Consulta: Rango dinámico vs Latitud

Consulta

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Me surge una duda, que siempre he dado por supuesto, pero no tengo claro que esté en lo correcto

¿Cuál es la diferencia entre rango dinámico y latitud?

Yo siempre he pensado que RD era una herencia de la latitud del fotoquímico, pero últimamente he leído que no es lo mismo.

Que RD es la capacidad de captar la diferencia entre blanco y negros.

Y latitud es la cantidad de información que hay en esos blancos y negros y luego puedo levantar o disminuir teniendo detalle.

Si me lo puedes aclarar me servirá de gran ayuda. …

Respuesta

Hola …

Pues voy a intentar dar un poco una idea, tal como yo lo entiendo. Pero contrasta la información, porque latitud es un concepto que yo apenas uso y es posible que tenga una definición más rigurosa.

El rango dinámico podríamos decir que es un concepto de física e ingeniería, una forma de expresar el rango de valores que puede tomar algo, un fenómeno físico por ejemplo: sonido, luz, etc.

En el caso de la luz lo puedes pensar como la diferencia (relación o razón) entre la zona más oscura de una determinada escena y la zona más luminosa. Ahí estaríamos hablando del rango dinámico de la escena.

Cada sensor tiene una cierta capacidad.

Por ejemplo, imagina un sensor en un mundo ideal, que tiene celdas que pueden captar desde 1 hasta 10.000 (las unidades da un poco igual).

Ese sensor tendría un rango dinámico 1:10.000 (la relación de contraste que puede captar)

Si hacemos una foto de una escena de alto rango dinámico, una de las celdas puede estar captando 1 (negro con un mínimo de detalle) y otra celda que corresponde a una zona brillante de la escena puede estar captando 10.000 (blanco con detalle).

Por encima de 10.000 no puede captar detalle, saturaría la celda y en la imagen lo veríamos como blanco quemado. Y por debajo de 1 sería el negro empastado, sin detalle.

En el mundo real el rango dinámico del sensor está limitado sobre todo por la parte de los negros, porque en esa zona conviven detalles de la imagen con todo tipo de ruido (fotónico, electrónico / térmico, etc.).

Se fija un umbral (black point) por debajo del cual se considera negro puro. Y por encima de ese umbral tendremos todavía una zona con un cierto nivel de ruido, que puede ser usable o no según el criterio de calidad que consideremos.

Pero la idea es la misma. El rango dinámico de un sensor es algo físico, medible (aunque tiene su parte subjetiva en la que interviene el criterio de calidad de cada persona).

El rango dinámico máximo es una característica intrínseca de ese sensor (el rango dinámico se reduce al subir ISO porque no aprovechamos toda la capacidad de cada celda). Pero el RD nominal o máximo es una característica propia de cada sensor.

En fotografía se utiliza una escala logarítmica en base 2 (los pasos de luz) en lugar de decibelios o relación de contraste lineal. Un sensor típico puede tener unos 10-12 pasos de rango dinámico útil (suponiendo una relación señal a ruido determinada, una cierta calidad de imagen), aunque su capacidad física real sea superior (12-14 pasos)

Si fotografiamos una escena que tiene un rango dinámico muy grande, por ejemplo una escena con 16 pasos de luz de RD. Y el sensor sólo puede captar 12 por ejemplo. Ahí perderíamos información de la escena incluso si clavamos los parámetros de exposición (usando una única toma).

Pero en la mayoría de las situaciones el rango dinámico de la escena es más contenido, por ejemplo de 6 a 8 pasos.

En esos casos el sensor tiene capacidad de sobra. Nos podemos equivocar incluso con la exposición.

La latitud de exposición nos dice qué margen ‘de equivocación’ tenemos.

Es decir, si tenemos un sensor de 12 pasos y una escena de 6. Si clavamos la exposición en el centro tendríamos una latitud de 3 pasos hacia las luces y 3 pasos hacia las sombras.

Si nos equivocamos con la exposición y subexponemos 2 pasos por ejemplo… Como para esa escena en concreto tenemos 3 pasos de latitud hacia las sombras, no hay problema. En revelado, edición… (a posteriori en algún proceso) podremos ajustar la exposición sin perder información de la escena.

La latitud depende por lo tanto del rango dinámico del soporte de captación (sensor, película fotográfica…) y también depende de cada escena.

La latitud no se refiere a levantar sombras y reducir altas luces, eso sería mapeo tonal, que es una forma de comprimir el rango dinámico para poder mostrarlo en un soporte de visualización. Se refiere al margen que tenemos de modificar la exposición global (a posteriori) para ajustarla a la deseada, sin perder información. Es decir, se refiere a desplazar la exposición global de la imagen (hacia las luces o hacia las sombras).

En analógico se usaba más el concepto de latitud, porque la película tenía de por sí un rango dinámico bastante grande (alrededor de 12 pasos o más) y además el comportamiento de la película es ligeramente diferente, no es lineal como en los sensores, con lo que da más margen o lo hace de una forma más orgánica, más gradual.

Para una escena normal de 7-8 pasos de rango, había ese margen de ‘error’, esa latitud de 2-3 pasos en luces y sombras, de tal forma que se podía corregir un error de exposición en el laboratorio en el proceso de revelado / positivado.

En digital tiene sentido hablar de latitud sobre todo si trabajamos con RAW o con formatos que almacenen un rango dinámico amplio, por ejemplo los perfiles logarítmicos en vídeo (Log).

Porque para generar una imagen JPEG típica se comprime el rango dinámico, se hace un mapeo tonal (subir sombras, bajar altas luces, añadir contraste, etc.). Con una imagen JPEG directa de cámara o la que generamos al revelar el RAW, etc. la latitud será normalmente muy pequeña o directamente nula.

En fotografía digital creo que se utiliza muy poco el concepto de latitud, y cuando se usa, a veces se mezcla o se confunde con rango dinámico porque realmente en la práctica son diferencias de concepto sutiles. En analógico y en todo lo que tiene que ver con cine / vídeo creo que sí se sigue utilizando mucho.

Un saludo!
Felipe