Medición de la resolución de los escáners

La resolución de un escáner es un importante criterio para la decisión de la compra. Finalmente, de ella depende cuantos detalles se pueden sacar de un original, qué tamaño tendrán los archivos de imagen resultantes y de qué tamaño se pueden hacer las fotos/impresos de un escáner y/o hasta qué tamaño se pueden agrandar los recortes de una imagen.

En los escáners modernos de base plana abundan unos valores de resolución impresionantes. Sin tener que gastar mucho dinero ya se obtienen unos aparatos con miles de dpi de resolución del escaneo. Pero qué se debe opinar de estos meros numeros tan elevados y prometedores? Solo son unos valores teóricos del productor o son alcanzados también en la práctica? Algunos productores hablan de una resolución óptica, otros de una resolución interpolada. Cuáles son las diferencias?

Este capítulo se dedica plenamente al tema de la resolución de los escáners. A parte de unas bases teóricas y explicaciones, voy a presentar un método de medición para medir la resolución real de el propio escáner de base plana o escáner de diapositivas.

Qué quiere decir la declaración de la resolución en el valor DPI?

Hay unas variaciones incontables para indicar la resolución de un escaner o de una impresora. Cuando se habla de la indicación de la resolución, siempre se repiten los términos DPI (dots per inch), PPI (points per inch), LPI (lines per inch), pares de líneas por milimetro, ect. Qué quiere decir una indicación semejante y qué se puede hacer con ella?

En el mundo de los escáners de película fotográfica, escáners de base plana e impresoras, la indicación más común para la resolución es DPI. La abreviación DPI quiere decir Dots Per Inch, o sea, traducido, puntos por pulgada. Según esto, una impresora con una resolución de 600 dpi imrpimirá 600 puntos al recorrer una pulgada.

1 Inch = 2,54 cm

Qué se puede imaginar uno exactamente bajo 600 dpi? Inch es una medida de longitud americana; 1 equivale a 2,54 cm. Si se divide la resolución de 600 dpi por 2,54 cm, se obtiene una resolución de 236 puntos por cm. Por lo tanto, nuestra impresora imprime 236 puntos en una longitud de 1 cm y/o 23 Puntos por milímetro.

Qué significado tiene una resolución de un escáner o de una impresora en la práctica a parte del hecho que en cuanto mas alta la resolución, mejor es un escaneo/impreso? Como pauta se aplica: para realizar un impreso de alta calidad de una imagen, la resolución debería ser de un mínimo de 300 dpi. Por lo tanto, 300 dpi quiere decir 300 puntos por pulgada, o sea, 118 puntos por cm. Por lo tanto, un cuadrado con una longitud de lado de 1 Inch contiene 300 x 300 = 90.000 puntos de imagen. Esto equivale a 13.950 puntos de imagen en un cm². Mientras la resolución de una imagen tiene que ser de un mínimo de 300 dpi para un impreso de alta calidad, para la representación impecable de una imagen en pantalla, exactamente 72 dpi son suficientes.

Cuando un escaner no tiene una resolución de 300 dpi sino de 600 dpi o incluso más, esto equivale a un aumento de calidad mínimo. pero unas resoluciones mucho mas altas apenas tienen sentido, ya que el resultado de la impresión apenas mejora con la resolución mas alta y el proceso de impresión es considerablemente más lento. Pero el asunto es completamente distinto en el caso de los escáners de película fotográfica. Si se escanearìa una diapositiva pequeña del tamaño de 24 x 36 mm con exactamente 300 dpi, se podría fabricar un impreso de alta calidad en exactamente el mismo formato mini. Claro que nadie desea imprimir sus diapositivas con el formato de un sello sino hacer unas ampliaciones considerables. Si esta imagen pequeña debe adquirir un tamaño de un impreso de Din A4 (21x29,7cm) con la resolución óptima de 300 dpi, hace falta una resolución de aproximadamente 2.500 dpi.

El principio de que una foto de mucho contraste debe tener una resolución de 300 dpi de basa en la capacidad de resolución del ojo humano: a una distancia de observacion normal de 25 cm, el ojo humano puede distinguir 6 pares de líneas por milímetro. Pero 6 pares de líneas significan 12 lìneas alternas blancas y negras por milimetro; un inch consiste en aproximadamente 25 mm, de forma que en un inch se pueden diferenciar 12 x 25 = 300 líneas. Por lo tanto, el ojo humano no puede reconocer una resolución más alta a una distancia de observación normal.

Qué resolución tiene una diapositiva o un negativo de 35 mm?

Los académicos, expertos, fotógrafos, operadores de escáners y muchos que tienen que ver con el tema de la elaboración fotográfica y la fotografía disputen sobre la pregunta de cuántos puntos de imagen se pueden sacar de una imágen pequeña. Es lógico que la cantidad de los puntos de imagen de una diapositiva de 35mm depende del tipo de la película. Una pelìcula con 200 ASA es, lógicamente, de grano más grueso que una película con 50 ASA. Tambièn dentro de la velocidad de la película hay diferencias entre cada película.

Teóricamente, una película muy buena podrá diferenciar en una superficie de una imagen pequeña entre 40-60 millones de puntos. Pero para poder exponer cada uno de estos puntos de forma diferente y controladamente, la película debe encontrarse en una cámara magnifica y también debe tener un objetivo excelente delante. Los objetivos estándar sencillos apenas consiguen aportar más de 10 millones de puntos de imagen (equivalente a 2800 dpi) a una diapositiva de 35 mm. Los objetivos para los profesionales o los objetivos de lentes primos abordan el límite de los 20 millones de puntos (equivalente a 4000 dpi).

Por lo tanto, para un equipamiento normal de cámara un escaneado con 2800 dpi es suficiente para sacar aproximadamente 10 millones de puntos de imagen de una imagen de 35mm (pequeña). La persona que use un equipamiento de alta calidad y unas películas excelentes puede sacar aproximadamente 20 millones de puntos de imagen con un escaneado de 4000 dpi de una diapositiva de 35 mm. Entonces, para qué hay escáners con 4000 dpi y aún más resolución? En general, tiene sentido pensar en estas dimensiones tan altas?

La respuesta es un claro sí. Durante el escaneo de una imagen aparecen efectos molestos como el aliasing, interferencias, ect. Todos estos dependen del efecto intermedio de la resolución aplicada de escáner y de la resolución real de la imagen. Cuanto más alta sea la resolución, estos efectos molestos se reducen. Por lo tanto, sí tiene sentido de escanear un material con 4000 dpi que en sí sólo es de una resolución de 2500 dpi.

La resolución teórica contra la resolución práctica

La persona que lea las hojas de datos de los escáners de película fotográfica y de los escáners de base plana, se impresionará al ver unas cifras de resolución gigantes. Los escáners de base plana que se encontraban antes en un margen entre 300 y 600 dpi, hoy en dìa declaran unas resoluciones de más de 3000 dpi. Los escáners de película trabajan hoy en día con una resoluciones de 4000 y más - son mágenes que antes estaban reservadas sólo para los enormes escáners de tambor. Hasta los escáners de diapositivas más sencillos ya tienen unas resoluciones de en parte hasta 7200 dpi declaradas en sus hojas de datos.

Las personas se dejan cegar fácilmente por estos meros números. Algún comprador de escáner se compra un aparato sólo según este valor medible sin pensar más en el asunto. Aquí, yo quiero poner un enfasis sin falta a una realidad muy importante:

Los datos de los productores respecto a la resolución son unos valores teóricos que en la práctica sólo pueden ser alcanzados por unos escáners de una calidad muy elevada.

Lamentablemente, no es raro que un productor declare un escáner con una resolución de 7200 dpi y lo introduzca así en el mercado, pero en la práctica, no se puede alcanzar ni si quiera la mitad de la resolución. Esto parece ser una estafa al cliente, no? Entonces, para qué sirven los datos del productor? Si en el caso de un escáner se declara que por ejemplo, en la dirección del transporte se pueden alcanzar 3000 dpi, esto significa que el motor de transporte mueve el sensor ccd hacia delante en 3000 pasos por inch (pulgada). Pero si el sensor es lo suficientemente fino que durante el recorrido de 1 Inch verdaderamente puede diferenciar 3000 líneas de imagen distintas, no se ha dicho con esto. Las diapositivas se pueden comparar con las impresoras de chorro de tinta: una impresora con una resolución de 600 dpi no tiene porqué aportar necesariamente mejores impresos que un aparato con sólo 300 dpi; la resolución más alta sólo es decisiva cuando cada una de las agujitas trabajen con tanta precisión que se pueden imprimir u omitir 600 puntos de imagen por pulgada.

Para aclarar un poco el complicado asunto de los datos del productor en respecto a la resolución de los escáners, los subcapítulos siguientes están dedicados a un método de medición para la resolución de los escáners. Con el test chart que será descrito a continuación será posible para cualquiera de medir la resolución de su propio escáner por uno mismo.

Determinación de la resolución del escáner con la ayuda de una imagen de test

Para medir la resolución real de un escáner se aplica un modelo estándarizado como es el test target USAF-1951. Un test de resolución en un escáner entonces funciona de forma parecida a un test óptico en un ser humano: sobre el test target se encuentran unos dibujos que de elemento a elemento se vuelven más pequeños. En cuanto más pequeño sea el elemento que el escáner aún puede "leer", más grande es la resolución del escáner.

En el USAF 1951 chart que está descrito en los capítulos siguientes, cada uno de los elementos consisten en unos pares de líneas horizontales y verticales que tienen un tamaño determinado y que están dispuestos de una manera específica. Si el escáner aún distingue cada una de las líneas negras del fondo blanco, el elemento respectivo se considera como solucionado y a ese elemento le corresponde una resolución de escáner determinada en DPI.

A continuación se describirá en detalle la estructura y la aplicación práctica de un test target USAF-1951.

El test target USAF-1951

La imagen de test USAF-1951 contiene una gran cantidad de elementos estándar que cada vez se vuelven más pequeños para así medir la resolución real de un escáner. Cada uno de los elementos así como la estructura del test target están estandarizados según la norma MIL-STD-150A; se trata de una norma estándar militar americana.

En el test target, un elemento consiste en 3 lineas horizontales y tres lineas verticales de una longitud y ancho determinado asi como en una distancia determinada. Cada una de las líneas son 5 veces más largas que anchas; la distancia entre dos lineas corresponde exactamente al ancho de la línea. En la tabla del elemento de al lado, todas las medidas están mencionadas como valor/x. Aqui, x es la resolución en pares de líneas por milímetro. Bajo un par de líneas se entiende simepre una línea blanca más una línea negra. Por ejemplo: si x = 1, la resolución es de un par de líneas por milímetro. Entonces, un elemento tiene una longitud de L = 2,5/x = 2,5mm y el ancho de L = 0,5/x = 0,5mm.

La imagen de test USAF1951 consiste en varios grupos que están numerados con los numeros siguientes -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4.... Cada grupo consiste en 6 de los elementos descritos arriba con

En la tabla se ve para el primer elemento del grupo 0 la resolución de x = 1 lp/mm. Se ve como la resolución aumenta de elemento a elemento por el factor 2^1/6. Según esto, el primer elemento del grupo 1 tiene la resolución doble, o sea x = 2 lp/mm; el ancho y la longitud de una sola línea son respectivamente de la mitad del tamaño del elemento correspondiente del grupo 0. Vamos a memorizar estos resultados como unas reglas básicas:

El primer elemento del grupo 0 tiene una resolución de 1 par de líneas por milimetro. De grupo a grupo, la resolución se duplica; el tamaño de cada uno de los elementos se reduce por la mitad. Dentro de un grupo aumenta la resolución de elemento a elemento por el factor 1,12.

Otro comentario respecto a los grupos de un test chart USAF-1951: En los test targets que he aplicado, el grupo más grande tiene el index cero, es decir, en el modelo de la diapositiva, una línea negra del elemento más grande tiene las medidas 2,5 x 0,5 mm. El grupo mas pequeño tiene el index 7; con esto, la resolución del escaneo es medible hasta 11586 dpi. También hay otros test targets con otros y/o varios grupos. En el test target con el grupo 2, una barra negra del primer elemento tiene unas dimensiones de 10 x 2 mm.

Uso del test target de USAF-1951

En la práctica, no hace falta ocuparse del fondo teórico y de la relación matemática entre cada uno de los elementos. De la relación matemática mencionada en el capítulo anterior se puede crear un esquema para cada uno de los elementos de cada uno de los grupos del target para la resolución del escáner. En la tabla siguiente se ve la resolución x en pares de líneas por milímetro. De elemento a elemento (valores expuestos en una columna) aumenta la resolución por el factor 1,12. De grupo a grupo (en una fila hacia la derecha) de duplica la resolución.

Tabla no. 2: Resolución en pares de líneas / Milímetro

Cómo se llega al valor dpi (dots per inch)desde la indicación de la resolución de los pares de líneas por milímetro? Como descrito arriba, se puede convertir 1 inch en 25,4 mm. Por lo tanto, los valores de la tabla de arriba deben ser multiplicados con 25,4. Es necesario volver a multiplicar ese valor con 2, ya que según la definición, un par de líneas siempre consiste en dos lineas. Con el factor de conversión de 50,8 se obtienen los valores de la tabla siguiente:

Tabla no. 3: Resolución en dpi

Para determinar la resolución de un escáner de película fotográfica o de un escáner de base plana se escanea una imagen de test de USAF-1951 en la resolución máxima del escáner y se observa cada uno de los elementos lineales. Si el escáner aún puede resolver las tres líneas negras frente al fondo blanco, se encontrará en la tabla la resolución respectiva en DPI de ese elemento. Algunos escaners tienen una resolución en dirección vertical distinta a la de dirección horizontal. De los grupos de líneas horizontales y verticales dentro de un elemento se puede determinar separadamente la resolución vertical y horizontal del escáner.

El test target USAF1951 con cada uno de sus elementos y la calculación de su resolucin está estandarizado. Pero no hay ninguna regulación para el análisis del escáner de prueba. Muchas veces es dificil evaluar si un elemento está resuelto o no. La mayoría de veces, uno se queda entre dos elementos; la diferencia de resolución de dos elementos es de 12%. Y según esto, en la mitad de ese margen, o sea 6%, aparece la inexactitud y/o la cuestión a interpretar sobre el procedimiento.

Instrucciones breves para la determinación de la resolución con el test target

Para denominar claramente las explicaciones matemáticas anteriores, a continuación verán unas instrucciones breves cómo se determina la resolución real de un escáner con la ayuda de un target USAF-1951:

• Escanear un test target USAF-1951 en la resolución máxima del escáner. Omitir todos los correctores automáticos y filtros. Guardar el escaneado en el formato TIF no comprimido.
• Abrir el escaneado en el programa para la elaboración de imágenes y eligir el factor del zoom al tamaño original 100%.
• Análisis de cada uno de los elementos: las tres líneas negras tienen que destacar del fondo blanco. Atención: el escáner puede tener una resolución distinta en la dirección horizontal que en la dirección vertical.
• Leer el valor del dpi de la tabla no. 3 del elemento que en se encuentra en el programa para la elaboración de imágenes y que aún está representado de forma nítida.

Se puede obtener un test chart de USAF-1951 en nuestro Shop de escáners de película fotográfica como transparencia no enmarcada. La transparencia o bien se puede colocar directamente sobre la placa de cristal (escáner de base plana, superficie de cristal en el caso de escáners de película fotográfica) o bien se puede enmarcar en un marco para diapositivas de 35 mm.

Escaneos de target USAF-1951 con diferentes escáners

Nuestras páginas de informes de prueba de escáners contienen escaneados de prueba UASF-1951 para muchos tipos de escáners. Entre ellos se encuentran escáners de alta calidad que cumplen exactamente con la resolución especificada, y hay otros aparatos que en la práctica no alcanzan ni el 50% de la resolución indicada en la hoja de datos. Los escáners de base plana con unidad de transparencia más baratos, en la práctica muchas veces solo alcanzan el 30% de la resolución nominal.

Para poder comparar los distintos aparatos siempre indicamos en nuestras páginas de informes de prueba la resolución efectiva de los escáners, o sea la resolución medida que el escáner verdaderamente alcanza en la práctica.

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