Dentro del Manual Curso práctico de diseño web vamos a analizar ahora una opción práctica, versátil y de calidad aceptable para capturar directamente escenas del mundo real. Se trata de la fotografía digital y a lo largo de este artículo vamos a ayudar a los lectores a entender este tipo de herramientas.

La fotografía tradicional ha sido desde siempre uno de las herramientas más útiles para el diseñador gráfico, ya que permite convertir en imágenes elementos del entorno real, tal como se encuentran naturalmente o mediante la preparación del escenario y los personajes u objetos adecuados.

El principal inconveniente de este sistema es su complejidad y su coste, ya que es necesario realizar muchas fotografías para elegir luego la más acertada, revelarlas, pasarlas a papel y escanearlas para obtener al fin la imagen deseada en formato digital (aunque ya sabemos que es posible escanear directamente los negativos).

Con la aparición de las cámaras digitales el proceso se ha simplificado enormemente, ya que las escenas exteriores se capturan directamente en formato digital, eliminando del proceso el revelado, el paso a papel y el escaneado, lo que reduce mucho el tiempo de procesado y los costes.

En comparación con las cámaras de película tradicionales que utilizan una emulsión basada en un halogenuro de plata para producir imágenes, las cámaras digitales utilizan componentes electrónicos. En una cámara digital, un captador sensible a la luz reemplaza la película. Este captador convierte la luz que recibe en información digital, que almacena en una memoria en archivos de imagen similares a los archivos JPEG o TIFF usados en un ordenador.

Aunque en un principio su precio era muy elevado, actualmente las cámaras digitales comienzan a ser realmente asequibles, siendo una práctica herramienta para el diseño, en especial para el diseño web, porque en estas condiciones no es precisa una resolución demasiado alta.

Existe en el mercado una amplia variedad de cámaras digitales, desde las mas sencillas, cuyo precio oscila entre los 120 € y los 500 €, hasta las cámaras profesionales más sofisticadas, que pueden llegar a costar más de 30.000 €.

Las cámaras de tipo bajo y medio suelen ser portátiles, almacenando las fotografías en un soporte de memoria ubicado en la propia cámara, desde donde son transferidas luego al ordenador para su visualización, retoque o impresión. Por el contrario, en las cámaras profesionales de gama alta el almacenamiento de las imágenes se realiza directamente en un ordenador conectado a la cámara.


Las cámaras pueden ser compactas, en las que el visor de imagen es independiente de la lente, o réflex, en las que la porción de imagen que capta la lente coincide exactamente con lo que puede visualizarse a través del visor de imagen.

En cuanto a los visores, pueden ser LCD, que permiten componer la imagen observando una reproducción digital de ésta a través del mismo, o TTL, en los que la imagen visionada es exactamente la misma que capta la lente.

Mecanismo de una cámara digital

Las cámaras digitales suelen emplear la óptica y los mecanismos de las cámara tradicionales, pero sustituyen la película por un fotosensor electrónico (CCD, CMD o Cmos).

Generalmente, el fotosensor es un CCD de tipo área (Area Array CCD), consistente en una matriz reticular de cientos de miles de células fotosensibles microscópicas (fotodiodos). A cada fotodiodo le corresponde un píxel, por lo que cuantos más fotosensores tenga el CCD, mejor será la calidad obtenida con la cámara, siendo valores habituales en las cámaras actuales 128.000 (320 x 400 píxeles de resolución) en las de gama baja, 4.200.000 (2.024 x 2.024 píxeles) en las de gama media y más de 6.000.000 en las profesionales de gama alta.


Durante el tiempo de exposición, la luz que pasa a través del juego de lentes de la cámara es dirigida a los fotosensores del CCD, que se encuentran cubiertos por un filtro rojo, verde o azul, encargados de dejar pasar sólo la longitud de onda correspondiente a uno de los colores básicos aditivos. Por ejemplo, el filtro rojo detiene los rayos verdes y azules, pero deja pasar el componente rojo de la luz.


La energía luminosa filtrada es convertida entonces en cargas eléctricas, que son amplificadas y enviadas a un conversor A/D, que las transforma en información binaria de color (ceros y unos) asociada a cada uno de los píxeles de la imagen digital resultante, para pasar luego a la memoria interna de la cámara, donde es almacenada manteniendo el orden de captura, de forma que los píxeles estén dispuestos correctamente de acuerdo con el modelo fotografiado.


La imagen obtenida con una cámara digital consta generalmente de millones de píxeles ordenados en líneas y columnas.

Una variante mejorada del CCD es el Super CCD, desarrollado por Fujifilm, que se caracteriza por la inclusión de píxeles por interpolación para conseguir imágenes con una resolución mayor, pero incidiendo directamente en una pérdida de su calidad. El Super CCD dispone los píxeles octogonalmente, en forma de panel de abejas, de modo distinto al típico CCD, que lo hace rectangularmente.

El proceso de captura puede realizarse en una o más pasadas, en cada una de las cuales se recoge información del modelo real. En caso de captura en una sola pasada, uno de cada cuatro elementos del CCD lee la información correspondiente al rojo, otro la correspondiente al verde y los dos restantes la correspondiente al azul, siendo rellenados los vacíos de información cromática que se produzcan mediante interpolación.

La captura puede hacerse también en método entrelazado, en el que el sensor de la cámara recoge información sobre la imagen procesando primero las líneas impares y luego las pares, o en el método progresivo, en el que el sensor recoge información sobre la imagen procesando las líneas de forma secuencial, una detrás de otra.

Una vez capturada la imagen, es necesario almacenarla temporalmente en la cámara hasta su descarga al ordenador. Dependiendo de la marca y del modelo de la cámara se guardará la imagen digital en formatos gráficos puros, como RAW, TIF, FlashPix o Targa (TGA).

Las imágenes digitales fotográficas contienen una gran cantidad de datos, por lo que generan ficheros de mucho tamaño, haciéndose necesario el uso de algún tipo de soporte que permita almacenar gran cantidad de datos en un espacio físico reducido o de mecanismos de compresión que permitan disminuir el peso del fichero gráfico (sistema habitual en las cámaras portátiles).

La compresión de la imagen es realizada por un programa específico residente en los componentes electrónicos de la cámara. En función de la calidad elegida por el usuario, esta compresión producirá un archivo de imagen JPEG de tamaño variable.

Finalmente, se almacena la imagen en el soporte de almacenamiento de la cámara, normalmente tarjetas de memoria CompactFlash, de las que existen los modelos CF Tipo I, de 5 mm, y CF Tipo II, de 9 mm. Las capacidades de almacenamiento más comunes varían entre 16 Mb (la más habitual en cámaras de gama baja-media), hasta 256 Mb o más.


Otras posibilidades de almacenamiento son los discos Floppy (normalmente de 1,44 Mb), los discos compactos CD-R y CD-RW (hasta 750 Mb), muy usados en cámaras de la marca Sony, las unidades Iomega Clik! Disk (hasta 40 MB), los discos ópticos de 12 o 14 pulgadas (hasta varios Gb) y las unidades Microdrive, pequeños discos duros de la empresa IBM (170, 340 y 512 y 1000 Mb).

Resolución de la cámara digital y calidad de captura

La calidad de la imagen digital depende fundamentalmente de dos variables:

La resolución espacial, tamaño del píxel o potencia resolutiva:

define la capacidad de la cámara para capturar los detalles finos del modelo original. Cuanto más definidos sean los detalles visibles, mayor es la resolución.

Depende de la potencia resolutiva del objetivo, del número de celdas fotosensibles existentes en el CCD y de la distancia desde el centro de una celda hasta el centro de la siguiente, valor conocido con el nombre de separación.

Resoluciones habituales en las cámaras fotográficas digitales son 320 x 400 píxeles, 640 x 480 píxeles (VGA), 1024 x 768 píxeles (XGA), 2024 x 2024 píxeles y 1600 x 1200 píxeles (UXGA).

La resolución espacial es fundamental en la fase de muestreo de la captura (sampling).

La resolución de luminosidad, profundidad de color o nitidez, relacionada con el número de dígitos binarios asociados a cada celda, es decir, a la cantidad de información sobre la luz y el color recibidos que puede procesar cada fotosensor. La resolución de luminosidad es determinante en la fase de cuantización de la captura (quantization).


Cuando una cámara digital muestrea la imagen fotográfica la divide en píxeles, cuyo tamaño va a depender del número de células fotosensibles existentes en el CCD.

Un CCD con pocas células fotosensibles muestreará a baja resolución, con lo que los píxeles se apreciarán a simple vista, fenómeno conocido con el nombre de pixelización. Por el contrario, un CCD con muchas células fotosensibles muestreará con una elevada resolución espacial, obteniéndose una imagen digital de gran calidad en la que no se verá los píxeles individuales.

Otros factores que influyen sobre la calidad de la imagen escaneada son el rango dinámico, el ruido, la interpolación de captura y la compresión de la imagen digitalizada.

El rango dinámico:

establece la capacidad de la cámara para diferenciar entre niveles extremos de luz, por lo que si es excesivamente bajo las sombras perderán detalle, mientras que las zonas saturadas quedarán descoloridas.



El ruido:

(noise) son pequeñas variaciones aleatorias en la luminosidad del color captadas por los fotosensores del CCD, que degradan la calidad de la imagen capturada. La cantidad de ruido captada va a depender de la relación entre señal y ruido de los fotosensores (cuanto más baja sea, más ruido captarán y peor será la calidad de la imagen resultante).


La interpolación:

producida cuando se originan vacíos de información en la captura, puede producir iridiscencias no deseadas. Las cámaras digitales de bajo coste que utilizan un CCS con pocos elementos fotosensores incrementan aún más el número de píxeles capturados por la interpolación adicional.

La compresión de las imágenes capturadas:

habitual en cámaras portátiles, puede basarse el algoritmos con pérdidas, que eliminan variaciones cromáticas secundarias de un píxel al siguiente, con lo que el detalle de la imagen se reduce, perdiendo calidad. Adicionalmente, se pueden producir errores debidos a una mala interpretación de la información de la imagen durante el proceso de compresión, conocidos con el nombre de artifacting, que pueden ocasionar defectos de color a una imagen JPEG comprimida.

Además de estos factores, afectan a la calidad de la imagen obtenida otros también habituales en la fotografía clásica, como enfoque, abertura del diafragma, ajuste de la exposición, etc.

Generalmente, el detalle mínimo que puede ser resuelto por los objetivos que se suministran con las cámaras de 35 mm se encuentra entre 20 y 30 micras. Este límite está determinado por el diámetro de los círculos de indiscriminación producidos por los errores de los objetivos (aberraciones). El objetivo idóneo para una cámara digital debería producir círculos de indiscriminación cuyo diámetro no supere el de separación de los elementos fotosensores del CCD, que actualmente varía entre 7 y 25 micras.

Pros y contras de las cámaras digitales

Entre las ventajas de la fotografía digital como medio de captura podemos citar las siguientes:

1. Se consigue un mayor control sobre la calidad de la imagen, optimizándose la fidelidad entre la vista original y la imagen capturada.
   
2. Las cámaras digitales tienen una sensibilidad luminosa muy elevada, de manera que pueden hacerse fotografías en condiciones de poca luz (una cámara ordinaria requeriría una película especial).
   
3. Se puede elegir entre fotografiar en color, blanco y negro, sepia, negativo, etc, sin necesidad de cambiar de película.
   
4. No hay que esperar a que se termine el carrete ni revelar, quedando las imágenes disponibles inmediatamente para su tratamiento e incorporación al diseño.
   
5. No hay que usar película, revelar ni escanear, reduciéndose los consumibles necesarios.
   
6. El soporte es reutilizable y transferible directamente de una máquina a otra, o de la máquina al ordenador.
   
7. El almacenamiento de la imagen se realiza en formato digital, que se mantienen inalterables a lo largo del tiempo, con lo que la calidad de la imagen no disminuirá nunca.
   
8. La reproducción de una imagen almacenada en un soporte digital puede ser repetida tantas veces como se desee, produciéndose siempre un duplicado de la misma calidad que la imagen original.
   
9. La imagen digital está especialmente preparada para su retoque en aplicaciones gráficas especializadas que permiten corregir defectos del original, variar su propiedades fundamentales (brillo, contraste, saturación, profundidad del color, etc.) y aplicar multitud de efectos y filtros.
   
10. A pesar de ser más lentas y más difíciles de utilizar que los escáneres planos, las cámaras digitales se adaptan a una amplia variedad de documentos y objetos, siendo muy útiles para fotografía de detalle (macrofotografía). Se pueden capturar en forma segura los materiales más frágiles, aunque la necesidad de proporcionar iluminación externa significa que el daño causado por la luz puede ser una preocupación.
    
    
    

Entre las desventajas de las captura fotográfica digital podemos mencionar:

1. El coste de un estudio bien equipado (cámara digital de calidad, ordenador con suficientes prestaciones, unidades de iluminación adecuadas, objetivos de alta resolución y equipo para el almacenamiento masivo de datos) puede ser muy elevado.
   
2. Se trata de una tecnología relativamente inmadura, por lo es probable que los equipos que se compren en la actualidad queden rápidamente obsoletos (aún así, las ventajas aportadas por las cámaras digitales, siempre que se utilicen suficientemente, permitirá su rápida amortización).
   
3. La calidad conseguida con la fotografía digital es suficiente para la mayoría de los trabajos, pero, hoy por hoy, es inferior a la que se puede conseguir con las cámaras tradicionales basadas en procesos químicos.
   
4. A la vista de lo expuesto, queda claro que las cámaras digitales son una herramienta útil y práctica que puede ayudar a los diseñadores a conseguir sus propias imágenes de calidad y económicas.