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La conversión Bayer frente al sensor monocromo puro
Por qué eliminar la matriz de filtros de color eleva la resolución y la sensibilidad de un sensor digital en comparación con desaturar un archivo Bayer a escala de grises.
Escrito en por Simon Lehmann Editor
Empieza por el número, porque cada afirmación de este artículo responde a él. La profundidad de foco total en el plano de la película es 2 x N x c, donde N es el número f y c el círculo de confusión. Para 35mm, c es convencionalmente 0,03mm. Un objetivo a f/2 da 0,12mm de profundidad de foco total, es decir, +/-0,06mm; totalmente abierto a f/1.4 el margen se reduce a unos 0,084mm, +/-0,042mm. Eso es aproximadamente la mitad del diámetro de un cabello humano, y ese es el objetivo que tanto un telémetro como una SLR deben alcanzar en cada fotograma. Todo lo que sigue trata sobre quién lo consigue y cómo falla cada sistema.
Un telémetro triangula. Dos ventanas separadas por la longitud de base mecánica observan el sujeto desde ángulos ligeramente distintos. Una leva acoplada al helicoide del objetivo hace girar un divisor de haz de modo que una imagen superpuesta en un parche central se desplaza horizontalmente; cuando el objetivo enfoca en la distancia del sujeto, las dos imágenes coinciden. El principio se remonta al telémetro de imagen coincidente acoplado que Leitz incorporó al M3 en 1954.
La geometría es un triángulo largo y estrecho, y su factor limitante es el ojo. El ojo humano resuelve alrededor de un arcominuto, aproximadamente 0,0003 radianes, de modo que ese es el desalineamiento angular más pequeño entre las dos imágenes que se puede juzgar. Ese error angular fijo, proyectado de vuelta a través de la óptica, se convierte en un error de distancia, que el objetivo traduce después en un desenfoque en el plano de la película. Cuanto más ancha sea la base y mayor sea la ampliación del parche, menor será el error de distancia para una holgura angular dada.
Esa triangulación es independiente del objetivo de toma. Un telémetro enfoca un 21mm y un 90mm con idéntica precisión mecánica, porque el parche no sabe nada del objetivo que tiene delante. El problema es que la precisión requerida es enormemente distinta entre esos dos objetivos, y el telémetro tampoco puede saberlo.
La longitud de base bruta subestima la precisión, porque el parche se observa a través de un ocular de aumento. La cifra que rige el rendimiento real es la longitud de base efectiva (EBL, por sus siglas en inglés): longitud de base mecánica multiplicada por la ampliación del visor. La hoja de datos de la Leica M-A (Typ 127) indica directamente las tres cifras: base mecánica de 69,25mm, visor de 0,72x y EBL de 49,9mm.
La ampliación y la base se compensan mutuamente, razón por la cual la EBL, no la base bruta, es el número a vigilar. Comparando cuerpos construidos sobre la misma base mecánica de 69,25mm:
La Voigtländer R3A ilustra el punto en sentido inverso: visor de 1,0x, pero solo 37mm de base mecánica, por lo que su EBL es apenas 37mm a pesar de la vista a tamaño natural. Una base corta detrás de un ocular potente pierde frente a una base larga detrás de uno modesto. La M6 sola lo demuestra: sustituir su visor de 0,72x por el de 0,85x sube la EBL de 49,9mm a aproximadamente 59mm con el mismo hardware.
La EBL mínima necesaria para un enfoque preciso es b' = (e x f^2) / (k x z), donde e es la agudeza visual en radianes (~0,0003), f es la distancia focal, k es el número f y z es el círculo de confusión (0,03mm). Dos términos hacen el trabajo: la EBL requerida aumenta con el cuadrado de la distancia focal y disminuye con el número f. Los objetivos largos y luminosos penalizan en ambos aspectos.
Veámoslo paso a paso. Un 50mm f/1.4 necesita aproximadamente (0,0003 x 50^2) / (1,4 x 0,03) = unos 18mm de EBL, muy dentro de los 49,9mm de un cuerpo M de 0,72x. Un 90mm f/2 necesita (0,0003 x 90^2) / (2 x 0,03) = unos 40mm, todavía por debajo de 49,9mm pero con poco margen una vez que se tiene en cuenta un ojo algo cansado o un parche que no está perfectamente alineado. Con un 90mm f/1.4 el requisito salta por encima de los 57mm, más allá de lo que ofrece un visor de 0,72x; se necesitaría los 63mm del M3.
Esta es la razón real por la que el objetivo nativo acoplado al telémetro más largo de la gama M es un 135mm, y nunca más luminoso que f/2.8 en lugar de f/2. El más luminoso, el 135mm f/2.8 Elmarit-M, incluso se comercializó con un amplificador permanente de 1,5x sobre el visor, para aumentar la base efectiva y mantener esa apertura honesta. La óptica de un 135 luminoso no es el obstáculo; lo es el telémetro. El término f^2 significa que un 135mm necesita más de siete veces la EBL de un 50mm a la misma apertura, y ninguna base de telémetro de 35mm es suficientemente larga para mantener honesto a uno luminoso.
Imagina un retrato de cabeza y hombros en HP5 Plus expuesto a EI 400, con un 90mm f/2 totalmente abierto, enfocando en el ojo más cercano. Dos cosas distintas deben salir bien. La profundidad de campo delante del objetivo decide cuánto del rostro queda aceptablemente nítido, pestañas frente a cejas; esa es una propiedad de la óptica y la distancia, igual en ambos sistemas. Pero si el ojo sale nítido en absoluto depende de si el error del sistema de enfoque se mantiene dentro del margen de +/-0,06mm en el plano de la película. Con el telémetro, eso es la holgura angular del parche proyectada a través de una EBL de 49,9mm, cerca de su límite a 90mm f/2. Con una SLR, estás observando ese plano exacto en una pantalla luminosa de f/2 y confirmándolo directamente. El mismo negativo, dos formas distintas de equivocarse.
Una SLR esquiva por completo la triangulación enfocando en una pantalla cuya superficie mate se encuentra a una longitud de trayectoria óptica equivalente a los raíles de la película, llevada allí por la caja del espejo. Esa pantalla raramente es un simple vidrio esmerilado; combina una superficie mate con una lente de campo Fresnel que uniformiza el brillo en todo el encuadre para que las esquinas no queden oscuras. Como se juzga la imagen proyectada real, la precisión escala con el objetivo: un objetivo más luminoso y más largo lanza un cono más empinado y sale y entra de foco de forma más evidente, exactamente en el régimen donde al telémetro se le acaba la base.
Las ayudas de enfoque tienen un compromiso de diseño incorporado. Un prisma de cuña o microprism se construye para un ángulo de cono determinado, y cuanto más empinada es la cuña más marcado es el punto de enfoque, pero también mayor es la apertura a la que se oscurece. La pantalla combinada de prisma dividido y microprism, el estándar de facto en las SLR de enfoque manual durante los años ochenta y descendiente de la Nikon F de 1959, está diseñada alrededor de un cono de aproximadamente f/4. A f/5.6 el ojo debe estar perfectamente centrado o una mitad del prisma dividido se oscurece; hacia f/8 una mitad está siempre negra y te ves obligado a recurrir al collarín de vidrio esmerilado liso. Los diseñadores no pueden tener a la vez un punto de enfoque marcado y una pantalla que funcione diafragmada en un objetivo lento; han de elegir.
La otra debilidad nativa del telémetro es la que aparece en el título de este artículo. Como el visor ve desde un lado del objetivo en lugar de a través de él, los marcos luminosos se desplazan al enfocar —el intento de la cámara de corregir el paralaje— y aun corregidos son peores en la distancia mínima de enfoque, alrededor de 0,7m en la mayoría de los cuerpos M. El visor no muestra ni el verdadero campo de visión ni la profundidad de campo real; encuadras por aproximación. La SLR, al compartir un único trayecto óptico, encuadra con exactitud a cualquier distancia, incluido el macro.
Por debajo de ambos sistemas se esconde la misma variable oculta: una referencia mecánica mantenida con una tolerancia de aproximadamente 0,04mm. En el telémetro es la leva, el rodillo y la alineación vertical del parche; en la SLR es el tope del espejo, el asiento de la pantalla y la distancia de brida a película. Un error en eso desplaza el foco de forma invisible, que es una afirmación medible, no retórica. En un Summicron 90mm f/2, un error de cuña de unos 0,04mm consume prácticamente todo el margen de profundidad de foco; la Hexar RF, con sus amplias tolerancias de brida y su visor corto de 0,6x, está bien documentado que pierde el infinito cuando ese tornillo de ajuste está mínimamente mal, exactamente el fallo que castiga con más dureza un 90 luminoso. El límite del telémetro es su base fija; el de la SLR es su dependencia de una pantalla luminosa y correctamente asentada. Ambos viven o mueren dentro de ese mismo margen de +/-0,04mm.
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