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Timestamp: 2019-11-15 17:34:42+00:00

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Las 4 fantásticas: Canon XL H1, JVC GY-HD100U, Panasonic AG-HVX200 y Sony HVR-Z1U (III) | Zapateces
por Zapa en 1 marzo, 2006
Las 4 fantásticas: Canon XL H1, JVC GY-HD100U, Panasonic AG-HVX200 y Sony HVR-Z1U (IV)
Abordamos en esta tercera parte de la comparativa de estas cuatro cámaras HD las pruebas de resolución. Adam Wilt nos explica el por qué de la metodología de la prueba. Os recordamos que la comparativa completa se puede leer en inglés en este enlace.
En la siguiente prueba apuntamos a la carta de ajuste ChromaDuMonde DSC. Tiene una escala de grises de 11 tonalidades, recuadros blancos y negros, trompetas de resolución y una secuencia para la precisión de los chips de color, diseñada para monitorizar en el vectorscopio un hexágono regular. No pasamos mucho tiempo con los recuadros de color (irónicamente son el mayor reclamo de calidad de la ChromaDuMonde) ya que podríamos haber pasado el resto del día ajustando cada cámara para una reproducción de color perfecta. En vez de ello nos concentramos en las trompetas de resolución para determinar la nitidez que ofrecían los chips, y ver qué le ocurre a los detalles finos cuando son interpretados por la cámara.
En el siguiente test se usó la carta de resolución Combi-2.3. Además de las trompetas de resolución tiene un barrido de frecuencias que consiste en una banda ancha de líneas verticales que varían en su espacio, estrechándose hacia la derecha; bloques grandes de líneas de frecuencia fija tanto en dirección horizontal como diagonal; y un patrón “diana” similar al indicador de nitidez Putora. La gran variedad de objetos de resolución ofrecía más oportunidades de determinar el límite de las resoluciones así como de observar cómo se veían los detalles que quedaban fuera de límite, y la “diana” ilustraba gráficamente el detalle del balance H/V.
Una digresión (bastante larga): Medir la resolución en sensores con fotocélulas discretas, como los CCD’s en todas las cámaras, es una propuesta mucho más incierta que hacer lo mismo con una cámara de tubo con un sensor continuo. En una cámara de tubo uno simplemente encuadra la plantilla vertical y mira el punto en el que se juntan las líneas; esa es la resolución horizontal límite. Se puede también encuadrar una plantilla “multiburst” que muestre un barrido espacial de frecuencias de líneas claras y oscuras y mirar en el WFM para ver en qué punto de la plantilla la onda tiende a cero. En un CCD, sin embargo, donde se junten depende del alineamiento de las líneas en la plantilla respecto a las fotocélulas en los chips.
Cuando el espaciado de las líneas proyectadas en el sensor coincide exactamente con el espaciado de las fotocélulas, la frecuencia de muestreo espacial igualará exactamente la frecuencia del detalle en la imagen; la teoría nos dice que no se puede mejorar eso. (estrictamente , el teorema de muestreo de Nyquist dice que la frecuencia más alta que se puede muestrear en una imagen es la mitad de la frecuencia de muestreo, pero las líneas TV consisten en líneas oscuras y blancas individualmente; dos líneas de TV hacen un ciclo completo y así se mide normalmente en teoría).
Nyquist nos da el límite superior y este se mantiene cuando las líneas se alinean exactamente con las fotocélulas en el chip; cada fotocélula se “pintará” con una línea de negro sólido o una línea de blanco sólido y la imagen de las líneas tendrá un alto contraste. Pero si se mueven las líneas la mitad de su espacio, una fotocélula verá media línea blanca y media negra, la próxima fotocélula verá media negra y media blanca y así sucesivamente; el nivel medio de cada fotocélula será un gris neutro.
Lo que esto nos dice es que si hacemos un leve paneo a través de las trompetas de resolución en la carta de ajuste veremos cómo las trompetas van de un tono contrastado a uno completamente gris en el punto o cerca del punto de máxima resolución útil, continuando este cambio dinámico a medida que el paneo continúa (mirad las dos trompetas aquí, extraídos de los frames de la HVR-Z1).
Las frecuencias del detalle que sean más altas que la frecuencia de muestreo – detalles de imagen más finos de lo que los CCD’s pueden explorar- resultarán en aliasing si no están filtradas. Aliasing es la aparición de detalles erróneos o falsos causado por información de alta frecuencia que se enmascara como información de baja frecuencia. Todos hemos visto películas del oeste donde las ruedas del vagón parecen ir hacia atrás; esos son ejemplos de aliasing temporal. Al encuadrar las cartas de ajuste podemos ver un artefacto parecido: A medida que paneamos a través de la carta, el detalle de baja frecuencia en las trompetas de resolución se interpreta de manera precisa, pero el detalle más fino de lo que los CCD’s pueden capturar aparecen como detalle más basto que parece brillar e incluso moverse a través de las trompetas de resolución en dirección opuesta al resto de la imagen. En las trompetas de resolución, que consisten en cinco líneas negras separadas por espacios blancos, el detalle con aliasing aparece como unas pocas líneas oscuras, moviéndose al contrario de los detalles sin aliasing -la rueda del vagón yendo hacia atrás- del escenario de la carta de ajuste.
El aliasing significa que las prácticas tradicionales de mirar una imagen estática, o medir el punto donde la onda tiende a cero en el WFM no son útiles. El punto inicial de extinción de la onda depende del alineamiento entre la carta y el CCD, y el detalle más allá del punto de extinción puede causar de hecho, causa) señales falsas.
En las imágenes del mundo real, un excesivo aliasing se muestra como detalles falsos moviéndose de manera extraña o al contrario que la imagen, como muaré lento en patrones repetitivos, y como bordes demasiado escalonados a lo largo de líneas casi verticales (similares a las indentaciones que uno ve en las líneas casi horizontales). Las cámaras digitales emplean un filtro óptico pasabajos -esencialmente una lente poco pulida frente al sensor CCD o CMOS – para emborronar el excesivo detalle fino antes de que cause aliasing. Sin embargo es casi imposible afinar un filtro así con una respuesta del tipo “muro de ladrillos”: aquel que pasa todo el detalle bajo la frecuencia de Nyquist y bloquea todas las frecuencias por encima de la misma. Los fabricantes de cámaras deben escoger entre hacer un filtro agresivo y emborronar demasiado detalle o hacer el filtro sutil preservando más detalle a expensas de un excesivo aliasing. Muchos de ellos se decantan por el detalle y el aliasing.
Verticalmente hablando, el límite de resolución de cada cámara debería ser ajustado por su formato (1080 o 720), ya que la estructura de exploración fija define el número de líneas. Una cámara 720p debería mostrar un detalle vertical sin aliasing de hasta 720 líneas de TV; por encima de ello el aliasing de cualquier detalle visible está asegurado. Asimismo, el límite de una cámara de 1080 líneas es 1080 líneas para material sin aliasing, pero las cámaras entrelazadas, con exploración de línea dual para evitar el siseo, perderán detalle normalmente por encima de 750 líneas de TV aproximadamente tendiendo a un desenfoque gris. Si vemos números por debajo de estos límites teóricos sabremos que está sucediendo algo más. Por ejemplo, los modos CF25 y cf30 de campo doble en la Sony Z1 tienen como consecuencia una resolución vertical de unas 540 líneas TV.
El objeto de esta digresión es explicar por qué insistí en que hiciéramos temblar las cámaras durante la prueba de resolución, de manera que pudiéramos ver cuánta resolución variaba en función del alineamiento carta-chip. Moví sutilmente cada cámara mientras grabábamos las cartas, moviendo la cabeza del trípode lo suficiente para hacer temblar la cámara horizontalmente y verticalmente un pequeño tanto por ciento. Como se puede ver de los detalles del frame de muestra hay una considerable diferencia en la resolución aparente dependiendo del alineamiento.
Cuando cite números usaré el punto en el que veo que la trompeta de resolución pasa de “sin alias” a “con aliasing”. Es un juicio algo subjetivo así que no useis los números como absolutos pero es un estándar consecuente que debería hacer posible comparaciones relativas. Para las muestras de la Z1 mostradas el cambio sucedió alrededor de las 550 TVI/ph (líneas de TV por altura de la imagen). Los cuadros de resolución en mi carta PortaPattern de 1972 parecían ofrecer unos números levemente más altos que las trompetas de las cartas DCS, posiblemente debido a que los cuadros de la PortaPattern tienen sólo cuatro líneas negras comparadas con las 5 de la DSC: cuantas más líneas es más fácil que aparezca el aliasing y muaré.. De momento ajusté mi Z1 con la carta de ajuste PortaPattern y vi que al elevar la nitidez de cero a quince, las cifras “honradas” que vi en la PortaPattern subieron de 550 a 650 líneas de resolución. En un test similar con la DSC mirando los cuadros con diferentes ajustes de nitidez las cinco líneas finas se mantuvieron en el punto de máxima resolución útil a 550TVL/ph. Con ajustes de nitidez bajos, las líneas se emborronaban a gris antes que se deterioraran en un aliasing, mientras que con ajustes más nítidos el área gris emborronada se desvanece, la trompeta cambia de líneas en reposo e interpretadas adecuadamente a otras con aliasing y moviéndose.
Las pruebas adicionales con la Combi-2.3 confirmaron los resultados vistos en la ChromaDuMonde. ¡Claramente voy a tener que agenciarme una carta DSC o dos antes de que cite algún numero más en mis análisis de cámaras!)
Próximamente: Resolución (II). Los números.
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