Efecto Narciso en cámaras IR y ganancia en DSLR

Tanto los sistemas ópticos infrarrojos (IR) como las cámaras réflex digitales de objetivo único (DSLR) usan luz para crear imágenes. Los sistemas infrarrojos capturan imágenes usando energía electromagnética radiada en anchos de banda infrarrojos, que no son visibles al ojo humano, mientras que las cámaras DSLR capturan imágenes en anchos de banda de luz visible. El efecto narciso es un problema que debe controlarse en sistemas IR. La ganancia en fotografía DSLR no es un problema, pero también debe controlarse. El control de ambos efectos influye en la calidad de las imágenes producidas.

Infrarrojo y el efecto Narciso

Al grabar una imagen con una cámara infrarroja, los reflejos parásitos y variaciones de temperatura pueden causar distorsiones en la imagen. Un reflejo de una ventana, superficie interna del objetivo u otro objeto reflectante puede resultar en que la cámara detecte y grabe su propia imagen. El resultado es una mancha oscura (fría) o brillante (cálida) en la imagen, dependiendo de cómo la cámara detecte la temperatura del objeto que captura. El efecto narciso puede eliminarse cambiando el ángulo de visión para que no haya reflejos parásitos, usando recubrimientos antirreflectantes en elementos ópticos y asegurando que cualquier superficie reflectante interna esté fuera de foco y no sea detectada por la cámara.

Sensores DSLR

Para explicar el concepto de ganancia en una cámara DSLR, se deben entender los fundamentos del sistema DSLR. Las cámaras DSLR usan sensores de silicio para muestrear la luz dirigida a ellos a través de un objetivo. Un sensor común es un dispositivo de carga acoplada (CCD). Un sensor CCD es una cuadrícula de elementos de imagen, comúnmente conocidos como píxeles. Un sensor DSLR tiene millones de píxeles.

Formación y almacenamiento de electrones

Cuando el obturador en el objetivo de una cámara DSLR se abre, la luz, en forma de fotones, entra y contacta el sensor CCD. Estos fotones son absorbidos por la cuadrícula de píxeles de silicio y liberados, por medio del efecto fotoeléctrico, como electrones, que se almacenan en lo que se llama un "pozo de potencial". El pozo tiene una capacidad, más allá de la cual no puede llenarse más, conocida como su "capacidad de pozo lleno". El "rango dinámico" del sensor está determinado por el tamaño de su capacidad de pozo lleno y afecta la cantidad de detalle que la cámara puede capturar.

Conversión de electrones a voltaje

Una vez completada una exposición, los electrones en el pozo se convierten en un pequeño voltaje analógico. Este voltaje debe amplificarse para volverse lo suficientemente fuerte para el siguiente paso, que es la conversión mediante un conversor analógico-a-digital (A/D). El conversor A/D cambia los datos analógicos en una serie de números binarios.

Ganancia e ISO

El conversor A/D genera "unidades analógico-digitales" (ADU), también conocidas como "números digitales" (DN). La "ganancia" del sistema es la relación de electrones por píxel al número de ADU por píxel. Esto influye en la sensibilidad a la luz, o clasificación ISO, de una exposición. Cuando se cambia el ajuste ISO en una cámara DSLR, cambia la ganancia. A medida que aumenta el ajuste ISO, la ganancia aumenta y el número de electrones convertidos en una ADU disminuye. Menos de la capacidad de pozo lleno del sensor se usa, disminuyendo así el rango dinámico y la cantidad de detalle grabado en la imagen resultante. La relación entre ISO y ganancia no está estandarizada; cada fabricante de cámaras usa sus propios ajustes de ganancia.