Reduciendo el ruido

Después de la buena aceptación de las entradas anteriores acerca de cómo trabajar en escenas de alto rango dinámico (aquí, aquí y aquí) nos tiramos al agua con un nuevo mini-tutorial. En este caso acerca de cómo evitar el ruido en nuestras imágenes o cómo reducirlo cuando nos vemos obligados a emplear ISOs elevados.

El principalmente causante del ruido en nuestras imágenes es el empleo de un ISO elevado. Asumiendo que todo el mundo sabe lo que es el ISO (el nivel de sensibilidad del sensor a la incidencia de luz), pero realmente ... ¿qué entendemos por ISO alto? Pues al menos para esta entrada, entenderemos ISO alto aquel valor de nivel de sensibilidad de la cámara a partir del cual se empieza a apreciar ruido de forma notable. Concretando un poco (sólo un poco) más..

• El ruido en una imagen es algo subjetivo, pues dependerá del nivel de tolerancia que el observador tenga a él. Lo que para unos es inaceptable para otros entrará dentro del intervalo de tolerancia. 
• El ruido dependerá también del tipo de fotografía. Es mucho más evidente en un retrato, por ejemplo, que no en una imagen nocturna, en dónde es mucho más fácil de disimular dada su propia naturaleza de la imagen.
• Para una misma persona el nivel de ruido aceptable dependerá principalmente del tipo de cámara. En cámaras de iniciación probablemente sea muy evidente en ISOs de 1600 o superior (dependiendo del tipo de imagen), las cámaras de APSC de una categoría media-alta soportan ISOs de 1600 o 3200 relativamente bien y las cámaras full frame pueden manejar ISOs de 6400 o incluso superiores de una manera aceptable (o eso dicen :)

Entonces... ¿la única forma de no tener ruido es tener la mejor cámara que nos podamos pagar? Por supuesto que no. Hay formas bastante más económicas y bastante sencillas.

Manejando escenas de alto Rango Dinámico (y 3)

Tal y como decíamos en las entradas previas (aquí y aquí) una de las mejores opciones, o al menos de la que mejor me funciona a mí, para enfrentarse a escenas de alto rango dinámico es el empleo del ahorquillado de exposición y la posterior fusión de todas las imágenes mediante máscaras de luminosidad, en mi caso a través del Panel de Tony Kuyper.

Tal y como decíamos, la técnica consiste en obtener varias imágenes variando el nivel de exposición entre ellas, para posteriormente aprovechar de cada una las zonas mejor expuestas.

En el ejemplo mostrado aquí (ver Imagen 1) se han tomado tres imágenes: una central o toma base, una subexpuesta (-1EV) de la que se recuperarán las altas luces y otra sobreexpuesta (+1EV) de la que se recuperaran las sombras. Tal y como se puede ver en las miniaturas los parámetros de las tres imágenes son iguales (11mm, f/8, iso 100) salvo la velocidad de obturación que va variando para permitir el incremento de exposición. En concreto se han empleado valores de 1/250seg, 1/125seg y 1/60seg de tal forma que existe una diferencia de +1EV entre toma y toma (porque se permite el doble de paso de luz entre cada una). Quizás, visto a posteriori la toma sobreexpuesta podría estarlo todavía un poco más para recuperar algo más de sombras, bien haciendo una toma adicional, bien habiendo disparado a 1/30seg o 1/40seg para permitir más entrada de luz. De todas formas, nada que no sea subsanable subiendo ligeramente las sombras en edición.

Imagen 1: Imágenes realizadas (-1EV, 0EV, +1EV)

Bien... pues una vez hechas las fotos toca meterse en harina.  El primer paso consiste en intentar equilibrar la luminosidad general de las imágenes, intentando conservar el detalle en las zonas que nos interesa de cada una. Esto facilitará que las transiciones en la fusión final sean lo más suaves posible.

¿Y en qué consiste eso de equilibrar exposiciones? Pues en hacer que las tres imágenes tengan una apariencia lo más similar posible. Así, en la imagen subexpuesta deberemos subir ligeramente la exposición (y si es necesario sombras y/o negros) para acercarla a la de la toma base, a la vez que bajamos las altas luces para evitar que estas pierdan detalle. Por el contrario, en la toma sobreexpuesta será necesario bajar la exposición general (y quizás altas luces y blancos), a la vez que se subimos las sombras para mantener el detalle y que no se empasten.

Después de estos ajustes, la apariencia final de las imágenes debería similar, algo de estilo a lo mostrado en la imagen 2.

Imagen 2: haciendo coincidir exposiciones totales

Una vez ajustadas las exposiciones globales de las diferentes imágenes, toca proceder a su fusión. Así que pasaremos las imágenes a Photoshop, cada una como una capa independiente. Al menos para mí, lo más cómodo consiste en ubicarlas de la siguiente forma: abajo del todo la toma central o toma base, justo encima de ella la toma que tiene correctamente expuestas las luces (toma subexpuesta) y encima del todo la imagen que tiene correctamente expuestas las sombras (toma sobreexpuesta), tal y como se muestra en la imagen 3.

Imagen 3: ubicación de las capas

Una vez ubicadas las capas, es la hora de empezar a generar las máscaras de luminosidad. La manera más cómoda es a través del Panel de Tony Kuyper. La versión completa actual es la v6, pero hay también una versión gratuita (descarga aquí) que contiene la funcionalidad básica para generar y aplicar las máscaras de luminosidad. Si somos más de usar acciones que paneles, son muchas las páginas que ofrecen la posibilidad de descargarlas de manera gratuita (e.g. aquí)

Teniendo únicamente visible la capa con la imagen de la toma base, comenzamos bloqueando la luminosidad (botón composite del panel) para que se genere la máscara de luminosidad correspondiente a la imagen. Una vez generadas las máscaras, activamos la capa inmediatamente superior para extraer de ella las luces. Esto se consigue aplicando una máscara de luces 1 o luces 2 a esta segunda capa (ver imagen 4). ¿Qjué conseguimos con esto? Generando las máscaras sobre la toma base nos permite seleccionar las zonas de esta imagen con más nivel de luminosidad. Éstas zonas de altas luces estarán algo pasadas... peeero... las reemplazaremos con las misma zonas extraídas de la segunda capa (-1EV) en dónde sí estarán correctamente expuestas. Exactamente esto es lo que se consigue con generar las máscaras sobre una capa y aplicándosela a otra.

Imagen 4: Seleccionando luces

Una vez ajustadas las luces, es el momento de hacer exactamente lo mismo con las sombras. Así que, teniendo visibles las dos capas inferiores (toma base y toma de luces) volvemos a generar las máscaras de luminosidad. Una vez generadas, activamos la capa superior y aplicamos sobre ella una máscara de sombras (1 o 2). De esta manera, nos quedaremos con las sobras de esta tercera imagen, mejor expuestas que las de la toma base (ver imagen 5).

Imagen 5: Seleccionando sombras

Pues listo!!! Así que ahora ya sólo queda acoplar todas las imágenes de tal forma que la imagen resultante estará formada por una mezcla de lo mejor de cada una de las anteriores (ver imagen 6): los medios tonos de la imagen o toma base, las luces de la imagen subexpuesta (para evitar que se quemen)  y las sombras de la imagen sobreexpuesta (para evitar que se empasten). 

Imagen 6: Imagen final

Manejando escenas con alto Rango Dinámico (II)

En la anterior entrada acerca de cómo manejar escenas con un alto Rango Dinámico se daban una serie de pautas para enfrentarse al citado problema. Entre ellas, y dentro del apartado de edición, se hacía referencia al método ELE de José María Mellado o la técnica de HDR. En esta entrada se profundiza un poco más en ellos.

En primer lugar... ¿qué significa ELE? Pues ELE son las siglas de Extensión de la Latitud de Exposición, en castellano, o  Exposure Latitude Enhancement, en inglés. Yo no sé si fotográfica o conceptualmente hablando serán los términos más correctos, pero desde luego desde un punto de vista de marketing dudo que sea casual que el acrónimo castellano e inglés sean coincidentes ;)

Bien, ahora que ya sabemos para que se usa y lo que significa... ¿cómo se emplea realmente el método ELE? Pues según el propio Mellado bastaría con seguir los siguientes pasos:

1. Exponer la toma correctamente para las altas luces. 
• Esto, según el método de derecheando del histograma de Mellado, consiste en hacer una medición puntual en las altas luces de la escena que queremos capturar, central el histograma y elevar la exposición +2EV, bien abriendo diafragma, aumentando tiempo de exposición o aumentando ISO.
2. Si el rango dinámico de la escena excede el de nuestra cámara, será necesario hacer una nueva toma. No será necesaria una nueva medición, sino que bastará con elevar la exposición +2EV
• En este caso, y como aportación personal, no  recomendaría modificar la apertura de diafragma para lograr esos +2EV adicionales, para mantener enfocada la misma zona de la escena en ambas imágenes y evitar problemas posteriores en la fusión.
3. Combinar ambas imágenes con la opción HDR de lightroom o con la opción de HDR Pro de Photoshop
• Mellado, al menos en sus talleres, emplea la primera de las opciones.

Otra opción para lidiar con escenas de Rango Dinámico Elevado es el empleo de técnicas de tipo HDR, siglas de High Dynamic Range. En ese caso, el flujo de trabajo, aunque puede variar en función del lugar en el que se consulte, es algo similar al siguiente:

1. Exponer la toma de forma correcta, de tal forma que se consiga un histograma más o menos centrado. Podrá emplearse medición puntual, matricial o ponderada al centro en función del tipo de escena o de gustos personales. Esta será nuestra toma de partida.
2. Empleando la opción de la cámara de ahorquillado automático (bracketing exposure -imagen 1)) o bien de forma manual realizar una serie de tomas subexpuestas y sobreexpuestas a partir de la toma de partida.
• Lo más habitual es tomar 3, 5 o 7 tomas en total. En mi caso, suelo tomar 3 o 5 tomas.
• Si  realizo 5 tomas, dos subexpuestas -1EV y -2EV, la toma central, y dos  sobreexpuestas +1EV y +2EV respectivamente. Es decir, con 1EV de diferencia entre cada toma.
• Si realizo 3 tomas, además de la toma central, puedo optar por diferencias entre  las otras dos de +1EV o bien usar la toma subexpuesta de tal forma que estén ajustadas las altas luces de la imagen y la sobreexpuesta de tal forma que se ajusten las sombras. 
• Cuanto mayor sea el número de tomas, más suave será, en principio, la transición entre las luces y las sombras en la imagen final.
3. A la hora de realizar la fusión entre ellas también hay diferencias.
• Si se realizan múltiples tomas (5, 7, 9) separadas por 1EV (o incluso menos), la fusión proporcionada por los módulos HDR de lightroom
• Si se realizan menos tomas (e.g. 3) puede optarse también por los módulos HDR de Lightrtoom o Phosothop. Sin embargo, sobre todo cuando las diferencias entre tomas exceden 1EV, lo mejores resultados suelen obtenerse mediante máscaras de luminosidad. Pero esto quedará para la tercera y última entrega ;)

Imagen 1: Composición de la Exposición (Imagen tomada de http://todo-fotografia.com)

Manejando escenas con Rango Dinámico elevado

El rango dinámico de una escena es la diferencia de luminosidad entre las zonas menos expuestas (las sombras/negros) y las zonas más expuestas (altas luces / blancos).

En circunstancias normales la diferencia entre ambas zonas es tal que el sensor de la cámara puede dar cabida al mismo, permitiendo que tanto las sombras como las luces de la escena queden correctamente reflejadas en la imagen final. Es decir, ni las sombras se vuelven negro puro (se empastan) ni las luces se vuelven blanco puro (se revientan).

Pero... ¿qué ocurre cuando no estamos en estas circunstancias ideales sino en situaciones más extremas? Sin ir más lejos, por ejemplo en una puesta de sol en la que fácilmente el rango dinámico de la escena. Pues que tenemos un problema... porque si exponemos para que las luces de la imagen queden correctas, empastamos las sombras (ver imagen 1); mientras que si exponemos para que las sombras queden bien, reventamos las luces (ver imagen 2). Y si nos quedamos a medias, pues ni tenemos bien las luces ni tenemos bien las sombras... vamos, un auténtico desastre.