de luz. Esto puede pasar por dos motivos. En primer lugar, el tema de que la sensibilidad de los fotodiodos sea diferente por algún defecto de fabricación o de configuración en el momento en que estamos utilizando el sensor, o bien porque hay diferencias en la señal de los amplificadores que conforman la circuitería que hay aneja a cada fotodiodo en un sensor CMOS. Hay varios motivos, además, para que esto segundo pueda ocurrir, a este tipo de fenómeno se le llama ruido de lectura y se debe a variaciones en la corriente, a pesar de que uno esté recibiendo la misma cantidad de luz en cada fotodiodo, en cada pixel, en el sensor. El motivo primero es esta falta de consistencia en la sensibilidad o en los amplificadores, y también se puede provocar por medio de la inductancia. La inductancia es la variabilidad de la corriente, pero no solo la del sensor, sino de cualquier circuito, no solo interior al sensor, que se encuentre muy cerca de ese sensor. Esto puede pasar por ejemplo si alguien acerca demasiado un Walkie Talkie a la cámara. Para evitar que se produzca un ruido de lectura por una herramienta o un dispositivo electrónico externo a la cámara, todas las cámaras digitales actuales tienen una serie de aislamientos electromagnéticos que impiden eso. Los circuitos electrónicos analógicos son vulnerables al ruido y el momento en que más vulnerables son, es cuando pasan por el conversor analógico digital. El conversor analógico digital es un dispositivo que realiza, digamos, la conversión de la señal eléctrica a un lenguaje digital o binario, para que lo procese. Los procesadores de la cámara de turno.