Viernes, 05 de Octubre de 2012 04:31 V.Sama/M.San Frutos

Sobre lo Crudo y lo Cocido

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Labo DSLRMZ -  Analizamos desde las entrañas y sin concesiones el actual estado de los archivos RAW, vinculados de manera tácita con algoritmos invisibles de corrección para los principales reveladores comerciales, modificando entre otros parámetros, la distorsión y ángulo de cobertura originales.


Al hilo del libro que motivó el titulo del presente texto, la "realidad" solamente se concibe dentro de los márgenes de nuestro conocimiento, contexto y cultura. Para establecer nuevos criterios es necesario siempre cruzar datos con otros horizontes, desde la coyuntura surgen, gracias al análisis sistemático, nuevos paradigmas.

Los intentos desde el mundo empresarial por establecer una hegemonía técnica en cualquier campo hacen que en ocasiones se establezcan una serie de acuerdos tácitos comunes a todos, zona neutra que asegura - al menos - una serie de buenos argumentos y por ende de ingresos. Esta "realidad" mantiene su equilibrio y credibilidad gracias a la total complicidad de todas las marcas o empresas que configuren este microcosmos... obviamente si incluso marcas en férrea competencia argumentan idénticas soluciones a través de similares justificaciones, ningún usuario o consumidor las pondrá en duda, se acabará tomando como un axioma dentro de ese contexto.

De vuelta a nuestra materia de trabajo, paralelismos antropológicos aparte, el artículo que ahora presentamos en este Labo DSLRMZ nace desde la necesidad por clarificar algunos conceptos, que si bien llevamos mucho tiempo difundiendo, pedían de manera imperiosa tratarse con rigor e independencia.

Tras una larga investigación por parte del equipo de DSLR Magazine, seleccionando un amplio espectro de tipologías de cámaras y reveladores RAW, los más usados en el ámbito comercial y los más fiables en la arquitectura libre, aportamos una visión más realista, certera y contractual sobre los archivos "crudos" o RAW y su implicación con la industria de la óptica y software de edición.

Bajo la máxima de no - intervención, hemos dejado todos los ajustes de revelado o procesado por defecto para todas la imágenes y todas las combinaciones de óptica / sistema / software. Esto hace que ni el color ni otros parámetros de exposición sean enteramente coincidentes: lo venimos diciendo desde hace tiempo, cada revelador es una variable en fotografía digital.

De todas las opciones posibles hemos elegido en todos los casos las gamas más altas y prestigiosas de producto, de esta manera exponemos cómo las acciones que vamos a relatar no son propias o exclusivas de una gama inferior de ópticas, sistemas o software.

Preámbulos técnicos:

Paradigma de la edición no destructiva desde un original sin procesar, el santo santorum de todos los flujos de trabajo profesionales actuales, los archivos RAW nacieron con la expectativa –al menos eso nos contaron– de ser un representante inmutable de la escena captada por la cámara, lo cual... no parece ser en la actualidad la definición más exacta.

De hecho tal y como se estructura el mercado, sendas manipulaciones digitales afectan directamente sobre las ópticas de nuevo desarrollo, como veremos en profundidad.

La mayoría de los fotógrafos y usuarios están familiarizados ya con el concepto de distorsión curvilínea, aunque a veces se confunde este tipo de defecto óptico - en sus dos variantes de “acerico” (pincushion) y “barrilete” (barrel) - con la distorsión de perspectiva dependiente de la distancia de toma - más que de la focal del objetivo - y la distorsión geométrica derivada del ángulo de toma del objetivo.

En esta ocasión son las dos primeras clases, las de acerico y barrilete, las que nos ocupan. Pocos de los modernos objetivos están libres de esa distorsión y la principal causa es la asimetría de los diseños respecto a la posición del diafragma.

Dicho de la forma más sencilla posible:


  • Un objetivo teórico, compuesto por una sola lente, delgada, con el diafragma ubicado sobre la superficie de la misma, estaría libre de distorsión y ofrecería lo que llamamos una imagen ortoscópica.
  • Un objetivo compuesto por varias lentes, pero de configuración simétrica (idénticas en curvas, grosores, clases de vidrio, etc.) en torno al diafragma, situado en su centro, estaría igualmente libre de distorsión.
  • Un sistema estenopeico, por tanto, está libre de distorsión, pues no hay lentes y está centrado per se.
  • En un sistema complejo, asimétrico, si el diafragma se ubica por delante de un grupo positivo, convergente, se producirá distorsión en barrilete.
  • En un sistema complejo, asimétrico, si el diafragma se ubica por detrás de un grupo positivo, convergente, se producirá distorsión en acerico.

Diseño óptico, casi simétrico


Desde hace décadas, aproximadamente desde la introducción del Technicolor y la invención del concepto del objetivo angular retrofoco en 1950, por Pierre Angenieux, la inmensa mayoría de los objetivos angulares son de ese tipo retrofoco o de “teleobjetivo invertido” y por tanto fuertemente asimétricos. Por su parte los teleobjetivos –no confundir con objetivos de focal larga– son también asimétricos.


Diseño óptico fuertemente asimétrico, del tipo retrofoco. Carl Zeiss Flektogon 20 mm f/4 para Kine Exakta


La diferencia fundamental radica en que los angulares retrofoco incorporan un grupo frontal de lentes de carácter negativo (divergente) y los teleobjetivos lo emplean positivo (convergente), pero ambos conceptos son asimétricos.


Diseño óptico en muy especial retrofoco invertido, con una lente aesférica, de la Fujifilm X-100


¿Y los objetivos zoom y varifocales?, nos preguntarán ustedes...
Pues bipolaridad total, pues lo más probable es que incorporen rasgos de los dos conceptos.

Tras este planteamiento podríamos volver a simplificar generalizando (con todos sus riesgos):

  • Los angulares modernos adolecerán, por lo general de distorsión en barrilete.
  • Los teleobjetivos (“teles”) modernos sufrirán, por lo general, de distorsión en acerico.
  • Los objetivos zoom sufrirán de los dos tipos de distorsión curvilínea, según los ajustes de focal.

A ello se suman al menos dos factores de importancia:

  • La distorsión no varía, no mejora, diafragmando.
  • El grado de distorsión es dependiente de la distancia al sujeto y aumenta conforme esta disminuye.

Esto último es vital a la hora de analizar técnicamente una óptica, cada objetivo configura su óptimo rendimiento para una serie de distancias y por lo tanto no deben analizarse con criterio desde otras, pues dará una distorsión totalmente alejada de sus parámetros deseados.

Ahora bien, volviendo a los angulares retrofoco, ¿cual sería su ventaja respecto a un angular de diseño “puro”, que podría ser simétrico o casi simétrico, como es el caso del Carl Zeiss Biogon 38 mm f/4,5 original para las cámaras Hasselblad Super Wide, que no incorporan espejo, y son de visor óptico directo?

La ventaja que se hizo imprescindible con la aparición de las cámaras réflex monoculares para 35 mm (Ihagee Kine Exakta de 1935) es –para estos angulares– poder estar montados a mayor distancia del plano focal de la que correspondería a su propia focal, lo que no es una necesidad en las cámaras telemétricas. La mayor distancia permite salvar el movimiento del espejo. Esto es, poder disfrutar de grandes angulares con la precisión de encuadre propia de las réflex.


Ihagee Kine Exakta de 1935. Hasta la aparición de los retrofoco, la focal más corta utilizable era la de 40 mm: el imperio del espejo


En el caso de los teleobjetivos, la argucia de su diseño permite hacerlos más cortos de lo que correspondería a su propia focal.

Como pueden imaginar los pacientes lectores que hayan llegado hasta aquí, todo esto significa que los objetivos de focales fijas empleados hoy en las cámaras réflex de todos los formatos, y los objetivos zoom empleados sobre cualquier tipo de cámara (compactas inclusive), adolecerán de distorsión curvilínea. Los escasísimos objetivos de focal fija destinados a cámaras telemétricas como las Leica de la serie M o las Zeiss Ikon, Voigtländer, etc. podrían hacerse razonablemente libres de distorsión, y por supuesto también los clásicos destinados a cámaras de gran formato.

Un detalle que podría pasar por simplemente curioso si no fuese porque ha adquirido una especial relevancia en la actualidad es que no todo son aspectos negativos en lo que concierne a la distorsión en barrilete:

  • Si consentimos, en el diseño de un objetivo, una importante distorsión en barrilete, podremos alcanzar grandes ángulos de toma con un grado de iluminación muy uniforme de centro a esquinas de la imagen.
  • Un buen ejemplo de ello son los objetivos ojo de pez que ofrecen una iluminación perfecta. De lo contrario, debido a la “ley del coseno”, los objetivos angulares pueden llegar a sufrir de caídas de iluminación del equivalente de hasta tres puntos de diafragma o más, en las esquinas respecto del centro.

Y ahora, como se pueden imaginar, llega el turno a las cámaras tipo CSC, antes “mirrorless” o “sin espejo”.


En lo que respecta a la óptica, estas nuevas cámaras pueden verse como un tanto contradictorias.

Por un lado:

Al no llevar espejo, desde un punto de vista teórico los objetivos angulares podrían ser simétricos y tener sus elementos posteriores muy próximos al plano focal.
Ello permitiría objetivos angulares libres de distorsión.


M.Zuiko Digital 45 mm f/1,8 sobre la PEN E-P3


Por otro lado:

Dado el tamaño de sensor típico de estas cámaras, que –de momento– va desde el de una pulgada (Nikon 1; 8,8 x 13,2 mm) al APS-C (aprox. 15 x 23 mm de promedio), pasando por el de Micro Cuatro Tercios (13 x 17,3 mm) las focales de los objetivos deben ser relativamente muy cortas: así por ejemplo, para poder gozar del equivalente a un 24 mm (formato 24 x 36 mm o DF) la focal debe ser, para un Micro Cuatro Tercios, de 12 mm, para un APS-C típico de aproximadamente 16 mm y para las Nikon V1 y J1 con su sensor de una pulgada, de aproximadamente 9 mm.

Mecánicamente resulta prácticamente inviable colocar un objetivo de 9, 12 o 16 mm de focal, en diseño simétrico en el lugar adecuado respecto al plano focal, pues el centro óptico y físico del objetivo tendría que estar ubicado a esas distancias del mismo y no hablemos de las lentes posteriores. Hay que ir como mínimo a un diseño retrofoco.

A ello se suma el problema de la iluminación en las esquinas (viñeteo), al que son muy susceptibles los sensores digitales, y tanto más cuanto más próximo esté el objetivo al plano focal. Para evitar esos problemas de iluminación se crearon los objetivos telecéntricos.


Rayos de luz chocando contra la esquina de un captor digital


Pero los objetivos telecéntricos deben ser –por diseño– más largos, más grandes y con más lentes, y las cámaras CSC y sus objetivos, por propia definición de “Compact System Camera” deben ser... compactos, pequeños, ligeros.


Esquema óptico telecéntrico


¿Qué hacer? Porque además, no se trata de un concepto Leica M, según el cual se puede vender un Leica APO Summicron-M 50 mm f/2, por 7.200 $ más tasas, aunque sea el paradigma de la óptica sin concesiones.

Rozando la perfección, Leica APO Summicron-M 50 mm f/2...



...está claro, en óptica, todo tiene un precio


La solución la vienen aplicando los principales fabricantes de cámaras y objetivos de sistema CSC prácticamente sin excepción (y de otros formatos, pero ese es otro tema...) desde un principio, y consiste, a grandes rasgos, en crear objetivos angulares retrofoco asimétricos con enormes niveles de distorsión –por lo general en barrilete– que son en realidad casi "ojos de pez".



Con ello consiguen:

  • Objetivos pequeños
  • Muy buena iluminación de centro a esquina
  • Precios de producción asumibles
  • Buena corrección de otras aberraciones, al no tener que asumir compromisos con la distorsión

Pero –probablemente ahora nos dirán ustedes– a pesar de eso, los objetivos angulares para CSC ofrecen por lo general muy poca distorsión en la práctica y ello se puede ver no solo en los archivos JPEG que ya vienen procesados por el firmware de la cámara, sino también en los archivos en bruto, en los RAW de la cámara...

Y a este punto, tras este largo discurso preparatorio, es donde queríamos llegar.

Óptica siglo XXI :

Ya hace años que venimos indicando que en el caso de la fotografía digital no se puede hablar estrictamente del rendimiento de un objetivo, sino del rendimiento del Sistema compuesto por el objetivo, el sensor, el procesador y el firmware de la cámara. Hemos comentado en más de una ocasión que la óptica fotográfica tiene un antes y un después desde que existe la posibilidad de corregir determinados defectos ópticos –hasta un cierto extremo– aplicando tratamiento digital a los archivos, con lo que se consigue gran calidad de imagen final a un precio razonable.

Pero hemos podido comprobar que ello es cierto hasta el extremo de que los archivos "RAW" que ofrecen los fabricantes de las cámaras y objetivos tienen poco de RAW, de “crudo” (raw = crudo, en inglés) o de “archivos en bruto” y siguiendo la terminología de las carnes rojas, serían no ya “medium”, o “au point”, sino más bien “well done”... hasta churruscados.

El tema, que ya habían advertido junto con nosotros algunos usuarios expertos, nos ha llevado no solo a investigar sobre el asunto, sino a plantearlo directamente hace unos pocos días en persona –por primera vez en el caso del Sector– a Mr. Ogawa, Presidente de Olympus Japón.

Las respuestas a nuestras preguntas y las interesantes respuestas, las pueden leer en nuestro artículo:
Entrevista con Mr. Ogawa de Olympus Japón.

Es importante resaltar que el “affaire” de los archivos RAW que no lo son, afecta a la casi totalidad de las firmas del Sector que fabrican y comercializan el tipo de producto comentado, incluidas las compactas digitales (falta por probar el sistema Canon EF-M), y que desde Olympus, cortésmente, se nos ha brindado la primera oportunidad de debatir en directo sobre el tema.


¿Qué es lo que se hace?

En el “RAW”:

Convertir una imagen casi "ojo de pez", con fuerte distorsión en barrilete, en una imagen “enderezada”, de apariencia casi normal. Para ello se recorta parte del fotograma. A notar que el ángulo cubierto finalmente, en ese archivo seudo-RAW es el fijado en la focal nominal, si bien el ángulo que es capaz de captar esa óptica, es mayor.

En el JPEG:

Ajustar aquellos parámetros que tenemos asumidos, tales como aberraciones cromáticas, astigmatismo, “artefactos”, color, contraste, acutancia, etc. y quizá... algo de distorsión.

En suma:

  • Los archivos RAW que se nos ofrecen no son tales, sino que están fuertemente manipulados, procesados.
  • Para ello, los fabricantes de cámaras y objetivos se han puesto de acuerdo – entendemos que con desconocimiento de los usuarios finales – con los principales desarrolladores de software de tratamiento de imagen. No así, con determinados desarrolladores “third party” de reveladores libres.


Los beneficios:

  • Hacer viables ópticas en focales, tamaños, pesos y precios que de otra forma no lo serían.
  • Evitar a los usuarios el “shock” de ver la realidad y la necesidad de hacer un paso adicional de procesado del “RAW” que podría ser complejo. (siendo optimistas)


Inconvenientes:

  • Especificidad y dependencia entre ópticas, procesado en cámara, y procesado por parte de software de otras firmas, a su vez ligado a plataformas de sistema que pueden quedar obsoletas.
  • Manipular la imagen original hasta los extremos que pueden asumir una estructura de píxeles ortogonales con sus interpolados consiguientes, al deformar constantemente la imagen captada.

En definitiva con este último punto estaríamos hablando del riesgo de “pixel stressing” que tienen estas maniobras de contracción, expansión y modificación de la proyección óptica original (recordemos que al modificar la posición de los píxeles originales existe un proceso de interpolación por cada traslación).

En ocasiones, siempre en conjunto de ópticas y sistemas modernos, hemos detectado ciertas alteraciones atípicas, especialmente en nuestras capturas de rendimiento óptico, donde ponemos al conjunto óptico + captor + procesador al máximo. En ellas podemos advertir, tal como adjuntamos en la imagen inferior, la ausencia ilógica de resolución en áreas donde no debiera de dar problemas (por ejemplo, la primera banda de miras de resolución) mientras que paradójicamente en otras más complejas (bandas inmediatamente superiores, con frecuencias espaciales más altas) se resuelven de mejor manera.

Lo que en principio se podría interpretar como un defecto óptico, no es tal cosa, es producto de la intensa interpolación llevada a cabo por el firmware de cámara o revelador comercial de turno para enderezar la imagen, esto es notablemente más visible en las esquinas, en detalles pequeños o tramas complejas y como es deducible, para ópticas angulares, las que por omisión incorporan una mayor corrección digital actualmente.


Desde la primera banda de miras de resolución se aprecia los efectos del "pixel stressing"


Nuestra propuesta:

  • Solo aquellos archivos RAW que no sufran de ese tipo de tratamiento previo deberían llamarse “RAW”.
  • Los “RAW” actuales, con ese tipo de “pre-procesado” extremo deberían recibir un nombre distinto, como por ejemplo “FRAW”, acrónimo de Firmware RAW , Firm RAW, o alguna otra propuesta más acorde con la realidad.


Muestras:

- Cámaras compactas "High End" -

Ejemplificando a la perfección lo expuesto, las dos animaciones consecutivas muestran cómo estos dos modelos de cámaras compactas de gama alta –de hecho las dos a día de hoy con más prestigio en el sector– contienen de base (en su proyección óptica original) una serie importante de trazas ópticas, destacando una notoria y muy prominente distorsión en barrilete.

Distorsión totalmente oculta y corregida digitalmente en el JPG de cámara así como en la versión "RAW" visible a través de los reveladores comerciales más comunes y por contra... descaradamente presente mediante los reveladores de terceros / libres.


Test - Compacta de gama alta, posición angular modelo A


Curiosamente en ocasiones, nos encontramos con modelos que aún no cuentan soporte de revelado comercial, pero si por parte de terceros, en muchos casos creemos que estas latencias cada vez más habituales entre presentación de un modelo nuevo de cámara y su versión compatible de revelador comercial se deben mayoritariamente a un procesos de negociación e implementación de estos algoritmos de corrección.

Igualmente estos algoritmos, si ya de base están bien implementados en el propio firmware de cámara y sus JPG directos, suele ser más eficiente - hablando de corrección de distorsiones - en su tratamiento fuera de cámara por los reveladores comerciales, por su superior capacidad de procesado.

Paradójicamente a veces estás correcciones digitales "se pasan de la raya"mostrando, incluso desde el JPG de cámara una corrección totalmente contraria a lo que por focal, distancia y teoría óptica debiéramos esperar. De manera tal que al abrir la versión RAW de este archivo en un revelador libre nos encontramos con la distorsión óptica normalizada para esos parámetros y antagónica con el Sobre Procesado ejercido desde el firmware de cámara. No siendo, curiosamente por exceso de corrección, válida la versión digital de JPG de cámara o RAW (a través de reveladores comerciales).

Intuimos que este Sobre - Procesado se origina por la imposibilidad de calcular todas las posibles variables de distancias - distorsiones para el o las focales dadas (si hablamos de zoom) , estando estas correcciones calculadas de media sólo para las distancias y usos más predecibles, por uso y perfil de dispositivo/usuario.


Test - Compacta de gama alta, posición angular modelo B... a veces las correciones "se pasan de la raya"


- Óptica intercambiable, focal fija estándar, gama alta  -

Dentro del campo de las ópticas intercambiables, podemos apreciar también grandes sorpresas, inclusive como es el caso, con objetivos de focal fija, alta luminosidad y segmento profesional.

En el caso de las focales llamadas "estándar", aquellas con una distancia focal igual a la diagonal del plano focal o dicho de una manera menos correcta; equivalente a unos 50 mm para el formato de paso universal (24x36mm), las distorsiones que hemos podido localizar de manera más común son de carácter curvilíneo en forma de barrilete, no siendo tan drásticas como en el caso de los angulares pero igualmente con cierta distancia a lo que visualmente vemos desde la versión RAW ofrecida por los reveladores comerciales.

Test - Óptica de focal estándar gama alta


- Óptica intercambiable, focal fija tele corto, macro, gama alta -

Para agilizar esta serie de muestras y dotarlas de mayor carácter docente, remitimos para finalizar este recorrido al paradigma de óptica corregida, los objetivos macro dedicados y como por ejemplo en la imagen que adjuntamos más abajo, aún siendo en resultados netos de rendimiento uno de los mejores objetivos macro dedicados del sector CSC, adolece - tras visualizar su proyección real mediante un revelador libre - de distorsión en acerico, la esperada debido a su condición de teleobjetivo, como comentábamos en los preámbulos técnicos.


Test - Óptica tele corto macro de gama alta


Una de las preguntas que antes nos surgió ante tal maremágnum de muestras y datos fue la siguiente; ¿No existe un término medio? ¿ Sólo a través de una fuerte inversión podemos adquirir una óptica corregida físicamente?

Pues bien, con permiso de Leica, Zeiss (Cosina) y otros "viejos clásicos" donde se permiten mínimas concesiones de corrección digital (recordemos la codificación por luz a 6 bit de Leica para caracterizar sus ópticas) y el grueso recae sobre el diseño óptico y su rendimiento, podemos encontrar algunas marcas y ópticas con una relación intermedia, no demasiado disparatada, entre su proyección óptica real y su versión digitalmente corregida.


Toma de campo con angular extremo de gama alta


Implicaciones

Entendemos que esta información trastoca bastante el mito de la óptica como inversión para toda la vida, al menos en un sector importante de los nuevos desarrollos, por ser estos totalmente dependientes a los compromisos e intercambios de información con las principales marcas de reveladores comerciales, lo que en definitiva aumenta su riesgo de obsolescencia programada.

En cambio, esta misma acción, facilita - como venimos contando en nuestros análisis de ópticas - el acceso a objetivos más pequeños, menos pesados y más económicos, con una calidad de imagen (previo tratamiento digital como hemos podido comprobar) más que digna, difícilmente alcanzable sin incrementar exponencialmente la factura de compra.

Por si fueran pocas variables, el futuro avecina posibles incursiones en el software interno de las cámaras compactas, territorio CSC quizás también réflex, usando versiones ajenas a la marca.
Android es ya una realidad en el segmento compacto y no hacemos otra cosa que pensar expectantes cómo manejará un sistema operativo de estas dimensiones y capacidades de manipulación, todas estas cuestiones de corrección digital y comunicación con el objetivo de turno.

¿Trabajarán por separado Firmware y sistema operativo, siendo estas correcciones inalterables? o de lo contrario ¿Se podrá manejar o customizar a través de versiones "desbloqueadas"?

Habrá que esperar a ver cómo se extienden e implementan estos sistemas dentro de las tipologías de cámaras, especialmente las de óptica intercambiable, para ir respondiendo poco a poco a todas estas preguntas.

Por supuesto, estas muestras y sus conclusiones no son extrapolables a todo el conjunto de ópticas o sistemas, nosotros hemos elegido los más representativos y actuales, lo que no excluye que existan aún muchas ópticas de alto rendimiento corregidas "a golpe de lente" lo que indudablemente incidirá en su precio final, entender esto como una inversión o un abuso es una de tantas opiniones válidas en estos tiempos de cambios tecnológicos en los que queda aún muchas cosas por investigar, contrastar y escribir... como seguiremos haciendo.


 

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