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Los Megapíxels y el tamaño de los sensores. Ni calidad ni cantidad ni todo lo contrario

Parecía que la guerra de los megapíxels ya había acabado, pero ahora se ha reiniciado, con otra finalidad. Con el inicio de la era digital las diferentes marcas vieron que los megapíxeles vendían. Si no se domina mucho una materia se tiende a pensar que cuanto más, mejor. Si una cámara tiene un sensor de 12 Megapíxels, uno cree que es mejor que una que sólo tiene 6. Esto es erróneo, puesto que una cosa es la cantidad y otra la calidad. Ahora que la calidad de los sensores es buena, y que cualquier cámara te da la suficiente calidad para el uso que se le dará el 95% de las veces, los megapíxels ha dejado de ser un reclamo de marketing para volver a los orígenes, o sea, ahora vuelve a significar cantidad. Actualmente las nuevas cámaras con sensor FX ya tienen fácilmente 24 o más megapíxels, que es una cantidad suficiente para poder decir que con una de estas cámaras tenemos dos a la vez, una FX y una DX. Los sensores FX también se llaman FF (Full Frame) y tienen una medida de 24x36mm, igual que los negativos o diapositivas. Los sensores DX tienen una medida denominada APS, que puede variar dependiente de la cámara, pero aproximadamente hacen un mínimo de 14,4x22,2 (Canon) y un máximo de 15,6x23,7mm (Nikon y Sony) Ahora hablaremos del tamaño de los sensores y de los megapíxels para mirar de aclarar unos conceptos. PÍXEL Y SENSEL El píxel es la unidad mínima de una imagen (picture element). El sensor no es una imagen, por lo tanto no tiene píxeles. El sensor tiene fotositos (espacio) con un fotodiodo (fotoreceptor) en cada uno. La unidad mínima de un sensor es llama Sensel (sensor element). A niveles prácticos y debido a su analogía, decimos que el sensor tiene píxeles, puesto que la información de un Sensel dará lugar a un píxel. La imagen final tendrá tantos píxeles como Senseles tenga el sensor.

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Sensor Filtre Bayer

Aquí se puede ver el filtro Bayer puesto

sobre el sensor. Cada cuadrícula representa

un fotosito.

Esquema de los Píxeles (Senseles) del sensor Estructura Física de los píxeles (senseles) según el tipo de

sensor.

TAMAÑO DEL SENSOR El tamaño del sensor nos da una idea de la calidad del sensor. Imaginamos dos sensores, un de tamaño APS (DX) y uno Full Frame (FF o FX), los dos sensor con 12 Megapíxels (p.e. la D2x y la D3). Teniendo en cuenta que a niveles orientativos, un sensor FX tiene el doble de superficie que un DX, podremos decir que cada Píxel del sensor será el doble de grande en un FX. Esto significa que para sensores con los mismos megapíxels, cada píxel de un sensor FX puede captar el doble de fotones que un DX, por lo tanto puede dar un gradiente más grande de grises, y también con menos luz dará un resultado más bueno (menos ruido).

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O sea cuanto mayor sea el Sensel, más luz podrá captar y por lo tanto más información podrá contener y por lo tanto mejor calidad tendrá la imagen.

La medida del Sensel se difícil de saber, a veces se nos da esta información en densidad de píxeles, p.e. Cuanto más densidad, más píxeles hay por mm2 y por lo tanto estos serán más pequeños, con lo cual no podrán dar tanta calidad. Tanto la D300 y la D700, tienen 12MP, una a DX y la otra a FX. Son sensores de la misma generación, Debido a que todos tienen los mismos Megapíxels, podemos decir que la D700 tiene los píxeles más grandes y por lo tanto dará más calidad. La Nikon D800 tiene 36MP en formato FX, pero si recortamos la imagen para trabajar en modo DX, veremos que la imagen resultado tendrá unos 15MP, de hecho la D7000 tiene 16 y siempre trabaja en formato DX. A niveles prácticos, podríamos decir que si los sensores de la D800 y de la D7000 fueran de la misma generación y categoría, seguramente tendrían la misma calidad, debido a que el tamaño de los píxeles (Sensels) es la misma. O sea que tenemos a nivel comparativo: - Sensores de tamaño diferente con los mismos Megapíxels (D2x y D3) - Sensores del mismo tamaño, pero con píxeles diferentes (D3 y D800) - Sensores de diferente tamaño pero con la misma densidad de píxeles (D7000 y D800) CALIDAD DE IMAGEN Hay bastantes elementos que son claves para dar calidad a una imagen, pero antes que nada diremos que es la calidad. Una imagen tendrá calidad si los colores de la imagen son los mismos de la realidad, si no aparece ruido, si los objetos se ven lo suficiente nítidos, si los objetos no se ven pixelados, si tenemos un gradiente de luminosidad lo suficiente grande para que no se vean bandas y otros pequeños factores que no son tan determinantes. Los elementos claves para conseguir la calidad son: Óptica: Es clave para obtener imágenes nítidas, cuanto más bueno sea el objetivo, más nítida será la imagen que llegue al sensor. Procesador: Es el motor que convierte la respuesta del sensor en información digital. Hay varias generaciones dentro de cada marca, y cada nueva generación procesa mejor la información. El procesador de Nikon es dice EXP EED, el de Canon DIGIC, el de Sony BIONZ, el de Olympus TruePIC, el de Panasonic Venus Engine y el de Pentax PRIME. Un ejemplo de la importancia del procesador es que la Sony 580 y la Nikon D7000 comparten el mismo

sensor, pero la Nikon da más calidad debido al tratamiento de la información por el procesador.

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Medida del píxel (Sensel): Cuanto mayor sea la unidad de captación de luz, más fotones podrá captar y por lo tanto más información tendrá para hacer la imagen, y esta será más real. Generación de los sensores: Evidentemente la técnica va evolucionando, y un sensor que era muy bueno hace cuatro años, actualmente sigue siendo igual de bueno, pero superado claramente por la nueva generación. Una D2x que valía 4.500€ cuando salió, se superada claramente por la D5100 que vale unos 500€ si las comparamos sólo a nivel de calidad de imagen. Otra novedad de los nuevos sensores es que pueden tener una estructura interna mejorada que dé más calidad, como por ejemplo los sensores retroiluminados. NITIDEZ (DEFINICIÓN) DE LA IMAGEN – el pixelado Cuanto más píxeles formen una imagen más nitidez tendrá, y por lo tanto más se podrá ampliar sin que se vea el pixelado. Si tenemos un reparto de píxeles de menos de 200ppp es fácil que se vea el pixelado. De todas maneras no siempre miramos la imagen muy de cerca, y cuanto más nos distanciamos de la imagen más difícil se nos hará ver el pixelado. Si imprimimos una foto a 100ppp y la miramos a más de un metro, el pixelado no lo veremos. CUÁNTOS PÍXELES NECESITAMOS? Una cosa que nos puede ayudar mucho es saber cuántos megapíxels necesitamos para el nuestras usos. Para visualizarlas en un TV Si las imágenes las queremos para verlas sólo en un TV Full HD (1920x1080) con 2MP es suficiente, independientemente de si la TV tiene 32 o 42 pulgadas, mirando la imagen desde cerca, veremos el pixelado, pero si miramos la TV desde la distancia recomendada (un mínimo de 1 .5m para 32” y 2m para 42”), este pixelado no se verá). Un TV de 32” a Full HD tiene una distribución de píxeles de aproximadamente de 68ppp y un de 42” de 55ppp. Para visualizarlas en un monitor de ordenador: Aquí hay diferentes factores que afectan, como la relación altura/anchura, y la medida en píxeles y en centímetros. Con respecto a la relación, a nivel general tenemos los 4:3 y los 16:9, que son los panorámicos. La medida en píxeles es la que es importante para saber cómo veremos la imagen en el monitor. La medida en centímetros sólo nos ayudará a calcular la densidad de píxeles. Un mismo monitor de 21 pulgadas puede tener más o menos píxeles, y por lo tanto cuanto más píxeles tenga, más densidad de píxeles tendrá y por lo tanto todo lo veremos más nítido, y a la vez más pequeño. Un monitor de unas 23” acostumbra a tener una resolución de 1920x1200, y por lo tanto con 2MP ya tenemos suficientes. Para sacar copias en papel fotográfico (300ppp): - a 10x15: 2MP - a 24x36: 12MP - a 40x60: 33,5MP - a medida DIN-A4: 8,7MP - a medida DIN-A3: 17,6MP

En un proyector: - 800x600 (SVGA): 0.48MP - 1024x768 (XGA): 0.78MP - 1280x720 (720p): 0,92MP - 1920x1080 (1080p): 2MP

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Cómo podemos ver para los usos más comunes con 2MP ya tenemos suficiente. Si hacemos un fotolibro y queremos que la imagen ocupe toda una página, o bien el fondo, si que podremos necesitar 10 o más megapíxels. Debemos tener en cuenta que una imagen se puede duplicar en tamaño sin que pierda calidad. Si tenemos una imagen a 12Mp, la podemos ampliar hasta 24MP y por lo tanto la podremos imprimir a un tamaño más grande, sin que se note. Si con 2MP ya tenemos suficiente para el 90% de los usos que le daremos a la imagen, como es que las cámaras tienen tantos Megapíxels? La respuesta es que a veces queremos imprimir la imagen a un tamaño más grande, pero la mayoría a veces queremos más píxeles para poder recortar la imagen. Si hemos hecho una foto de un pájaro, y este ocupa una quinta parte de la imagen, podemos recortar la parte estricta del pájaro para que este se vea bien. Si la imagen original tiene 2MP y la recortamos a una quinta parte, la foto final sólo tendrá 0.4Mp, pero si la foto original tiene 12MP, la parte recortada tendrá 2.4, y por lo tanto la foto la podremos usar en los usos más comunes sin que se vea el pixelado. OBJETIVO y SENSOR

Este esquema representa la imagen captada por un objetivo preparado para FX (FF) o DX (en gris). El Objetivo crea una imagen redonda, que ha de abarcar todo el sensor. El recuadro AZUL representa lo que capta un sensor FX. El recuadro ROJO representa lo que capta un sensor DX. Los objetivos para sensores DX son más pequeños y crean imágenes más pequeñas, suficientes para el sensor DX, pero no para el FX. Los objetivos para FX nos sirven también para sensores DX, pero no al revés, puesto que la imagen creada por un objetivo DX no abarca todo el sensor FX.

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Fotos dónde NO importa la Distancia Focal En la mayoría de las fotos usamos el zoom para conseguir la imagen que queremos, por lo tanto si tenemos un sensor DX o FX la imagen que obtendremos será la misma, pero a una distancia focal diferente, que será la misma si hacemos la conversión (generalmente 1,5x para Nikon y 1,6x para Canon).

Sensor DX Distancia focal 18mm

(18*1.5=27mm)

Sensor FX Distancia focal 27mm

Las dos distancias focales darán a lugar a la misma imagen.

Estas dos imágenes, al ser iguales, el número de píxeles que forme cada objeto dependerá puramente de los píxeles que tenga el sensor.

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Fotos dónde SÍ importa la Distancia Focal (Macro, tele, y otras) Hay fotos en que sí que importa la distancia focal, como por ejemplo las fotografías macro, las focales fijas o bien los teleobjetivos, que generalmente se usan a la máxima distancia focal para hacer fotografías de fauna, etc...

FOTO con formato FX FOTO con formato DX

Aquí, debido a que estamos trabajando a una distancia focal fija, las imágenes resultantes son diferentes, por lo tanto la cantidad de píxeles que forma cada objeto no dependerá sólo de los píxeles del sensor, sino también de la ampliación. Si tenemos dos cámaras de 12 megapíxels, una en formato FX y otra en DX, el resultado que tendremos es que la marmota fotografiada con la FX estará compuesta por menos píxeles que la fotografiada con la DX. En estos casos tener una cámara DX es muy beneficioso. Si estuviéramos haciendo una fotografía macro a máxima potencia del objetivo, obtendríamos un ratio de 1:1, pero el resultado no sería el mismo, puesto que pese a que la ampliación sería la misma, el recorte en la DX provoca que el objeto fotografiado esté definido por más píxeles que en una FX.

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Un caso interesante es el de la D800, que es la cámara con más megapíxels en formato FX y el de la D7000 que era una de las cámaras con más megapíxels (hasta hace poco) en formato DX. La D800 tiene 36MP y la D7000 16MP. A niveles prácticos los dos sensores tienen la misma densidad de Megapíxels, lo que significa que los píxeles que formarán la marmota serán los mismos usando cualquiera de las dos cámaras. La diferencia estará en que usando la D800 se habrá hecho una fotografía más grande, o sea que habrá salido más paisaje en torno a la *marmota.

CONCLUSIONES Antes que nada debemos saber qué usos queremos dar a nuestras imágenes, y así saber cuántos megapíxels necesitamos. Debemos pensar que todas las cámaras permiten trabajar a medidas más pequeñas que la máxima, pero sólo en JPG. Si trabajamos en formato RAW, todas las FX permiten hacer un recorte a DX, y sólo algunas DX permiten hacer un recorte a un tamaño más pequeño. Si no hemos de aprovechar la medida máxima del sensor en todas las imágenes, es bueno trabajar en una medida más pequeña para tener imágenes más pequeñas y no consumir tanto espacio, ya sea en los discos duros o en la tarjeta. Las cámaras FX con muchos megapíxels nos permiten tener dos cámaras en una, una FX y una DX. Las cámaras DX con muchos megapíxels, que se pueda recortar la imagen en RAW, nos permiten también simular tener dos cámaras, una DX y otra todavía con más recorte. El tamaño del sensor nos orienta de la calidad de la imagen, siempre que hablamos de la misma generación y categoría de sensores. La Nikon D3200 y la D600 tienen los mismos Megapíxels, pero una en DX y la otra en FX. Sin haberlas testeado, ya me puedo imaginar que la D600 dará más calidad de imagen y me permitirá trabajar en uno ISO más elevado sin problemas debido a la medida del sensor. El que realmente importa es la cantidad de megapíxels que forma el objeto deseado en la imagen, puesto que es el que nos permitirá recortarla más o menos y por lo tanto ver la parte deseada a un tamaño más grande sin problemas. Espero haber ayudado a esclarecer las dudas que van apareciendo actualmente con las nuevas cámaras con muchos más Megapíxels.