DAD Foto: Amplía El Rango Dinámico con el Método de los 4 Pasos [HDR Zero Noise]

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Amplía El Rango Dinámico con el Método de los 4 Pasos [HDR Zero Noise]

vía dZoom, Pasión por la Fotografía de Javier Lucas el 1/05/10

El Método de los 4 Pasos Ya te hablamos en su día sobre el rango dinámico y la limitación que tenemos en nuestras cámaras a la hora de captar imágenes en las que existe una gran diferencia lumínica entre luces y sombras, ¿te acuerdas?

Pues bien, gracias a la web de Guillermo Luijk he descubierto un sencillo método que te permitirá ampliar el rango dinámico de tu cámara.

La técnica ha sido bautizada por el propio autor con el nombre de "Método de los 4 Pasos" y consiste en eliminar el ruido que se produce en las zonas de sombras. ¿Quieres conocer cómo funciona?Si ya te has peleado con el "dichoso" rango dinámico, seguro que te suenan las técnicas HDR y la forma en que éstas solventan las limitaciones que tienen nuestras cámaras en cuanto al rango dinámico que ofrecen.

Estas técnicas consisten básicamente en realizar varias tomas de una misma escena variando la exposición (o simularlas) y fusionarlas posteriormente para lograr un mayor rango que el que ofrece nuestra cámara.

La técnica que vamos a ver hoy se basa también en la captación de varias tomas, concretamente 2 (aunque es ampliable a más tomas), y en la posterior fusión de las mismas. Sin embargo, tiene algunas diferencias con las técnicas HDR que analizaremos.

¿Qué Limita El Rango Dinámico? El Ruido en las Sombras

Cuando hablamos del escaso rango dinámico de las cámaras tendemos a localizar el porqué exclusivamente en la limitación debida al número de bits que representan a cada uno de los pixels que capta nuestro sensor y que, por tanto, limita los niveles que es capaz de distinguir.

Por ejemplo, las cámaras de 12 bits, como son la mayoría de cámaras actuales que permiten guardar el resultado en formato RAW, ofrecen un rango dinámico de 2^12=4096 niveles, o, lo que es lo mismo, 12 diafragmas de diferencia entre luces y sombras.

Sin embargo, cuando se habla del rango dinámico real de una de estas cámaras, nadie en su sano juicio se atreve a decir que el rango es de 12 diafragmas. Lo normal es hablar de 6, 7, ó incluso 8 diafragmas, pero nada de los teóricos 12 diafragmas que por el formato de almacenamiento podrían almacenarse.

¿Dónde están esos 3, 4, ó 5 diafragmas que perdemos? Muy sencillo, esos diafragmas se los está "comiendo" el número insuficiente de niveles con los que se codifican las sombras profundas de nuestras imágenes y la amplia presencia de ruido en estas zonas.

Ruido Observa la imagen superior en la que parece que la calidad de la fotografía es aceptable (a pesar de haber quemado un poco la zona de la ventana). Las zonas menos luminosas parecen estar bien y contar con suficiente información, ¿verdad?

Pues échale un vistazo a esta ampliación a Escala 1:1 de una región de sombras. ¿Observas la cantidad de ruido que se ha introducido? A eso me refiero cuando te digo que no cuentas con los teóricos 12 diafragmas ni por asomo, ya que parte de este rango no es alcanzable por el ruido que introducen los sensores en las zonas de sombras.

La justificación teórica daría, por si sola, para al menos un artículo entero, por eso he optado por no recogerla y basarme en una imagen aclaratoria. Pero para los curiosos que no se conformen con fiarse de las afirmaciones y fotografías anteriores, el propio Guillermo Luijk lo cuenta muy bien en su web.

¿En Qué Consiste El "Método de los 4 Pasos"?

Para tratar de poner remedio al enorme ruido introducido y la falta de definición en las zonas de sombras, Guillermo nos propone un método que él mismo ha bautizado como "Método de los 4 Pasos".

El método consiste en realizar dos tomas, una correctamente expuesta y una segunda sobreexpuesta, concretamente 4 diafragmas, por eso el nombre de 4 Pasos.

Para ello, necesitarás contar con un trípode, realizar el primer disparo y, manteniendo la apertura de diafragma (para conservar la profundidad de campo), multiplicar el tiempo de exposición por 16 (2^4) para sobreexponer +4EV y realizar la segunda toma.

Esta sobreexposición hace que las zonas de sombras de la imagen inicial pasen a estar en una zona de luminosidad intermedia en la toma sobreexpuesta, de manera que no incorporen ruido y se pueda captar en ellas una mayor variedad lumínica.

Posteriormente, será necesario fusionar ambas tomas con el objeto de mantener la exposición de la toma correctamente expuesta, pero dotando de mayor información y menor ruido a la zona de sombras, gracias a la información aportada por la toma sobreexpuesta.

¿Qué Necesitas? Preparando El Equipo

Trípode ¿Qué?, ¿quieres probarlo?, pues toma nota que voy a indicarte qué necesitas para poder poner en práctica esta curiosa técnica:

Un trípode que te permita mantener la misma escena en ambas tomas
Una cámara que permita almacenar las fotografías en formato RAW
Instalar el programa dcraw en la ubicación C:\dcraw\dcraw.exe
Instalar el programa Zero Noise, que utiliza como motor de procesado el programa dcraw, buscándolo en la ruta indicada en el punto anterior

¿Lo tienes todo listo? Pues prepárate, porque en el siguiente apartado te voy a guiar por los pasos que debes seguir para aplicar por primera vez el "Método de los 4 pasos".

¡Pruébalo!: Un Ejemplo Práctico

Voy a detallarte "con pelos y señales" los pasos a seguir para aplicar el "Método de los 4 Pasos" y lograr ampliar el rango dinámico mediante la eliminación de ruido y la obtención de mayor definición en las sombras de una imagen que presenta una gran diferencia lumínica entre luces y sombras.

1. Planta tu trípode y realiza una toma correctamente expuesta de la escena a la que deseas aplicar el método. Recuerda que debes almacenar la toma en formato RAW.

Foto bien expuesta

2. Realiza una segunda toma de la misma escena sobreexponiendo 4 pasos y manteniendo la misma apertura de diafragma para conservar la profundidad de campo de la toma. Es decir, multiplica el tiempo de exposición por 2^4=16. De nuevo no olvides conservar la fotografía en RAW.

Foto sobreexpuesta 4 pasos

3. Vuelve a casa con tus dos tomas y guárdalas bajo una ruta cercana al raíz de tus fotos. Es conveniente ubicarlas en una carpeta como, por ejemplo, C:\Fusion. Ya que por una limitación de MS-DOS deben encontrarse en una ruta corta. De lo contrario, Zero Noise se "quejará" y no permitirá realizar la fusión.

En mi caso, la ruta a las dos imágenes es C:\Fusion\Correcta.NEF y C:\Fusion\Sobreexpuesta.NEF (al tener una Nikon, los RAWs que genera tienen formato NEF, si tienes una marca de otra cámara, tus RAWs tendrán otra extensión).

4. Ejecuta Zero Noise (C:\Archivos de Programa\Zero Noise\Zero Noise v09.exe) y sigue los siguientes pasos:

Zero Noise Screenshot

Haz clic en el botón "..." y selecciona la imagen Correcta.NEF (C:\Fusion\Correcta.NEF) y automáticamente Zero Noise seleccionará por ti Sobreexpuesta.NEF.
Haz clic en el botón "Develop" para generar los .TIFF que se fusionarán para reducir el ruido de las sombras.
(Opcional) Haz clic en el botón "HL" para conservar los valores de luces altas de la toma original.
Haz clic en el botón "Calc EV" para que la aplicación calcule la verdadera diferencia de exposición existente entre las dos tomas.
Haz clic en el botón "Build map" para que la aplicación construya el esquema en base al que hará la fusión de imágenes.
Finalmente haz clic en el botón "Colour" para que la aplicación lleve a cabo la fusión de imágenes.

Puedes conocer para qué valen exactamente cada uno de los controles de la aplicación, así como el resto de ellos que no he mencionado, a partir de este sencillo tutorial escrito por Guillermo. Si bien, con los pasos indicados, conseguiremos nuestro propósito.

Tras estos pasos, la aplicación habrá creado una nueva imagen con extensión .tif en el directorio C:\Fusion. La imagen tendrá idénticas características de exposición que la toma correctamente expuesta, pero, por otra parte, ofrecerá mayor definición y menor ruido en las zonas de sombras.

Fotografía tras Zero Noise

No aprecias gran diferencia con respecto a la toma correctamente expuesta, ¿verdad? ¿Y si hacemos un zoom sobre una zona de sombras? Presta atención, verás como sí que hay diferencias.

Comparación entre la aplicación o no del

¿A que a Escala 1:1 sí que observas ciertas diferencias entre una toma y otra? Es increíble lo bien que resuelve el problema del ruido esta técnica de fusión, ¿no te parece?

Si te quedas con ganas de saber más sobre esta técnica o sobre otros artículos de Guillermo Luijk, te recomiendo encarecidamente que visites su web y, concretamente, la sección de artículos. La verdad es que están genialmente escritos y desde aquí le doy la enhorabuena y las gracias por técnicas como ésta.

¿Por Qué Usar Zero Noise y No Otros Programas de Fusión?

Como habrás podido ver en otros artículos, hemos hablado sobre multitud de programas que te permiten hacer fusión de imágenes. Concretamente, para aplicar la técnica HDR te hablamos hace no mucho sobre 8 fantásticos programas que te permitirían aplicarla a tus fotografías.

Sin embargo, para esta fusión no te he pedido que la hagas en Photomatix o en la herramienta HDR de Photoshop, ¿por qué?

Lo cierto es que para Photoshop, existe un tutorial en "ojo digital" que te permitirá lograr un resultado equivalente, aunque requiere mayor trabajo.

Por su parte, en el caso de Photomatix o de cualquier otro programa HDR, la fusión dará lugar a una toma en la que el valor de exposición global del resultado será distinto al de la toma original correctamente expuesta. A diferencia de lo que sucede en Zero Noise, donde la toma final conserva la exposición de la inicial.

Por este motivo, mi recomendación es que emplees Zero Noise. No en vano, tanto Zero Noise, como dcraw son completamente gratuitos. ¿Por qué no instalarlos y utilizarlos?

¿Cuándo Aplicar La Técnica?

Una vez que conoces la técnica y has visto los resultados tan espectaculares que ofrece, lo suyo es saber identificar cuándo emplearla.

El criterio fundamental es que la escena que se desea fotografiar cuente con una amplia variación lumínica, de manera que la cámara se vea obligada a sacrificar las zonas de sombras.

Puedes encontrarte en esta situación en fotografías de:

Interiores y fotografía de edificios
Bodegones de estudio en los que se busca alta definición en las sombras
Paisajes que presentan un fuerte contraste
Tomas nocturnas o con escasa iluminación en que las zonas de sombras suelen presentar mucho ruido
...

¿Qué?, ¿te ha quedado claro cuando utilizar la técnica? Entonces, ¿a qué esperas para ir en busca de una de esas situaciones y ponerla en práctica?

Si lo haces, por favor, ¡cuéntanos tus impresiones! o si completarías o mejorarías esta técnica de alguna manera. Ya sabes que con tus aportaciones nos beneficiamos y aprendemos todos.