Equilibrio de blancos y filtros conversores de color

Lo que ve el sensor y como se procesa

Como percibe la luz el sensor

La temperatura de color de la luz que llega al sensor de la cámara solo depende de la fuente de iluminación y, en menor medida, de las dominantes que pudiera introducir la óptica utilizada, que son despreciables en el caso que tratamos.

El sensor es un conversor analógico a digital que convierte en datos numéricos la luz que capta, que es filtrada por una retícula de filtros rojos, verdes y azules de modo que a cada píxel del sensor solo llega un tipo de la luz original: roja, verde o azul.
Una de esas retículas, la más habitual, es la famosa matriz de Bayer, así llamada porque la inventó el Dr. Bryce E. Bayer.

Posteriormente, durante el revelado, se le asigna a cada píxel su valor de luminosidad R, G ó B, según el patrón de Bayer (u otro) que tenga cada sensor, obteniendo una imagen de cuadraditos en esos colores primarios.

Ahora, a cada píxel de un color hay que añadirle los dos colores que le faltan, interpolando los píxeles adyacentes (demosaicing). Esta interpolación lleva implícita una pérdida de detalle y de calidad, y puede dar lugar a “artefactos”, por lo que el algoritmo de interpolación tiene mucha importancia en el resultado final: no todos los reveladores lo hacen del mismo modo.

Por software, durante el procesado, se aplican un perfil de color y un equilibrio de blancos, tratando de aproximar lo que la cámara captó a como lo ve el ojo. Ese equilibrio de blancos consiste esencialmente en un ajuste de la exposición de cada canal R, G y B. Y ya tenemos nuestra imagen en RGB dispuesta a ser tratada o maltratada en cualquier programa de edición de fotos.

En general, los sensores (por variados motivos, entre ellos el diseño de los filtros de color) son más sensibles al verde que al rojo y que al azul, cosa lógica, ya que así es como percibe la luminancia el ojo humano, por lo que lo normal es que el canal más expuesto sea el verde seguido del rojo y del azul.

Haciendo un revelado neutro sin aplicar perfil del color con dcraw  o RawTherapee y una vez interpolado se produce una imagen verdosa y con bajo contraste. Esa imagen verdosa es nuestro raw revelado sin aplicar curvas de contraste o brillo, ni equilibrio de blancos, ni perfil de color. Los perfiles y las curvas que se le aplican después (incluyendo el equilibrio de blancos como un ajuste más de curvas) le darán vidilla y un aspecto más similar a lo que estamos acostumbrados a ver.

Revelados y ajustes

Las siguientes imágenes muestran las diferencias de un revelado neutro, sin equilibrar blancos, otro ajustado manualmente usando únicamente curvas y el que ofrece por defecto Adobe Camera Raw.

La toma está hecha con flashes, es decir, luz similar a la del día, en condiciones controladas, iluminación intensa y con contraste más que suficiente.

Abajo hay una comparación del revelado anterior equilibrado manualmente mediante ajuste de curvas y el que produce por defecto Adobe Camera Raw.

La diferencia de color y/o luminosidad que se aprecia en ambas tomas puede ser debida, entre otras cosas, a que no haya seleccionado el blanco exactamente sobre el mismo punto. También a la curva aplicada a la primera. Haciéndolo con más precisión pueden obtenerse resultados idénticos.

Todo este rollo introductorio sirve para comprender varias cosas interesantes sobre el funcionamiento del sensor, como capta la imagen y el proceso que la imagen sufre después, en la cámara o en revelador que usemos. Los sensores sin filtro de Bayer, como el Foveon, funcionan de distinta manera de la expuesta.

En resumen:

• Disparando en raw el ajuste del equilibrio de blancos en la cámara (en casi todas las cámaras) carece de la menor importancia, puesto que en nada afecta a la información captada y guardada.
• El equilibrio de blancos hecho durante el revelado simplemente se limita a sobreexponer o subexponer linealmente al menos un canal.
• Si se dispara en JPG el equilibrio de blancos es importante que esté bien ajustado, pues la posterior manipulación del archivo implicará pérdida de calidad.
• El equilibrio de blancos se puede hacer a base de curvas con un control bastante exacto, ya se haya disparado en raw, TIFF o JPEG. En cualquier caso es posible su corrección.
• Una iluminación pobre en un color (por ejemplo, la de tunsgteno que es muy pobre en azul y rica en rojos) resultará en una subexposición del canal correspondiente.
  Resultado: relación señal/ruido baja en ese canal = ruido alto en el canal.
• Una iluminación que se aparte mucho de la normal (5500 K) podría exigir una corrección del equilibrio de blancos grande: tendremos que sobreexponer en el revelado ese canal subexpuesto, se hará visible el ruido en ese canal, variará la exposición de la foto y se corre el riesgo de que algún canal se queme.

Corregir la temperatura de color de la fuente de iluminación con un filtro conversor

Una solución para no forzar en exceso el equilibrio de blancos es corregir la calidad de la luz que alcanza el sensor. Siempre se han usado filtros correctores y/o conversores del color para ajustar la temperatura de color de la fuente de iluminación a la de la película, pero en la actualidad existe la creencia de que el software –y su palanquita de equilibrio de blancos– es algo mágico y que soluciona todo a la perfección.

He hecho una prueba para comprobar todo lo anterior, iluminando un objeto de tonos neutros (una cafetera de acero) con luz halógena de 3200 K y he hecho dos tomas: una a pelo y otra poniendo un filtro conversor azul 80A para obtener una temperatura de color de 5500 K a partir de la original de 3200 K.

Mi idea era que al ser muy pobre en azules la luz de 3200 K, el canal azul debería quedar subexpuesto dando como resultado un mayor ruido en ese canal, y que con el filtro esa subexposición se compensaría, obteniendo canales con una exposición más equilibrada. Éstos son los resultados.