Hemos recibido varios correos electrónicos, el más reciente y el mejor redactado de un lector de Fotos Media, con preguntas como las siguientes:
¿Qué pasó con mis tonos medios? Ajusté la exposición usando el medidor de exposición, abrí la toma en Adobe Lr (o Adobe Camera Raw, o algún otro convertidor)… y la toma se ve sobreexpuesta y todo desde los medios tonos y hacia arriba se ve muy plano. Si disparo en RAW+JPEG, el JPEG se ve bien, mientras que el RAW no. ¿Debería exponer más abajo?
Hemos decidido que la respuesta a esta pregunta pertenece aquí.
Versión corta
Por favor, no baje la exposición, estará subexpuesto por más de 1 parada además de la subexposición debido a la calibración del medidor de la cámara. No es una gran idea, especialmente si la luz es baja y ya estás por encima de ISO 400.
Como resultado de la reducción de la exposición, usted empujará las sombras más arriba en la escala de tonos mientras hace la conversión en bruto, transponiendo así el ruido de las sombras y los artefactos (como las bandas y las manchas) a tonos más claros donde son más visibles; en consecuencia, reducirá la resolución en esas zonas, ya que más ruido y menos niveles en bruto significan menos detalles. En su lugar, cambie los ajustes por defecto (siga leyendo para obtener una sugerencia) o ajústelos según la imagen. Sin embargo, tener valores predeterminados personalizados le ahorrará mucho tiempo en el futuro. Mientras lee, por favor tenga en cuenta que no se puede juzgar la exposición por el brillo. El brillo es el producto del proceso de conversión en bruto y, como tal, depende de los ajustes del convertidor en bruto, incluidos los ajustes por defecto, que pueden no ser tan obvios. Por supuesto, el brillo también depende de la calibración del monitor y de las condiciones de visualización, así como de la configuración ISO de la cámara, de la misma manera que el control de volumen establece el volumen. Eso, sin embargo, es un tema para otro día.
Primero, veamos cómo se produce este brillo en la conversión bruta.
Comparación de la representación en bruto “tal cual” con su representación por defecto en un convertidor
Considere el siguiente ejemplo. Al abrir esta toma en ACR o Adobe Lr (y también en algunos otros convertidores) parece sobreexpuesta y plana en los tonos más altos (ver la parte superior izquierda del plátano: está empezando a perder volumen, parece plana, brillante, casi sin rasgos; el caqui, por el contrario, es obviamente demasiado brillante)
Figura 1. Df_CT02.NEF en ACR
Comparándolo con el JPEG que la cámara grabó, el JPEG se ve mucho menos plano en esa área (irónicamente, esto se debe a que mis cámaras están configuradas para un control de imagen “plana” personalizada, evitando un brillo extremo de la imagen)
Podemos ver este JPEG incrustado usando FastRawViewer . Esto se ve un poco mejor.
Figura 2. Df_CT02.NEF. JPEG incorporado en FastRawViewer
Para ver la verdad en bruto, podemos abrir la misma toma en bruto en RawDigger , con la que se muestra “tal cual” sin ningún tipo de ajustes aplicados:
Figura 3. Df_CT02.NEF en RawDigger
1) El área previamente marcada (Figura 1) de la toma ya no parece que haya sido aplanada en un panqueque
2) Las estadísticas y el histograma en bruto indican que esta toma no sólo NO está sobreexpuesta, sino que de hecho está subexpuesta por casi una parada (el máximo está por debajo de 9200 en una escala de 14 bits) .
Figura 4. Df_CT02.NEF – Histograma en bruto
Así que, si intentaras exponer tus tomas para que se vieran bien y adecuadamente expuestas en un convertidor de crudo “tal cual”, por defecto, tendrías que subexponer esta toma aún más, cerca de 2 EV en total.
Parece que ACR (Figura 1) aplica algunos ajustes por defecto a un disparo en bruto al abrirlo.
A continuación calcularemos el valor exacto de los ajustes que, por defecto, se aplican al medio tono. Si no le gustan las fórmulas y los cálculos, puede desplazarse hacia abajo a la siguiente parte, que está dedicada a los consejos prácticos sobre cómo tratar esos ajustes por defecto.
Cálculo del brillo causado por los ajustes predeterminados
Ahora, necesitamos algo mejor que una simple referencia visual, ya que vamos a tratar con números; necesitamos una toma de un objetivo con valores conocidos. La famosa cuña de paso gris Kodak Q13 tiene valores conocidos y estables. Fue diseñada para “encontrar las condiciones correctas de exposición y procesamiento” y se adapta muy bien a nuestra situación. La Q13 comparte el primer lugar entre los objetos más fotografiados del mundo con el Macbeth ColorChecker.
Figura 5. Cuña de paso gris de Kodak Q13
De la formulación de Kodak, la densidad de reflexión absoluta Dr (la acortaremos a sólo “densidad”) del parche “A” es 0,05D, el paso entre parches es 0,1D. Según la formulación, el parche “M” recibe una densidad de 0,75D (0,05 + 7*0,1D) .
Siguiendo “A Guide to Understanding Graphic Arts Densitometry” de X-Rite, p.5 :
D = log10(1/Rf ), es decir Rf = 1 /10^D, (1)
donde Rf es el factor de reflectancia (digamos, 0,18 para el 18%)
Se pueden encontrar más detalles en la ISO 5-4:2009, pero lo anterior es suficiente para la tarea en cuestión. El Q13 está diseñado de tal manera que la reflectancia del parche “M” como porcentaje (se considera que el punto de recorte es de 100% de reflectancia) está muy cerca del proverbial 18% del tono medio:
100% / (10^0.75) = 17.78%
Esto es una suerte, ya que la norma ISO 12232 “Cámaras fotográficas digitales – Determinación del índice de exposición, índices de velocidad ISO, sensibilidad de salida estándar e índice de exposición recomendado” define el punto medio de una imagen renderizada como un 18% de gris.
Para conectar los puntos, veamos también cómo convertir la densidad D en paradas fotográficas familiares; es decir, en unidades EV. Dado que para los datos lineales:
EV = log2(1/Rf) (2)
Por lo tanto, usando la fórmula (1), inferimos que la correlación entre la densidad y las unidades de EV es:
EV = D * log210 ≈ D * 3.322 (3)
Eso es 1.0D ≈ 3 1/3 paradas.
Así, 0,1D ≈ 1/3 EV (esto significa que el paso entre los parches del Q13 está muy cerca de 1/3 EV) , y la densidad absoluta de 0,05D para el parche “A” es ≈ 1/6 EV. Para el parche “M”, el valor absoluto de 0,75D se traduce en 0,75D*log2(10) ≈ 2,49 EV .
Lo que aprendemos de lo anterior es que tan pronto como el parche “A” está ligeramente (alrededor de 1/6 EV) por debajo del recorte, el parche “M” está alrededor de 2,5 paradas por debajo del recorte.
Trabajando en RGB, podemos calcular el factor de reflectancia para un canal (el canal aquí es R, G, o B) de esta manera:
Rf = Valor medido del canal / Valor máximo del canal,
donde el valor máximo del canal es 255 para espacios de 8 bits, pero para una cámara/sensor es el punto de recorte
Podemos expresar el tono medio, usando las siguientes fórmulas para el espacio RGB con un gamma (gammas típicos: 2.2, 1.8, etc.) :
a. como porcentaje de la reflexión, %
Mid-toneChannel,% = ((Channel Mid-tone Value / Channel Max value) ^ gamma)*100% (4)
b. en paradas fotográficas, EV:
Mid-toneChannel,EV = log2((Channel Mid-tone Value / Channel Max value) ^ gamma) (5)
Por comodidad, usaremos los valores del canal verde, ya que no se ven afectados por el balance de blancos. Examinemos una toma de la cuña de paso Q13 para encontrar qué valores reales para los medios tonos que tenemos en la toma, para compararlos más con la salida del convertidor. Al abrir la toma en RawDigger, podemos ver que contiene pequeñas áreas de reflejos especulares.
Figura 6. Una toma de Q13 se abrió en RawDigger
Los valores de esas áreas sopladas alcanzan el máximo disponible para la cámara en el ISO dado, por lo que podemos tomar el valor máximo de las estadísticas, siendo este valor 15615 (no debe esperarse que sea exactamente 16383 – 2^14-1) . Por cierto, estamos seguros de que las áreas se han volado también porque las lecturas en los 4 canales, RGBG, no sólo son altas, sino que también están muy cerca una de la otra – llegan al límite duro.
Esta toma fue expuesta de tal manera que el parche más brillante está cerca del recorte. Haciendo una selección sobre el parche “A”, podemos ver que es 14209.4, que, según la fórmula (5) y teniendo en cuenta el gamma para los datos en bruto = 1 (los datos en bruto son lineales) , es log2(14209.4/15615) ≈ -0.14 EV de recorte (1/6 EV es ≈0.17 EV) .
Figura 7. Q13. Parche “A” – selección y números de datos
A continuación, comprobemos el valor del parche “M” con RawDigger. Una selección sobre el parche “M” da como resultado un valor promedio de 2755,8.
Figura 8. Q13. Parche “M” – selección y números de datos
Como podemos ver, el parche de la “M” en la toma está muy cerca del tono medio académico del 18% y de la formulación de Kodak del 17,78% (ver arriba) – de la fórmula (4); de nuevo, usando gamma=1 ya que son datos brutos lineales, tenemos:
2755.8 / 15615 *100% = 17.65%
Como ya se ha mencionado, la norma ISO 12232 exige que el punto medio de una imagen renderizada sea un 18% gris, lo que corresponde al valor de 118 en sRGB de 8 bits (0..255) dentro del margen de ±1/3 EV. Para convertir este intervalo en paradas fotográficas utilizamos la fórmula (5) con gamma 2.2
log2((118/255)^2.2)±1/3 EV = -2.45 ± 1/3 EV
Esto significa que en las paradas fotográficas, el intervalo para el punto medio está entre -2,12 EV y -2,78 EV
Para volver a los valores RBG tenemos que repetir los mismos cálculos a la inversa, y, para ahorrarle detalles, el resultado es que debemos esperar que el punto medio esté entre 105 y 130 , teniendo en cuenta la tolerancia de ±1/3 EV que sugiere la norma. Ahora, abramos la imagen en Adobe CameraRaw y comprobemos el valor del parche “M”.
Figura 9. Q13 en el ACR, valor de parche “M
Es 181 en el canal verde en sRGB, bastante lejos del punto medio (si estás usando Lightroom, puedes activar el SoftProofing y configurarlo para probar a sRGB para ver los números RGB en una escala de 0..255) . Pero, ¿hasta dónde llega en términos fotográficos, es decir, en EV?
Hagamos algunos cálculos, teniendo en cuenta que el estándar dice que gamma = 2.2 para sRGB:
La norma exige 118 RGB para el parche “M”, por lo que según la norma la reflectividad en el parche “M” debe ser (usando las fórmulas (4) y (5)) :
((118/255)^2.2)*100% ≈ 18.4%
log2((118/255)^2.2) ≈ -2.44 EV (2.44 EV abajo del recorte)
En nuestra toma el parche “M” es 2755.8 en el canal verde (ver Figura 8) ; el valor máximo es 15615; y gamma=1, por lo que la reflectividad del parche “M” a partir de los datos en bruto es (usando las mismas fórmulas) :
(2755.2/15615)*100% ≈ 17.65%
log2(2755.2/15615) ≈ -2.5 EV (2.5 EV abajo del recorte)
Como ya hemos mencionado, el parche de la “M” está muy cerca del tono medio académico del 18% y de la formulación de Kodak del 17,78%,
Después de la conversión en bruto, obtuvimos 181 RGB para el parche “M”:
(181/255)^2.2)*100% ≈ 47% (en lugar de 18%)
log2((181/255)^2.2) = -1 EV (1 EV por debajo del recorte, en lugar de 2.5 EV)
¡Esto significa que el tono medio es golpeado por cerca de 1.5 EV! No es de extrañar que los medios tonos más altos empiecen a parecer sin rasgos: están fuertemente comprimidos a través de un hombro muy largo y plano de la curva de tonos por defecto. En realidad, esto significa que si intentamos exponer de tal manera que los valores predeterminados de un convertidor crudo coloquen un tono medio en el lugar que le corresponde en la interpretación predeterminada, podríamos terminar subexponiéndolo en más de 1 EV: sólo tiene que empezar a disminuir el valor de exposición y ver cómo aparece 118 en el canal verde cuando el deslizador está en -1,2 EV.
Esto puede no ser tan perjudicial cuando hay mucha luz y se mantiene el ISO bajo, pero en luz tenue con la exposición bajando y el ISO subiendo, se agotará fuertemente el rango dinámico de la cámara.
Parte práctica: Cómo se pueden anular los ajustes por defecto
Veamos si podemos cambiar los valores predeterminados de tal manera que no se produzca un brillo oculto durante la conversión en bruto. Tales valores por defecto son más fáciles de establecer usando la Versión del Proceso 2010. Cambiemos a ello. La configuración por defecto es ahora: Brillo = 50, Contraste = 25, Negros = 5, y curva de Contraste Medio. Así que, uno puede ver inmediatamente que se han hecho algunos ajustes en una toma.
Figura 10. Q13. ACR, proceso 2010
Sólo una nota al margen: el punto seleccionado del parche “M” con la renderización por defecto de esta toma del Q13 en el proceso ACR 2010 tiene un valor de 177 en el canal verde, mientras que para la renderización por defecto con el proceso 2012 el valor para el mismo punto era de 181.
Como algunos de nuestros lectores sabrán, Dan Margulis aboga por empezar con la interpretación de cero; y sólo entonces ajustar los deslizadores para elegir los ajustes adecuados para la conversión; o, mejor aún, convertir con los ajustes de cero y continuar en Photoshop.
Poniendo los controles deslizantes de Negro, Brillo y Contraste a cero, y bajando la curva a Lineal, vemos que el valor del parche de la “M” ahora se convierte en 129, es decir, según el estándar, en el punto de partida para un tono medio. Sin embargo, sólo en su margen superior.
Figura 11. Q13. Proceso ACR 2010, los valores predeterminados se ponen a cero
Volviendo a la Versión de Proceso 2012, puede guardar la configuración resultante y usarla para las rendiciones de cero – como puede ver, ahora, el parche “M” tiene un valor de 133 en el canal verde, colocándolo muy cerca de donde pertenece el tono medio.
Figura 12. Q13. ACR, de vuelta al proceso 2012
Sin embargo, para el proceso 2012 estamos ligeramente por encima del margen superior estándar, y para el 2010 estamos un poco por debajo de él. ¿Por qué? ¿Recuerdas cuando discutimos la compensación por exposición silenciosa/oculta que aplica Adobe? Esta “Línea de base de exposición” (BLE) resulta ser 0,25 EV para Nikon D4s para esta ISO. Restando la exposición, vemos que el número sRGB en el canal verde cae a 119 para el proceso 2010 con los valores por defecto a cero.
Figura 13. Proceso 2010, valores predeterminados de cero, 0,25 Exposición de la línea de base restada
…y 123 para el proceso de 2012 con valores predeterminados de cero.
Figura 14. Proceso 2012, cero valores predeterminados, Exposición de la línea de base restada
¡Voilà! Ahora, con estos ajustes, tenemos el tono medio colocado correctamente, dentro de la tolerancia permitida por la norma.
Algunas palabras sobre la exposición de base
Ya tocamos este tema hace un año en el artículo “Compensación por Exposición Silenciosa de Adobe “. Otra forma de ver la exposición de base es esta: La exposición de base indica la diferencia entre el recorte en el convertidor de crudo y el recorte en el propio crudo. La exposición de base es la cantidad de EV a la que se pueden devolver los resaltes (sin recortar) antes de que se produzca la “recuperación de resaltes” (es decir, la interpolación que reconstruye los canales recortados basándose en los canales no recortados) .
Refiriéndose a ciertas cámaras, algunos dicen que esas cámaras permiten “restaurar mejor las luces cortadas”. Pero esas mechas que están restaurando no están recortadas en crudo, sino en un convertidor de crudo: es decir, no hay restauración, sólo humo y espejos. El precio de esta “característica” es la subexposición directa, lo que resulta en más artefactos y ruido: cuanto más bajo esté calibrado el sistema de medición de la cámara, más baja es la exposición, más margen de maniobra para “restaurar” las luces, y más alto es el número de exposición de base.
Figura 15. Especificación Digital Negativa de Adobe, versión 1.4.0.0., Junio 2012, página 38
Pero estoy divagando…
Para estar seguros de lo que está sucediendo, usaremos un dng sintético con una cuña simulada de 16 bits de paso Q13. La simulación se basa en la mencionada formulación de Kodak; “A” es 0,05D, y cada paso siguiente añade 0,1D (en otras palabras, el paso es 1/3 EV) .
La exposición de base para este DNG es 0, debido a cómo creamos ese DNG sintético.
Usando una superposición de fórmulas (3) y (5) obtendremos el valor RGB de cada parche calculado en base a su densidad:
RGBpatch = RGBMax/10^(Dpatch/gamma) (6)
Basándonos en esta fórmula podemos calcular los valores RGB de cada parche del Q13 para el espacio de color RGB con varios valores gamma.
Figura 16. Valores RGB para los parches Q13
Ahora abrimos nuestro dng sintético con una cuña simulada de 16 bits de paso Q13 en RawDigger,
Figura 17. Cuña simulada de paso Q13
…hacer una rejilla de selección,
Figura 18. Simular Q13 con la selección de la cuadrícula
…y guardar los valores RGB de la selección como una tabla (compatible con Excel .CSV) :
Figura 19. Valores RGB de 16 bits Q13
Comparando los números calculados (Figura 16, última columna – ya que tenemos datos lineales de 16 bits) con los números de RawDigger (Figura 19) se puede ver que la cuña del paso de dng sintético es correcta. Ahora, si abre nuestro dng sintético en ACR (usando el proceso 2010 como más obvio y preciso) , ponga a cero los ajustes, coloque los muestreadores de color a 9 parches (desafortunadamente, ACR sólo permite hasta 9 muestreadores de color a la vez) y compare los números con la tabla de la Figura 16 (por favor, use la columna gamma apropiada, 1.8 para ProPhoto, 2.2 para AdobeRGB y sRGB; los números concuerdan mejor para ProPhoto RGB y AdobeRGB debido a que el verdadero sRGB no es exactamente el espacio gamma 2.2, que afecta mayormente a las sombras) , verás que los números están muy cerca de lo que deberían ser.
Figura 20. Simulado Q13 en ACR, ProPhoto RGB, gamma 1.8 
Figura 21. Simulado Q13, ACR, AdobeRGB, gamma 2.2 
Figura 22. Simulado Q13, ACR, sRGB
Esto prueba nuestra afirmación de que después de haber puesto a cero los valores por defecto en el convertidor Adobe raw, obtenemos una reproducción precisa de la escena, dentro de la compensación de la exposición de base.
En el próximo artículo le mostraremos cómo calcular la exposición de base de su cámara usando RawDigger.
