TÉCNICOS

  10 de Septiembre de 2.007
3 de Agosto de 2.018

Las aberraciones cromáticas son uno de los problemas más importantes con los que nos podemos encontrar en una fotografía.

Los tipos de aberraciones y como se producen ópticamente es una temática ampliamente tratada en la red con muy buenos artículos sobre éllo. Uno muy sencillo, riguroso, completo y gráficamente bien tratado lo podéis encontrar en esta página, además de otros más amplios que se detallan al pie de página.

Seguro que habrá muchas más donde también se documenten y para muchos de vosotros quizás no os haga falta ni repasar el tema para tener claro la causa y el efecto.

En este pequeño artículo quiero centrar la problemática no solo en los perfiles que se pueden ver habitualmente en zonas de alto contraste sino en la degradación de la nitidez y del color original de la zona. La esencia de este artículo es explicaros que esos perfiles que vemos en algunas fotografías en las esquinas extremas o en las medias es solo la "punta del iceberg" del problema. No es necesario ver ese tipo de perfiles ni que la coyuntura de los motivos e iluminación los evidencie para apreciar que en la zona existen importantes ACs.

Para los menos experimentados en este tipo de aberraciones ópticas iré exponiendo paso a paso esta problemática y para los más avanzados os ruego un poco de paciencia.

Los Perfiles.
Las ACs laterales se producen por un defecto de dispersión en la proyección al plano focal de la imagen captada. Incide de forma correcta en sentido longitudinal pero no en el lateral.

Puede haber una dispersión de uno o más canales  (R, G y B).  Al quedar desfasados los diferentes espectros en el punto de unión, ligeramente o no, el resultado conlleva pérdida de nitidez.

A continuación pongo unos ejemplos sencillos de cómo afecta a la imagen que tiene que transmitir al plano focal el objetivo.

En la primera no existe desfase, sería la ideal. Los dos rectángulos de la derecha de 22 y 8 Px. están bien definidos en tamaño, color y bordes.

En la segunda se produce un desfase de 2 Px. del canal rojo, al no incidir en el lado opuesto nos aflora la deficiencia de rojo por lo que vemos el perfil turquesa.

En la tercera se produce un desfase de 3 Px. del canal rojo, al no incidir en el lado opuesto nos aflora la deficiencia de rojo por lo que vemos el perfil turquesa.

En la cuarta se produce un desfase de 4 Px. del canal rojo, al no incidir en el lado opuesto nos aflora la deficiencia de rojo por lo que vemos el perfil turquesa.
 

Ahora fijémonos en los dos rectángulos de la derecha. Conforme aumenta la magnitud de la aberración aumenta ligeramente el tamaño, se pierde la nitidez y se distorsiona el color nativo. En una imagen real algunos dirán que es "blanda", que no tiene detalle. La causa ya la sabemos.

Como localizarlos.-
En fotografías normales son muy evidentes cuando la conjunción de algunos factores lo propician. Para evidenciarlos y cuantificarlos de forma metódica la carta genérica de estudio incluye un parche con una zona de transición blanco-negro, mediante ésta se pueden medir estos fringes de forma aproximada, sea su valor de desfase como su amplitud. El parche de medición tiene dos bordes paralelos al arco que describe el círculo de visión.

Como evaluarlos y medirlos.-
Hacer una evaluación de este tipo de aberración óptica de forma precisa con medios digitales es una labor compleja, no complicada. La complejidad reside en que hay mucha información para muestrear además de no haber una norma homologada internacionalmente. No existe una norma para la imputación de la aberración en si misma o sea, qué píxeles se imputan a la aberración y cuales no. La tolerancia máxima entre los canales RGB, la saturación de ellos y el brillo no están definidos.

Si observamos al 400 ó 500% en el monitor un solo perfil de AC veremos que lo forman uno, dos, tres… etc.. píxeles con distintas saturaciones y brillos. Cada píxel, como unidad de información mínima, es indivisible por lo que tendríamos que formar una gráfica múltiple o tablas con el número de píxeles que la componen y su % de saturación. A partir de aquí fijar cuales imputamos como reflejo de la magnitud de la aberración y dividir estos sobre la totalidad que forman el radio de la imagen. En este momento tendríamos el valor % de un solo canal. Si existe, que es lo habitual, otro fringe en el lado opuesto de la probeta y lo midiéramos con el mismo criterio podríamos reflejar la grafica con dos canales. Esta es la forma más razonable de medir y publicar una gráfica de una AC. Si solo quisiéramos expresar un valor nos encontraríamos con otro interrogante que sería si deberíamos sumar el % de cada canal o coger el de mayor valía o promediar.

De las pruebas de objetivos que conozco que se publiquen en revistas realizadas con cámaras digitales a nivel de aficionado avanzado o profesional, es decir no en pruebas industriales ni en pruebas ópticas muy especificas, una es la de Chasseur d´Images. Es quizás una de las más acertadas pero también es la más tediosa ya que obliga a plasmar en papel el archivo digital en un tamaño DIN A3 y a medir posteriormente el tamaño del perfil de dicha aberración. En el momento que manipulamos con otro medio el archivo para imprimirlo le estamos añadiendo más variables o posibles alteraciones a la información original por ello para trabajar dentro de un entorno digital al 100% quizás no sea la más conveniente.

Otro sistema computerizado es el de Imatest. Este establecía en su inicio un área con su conversión equivalente expresada en píxeles, por ello podemos observar que su evaluación se expresa en píxeles con sus decimales. Posteriormente cambió sus valores al % sobre el radio del sensor, entiendo que esta última es más acertada a las herramientas digitales. En todo caso el indicar píxeles de forma decimal, es decir con divisiones de estos no me parece acertada ya que el píxel no es divisible.

También encuentro en este sistema una variable que no vincula directamente la información óptica, zona donde se produce el problema, ya que no se equiparan las distintas resoluciones de los sistemas con los que se capturan las imágenes.

Modificación o perturbación del color.-
Dado que las posibles variaciones de ACs las generan tres canales y además de dos formas (lateral o longitudinal) se podría decir teóricamente que nos podemos encontrar con doce variantes de color o tipo de afectación que valdría solo para su evaluación en una plantilla con blanco y negro.

En fotografías reales, dado que los colores y su saturación colindantes son muchísimos, nos las encontraremos de formas y colores casi infinitos.




                                                                   

                                                   Muestreo al 100% de una esquina a 4/5 partes y centro.
                                                   Cada línea en ambas imágenes esta formada por +/- 13 píxeles.

Si miramos estos recortes y los analizamos al 800%  podemos ver que por la izquierda hay cinco píxeles bien visibles con degradado de tono de color magenta (no hay coincidencia del verde). Pasados estos primeros cinco píxeles nos encontramos con otros cinco donde el verde entra de forma progresiva y se genera un color antracita con una ligera dominante azul. A partir de estos diez píxeles vemos solo el verde con tres o cuatro píxeles degradados.

Si hacemos un muestreo de color centro-esquina del área central (que en esquina resulta ser muy pequeña +/- 3 píxeles) vemos que:  en el centro tenemos como reproducción del negro de la carta con unos valores promediados de 50-50-50 y en la esquina, digamos útil,  50-60-50 respectivamente por RGB.

 

                                           



El color original lo tenemos ya desvirtuado en toda la línea, luego si se hace un muestreo para restaurar los cinco primeros píxeles magenta mediante soft, el color que se coja ya no será el que había en la escena. Cada programa podrá trabajar tal y como esté diseñado y generalizar en este tema sería muy gratuito y erróneo, pero lo que es cierto es que no hay una información válida en ese área para reconstruir la totalidad.

Por la experiencia que tengo con algunos programas, habitualmente corrigen los perfiles muy evidentes sacrificando contraste y tamaño nativo pero no la zona final que está igual de afectada. 

En otra AC más severa y casi monocromática se aprecia en esta anchura lo mismo y además en el nº 5 podemos ver el rapport del descentrado así como la afectación dependiendo del ángulo de incidencia respecto al eje central. De izquierda a derecha nueve píxeles de color azul + 4 verdes (1 casi negro que es la única zona donde se centra lo suficiente el rojo en esta anchura de línea). ¿Cuantos píxeles se reconstruirán por soft? ¿Que color escogerá como patrón?




                                                                     
                                                   Muestreo al 100% de una esquina a 4/5 partes y centro.




                                         
                                          Misma esquina ampliada al 300%



Por último abajo podéis ver la esquina extrema de un zoom 24 mm. a f 1:4,5.

En esta aberración, en una fotografía normal, solo se aprecia claramente el halo verde  en perfiles lo suficientemente anchos y con un contraste adecuado para que se generen con esta magnitud.

Debido a la orientación y tamaño de las líneas podéis ver en las verticales que la transición o suma de los tres no llega ni a un solo píxel y a la derecha dos píxeles (B+R) . En cambio como la horizontal es suficientemente ancha para que propicie el  centrado del canal azul, se generen +/- 3/5 partes de la línea de color marino porque a negro no llega evidentemente.

Mirando a 12 cms. a la derecha en la misma carta vemos líneas con la misma orientación pero con menor tamaño donde la misma magnitud de la AC ocupa un % mayor del motivo produciendo un contraste muy inferior en motivos verticales y afectando menos a los horizontales.

                             
                                             Recorte al 600% escala escala 1

                             
                                            Recorte al 600% distanciada solo 12 cms. de la zona colindante (es decir
                                            donde acaba una empieza la otra, se recortan de esta forma para presentarlas
                                            de forma horizontal)
 

Conclusiones.-
Como resumen de lo expuesto se podrían sacar una serie de conclusiones, unas objetivas y otras más o menos objetivas :

1.- Debiéramos de concienciarnos de que siempre tendremos ACs en nuestras fotografías en mayor o menor grado, no tenerlas al 100% por la calidad del objetivo o por software es imposible en la mayoría de productos y/o situaciones.

2.- Deberíamos de establecer un listón en cuanto a la magnitud y contraste de estas ACs que consideremos adecuado a nuestra exigencia o a la de nuestros clientes.

3.- No deberíamos de menospreciarlas pensando en que si las hay las arreglaremos por software. Evidentemente si el resultado de ese arreglo satisface nuestras expectativas o necesidades, bienvenido sea.

4.- Por último recomiendo valorar dichas ACs por la visión de las mismas. Establecer solo un valor numérico, tal y como he expuesto anteriormente, puede llevarnos a desengaños.
 

Anexo nº 1                                                                                                              13 de Agosto de 2.008 Ha pasado casi un año desde la publicación de este pequeño artículo y, coincidiendo con la reciente publicación de un zoom gran angular [Tokina 11-16/2.8 DX AT-X Pro], como sucede a menudo, se encuentran ejemplos prácticos para mostrar la importancia de esta aberración así como otras formas de explicar el mismo tema que quizás puedan ser más entendibles para otras personas. Leyendo hace unos días este hilo en www.canonistas.com sobre el zoom mencionado, es un ejemplo de los muchos que se pueden encontrar en foros sobre el tema, me saltó otra vez la necesidad de revisar este artículo y de repetir, esta vez con ejemplos prácticos, todas las caras del problema óptico. Haciendo referencia a las aberraciones cromáticas del zoom mencionado leí frases como estas: - En cuanto a las aberraciones, pues tienen arreglo. - Si disparas en RAW, cualquier software de revelado puede minimizar las aberraciones cromáticas con sólo mover un deslizador. Las dos citas y algunas más del hilo se referían evidentemente a los halos o perfiles magenta que se evidencian en situaciones de alto contraste pero, si leemos al pie de la letra su texto, algún aficionado menos experto podría entender  que se pueden arreglar todos los efectos perjudiciales de las ACs. Los programas de revelado de RAW o retoque eliminan este problema de forma muy eficaz. En algunos sistemas (máquina+zoom) de manera automática y sin previa configuración también se corrigen estas ACs incluso en el procesado del .jpg directamente en máquina ... ver Nikkor AF-S 16-85/3.5-5.6 DX G VR. Otros sistemas los realizan mediante su configuración (Leica M8) , ya sea de ACs, moiré o viñeteo. pero... ¿que pasa con el resto de la fotografía? Tal y como se explicaba en la primera parte del artículo y ahora se detalla de forma genérica y/o aproximada en el croquis de abajo, el problema de una coincidencia defectuosa por dispersión en el plano focal de los canales R-G-B  lo tenemos siempre. Los perfiles (fringes) solo son el termómetro del problema. Estos son fácilmente detectables por soft y reemplazados por píxeles contiguos de una forma más o menos acertada, pero en la mayor parte de la fotografía, donde hay una integración y degradación por un desfase continuo, se pierden de forma irreversible las zonas de contraste nativo de tono que a la postre son las que nos van a dar una mayor o menor nitidez. Estos perfiles o zonas de transición (ver parte superior de la chimenea de los recortes y ladrillos) aparecen difuminados, alargando de esta forma la zona de cambio tonal y por lo tanto quitando detalle en los motivos muy pequeños. La consecuencia directa son unas esquinas medias (B)  y extremas (C) que algunos llamarán blandas otros flojas pero todos ven lo mismo... baja nitidez. Además el color original está desvirtuado y sin posibilidad de recuperación. Al no tener unos píxeles fronterizos netamente diferenciados y con la información original bien posicionada tampoco podemos recuperar y/o aumentar el contraste mediante la aplicación de una máscara de enfoque. Si lo intentamos nos aparecerán de forma rápida artefactos y zonas de transición groseras.         A-  Zona central de 1/3 donde las ACs laterales son menos pronunciadas por su mejor ángulo de incidencia. B - Zona periférica +/- entre los 2/3 y 1/3 donde el ángulo de incidencia empeora y suben de magnitud y de forma progresiva  las ACS. C -  Zona más externa o esquinas extremas donde el ángulo de incidencia es menos perpendicular y las ACs son más graves y habituales.     Esquema de afectación típico de ACs laterales.                       14 mm. a f 1:8.0 -1/3 EV                     Recorte sin aplicar corrección de ACs     Recorte con corrección de ACs en ACR

Partiendo del .RAW con el que se procesó el primer .jpg, y con todos los ajustes anteriores replicados se aplicó una corrección de ACs de un +40% (Y).

Bien sea por la corrección o por el revelado parece que el brillo final ha subido un poco y el contraste ha bajado muy levemente, en el momento de realizar el ajuste el histograma no se movió en absoluto. En todo caso son dos parámetros perfectamente ajustables y el resultado final muy correcto.

Germán Pierre
Ultima Actualización: 5-08-2.018

Algunos enlaces relacionados:
U.A.H. - Descripción elemental y croquis.  - Castellano
Teleformación del Ayto. de A Coruña - Castellano
Descripción y medición por Imatest - En Inglés, nivel medio.
Universidad de Florida  -  En Inglés, página muy completa.