Metodología de las Pruebas

Índice de apartados
Preámbulo
Enfoque
Resolución en estudio
Resolución en exterior
Distorsión geométrica
Viñeteo
Aberraciones cromáticas
Reproducción de color
Resistencia a luz indirecta
Procesado de archivos

 
 
                                                   
             RESOLUCIÓN EN ESTUDIO CARTAS


Partes de la página.-
-
Probetas

-
Procesado de archivos

-
Como vemos las cartas

- Colocación de las cartas
-
Ultra-angulares

-
Ojos de pez

- Visualización-revisión

El primer paso antes de iniciar la prueba de un objetivo es comprobar que la unidad  que se va a probar tenga un ajuste de foco correcto en modo de enfoque AF único en la máquina con la que se efectuarán las pruebas. Este apartado es indispensable para realizar parte de la prueba ya que las fotografías de exterior y la Galería se realizarán en este modo en la gran mayoría de casos. Si el ajuste se muestra muy fino incluso una serie complementaria de estudio en modo AF.

Dependiendo de las focales y con la magnificación de los actuales visores APSc y sus pantallas de enfoque estándar tengo constatado que es este modo es más constante que el MF. En ópticas fijas para fotografía macro prefiero hacerlas con enfoque MF ya que sus focales y aplicaciones son más afines.

Soy consciente de que el trabajar con modo AF puede mermar parcialmente los resultados de los primeros diafragmas en algunas focales si el ajuste no va en gran parte del rango focal muy fino pero hay dos ventajas importantes en la forma de plantear este apartado:

Primera.-
Ver la consistencia de enfoque del producto en acciones reiterativas al mismo punto, durante toda la prueba.

Segunda.-
Ver gráfica y realmente los resultados que se obtendrán con el sistema.

Con la incorporación de máquinas con visión directa (Live View), si la unidad presenta una incapacidad de enfoque fino en modo AF, hago las pruebas de estudio y exterior con asistencia de visión directa (LV) y aplazo la Galería para realizarla con otra unidad.

Posteriormente reviso las cuatro esquinas para que la unidad no tenga ningún descentrado importante. En el caso de un zoom, al igual que el ajuste de AF, las reviso en la focal más angular, en la media y en la de más tele.

Seguidamente compruebo la fotometría
objetivo/cámara haciendo unas fotos previas de test.

Una vez chequeado el correcto funcionamiento empiezo con las pruebas propias del análisis. En primer término son las de estudio. La observación de estas pruebas me va adelantar el rendimiento del producto a nivel general sirviéndome de guía para realizar la galería posteriormente. En esta galería voy a reproducir de forma práctica lo visto en estudio.

Las pruebas de estudio se desarrollan con el siguiente método.



Probetas.-

Cartas especificas diseñadas para esta web con las únicas funciones de ver la resolución, aberraciones cromáticas y contraste. Se han confeccionado de tres tamaños :

- La primera y más usual tiene un tamaño de 28,2 x 20 cms.
- La segunda, reservada para tele-zooms de focales largas de 21 x 14,65 cms.
- La tercera, dedicada para tele-zooms de focales largas y máquinas con más resolución
(Implementada en Mayo de 2.009) tiene 14,3 cms. x 10 cms.

El motivo de los cambios de tamaño solo obedece a motivos estéticos de recorte y presentación.

Debido a la magnificación óptica de algunos tele-objetivos y la previsión de cámaras con mayor resolución es lógico reducir el tamaño de los testigos para visualizarlos con tamaños finales cercanos. A partir de aquí el valor de reducción o porcentaje sobre el cuadro global nos indicará la mayor o menor ampliación del testigo (Factor de Redc. en Cartas Centro y Horizontal)


¿Por que he escogido un sistema de una sola carta con pocos apartados de medición en un fotograma

El utilizar un solo formato de carta y varias unidades de la misma dentro del cuadro permite medir de forma más completa los apartados citados y además de forma flexible. De esta forma nos podemos ajustar más a la tipología del producto, es decir de una forma  personalizada.

Podemos colocarlas, medir y ver su evolución desde el mismo centro hasta las esquinas más extremas sin estar "amarrados" de forma permanente a una de dimensiones fijas, diseño y encuadre idéntico.

Debido a su formato y colocación, viéndolas solas y/o en mosaico también nos trasmiten una visión global de conjunto, no solo de su capacidad máxima resolutiva sino de la evolución de los diferentes diafragmas de una determinada focal.

Visualmente el posible interesado puede apreciar de un tirón todo el comportamiento de la focal y hasta que punto afectará a la imagen que obtendrá de forma real de esquina a esquina. Puede descargarse la probeta real del test (aspecto imposible en algunas pruebas) y analizarla en casa con detenimiento. A la hora de comparar encuentro más claro y efectivo hacerlo de forma estática y cuanto más cerca mejor. Comparar por superposición o intercambio de imágenes va bien cuando las distancias son muy evidentes pero cuando se acortan es mejor mover la vista unos grados. Si tenéis un monitor TFT de gama baja y hay dudas de brillo es recomendable intercambiar las posiciones de izquierda a derecha y/o arriba y abajo.

Este método tiene la desventaja de un mayor trabajo de elaboración posterior pero se tiene la tranquilidad de una total autonomía respecto a programas de terceros, mantenimiento y/o actualización para otros modelos de cámaras. Cualquier posible error de una serie se detecta enseguida y se repite acto seguido.

Las cartas se han diseñado específicamente para medir la capacidad resolutiva de objetivos con cámaras DSLR, por ese motivo solo se han colocado 5 líneas 
horizontales y verticales por cada bloque o escala. Para hilar más fino se podrían haber puesto el doble de líneas pero el objetivo previsto en estas pruebas es acercarnos a una visión global y asequible para una gran mayoría de usuarios donde las diferencias entre productos resulten evidentes viendo las muestras al 100%.

No tienen las típicas líneas convergentes o de embudo (+/- 5º) como se puede apreciar en otras cartas
(ejemp. ISO 12233). Esta carta se diseñó en su día para aplicaciones de imagen (HDTV- Televisión en Alta Definición) y actualmente algunos medios la usan en pruebas de máquinas solo en su zona central.

Tampoco tienen la multi-direccionalidad y convergencia de las estrellas Siemens. Este tipo de cartas, mucho más exacto, se emplea habitualmente en la industria de fabricación de ópticas con máquinas que disponen de programas, iluminación y captores específicos para medir la gran mayoría de aspectos cualitativos de las ópticas. Con este tipo de cartas no sería posible el recorte y menos una visualización contundente por el interesado.

Con una carta de encuadre único, por ejemplo una de 120 cms. x 80 cms., deberemos adaptar la distancia del equipo en base a la focal utilizada para captar siempre el mismo plano. En el formato mencionado con un objetivo de 17 mm.
(en APSc) nos tendremos que situar a 83 cms. pero con uno de igual focal en formato de 35 mm. la distancia es de 59 cms.

A estas distancias la
deformación geométrica es muy importante, en el caso de hacer la prueba con película la curvatura de las líneas por esta distorsión no afectaría en gran medida a los resultados, pero con una cámara digital afecta y mucho por el posicionamiento en ángulo respecto a la distribución del filtro Bayer.

Sobre este particular y a falta de una norma homologada mundialmente cada Empresa, profesionales o aficionados pueden tener distintos puntos de vista y no hay que dejarse llevar por las apariencias cuando no se conocen perfectamente los protocolos.



¿Distancia fija y carta variable o al revés?
Una distancia fija homologada de captura  nos llevaría a tener tantos tamaños de cartas como focales quisiéramos probar. Una carta única con distancias variables nos lleva a probar en desigualdad de condiciones cada focal del producto si es un zoom, también en ópticas fijas con focales distintas.

Hay factores o deficiencias ópticas que son proporcionales a la distancia de captura (Distorsión Geométrica , Aberraciones Cromáticas, Perturbación ambiental, etc..) por lo que probar un ultra-angular a 59 cms. siempre le va a beneficiar más que si lo probamos a 5 mts. y probar un tele-objetivo de 500 mm. a 40 mts., aún siendo su distancia aproximada más habitual de trabajo, lo va a perjudicar más en todos los sentidos.

Con un encuadre único las variaciones de nitidez por focal son mucho más evidentes pero la distancia obligada de captura juega en contra de las focales más débiles. Es decir, en la zona de más tele del zoom que corresponde a la zona con menor contraste y resolución también le sumamos una mayor distancia de captura.

Por último y no menos importante, si enfocamos una carta de tamaño único a una distancia muy corta las ópticas de enfoque por grupos y desplazamiento de pupila lo harán muy lejos de la posición nativa (infinito). En la posición de infinito además de tener el objetivo la focal real tiene la máxima información óptica al estar la pupila más cercana al plano focal.


¿Por que una carta solo con líneas horizontales y verticales?
En la toma de una imagen y procesado de la misma con cámaras DSRL está comprobado que las formas o detalles captados con orientación tangencial y sagital obtienen una mayor efectividad y por consiguiente un contraste más elevado, o sea con menos píxeles de transición.

Como la finalidad en este apartado de las pruebas es medir la capacidad resolutiva aproximada, ACs y contraste del objetivo con una herramienta que genera la información de la forma mencionada, he creído más eficaz, de cara a favorecer la gestión de la misma, presentarle la información en dicho formato.

Evidentemente en la prueba de una cámara digital el concepto cambia de forma radical siendo más conveniente el empleo de líneas convergentes. En este caso pondremos un objetivo que esté por encima de las capacidades de la máquina y lo que nos interesará será ver será el nivel resolutivo y el contraste con líneas colocadas de la forma más variada o anárquica posible.

Aquí tenéis un muestreo ampliado al 500% de la zona centro de un 50 mm., en concreto la escala nº 22 (c
entro imagen). No solo se aprecia la resolución alcanzada sino como disminuye el contraste según se reduce la misma.
 

                                                                       
                                                                        Centro al 500% Esc. nº 22    equiv. 49 l.p./mm.


La numeración de la escala es ya totalmente ilegible pero las 5 líneas (3N+2B) están perfectamente definidas y la máquina ha necesitado de 8 píxeles reales para mostrar estas 5 líneas (no pares). Solamente destinando un píxel menos... ya veis lo que pasa. Las transiciones de esta forma son muchísimo más claras de ver.

[Un ejemplo práctico lo podéis ver en las observaciones de la prueba del tele-zoom de Canon
EF 70-200/2.8L]

Además de la
resolución con estas cartas viéndolas en mosaico podemos apreciar de un "tirón" clara e inequívocamente el nivel de contraste, las presencia de ACs y magnitud de las mismas, el viñeteo así como el resultado de un mejor o peor ajuste de paralaje por la deformación de las cartas de esquinas extremas y medias.

En la mayoría de pruebas de objetivos con medios informatizados el grado de contraste se mide y evalúa para confeccionar la gráfica resultante. Una vez alcanzado el 50% (valor estandarizado) se considera como alcanzado pero no sabemos si fue 50, 60 ó 70%. Las gráficas más completas son las que representan resolución y contraste con dos curvas independientes y además con un muestreo centro-esquina no inferior a 12 zonas con cartas y sistemas según lo comentado anteriormente.

Una visión cercana de forma objetiva, científica y a la vez muy práctica o directa la tenemos en la visualización de los mosaicos confeccionados con estas cartas de resolución. Que no es la más perfecta, eso es evidente, pero entiendo que es una de la más gráficas y contundentes de todas las que he podido
contemplar.


Procesado de los archivos.-
Cuando probamos un elemento intercambiable de un sistema en un sistema determinado, los resultados que se obtienen siempre hay que vincularlos a las particularidades de dicho sistema y al programa, ajustes y métodos con el que se han procesado los archivos de base. Esta particularidad no hay que perderla de vista a la hora de juzgar los resultados.

Dentro de la prueba de cada objetivo se generan archivos con usos y/o finalidades distintas. Los que conciernen a este apartado de procesan en máquina en formato .RAW con las condiciones óptimas de la cámara. Posteriormente se procesan con el soft Adobe Camera Raw con todos los ajustes por defecto, o sea los estándares. Se ajusta el brillo y el WB de la carta central a (218-218-218) con una tolerancia máxima de +/- 0,15. El apartado de enfoque y/o detalle se ajusta a:

Cantidad: 65 | Radio: 0,8 | Detalle: 25

El porqué utilizo este procesador y no el propio de cada fabricante es un tema que podría ocupar un pequeño artículo. En resumidas cuentas el A.C.R. nivela el procesado propio de cada sistema, anula los "arreglos" o correcciones que no se solicitan y permite manejar muchos archivos de forma simultánea para compensar pequeñas diferencias de exposición. También mantiene en el tiempo un mismo perfil de contraste, color y enfoque.
 
 

Como vemos las cartas.-
Han de considerarse los cambios de focal, así como la resolución total de la máquina, por lo que se visualizarán distintos tamaños de cartas. Para comparar los mosaicos entre distintos objetivos, se pueden descargar los de la misma focal o similares y compararlas en PS en modo paralelo así como leer los valores máximos en la conclusión de la prueba.

En el mosaico de cartas se anota el factor de recorte, Factor Redc. en Cartas Centro y Horizontal (H.) que equivale al tamaño relativo respecto a la imagen total.

  


                              


Ejemplo: Carta central del objetivo Nikkor 50/1.8 a f 1:8.0 y 5 mts. de distancia.
Puede apreciarse a tamaño normal que en esta abertura llega al nivel 22.

El recorte, respecto al cuadro total es de x 0.1227 y la definición que ha logrado resolver el conjunto máquina/objetivo es de 58.6 l.p./mm. (pares) (2.770
l.p.h.) Para ello ha tenido que destinar 7 píxeles reales para configurar las 5 líneas (no pares) de la escala.

Si hacéis cuatro números con los datos que se anotan a continuación vosotros mismos podréis ver y/o calcular cualquier resolución, además de valorar otros datos que se puedan publicar en la red.


NIKON D200
- Píxeles totales en H = 3.898
- Anchura del sensor = 23.60 mm.
- Con 1 mm. de sensor genera 165 píxeles en sentido de ancho.


Con un total de 41 escalas, la primera empieza con líneas de 8 mm. de anchura y 40 mm. de altura acabando la última con 0,15 mm. de anchura (una reducción aprox. del 10% en cada paso). Este escalado permite con holgura discernir a 5 mts. de distancia el poder resolutivo de focales entre los 17 a 300 mm. focal equiv. en 35 mm.

Con rectángulos contorneados se aprecian las zonas de recorte según las focales, de hecho son cuatro cartas en una que se van recortando para igualar escalas equivalentes y poder verlas en un monitor a tamaños razonables.


-Actualización.  (Septiembre de 2.009)
En Septiembre de 2.009 se hace un ligera modificación en el bloque nº 1 sustituyendo las cinco líneas por dos cuadrados sólidos con la finalidad de poder medir la magnitud de las ACs. De esta forma, en el caso que sea interesante por la tipología del producto se pueden medir y anotar los resultados.



                                                  

(*)
Para el grupo de tele-zooms especialistas de rangos 70-200, 70-300 y 100-400 se colocan las cartas a 16 mts. del plano de enfoque para que la visión en mosaico de las cartas resultantes se ajuste al tamaño de los monitores. Las 41 escalas de las cartas son suficientes para medir la capacidad resolutiva a 5 mts. incluso en estas focales, no obstante para que entren en el monitor con tamaños cercanos a focales más angulares, he considerado mejor alargar la distancia de enfoque.


                                                                                                                                   ______________________________________________________


Colocación.-
La carta central se inicia a 4-5 mts. del objetivo para focales de hasta 50 mm. incluidos. Para focales superiores se seleccionarán 10, 15, 20 ó 30 mts. de distancia de modo que la carta o su zona recortada se pueda visualizar bien en la pantalla del ordenador y tengan tamaños similares.

La variación de estas distancias no solamente no afecta a los resultados sino que hace que ellos se obtengan en distancias más reales o propias del uso habitual del producto. Al aumentar la distancia de las tomas las ACs se magnifican más adquiriendo un tamaño cercano al que tendremos en nuestras fotografías. Cualquier mínima imprecisión de la impresión se descarta por la disminución del tamaño relativo.

Aquí tenéis un croquis de planta y alzado tipo:


 

                                

                         Croquis de colocación de las cartas  para cubrir          Croquis de colocación de las cartas en planta.
                         las distintas focales en alzado.                                Para focales de 17 mm. (25,5 mm. en 35 mm.)



La esquina extrema de los zooms u objetivos normales se coloca cerca del ángulo del encuadre pero no en el mismo borde por lo que el valor de viñeteo que se observa es algo inferior al muestreado en ese apartado. Aquí tenéis un croquis de la posición de la esquina en formato de 35 mm. y la correspondiente a la zona APSc la cual se realizó al mismo tiempo.



                                           


Las cartas de las esquinas nos van a mostrar todo: ACs, viñeteo, deformación real de la zona, contraste, astigmatismo, etc...

Hay que valorar que, según las pruebas que veo en la red, como la zona de esquina extrema y media no está reglada, os podéis encontrar con datos algo distintos dentro del mismo producto.

Y la esquina media de un formato, ¿donde está?. Entramos otra vez en cuestiones particulares de cada análisis por lo que os recomiendo os documentéis antes de los métodos que se usan en cada prueba.

Cuando un objetivo presenta un diferencial muy grande entre las esquinas extremas y la zona contigua coloco otra carta muy cerca, casi contigua, siguiendo la diagonal, anoto la relación con el radio y la señalo como media.



Realización de las fotografías.-
Todas las fotografías se realizan en caballete, con mando a distancia y bloqueo de espejo. El enfoque se realiza en AF si se ha mostrado este consistente y eficaz con la máquina. En los primeros diafragmas, en especial con los zooms, con enfoque manual o asistido mediante visión directa obtendríamos unos resultados ligeramente mejores, no obstante entiendo que de esta forma se refleja mejor la efectividad del conjunto del producto.



                                                                                                                       ______________________________________________________
           


Ojos de pez.-

Dada las características ópticas de estos objetivos, las cartas de esquinas están situadas con una rotación de 45º hacia la central. Una posición idéntica a la misma imposibilitaría una visión mínimamente adecuada para poder evaluar los defectos ópticos más comunes. Las distancias de enfoque en este caso son de aprox. 100x focal. El tamaño de las cartas, para adecuarlas al recorte posterior es de
14,3 cms. x 10 cms.

En la parte inferior he realizado un montaje a escala real de las cartas sobre la fotografía de una pared. El diferencial de tamaño es que resulta de la proyección esférica no corregida sobre el plano focal. La carta de esquinas está rotada 45º hacia adentro para poder visualizar las escalas y el gradiente de ACs laterales.



                              
                              8 mm. en formato APSc. Distancia de enfoque: 85 cms.

 


Ultra-angulares.-
El escenario de colocación de cartas descrito anteriormente tiene unas posibilidades físicas de hasta de 17 mm. de focal en una cámara de sensor APSc o sea 27 mm. en 35 mm.

Con el análisis del grupo de ultra-angulares recientemente puesto en "escena" de formato APSc, el escenario se ha quedado pequeño así que hemos tenido que buscar otro de mayores dimensiones para la ubicación de las mismas cartas.

En esta ocasión, dadas las dimensiones de la planta la iluminación tiene que ser de luz día, por lo que se ha buscado un lugar idóneo donde la incidencia/hora sea lo más homogénea posible al mismo tiempo que se ha comprobado con un fotómetro que las zonas escogidas recojan la misma intensidad de luz.

El escenario especifico para estos productos tiene una anchura de 10,4 mts. y un altura de 4,6 mts. con lo que el objetivo se coloca a 72 cms. del suelo para enfocar el epicentro del rectángulo. Quedan las dos esquinas inferiores sin comprobar pero otro sistema por dimensiones es totalmente inviable.

En el estudio de las esquinas extremas ha de tenerse en cuenta el tamaño al que han quedado reducidas por su reducción óptica y además por la tremenda incidencia oblicua de los hace lumínicos en estas focales equivalentes tan extremas.  A escasos 50 cms. de las esquinas más extremas las aberraciones, distorsión y definición mejoran considerablemente, así es que en focales de 10 mm. se publicarán tres cartas : la central, la esquina extrema y una intermedia.


 

                           

                                          Tamaño de cartas para una focal de 10 mm. (16 mm. en 35 mm.)
                                          Los tamaños mostrados de las cartas están a
escala real para un fotograma
                                          de 8,2 MP y recorte de X 1,6
 

En este croquis se puede apreciar a escala real el tamaño relativo del escenario y las cartas así como la esquina sombreada que corresponde al la zona más periférica del circulo de visión que es la que habitualmente sufre más inclemencias ópticas.

El resultado de esta prueba es muy exigente y ha de tomarse como un valor COMPARATIVO entre producto similares pues en una toma real notaremos mucho menos estas "flojedades" de definición pero si veremos las aberraciones correspondientes, sus efectos, así como la deformación geométrica.




                                    
                                     Nikkor AF-S 14-24/2.8 G ED a 14 mm. y 3.5 mts. de distancia.
                     
               o Zona muestreo  de viñeteo.


En esta otra se ha hecho un montaje de las fotografías reales tanto de viñeteo como de estudio a su tamaño relativo. En ella se aprecia la colocación de la carta de esquina extrema así como el punto de muestreo de viñeteo.


                                                                                                                               ______________________________________________________
 

Visualización-revisión.-
En el mosaico de cartas que se expone a continuación se puede apreciar con claridad la evolución del viñeteo, resolución y aberraciones cromáticas y en este caso, dado que el objetivo es un zoom angular muy extremo, también se complementa con cartas a 3/4 de las esquinas más extremas. Nótese también la diferencia de tamaño a la que queda reducida la carta por el ángulo de visión tan amplio de este objetivo (Sigma AF-10-20/4.5-5.6), la carta corresponde a la toma de 10 mm.


 

                                      



En esta otra toma podéis apreciar la revisión en mosaico de tres focales (16, 24 y 35 mm.) con sus correspondientes diafragmas, en este caso del mismo producto.

Su revisión nos ayudará a entender mejor gran parte del comportamiento del objetivo en fotografías reales. También nos ayudará a comparar objetivos alternativos al que nos interesa viendo las mismas focales o cercanas en todo su contexto.

 

                            



Variable a tener en cuenta:
Las pruebas de zooms alternativos a los propios del sistema de formato APSc (Sigma, Tamron y  Tokina) se prueban de forma aleatoria con cámaras de factor de recorte X1,5 y X1,6. Este diferencial de recorte afecta a los valores obtenidos en los apartados de viñeteo, ACs y distorsión geométrica. Debido a esta variable podéis ver algunas ligeras diferencias dentro del mismo producto según el sistema con el que se haya probado.

                    
Ultima actualización: 02 de Septiembre de 2.010
 
 

 

 Resolución MTF  >>>