Densidad y volumen de densidad en los escáners

Las personas que se compren un escáner, sea un escáner de película fotográfica, un escáner de base plana o un aparato combinado, lo primero que encontrarán en el envoltorio, es decir, en los datos del productor normalmente es la resolución óptica como marca y/o criterio decisivo para la compra. En nuestra página web Resolución se habla detalladamente de esto y al leérlo, se obtiene sobretodo el conocimiento que los datos del productor en parte sólo tienen poco que ver con la verdadera resolución.

Como segunda característica de la calidad de los escáners se encuentra, mayormente en letras más pequeñas, el volumen de densidad del escáner. Pero mientras la información sobre la resolución son datos concretos, el volumen de densidad es un valor numérico que sólo los usuarios profesionales pueden evaluar correctamente, incluso si el aficionado comprende que el volumen de densidad se encuentra en un margen bajo y que el escáner es mejor si el valor numérico es más alto. Voy a compararlo con los valores de un automóvil: mientras cualquiera se puede imaginar bajo un valor de 100 caballos un enorme tiro de 200 caballos (animales), sólo una menoría sabe interpretar el valor del momento de giro de 170 Nm.

Pero el volumen de densidad en los escáners de película fotográfica no es un valor numérico obvio con una normas claras para el manejo de este. No, pues cada productor utiliza la información sobre los datos de rendimiento de una manre distinta. Mientras un productor informa sobre el volumen de densidad real, otro menciona la densidad máxima como una característica equivalente, y otro indica el volumen de densidad como espectro completo que en ningún caso se puede alcanzar por medio de un escaneo.

El artículo siguiente debe aclarar a los interesados en la técnica y en la física sobre la densidad, el volumen de densidad, densidad máxima y densidad mínima. Sin sumergirme demasiado en la ciencia, voy a derivar los términos y la significación de estos de los hechos físicos y representaré su significancia de forma gráfica. Incluso los que descarten la parte basada en la física debe de obtener al leer los capítulos siguientes una idea clara sobre los términos que describen la densidad y cuáles los significados de los valores numéricos en la práctica.

Reflexión, absorción y transmisión

Antes de dedicarnos al término de la densidad debemos tratar unos temas básicos de la física que conocemos todos del diario. Se trata de qué puede pasar si caen unos rayos de luz sobre un medio y/o un objeto, especialmente respecto a los efectos de la reflexión, absorción y transmisión. Si observamos un simple ejemplo que conocemos todos de un día caluroso en el verano: un coche está aparcado al aire libre y los rayos solares caen directamente sobre el vehículo, véase la imagen siguiente, en la cual nos fijamos especialmente en el cortaviento delantero.

En la foto reconocemos los rayos de sol que caen sobre el cristal frontal. El rayo con el número 1 es reflejado por el cristal. Conocemos este efecto, ya que en parte nosotros mismos somos cegados por un cristal de coche desde afuera, cuando el sol cae en el ángulo respectivo. También vivimos este efecto cuendo vamos conduciendo detrás de un coche y el sol cae de tal manera en la luna trasera de este que nos cega. En este caso se habla de reflexión, o sea el efecto de un espejo. Si los rayos de luz caen sobre una luna de cristal, una parte de los rayos son reflejados. Físicamente, es aquella parte del total de la luz del sol que cae y que es reflejada, medida con la ayuda del tal llamado Grado de reflexión. El grado de reflexión ρ se calcula de la relación entre la intensidad reflejada I_R y la intensidad de la luz que entra I₀.

Como intensidad se denomina el rendimiento de radiación que pasa por una cierta superficie. Para más información véase nuestra página sobre Fotometría. No hace falta prestarle más dedicación a este término para entender el grado de reflexión. Simplemente hay que memorizar que el grado de reflexión describe la parte de la luz que entra y que también es reflejada por el medio (por el cristal).

Ahora observamos el rayo de luz número 2 de la foto de arriba. Este rayo cae sobre el cristal del coche y es absorbido por este, es decir prácticamente se lo traga. Este efecto también lo conocemos de nuestra vida cotidiana, porque el cortaviento se calienta cuando le caen los rayos del sol. Ciertamente, no podemos freír huevos sobre el el cortaviento como podemos hacerlo sobre el capó, pero sí notamos un calentamiento considerable cuando dejamos nuestro coche a la luz del sol. Si un medio absorbe los rayos energéticos entrantes como lo hace un cristal, en la física se llama Absorción. El cociente de los rayos de luz absorbidos I_A en relación al total de los rayos de luz entrantes I₀ se denominan grados de absorción α. Estos indican qué parte de los rayos de luz entrantes en el cortaviento van a ser tragados por este.

vamos a observar el la foto de arriba el rayo de luz número 3. Este pasa a través del cortaviento y cae en alguna parte en el interior del vehículo. El efecto de estos rayos de luz naturalmente que también los conocemos de la vida cotidiana en el sentido que el interior del coche está iluminado, pues se habla de las ventanas... En la física se denominan los rayos de luz que atravesaron un medio transmisión. El cociente de la intensidad de la luz que atraviesa el medio I_T en relación al total de la intensidad de luz entrante I₀ se llama Grado de transmisión τ. El grado de transmisión indica qué parte de la luz entrante a podido atravesar el medio.

Ahora, ya conocemos los tres índices para el grado de reflexión ρ, grado de absorción α y el grado de transmisión τ. Los parámetros de cada uno de estos índices está entre 0 y 1. El grado de reflexión de 0 significa por ejemplo que no se refleja nunguna luz, mientras el grado de reflexión 1 quiere decir que toda la luz es reflejada por el medio. En la naturaleza, casi nunca aparecen los valores númericos extremos como el 1 y el 0, sino unos valores númericos como 0,0001 o 0,9999.

Un rayo de luz que cae sobre un medio es o bien reflejado por este (espejo), absorbido (tragado) o transmitido (lo deja entrar). Por consecuente, la suma del grado de reflexión ρ, del grado de absorción α y del grado de transmisión τ siempre es 1, lo que repite la ecuación de al lado matemáticamente. Finalmente, vamos a resumir los resultados más importantes de este subcapítulo:

La luz que cae sobre un medio o bien es reflejada, absorbida o transmitida. La parte de la radiación reflejada, absorbida y transmitida se describe con el cociente del grado de reflexión, del grado de absorción y del grado de transmisión.

Finalmente quiero mencionar para completar el tema que la fórmula de la suma aún se puede ampliar por el grado de disipación. Pero de todas maneras, a continuación sólo nos interesará la transmitancia de luz de un material, o sea, su grado de transmisión. Vamos a resumir la reflexión, la absorción y eventualmente la disipación en la transmitancia de la luz.

Opacidad (Impermeabilidad de Luz)

En el capítulo anterior hemos conocido los términos básicos reflexión, absorción y transmisión. Incluso si probablemente hemos descrito por primera vez en nuestra vida estos fenómenos físicos en una fórmula, los efectos y los términos son conocidos de la vida cotidiana. En este capítulo tenemos que apropiarnos de un término que seguramente es completamente desconocido al 99% de los lectores. Se trata de la impermeabilidad de luz de un material, que se denomina como Opacidad. Pero todo por su orden.

En el capítulo anterior hemos aprendido que el grado de transmisión τ indica la parte de la luz entrante que atraviesa un medio. Un grado de transmisión de 1 quiere decir que el 100% de la luz entrante atravesará el objeto, en cambio, un grado de transmisión de 0 quiere decir el 0% de transmisión, es decir, nada atraviesa el objeto. Por lo tanto, el grado de transmisión es una medida de los grados para la transmitancia de luz de un material. Si utilizamos el valor inverso del grado de transmisión, obtenemos la medida de los grados para la impermeabilidad de la luz o la opacidad de un medio, y justo a eso se llama opacidad. El adjetivo correspondiente es opaco y proviene de la palabra latina opacus (umbroso).

Por lo tanto, la opacidad se calcula del valor inverso del grado de transmisión τ. Según esto, un material con una transmitancia de luz al 100% (τ=1) tiene una opacidad de O=1. Si el material deja pasar sólo el 10% de la luz entrante, su grado de transmisión es de τ=0,1 y según esto, la opacidad es el valor inverso de O=1/0,1=10. Si un material sólo permite ser atravesado del 1% de la luz entrante, su grado de transmisión es de 0,01, y al contrario, su opacidad es de 100. La tabla a continuación demuestra esta relación para una cantidad de valores numéricos contrapuestos.

Grado de transmisión τ (Transmitancia de luz)	Parte de la luz transmitida	Opacidad Impermeabilidad de luz	Color (Marco de diapositiva)
1	100%	1
0,1	10%	10
0,01	1%	100
0,001	0,1%	1.000
0,0001	0,01%	10.000
0,00001	0,001%	100.000

Primera tabla: Relación entre el grado de transmisión y la opacidad

En la última fila, la tabla aún demuestra unos símbolos de marco de diapositiva que simbolizan en color respectivo a la opacidad correspondiente. Una diapositiva con una opacidad de 1 deja pasar toda la luz entrante; este caso está simbolizado con un marco de diapositiva desenmarcado, es decir, la luz entrante no cae sobre ningún obstáculo y atraviesa el objeto sin problemas. Una opacida de 10 y/o menos corresponde a una superficie de película extremadamente clara (imagen blanca). Los elementos de imagen grises claros tienen una opacidad en el margen de 100; y de 1000 los grises oscuros, y en el margen de 10.000 se encuentran los matices negros, cuyo grado de oscuridad apenas se puede distinguir. Vamos a resumir nuestros conocimientos de este capítulo:

La opacidad es una medida para la impermeabilidad de luz de un material. La opacidad tiene un valor mínimo de 1, si el material es de una transmitancia de luz del 100%, y el valor de la opacidad tiende hacia la infinidad según aumenta la impermeabilidad de luz del material.

Densidad, volumen de densidad, densidad mínima, densidad máxima

Después de haber conocido en el capítulo anterior el término opacidad y el significado de este, ahora sólo falta un pequeño paso para entender el término Densidad (inglés: density). La densidad se calcula directamente de la opacidad, empleando los logaritmos de decena, veáse la fórmula al lado. Voy a explicar la ventaja del uso del logaritmo más abajo, pero primero nos dedicaremos a unos valores numéricos y la calculación de estos.

Una opacidad de 1 quiere decir que el 100% de la luz entrante atraviesa el material. El logaritmo de decena de 1 es 0, es decir que un material semejante tiene una densidad de 0, veáse la primera fila de la tabla a continuación. A una densidad de 0 corresponde un material que no se opone a la luz, o sea, no absorbe nada y tampoco refleja nada. En un escáner, esto corresponde a una marco de diapositiva vacío (véase símbolos de marcos de diapositivas en la primera fila). Un marco de diapositiva con una imagen muy clara y con una opacidad de 10 deja que le atraviese aproximadamente el 10% de la luz entrante; la densidad correspondiente se calcula a 1. A una opacidad de 100 (el 1% de la luz es transmitida) corresponde una densidad de 2, ect. Por lo tanto, la escala de densidad es lineal y empieza con un valor de 0. Vamos a ver otra vez la definición de la densidad:

La densidad se calcula del logaritmo de la opacidad. Un matrial absilotamente impermeable a la luz tiene una densidad de 0. En cuanto más grande sea la densidad del material, más impermeable es a la luz. A partir de una densidad de 5 se puede hablar de un material prácticamente completamente impermeable a la luz.

Grado de transmisión τ (Transmitancia de luz)	Parte de la luz transmitida	Opacidad Impermeabilidad de luz	Densidad	Color (Marco de diapositiva)
1	100%	1	0
0,1	10%	10	1
0,01	1%	100	2
0,001	0,1%	1.000	3
0,0001	0,01%	10.000	4
0,00001	0,001%	100.000	5

Segunda tabla: relación entre el grado de transmisión, la opacidad y la densidad

Ahora conocemos el término densidad como medida para la impermeabilidad de la luz de un material. Ahora llegamos a los términos densidad máxima, densidad mínima y volumen de densidad. En este contexto, vamos a observar la imagen siguiente. Se trata de una cascada en Mauricio que he fotografiado de forma inclinada contra el sol. Como el sol no viene por atrás, las rocas parecen ser muy oscuras y las nubes en el cielo aparentan ser extremadamente claras. La zona más clara de la foto se encuentra en algún lado entre las nubes blancas y la zona más oscura en las rocas en el lado izquierdo. Si ahora enmarco esta diapositiva en un marco para diapositivas y dejo que entre la luz de un projector o de un escáner en la diapositiva, notaré que en las zonas de las nubes claras el 10% de la luz será transmitida y el las zonas de las rocas oscuras será aproximadamente el 0,3% de la luz entrante que atraviesa la diapositiva. Por lo tanto, en la zona más clara de la diapositiva hay una densidad de aproximadamente 1; este valor se llama Densidad Mínima D_min. En la zona más oscura, la diapositiva tiene una densidad de aproximadamente 2,5; este valor se llama Densidad Máxima D_max. De la diferencia de la densidad máxima D_max y la densidad mínima D_min se calcula el Volumen de Densidad D de la imagen. Por lo tanto, nuestra imagen tiene un volumen de densidad de D = D_max- D_min = 2,5 - 1 = 1,5.

Volvamos a visualizar nuestros valores numéricos: si usamos una diapositiva no enmarcada, esta tiene una transmitancia absoluta de la luz, lo que equivale a una densidad de 0. Si enmarcamos la imagen de arriba en un marco para diapositivas, entonces la diapositiva es, según la claridad de la imagen, en distintas zonas variablemente impermeable a la luz. En las zonas de las nubes claras es dónde aún entra más luz; aquí,la diapositiva tiene una densidad mínima de aproximadamente 1,0. En las zonas de las rocas oscuras en donde deja pasar menos luz; aquí, la diapositiva tiene su densidad máxima de aproximadamente 2,5. Entre esta valor hay prácticamente todas las escalas entre 1,0 y 2,5. De la diferencia de la densidad máxima y la densidad mínima resulta para esta diapositiva un volumen de densidad de aproximadamente 1,5. Si enmarcaríamos la diapositiva en una plaquita de metal negra, esta sería completamente impermeable a la luz; entonces su densidad tendría un valor de 5 o más. Aora, vamos a volver a resumir los conocimientos en una ventana gris:

Una imagen tiene en su zona más clara una densidad mínima D_min y en su zona más oscura una densidad máxima D_max. El volumen de densidad de la foto se calcula de la diferencia de la densidad máxima y la densidad mínima. En el caso de películas y/o fotos, muchas veces se habla en vez del volumen de densidad del volumen del contraste.

No hay que memorizar toda la derivación de la definición de la densidad con la transmisión, opacidad, logaritmo, etc. Lo que es importante es saber diferenciar los términos densidad, densidad mínima, densidad máxima, y volumen de densidad. Y también es importante conocer unos valores indicativos para los valores de la densidad: la mejor manera es memorizar que una densidad de 0 significa una transparencia absoluta mientras la densidad de 5 para arriba significa una impermeabilidad de luz absoluta (negro). En el margen entre 0 y 1 se encuentran unos matices de blanco muy claros, entre el 1 y 2 unos matices de gris claros, entre 2 y 3 valores tonales medios de gris, entre 3 y 4 matices de gris oscuros y entre 4 y 5 matices oscuros de negro.

Aún queda la pregunta porqué se opera con la densidad logarítmica y no directamente con la opacidad. Se puede decir de forma visual que con una escala de densidad lineal se tiene una cifra de densidad para cada zona de gris (veáse párrafo anterior). Un volumen de densidad de 1,5 como en la imagen anterior corresponde entonces a 1,5 de estas zonas. Con una densidad máxima de 2,5 y una densidad mínima de 1,0 es más fácil trabajar que con una opacidad máxima de 316 y una opacidad mínima de 10 y/o una diferencia de 306. A una diferencia de densidad de 1 correnponden aproximadamente 3 escalas de diafragma de una cámara, independientemente en la zona de densidad que estemos. En la opacidad, una differencia de 50 corresponde en los valores pequeños a una imagen completamente distinta, en los valores muy grandes prácticamente ya no tiene ningún efecto.

Volumen de densidad durante el escaneo

En el capítulo anterior hemos aprendido por medio de un ejemplo (véase foto no. 2) que una imagen tiene desde su zona más clara hasta su zona más oscura un cierto volumen de densidad. En el caso del material de película, fotos o imágenes digitales también se habla del volumen del contraste de la imagen. Ahora vamos a relacionarlo al volumen de densidad de escáners de película fotográfica y escáners de base plana. Un escáner elabora los signales de luz que llegan a su chip CCD y/o a su línea CCD. En la imagen número 3 se ve el interior de un escáner en representación esquemática: una fuente de luz (por ejemplo un conjunto de LEDs rojos, azules y verdes) radia el material de película (una diapositiva o un negativo), y detrás se encuentran los signales de luz transmitidos sobre los elementos CCD. En medio se encuentra intercalada una óptica más o menos laboriosa, como es el objetivo en una cámara. La marcación hace ver claramente porqué en el caso de materiales de película se habla de transparencias. La diapositiva tiene un cierto volumen de contraste, por ejemplo 0, cuando está enmarcada, y 0,5 hasta 3,5 en las diapositivas normales e incluso 5 cuando es prácticamente impermeable a la luz. Pero qué mide el sensor CCD y/o el sistema completo en un escáner que consiste en una fuente de luz, óptica y línea CCD?

En el caso de un escáner óptimo, la zona de medida incluye la densidad mínima de 0 hasta una densidad máxima infínita; entonces, el volumen de densidad sería infínito. Claro que no existe un escáner semejante. A lo mejor, un escáner cubre una cierta zona de densidad, véase la imagen no. 4 siguiente: en la imagen no. 4, la barra superior demuestra una escala de densidad de 0 a 5. Hemos aprendido que una densidad de 0 corresponde a prácticamente una transparencia absoluta, mientras una densidad de 5 corresponde a prácticamente una impermeabilidad de luz absoluta. La barra de abajo indica el volumen de densidad de un escáner más barato. Este llega de 1 a 4. Eso quiere decir que el escáner sólo puede elaborar las diapositivas cuyas informaciones de imagen se encuentran entre 1 y 4. Las imágenes extremadamente sobreexpuestas tienen unas densidades entre 0,5 a 1,0. El escáner ya NO puede distinguirlas. En la imagen no. 4 he representado esta situación por la barra gris clara izquierda (L = Luces). Todo lo que se encuentra debajo de la densidad mínima del escáner se elabora de la misma manera. Por lo tanto, entre el blanco más claro y un gris muy claro dentro de una nube, el escáner no hace ninguna distinción.

Lo mismo pasa en las zonas muy oscuras de la imagen: si una foto está extremadamente subexpuesta o si contiene muchas zonas de sombra, entonces estas zonas de imagen se encuentran en un margen de densidad entre 4,0 y 5,0. Pero el escáner ya no puede distinguir este zona. Todo lo que es más oscuro que el gris oscuro que se encuentra en la densidad máxima de 4 se tratá de la misma manera. Por lo tanto, el escáner ya no se distingue entre un gris muy oscuro y un negro oscuro. Por eso, en la imagen no. 4 he marcado la zona de densidad uniforme entre 4 y 5 con una S para la sombra.

Vamos a observar la quinta imagen para aclarar de nuevo esta situación. Supongamos que nuestro escáner tiene una densidad mínima de 1 y una densidad máxima de 4, o sea, un volumen de densidad de 3. Este escáner debe de escanear 3 imágenes, una imagen muy clara y sobreexpuesta, una imagen normal y una imagen escasamente expuesta. La primera barra con una densidad mínima de 0,5 y una densidad máxima de 3 explicita la zona del contraste de la foto sobreexpuestra. En esta imagen, nuestro escáner no sabe distinguir entre las zonas extremadamente claras. Todas las zonas de la imagen que tienen una zona de contraste entre 0,5 y 1 son tratadas de la misma manera y no se gradua entre ellas.

La zona de contraste de la foto con una exposición normal es demostrada por la segunda barra con una densidad mínima de 1,3 y una densidad máxima de 3,7. Nuestro escáner puede escanear esta imagen por todas partes de manera perfecta, es decir, puede devolver la zona de contraste entera de la imagen. Pero este no es el caso en la imagen muy subexpuesta, que demuestra la tercera barra: con und densidad mínima de 2 y una densidad máxima de 4,5 supera el volumen de densidad de nuestro escáner. Por lo tanto, el escáner utilizado ya no puede distinguir las zonas de la imagen extremadamente oscuras en el margen entre 4 y 4,5 y les aplica a todas el mismo color.

Conclusión: el volumen de densidad de un escáner debería de ser lo más alto posible, para que así pueda devolver completamente el volumen de contraste de los distintos materiales a escanear. Un escáner con un volumen de densidad demasiado bajo corta las luces extremadamente claras de los materiales a escanear muy claros y/o las sombras muy oscuras de los materiales muy oscuros o, dicho de otra manera, no los puede distinguir.

Un escáner tiene una cierta densidad mínima y densidad máxima así como el volumen de densidad resultante. Dentro de este margen puede captar todos los matices de color de un material a escanear, pero los matices que se encuantran fuera del volumen de densidad no son reconocidos por el escáner y/o son cortados por este.

El lector que prestó atención debe darse ahora cuenta de que en un escáner, no sólo se trata del volumen de densidad sino también de la densidad mínima y/o la densidad máxima. Por ejemplo, un volumen de densidad de 3,0 sólo es aceptable si se encuentra en el margen entre 0,5 y 3,5. Si, al contrario, se encuentra entre 1,5 y 4,5, el escáner no es apto para los materiales a escanear claros. En el otro caso extremo, un escáner semejante no podría escanear unas fotos muy oscuras si su volumen de densidad se encuentra entre 0,0 y 3,0.

Un buen escáner como son por ejemplo los aparatos de Nikon tienen un volumen de densidad de más de 4 y con esto pueden captar una gran zona dinámica desde el material de película muy claro hasta muy oscuro. Algunos otros productos indican como volumen de densidad solamente la densidad máxima; entonces el volumen de densidad se disminuye por el valor de la densidad mínima. La razón porqué los productores no aportan unas informaciones más precisas es posiblemente por la estrategia de marketing. El comprador inexperto compara las distintas cifras de densidad y piensa que en cuanto más altas sean, mejor. La persona que haya leído este artículo, ahora ya sabe lo que verdaderamente significan las diferentes informaciones de los productores.

Relación entre el volumen de densidad y las escalas del diafragma

En la derivación anterior hemos conocido los valores de densidad y/o el volumen de densidad como valor numérico que tiene un valor más bajo y de un dígito. En el caso de los escáners de diapositivas, el volumen de densidad es indicado como un valor semejante, por ejemplo 3,8 o 4,2. Pero en la fotografía, no se aplican estos valores de densidad sino más bien términos como contraste de objeto o escalas de diafragma. A continuación quiero mencionar brevemente la relación entre los términos.

En la tabla no. 2 se ha expuesto la relación entre la parte de la luz transmitida, la opacidad y la densidad. Debido a la calculación algoritmética de la densidad, la diferencia de la densidad de significa una decuplicación de la cantidad de luz transmitida. 3 puntos de densidad incluso significa la cantidad de luz multiplicada por mil.

El fotógrafo utiliza valores de diafragma estándarizados; una escala de un diafragma a la siguiente (por ejemplo del diafragma 5,6 a 4) se nota en el sentido de que la cantidad de luz que cae sobre la película y/o el chip CCD se dobla. Por eso también se habla de un contraste de objeto de 1:2.

Por lo tanto, la duplicación de la cantidad de luz corresponde a una relación de contraste de 2, lo que resulta en una diferencia en la densidad de aproximadamente 0,3. 10 escalas de diagragma corresponden a una duplicación de la cantidad de luz del 2¹⁰, o sea una relación de contraste de 1024; esto corresponde a aproximadamente 3 densidades (la cantidad de luz multiplicada por mil). La tabla de al lado no. 3 demuestra el contraste del objeto de la escala correspondiente del diafragma, así como el voloumen de densidad correspondiente. El volumen de densidad aumenta la escala de diafragma por un valor de 0,3. Esto es un valor rondeado, porque la relación del contraste de 1:1024 en 10 escalas de diafragma, calculada correctamente corresponde a D = log(1024) = 3,01. Por lo tanto, el volumen de densidad aumenta con una calculación correcta por cada escala de diafragma por 0,301. Pero simplemente vamos a memorizar lo siguiente:

Una densidad de volumen de 0,3 corresponde a una relación de contraste de 1:2, que en la fotografía corresponde exactamente a una escala de diafragma.

Las cámaras buenas y modernas pueden captar una relación de contraste de 1:1024, o sea, tienen un volumen de densidad de 3,0 que corresponde a 10 escalas de diafragma. Pero sobre esto se hablará más en el capítulo siguiente.

Volumen de densidad de algunos medios y aparatos (práctica)

Ahora ya hemos conocido suficiente teoría y bases sobre los términos densidad, densidad mínima, volumen de densidad, relación de contraste, contraste del objeto y escalas de diafragma, de forma que podemos poner en práctica lo aprendido. primero quiero empezar con algunos valores numéricos para distintos medios (películas, materiales) y aparatos (escáners, cámaras) para así tener una idea en qué zona de valor ocurren los procedimientos importantes en el campo de la fotografía y el escaneo.

En la tabla de al lado he listado el volumen de densidad de materiales y aparatos, así como la densidad de las escalas de diafragma correspondientes. La imagen siguiente no. 6 demuestra las mismas informaciones gráficamente por medio de nuestra ya conocida escala de densidad de 0 a 5. Mientras en la tabla no. 4 el volumen de densidad sólo está listado según su tamaño, este está expuesto en la imagen no. 5 igualmente según sus zonas, es decir, en la imagen no sólo se ve el volumen de densidad sino también la densidad mínima correspondiente de cada una y también la densidad máxima. Pero primero vamos a interpretar el volumen de densidad del material fotográfico. Los materiales no transparentes tienen un volumen de densidad muy bajo de máximamente 1,5 (5 escalas de diafragma); esto es lógico, porque el papel no transmite mucho contraste. Una película de diapositiva, al contrario, tiene un volumen de densidad de aproximadamente 2,4, eso corresponde a 8 escalas de diafragma. El volumen de densidad que es por un valor de aproximadamente 0,9 más grande frente a una foto de papel quiere decir que una diapositiva es 10 veces más fotosensible que una foto de papel. Esto también es lógico, ya que con un proyector de diapositivas y una diapositiva oscura se suele oscurecer la habitación de proyección mientras se ilumina mucho en el caso de una diapositiva muy clara.

El volumen de densidad de un negativo es de aproximadamente 3,6, lo que corresponde a 12 escalas de diafragma. Una película negativa por lo tanto tiene un contraste de objeto más alto que una película de diapositiva. Esto también lo saben los fotógrafos que ya han fotografiado analógicamente con las dos películas, ya que en el caso de una película de diapositiva un fallo de exposición tiene un efecto mucho más grave que en el caso de una película negativa. Dicho de otra manera: una película negativa perdona más fallos al fotógrafo que una película de diapositva.

Las cámaras digitales modernas tienen un volumen de contraste de 7 hasta 10 diafragmas, lo que corresponde a un volumen de densidad entre 2 y 3. Pero un contraste de objeto de 10 o algo más sólo alcanzan las cámaras digitales profesionales réflex; los modelos de bajo precio compactos para aficionados se encuentran en un margen de 7 hacia abajo.

Ahora llegamos a los escáner de base plana, escáners de película fotográfica y escáners de tambor. Qué rendimiento deben de tener estos aparatos para escanear a la perfección los materiales correspondientes? Hablando visualmente, la barra correspondiente del escáner en la imagen no. 6 debe de incluír la barra del material a escanear. El el caso de un escáner de base plana, esta tarea es fácil. Para digitalizar materiales no transparantes con un volumen de densidad de máximamente 1,5, los escáners de base plana sencillos son suficientes que muchas veces no llegan a un volumen de densidad de 2.

Los escáners de base plana tienen un volumen de densidad muy bajo (muchas veces menos de 2), ya que los materiales no transparentes a escanear tienen un volumen de densidad inferior a 1,5.

La persona que se pregunte porqué muchos escáners de base plana con una unidad de transparencias integrada aporta unos resultados tan malos en el escaneo de diapositivas y negativos, encontrará la respuesta en el volumen de contraste del material de película. Mientras en volumen de contraste de los escáners de base plana típicos del margen de 2,0 son completamente suficientes para el escaneo de materiales de papel, para las diapositivas y los negativos se necesitan unos volúmenes de 3 a 4 para captar el contraste de la imagen completo. En esta tarea, los escáners de base plana fallan completamente. Las luces entonces se queman, las sombras se corren, es decir, las zonas claras de la imagen son todas iguales de claras y las zonas oscuras también tienen una oscuridad pareja, incluso si en la imagen original hay matices significativos en las luces y sombras.

Los escáners de película fotográfica tienen por defecto un volumen dinámico más alto. Ya los modelos asequibles para novatos tienen un volumen de densidad de casi 3, mientras los modelos sofisticados tienen un volumen de densidad de más de 4. Con esto se puede captar el volumen dinámico completo de las diapositivas y de los negativos y el resultado es una calidad de imagen muy buena. Estos resultados ya solo se pueden superar por los carísimos escáners de tambor que en parte tienen un volumen de densidad de 5.

Los escáners de película fotográfica tienen un volumen de densidad en el margen entre 3 y 4 y por eso son capaces de captar completamente el volumen de contraste de las diapositivas y de los negativos.

Atención! El objeto de contraste no es lo mismo que el contraste del motivo!!!

La imagen no. 5 de arriba parece simplificar la complicada situación que son las relaciones de contraste distintas de los materiales a escanear/películas y de cámaras/escáners. Pero quiero avisar sobre algunos efectos y métodos que hacen el asunto más complicado de lo que parece a primera vista. Por ejemplo, el gráfico de resumen de la imagen no. seis del capítulo anterior demuestra que una cámara digital con una densidad máxima de 3,5 no puede captar ningunos motivos que son más oscuros que por ejemplo tengan una densidad de 4. Pero no es así!

Primero vamos a visualizar cómo se fotografía un paisaje normal y cándido con una cámara digital. La imagen no. 7 demuestra el contraste del objeto de una cámara simple entre 1 y 3,5. El paisaje que se va a fotografiar tiene un contraste de motivo de 1,3 a 3,0. Por lo tanto, el motivo se puede llevar de forma normal con una exposición estándar sobre la película y/o sobre el chip. Por lo tanto, el motivo parece ser adaptado idealmente a nuestra cámara digital y/o viceversa. Pero cómo maneja está cámara un motivo muy oscuro que por ejemplo ha sido fotografiado durante el anochecer o en la oscuridad?

Para esto, vamos a observar la imagen no. 8. Nuestro motivo nocturno se encuentra en un margen de densidad entre 2,5 y 4,0, por lo tanto en realidad fuera de nuestra zona de cámara. Como el contraste del motivo es con un valor de 1,5 notablemente más bajo que nuestro contraste de objeto de la cámara con 2,5, nuestro motivo nocturno se puede llevar a nuestro chip CCD por medio de una exposición más larga sin tener que recortar los detalles valiosos. Para esto se necesitan 2 escalas de diafragma en un objetivo de luz más fuerte y/o con la ayuda de un trípode tiene que ser expuesto 4 veces más. Por lo tanto reconocemos que el tamaño del contraste del objeto y del motivo es importante.

Finalmente quiero avisar sobre las cámaras digitales que el contraste del objeto de una cámara digital no es un valor constante. Las cámaras digitales modernas tienen la posibilidad de poder manejar unos motivos más oscuros por medio del aumento de la cifra ISO de 100 a 200 o 400, sin tener que exponer más tiempo. Para ello, los elementos del sensor CCD son conectados y el ruído aumenta. Estos efectos, inevitablemente también disminuyen el contraste del objeto y esa es la razón poruqé los tests serios de las cámaras digitales siempre indican el contraste del objeto en relación con una cifra ISO y/o indican el contraste del objeto correspondiente para las diferentes cifras ISO.

Las cámaras digitales modernas alcanzan un contraste de objeto entre 7 (modelos para novatos) y 10 (modelos para profesionales). Cuando se aumenta el ISO, el contraste del objeto baja considerablemente.

Atención! El volumen de densidad de los escáners de película fotográfica no siempre está disponible!!!

Lo mismo también es aplicable para los escáners de película fotográfica: la zona de densidad del escáner tiene que ser más grande que la de la diapositiva o el negativo, para poder captar todos los detalles del material de forma completa. Pero en el caso de los escáners, el contraste oscuro del motivo no se puede mover fácilmente al contraste del escáner por medio de una exposición más larga, porque si el escáner no puede matizar las zonas muy oscuras de la imagen, la exposición más larga tampoco es efectiva.

Una pregunta decisiva es también si un escáner puede alcanzar el volumen de densidad mencionado en los datos técnicos mediante un escaneo. Si por ejemplo, el productor indica un volumen de densidad de un escáner con 4,2, entonces se podría esperar que en una imagen que contiene unos detalles extremadamente claros así como también extremadamente oscuros, capte todos estos detalles limpiamente y que estos sean graduados. Lamentablemente, no es así. Un volumen de densidad de 4,2 también puede significar que en el caso de unas imágenes extremadamente oscuras todos los detalles de sombra sean captados, al igual que en el caso de imágenes extremadamente claras todos los detalles de luz, pero en el caso de las imágenes que contienen tanto zonas extremadamente claras como zonas extremadamente oscuras, todos los detalles ya no son captados. Estas indicaciones de los productores que no son precisas y no se basan en ninguna norma, lamentablemente conducen a que realmente, sólo haya un criterio de decisión en los escáners: probar, experimentar, informes de experiencia.

La indicación del volumen de densidad en los escáners no se basa en ninguna norma. Un volumen de densidad alto no significa que este puede ser aprovechado mediante un escaneo. Por eso, los valores de experiencia y los informes de prueba tienen más valor informativo.

Los escáners de tambor se caracterizan justamente porque tienen un alto volumen de densidad y porque pueden aprovechar plenamente este gran margen de contraste dentro de un escaneo. Una foto tomada a contraluz, que por lo tanto tiene unos detalles muy claros y muchos matices en las zonas de sombra, puede ser digitalizada con la ayuda de un escáner de tambor con todos sus detalles. Claro que este servicio se paga con un precio del aparato por el cual ya se puede comprar un coche de clase media.

Quiero volver a explicitar esta situación con la ayuda de las dos imágenes 9 y 10. El volumen de densidad de 4,0 de dos escáners de película fotográfica está representado, en la imagen 9 un aparato de alta calidad y en la imagen 10 un aparato no tan bueno. Los dos aparatos tienen un volumen de densidad de 4,0 según los datos del productor, pero el aparato no. 1 puede aprovechar este valor mediante un solo escaneo. Los dos aparatos no tienen ningún problema con un motivo extremadamente claro o extremadamente oscuro; el volumen de contraste respectivo es completamente captado en el volumen de contraste del escáner de película fotográfica, en el caso de una imagen más oscura se introduce una exposición respectivamente más larga.

El asunto cambia con un motivo que tiene tanto zonas muy claras como zonas muy oscuras, o sea, que tenga él mismo un volumen de contraste de 4,0. El escáner de alta calidad en la imagen no. 9 puede captar el contraste completo del motivo en un escaneo y con esto aporta suficientemente marcación a las zonas de la imagen muy claras y muy oscuras. Todas las informaciones del modelo están digitalizadas y pueden ser destacadas respectivamente en el programa para la elaboración de imágenes. El escáner de película fotográfica de peor calidad de la imagen no. 10 puede captar las densidades en el bajo magen de 0,5 y también en el margen máximo de hasta 4,5, pero no a la vez. Por eso, recorta el margen medio de 3,0 del modelo con mucho contraste y las luces más claras, así como las sombras más oscuras obtienen un negro uniforme. El escaneo ya no contiene todos los detalles de la imagen, las luces se queman y las sombras se corren. La imagen no. 10 lo demuestra mediante las flechas de color magenta que dejan la parte derecha y/o izquierda del motivo en el lado respectivo.

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