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velocidad de la película

Este contenedor de película indica su velocidad como ISO 100/21°, incluyendo componentes tanto aritméticos (100 ASA) como logarítmicos (21 DIN). La segunda a menudo se elimina, lo que hace que (por ejemplo) "ISO 100" sea efectivamente equivalente a la velocidad ASA anterior. (Como es común, el "100" en el nombre de la película alude a su clasificación ISO).

La velocidad de la película es la medida de la sensibilidad de una película fotográfica a la luz , determinada por sensitometría y medida en varias escalas numéricas, siendo la más reciente el sistema ISO introducido en 1974. Un sistema estrechamente relacionado, también conocido como ISO, se utiliza para describir la relación entre la exposición y la luminosidad de la imagen de salida en cámaras digitales. Antes de ISO, los sistemas más comunes eran ASA en EE. UU. y DIN en Europa.

El término velocidad proviene de los primeros días de la fotografía. Las emulsiones fotográficas que eran más sensibles a la luz necesitaban menos tiempo para generar una imagen aceptable y, por lo tanto, se podía terminar una exposición completa más rápido, y los sujetos tenían que permanecer quietos durante un período de tiempo más corto. Las emulsiones que eran menos sensibles se consideraban "más lentas", ya que el tiempo para completar una exposición era mucho más largo y, a menudo, solo se podían utilizar para fotografías de naturaleza muerta . Los tiempos de exposición de las emulsiones fotográficas se acortaron de horas a fracciones de segundo a finales del siglo XIX.

Tanto en película como en fotografía digital, el uso de sensibilidades más altas generalmente conduce a una calidad de imagen reducida (a través de un grano de película más grueso o un mayor ruido de imagen ). Generalmente, cuanto mayor sea la sensibilidad, más granulada será la imagen. En última instancia, la sensibilidad está limitada por la eficiencia cuántica de la película o el sensor.

Para determinar el tiempo de exposición necesario para una película determinada, normalmente se utiliza un fotómetro .

Sistemas de medición de la velocidad de la película.

Criterios de clasificación de velocidad de la emulsión

Desde finales del siglo XIX se han utilizado cinco criterios para clasificar la velocidad de la emulsión, enumerados aquí por nombre y fecha, estos criterios son: umbral (1880), inercia (1890), densidad fija (1934), gradiente mínimo útil (1939). y gradiente fraccionario (1939). [1]

Límite

El criterio umbral es el punto de la curva característica correspondiente a la densidad apenas perceptible por encima de la niebla.

Inercia

El punto de velocidad de inercia de una emulsión se determina en la curva característica de Hurter y Driffield mediante la intersección entre el gradiente de la parte recta de la curva y la línea que representa la base + niebla (B+F) en el eje de densidad.

Densidad fija

El punto de velocidad de densidad fija se determina definiendo una densidad mínima fija como base de la velocidad de la emulsión (por ejemplo, 0,1 por encima de B+F).

gradiente mínimo útil

El criterio de gradiente mínimo útil sitúa el punto de velocidad donde el gradiente alcanza por primera vez un valor acordado (por ejemplo, tan 𝜃 = 0,2).

gradiente fraccional

El gradiente fraccionario se define como el punto de velocidad en el que la pendiente de la curva característica alcanza por primera vez una fracción fija (por ejemplo, 0,3) del gradiente medio en un rango (por ejemplo, 1,5) de la curva característica. [2]

Sistemas históricos

Warnerke

El primer sensitómetro práctico conocido , que permitía medir la velocidad de materiales fotográficos, fue inventado por el ingeniero polaco Leon Warnerke [3] –seudónimo de Władysław Małachowski (1837-1900)– en 1880, entre los logros por los que recibió el premio Medalla al Progreso de la Sociedad Fotográfica de Gran Bretaña en 1882. [4] [5] Se comercializa desde 1881.

El sensitómetro estándar de Warnerke consistía en un marco que sostenía una pantalla opaca con una serie de 25 cuadrados numerados y pigmentados gradualmente que se ponían en contacto con la placa fotográfica durante una exposición de prueba cronometrada bajo una tableta fosforescente excitada previamente por la luz de una cinta de magnesio encendida . [5] La velocidad de la emulsión se expresó luego en 'grados' Warnerke (a veces visto como Warn. o °W.) correspondiente al último número visible en la placa expuesta después del revelado y la fijación. Cada número representaba un aumento de 1/3 en la velocidad; las velocidades típicas de las placas estaban entre 10° y 25° Warnerke en ese momento.

Su sistema tuvo cierto éxito, pero resultó poco fiable [3] debido a su sensibilidad espectral a la luz, la intensidad cada vez menor de la luz emitida por la tableta fosforescente después de su excitación, así como las altas tolerancias incorporadas. [5] El concepto, sin embargo, fue desarrollado más tarde en 1900 por Henry Chapman Jones (1855-1932) en el desarrollo de su probador de placas y su sistema de velocidad modificado. [5] [6]

Hurter y Driffield

Otro sistema práctico temprano para medir la sensibilidad de una emulsión fue el de Hurter y Driffield (H&D), descrito originalmente en 1890 por el suizo Ferdinand Hurter (1844-1898) y el británico Vero Charles Driffield (1848-1915). En su sistema, los números de velocidad eran inversamente proporcionales a la exposición requerida. Por ejemplo, una emulsión con una calificación de 250 H&D requeriría diez veces más exposición que una emulsión con una calificación de 2500 H&D. [7]

Los métodos para determinar la sensibilidad se modificaron posteriormente en 1925 (con respecto a la fuente de luz utilizada) y en 1928 (con respecto a la fuente de luz, el revelador y el factor proporcional); esta última variante a veces se llamó "H&D 10". El sistema H&D fue aceptado oficialmente [8] como estándar en la antigua Unión Soviética desde 1928 hasta septiembre de 1951, cuando fue reemplazado por GOST 2817-50.

Scheiner

El sistema Scheinergrade (Sch.) fue ideado por el astrónomo alemán Julius Scheiner (1858-1913) en 1894 originalmente como un método para comparar las velocidades de las placas utilizadas para la fotografía astronómica. El sistema de Scheiner calificó la velocidad de una placa según la menor exposición para producir un oscurecimiento visible durante el desarrollo. La velocidad se expresaba en grados Scheiner, originalmente oscilaba entre 1° Sch. a 20° Sch., correspondiendo cada incremento de un grado a un factor multiplicativo de mayor sensibilidad a la luz. Este factor multiplicativo estaba determinado por la restricción de que un incremento de 19° Sch. (de 1° Sch. a 20° Sch.) correspondió a un aumento de cien veces en la sensibilidad. Así, las emulsiones que diferían en 1° Sch. en la escala de Scheiner eran veces más (o menos) sensibles entre sí. Un incremento de 3° Sch. estuvo cerca de duplicar la sensibilidad [7] [9] .

Posteriormente, el sistema se amplió para cubrir áreas de distribución más amplias y algunas de sus deficiencias prácticas fueron abordadas por el científico austriaco Josef Maria Eder (1855-1944) [3] y el botánico flamenco Walter Hecht  [de] (1896-1960), (quien , en 1919/1920, desarrollaron conjuntamente su sensitómetro de cuña neutra Eder-Hecht que mide las velocidades de la emulsión en grados Eder-Hecht ). Aun así, siguió siendo difícil para los fabricantes determinar de forma fiable las velocidades de las películas, a menudo sólo comparándolas con productos de la competencia, [3] de modo que comenzó a difundirse un número cada vez mayor de sistemas modificados semi-basados ​​en Scheiner, que ya no seguían los procedimientos originales de Scheiner y, por tanto, derrotó la idea de comparabilidad. [3] [10]

El sistema de Scheiner finalmente fue abandonado en Alemania, cuando se introdujo el sistema DIN estandarizado en 1934. En diversas formas, continuó utilizándose ampliamente en otros países durante algún tiempo.

ESTRUENDO

El sistema DIN, oficialmente norma DIN 4512 del Deutsches Institut für Normung (entonces conocido como Deutscher Normenausschuß (DNA)), se publicó en enero de 1934. Surgió de los borradores de un método estandarizado de sensitometría presentado por el Deutscher Normenausschuß für Phototechnik [10] propuesto por el comité de sensitometría de la Deutsche Gesellschaft für photographische Forschung [11] desde 1930 [12] [13] y presentado por Robert Luther  [de] [13] [14] (1868-1945) y Emanuel Goldberg [14] (1881-1970) en el influyente VIII. Congreso Internacional de Fotografía (alemán: Internationaler Kongreß für wissenschaftliche und angewandte Photographie ) celebrado en Dresde del 3 al 8 de agosto de 1931. [10] [15]

El sistema DIN se inspiró en el sistema de Scheiner, [3] pero las sensibilidades se representaban como el logaritmo en base 10 de la sensibilidad multiplicado por 10, similar a los decibelios . Así, un aumento de 20° (y no 19° como en el sistema de Scheiner) representaba un aumento de cien veces en la sensibilidad, y una diferencia de 3° estaba mucho más cerca del logaritmo en base 10 de 2 (0,30103...): [9]

Una caja de Agfacolor Neu con la instrucción "exponer como 15/10° DIN" (en alemán).

Como en el sistema Scheiner, las velocidades se expresaban en "grados". Originalmente, la sensibilidad se escribía como una fracción con 'décimas' (por ejemplo, "18/10° DIN"), [16] donde el valor resultante 1,8 representaba el logaritmo relativo en base 10 de la velocidad. Las 'décimas' se abandonaron posteriormente con la norma DIN 4512:1957-11, y el ejemplo anterior se escribiría como "18° DIN". [7] El símbolo del grado finalmente se eliminó con la norma DIN 4512:1961-10. Esta revisión también vio cambios significativos en la definición de velocidades de película para adaptarse a los cambios recientes en el estándar estadounidense ASA PH2.5-1960, de modo que las velocidades de película negativa en blanco y negro efectivamente se duplicarían, es decir. , una película anteriormente marcada como "18° DIN" ahora estaría etiquetada como "21 DIN" sin cambios de emulsión.

Originalmente pensado sólo para películas negativas en blanco y negro, el sistema se amplió más tarde y se reagrupó en nueve partes, incluyendo DIN 4512-1:1971-04 para películas negativas en blanco y negro, DIN 4512-4:1977-06 para película de inversión de color y DIN 4512-5:1977-10 para película negativa de color.

A nivel internacional, el sistema alemán DIN 4512 ha sido reemplazado efectivamente en la década de 1980 por ISO 6:1974, [17] ISO 2240:1982, [18] e ISO 5800:1979 [19] donde la misma sensibilidad está escrita en lineal y forma logarítmica como "ISO 100/21°" (ahora nuevamente con símbolo de grado). Estas normas ISO fueron adoptadas posteriormente también por DIN. Finalmente, las últimas revisiones de DIN 4512 fueron reemplazadas por las correspondientes normas ISO, DIN 4512-1:1993-05 por DIN ISO 6:1996-02 en septiembre de 2000, DIN 4512-4:1985-08 por DIN ISO 2240:1998-06 y DIN 4512-5:1990-11 por DIN ISO 5800:1998-06 ambas en julio de 2002.

BSI

Cuando se publicó la BS 935:1941 durante la Segunda Guerra Mundial , especificando tablas de exposición para materiales negativos, empleó el mismo criterio de velocidad de densidad fija utilizado en el sistema alemán DIN 4512:1934. La norma británica también utilizó números de velocidad logarítmicos , siguiendo el ejemplo de Scheiner y DIN. Cuando se publicó el estándar estadounidense ASA Z38.2.1:1943, utilizó un criterio de velocidad de gradiente fraccionario y números de velocidad aritméticos , para compatibilidad con Weston y GE . [20]

La norma británica BS 1380:1947 adoptó el criterio de gradiente fraccionario de la norma estadounidense de 1943 y también incluyó números de velocidad aritméticos además de números logarítmicos . [21] El número de velocidad logarítmica propuesto en la última norma BS 1380:1957 era casi idéntico al estándar DIN 4512:1957, excepto que el número BS era +9 grados mayor que el número DIN correspondiente; en 1971, las normas BS y DIN cambiaron esto a +10 grados. [22]

Tras un esfuerzo cada vez mayor por producir normas internacionales, las normas británicas, estadounidenses y alemanas se volvieron idénticas en ISO 6:1974, que correspondía a BS 1380:Part1:1973. [23]

Weston

Fotómetro Weston modelo 650 de aproximadamente 1935
Fotómetro temprano de Weston Master 1935-1945

Antes de la llegada del sistema ASA, el sistema de índices de velocidad de las películas de Weston fue introducido por Edward Faraday Weston (1878-1971) y su padre, el Dr. Edward Weston (1850-1936), ingeniero eléctrico, industrial y fundador de origen británico. la Weston Electrical Instrument Corporation, [24] con sede en Estados Unidos , con el modelo Weston 617, uno de los primeros exposímetros fotoeléctricos, en agosto de 1932. El medidor y el sistema de clasificación de películas fueron inventados por William Nelson Goodwin, Jr., [25 ] [26] quien trabajó para ellos [27] y luego recibió una medalla Howard N. Potts por sus contribuciones a la ingeniería.

La empresa probó y publicó con frecuencia clasificaciones de velocidad para la mayoría de las películas de la época. Desde entonces, las clasificaciones de velocidad de las películas de Weston se podían encontrar en la mayoría de los exposímetros de Weston y, en ocasiones, los fabricantes de películas y terceros [28] las mencionaban en sus pautas de exposición. Dado que los fabricantes a veces eran creativos con respecto a las velocidades de las películas, la compañía llegó incluso a advertir a los usuarios sobre usos no autorizados de sus clasificaciones de películas en sus folletos "Clasificaciones de películas de Weston". [29]

El Weston Cadet (modelo 852 introducido en 1949), Direct Reading (modelo 853 introducido en 1954) y Master III (modelos 737 y S141.3 introducidos en 1956) fueron los primeros en su línea de exposímetros en cambiar y utilizar el ASA ya establecido. escala en su lugar. Otros modelos utilizaron la escala Weston original hasta ca. 1955. La compañía continuó publicando clasificaciones de películas de Weston después de 1955, [30] pero si bien sus valores recomendados a menudo diferían ligeramente de las velocidades de película ASA que se encuentran en las cajas de películas, estos valores Weston más nuevos se basaron en el sistema ASA y tuvieron que convertirse para Úselo con medidores Weston más antiguos restando 1/3 del punto de exposición según la recomendación de Weston. [30] Viceversa, las clasificaciones de velocidad de películas "antiguas" de Weston podrían convertirse en Westons "nuevos" y la escala ASA sumando la misma cantidad, es decir, una clasificación de película de 100 Weston (hasta 1955) correspondía a 125 ASA ( según ASA PH2.5-1954 y anteriores). Esta conversión no fue necesaria en los medidores Weston fabricados y en las clasificaciones de películas Weston publicadas desde 1956 debido a su uso inherente del sistema ASA; sin embargo, los cambios de la revisión ASA PH2.5-1960 se pueden tener en cuenta al comparar con valores ASA o ISO más nuevos.

Energia General

Antes del establecimiento de la escala ASA [31] y similar a las clasificaciones de velocidad de películas de Weston, otro fabricante de exposímetros fotoeléctricos, General Electric , desarrolló su propio sistema de clasificación de los llamados valores de películas de General Electric (a menudo abreviados como GE o GE ) alrededor de 1937.

Los valores de velocidad de la película para su uso con sus medidores se publicaron en folletos de General Electric Film Values ​​[32] actualizados periódicamente y en el General Electric Photo Data Book . [33]

General Electric pasó a utilizar la escala ASA en 1946. Los medidores fabricados desde febrero de 1946 ya están equipados con la escala ASA (etiquetada como "Índice de exposición"). Para algunos de los medidores más antiguos con escalas en "Film Speed" o "Film Value" (por ejemplo, los modelos DW-48, DW-49 y las primeras variantes DW-58 y GW-68), había cubiertas reemplazables con escalas ASA disponibles en el fabricante. [32] [34] La compañía continuó publicando valores de película recomendados después de esa fecha, sin embargo, luego se alinearon con la escala ASA.

COMO UN

Basándose en trabajos de investigación anteriores de Loyd Ancile Jones (1884-1954) de Kodak e inspirados en los sistemas de índices de velocidad de las películas de Weston [30] y los valores de las películas de General Electric, [32] la Asociación Americana de Estándares (ahora llamada ANSI ) definió una nueva método para determinar y especificar velocidades de película de películas negativas en blanco y negro en 1943. ASA Z38.2.1–1943 fue revisada en 1946 y 1947 antes de que el estándar se convirtiera en ASA PH2.5-1954. Originalmente, los valores ASA se denominaban frecuentemente números de velocidad estándar americanos o números de índice de exposición ASA . (Ver también: Índice de exposición (EI).)

La escala ASA es una escala lineal, es decir, una película con una velocidad de 200 ASA es dos veces más rápida que una película con 100 ASA.

El estándar ASA sufrió una revisión importante en 1960 con ASA PH2.5-1960, cuando se perfeccionó el método para determinar la velocidad de la película y se abandonaron los factores de seguridad contra la subexposición aplicados anteriormente, duplicando efectivamente la velocidad nominal de muchas películas en blanco y negro. películas negativas. Por ejemplo, una Ilford HP3 que había sido clasificada en 200 ASA antes de 1960 fue etiquetada como 400 ASA posteriormente sin ningún cambio en la emulsión. Se aplicaron cambios similares al sistema DIN con DIN 4512:1961-10 y al sistema BS con BS 1380:1963 en los años siguientes.

Además de la escala de velocidad aritmética establecida, ASA PH2.5-1960 también introdujo grados de ASA logarítmicos (100 ASA = 5° ASA), donde una diferencia de 1° ASA representaba una parada de exposición completa y, por lo tanto, la duplicación de la velocidad de la película. Durante algún tiempo, los grados ASA también se imprimieron en cajas de láminas y también cobraron vida en forma del valor de velocidad APEX S v (sin símbolo de grado).

ASA PH2.5-1960 fue revisada como ANSI PH2.5-1979, sin las velocidades logarítmicas, y luego reemplazada por NAPM IT2.5–1986 de la Asociación Nacional de Fabricantes Fotográficos, que representó la adopción en EE. UU. de la norma internacional ISO 6. El último número de ANSI/NAPM IT2.5 se publicó en 1993.

El estándar para películas negativas en color se introdujo como ASA PH2.27-1965 y sufrió una serie de revisiones en 1971, 1976, 1979 y 1981, antes de que finalmente se convirtiera en ANSI IT2.27-1988 antes de su retirada.

Las velocidades de inversión de color de la película se definieron en ANSI PH2.21-1983, que fue revisada en 1989 antes de convertirse en ANSI/NAPM IT2.21 en 1994, la adopción estadounidense de la norma ISO 2240.

A nivel internacional, el sistema ASA fue reemplazado por el sistema de velocidad de película ISO entre 1982 y 1987, sin embargo, la escala aritmética de velocidad ASA siguió existiendo como el valor de velocidad lineal del sistema ISO.

GOST

Una caja de película Svema con una sensibilidad de 65 GOST (ГОСТ)

GOST (cirílico: ГОСТ ) era una escala aritmética de velocidad de película definida en GOST 2817-45 y GOST 2817-50.[35][36]Se utilizó en la exUnión Soviéticadesde octubre de 1951,[ cita necesaria ]reemplazando los números de Hurter & Driffield (H&D, cirílico: ХиД),[35]que se habían utilizado desde 1928.[ cita necesaria ]

GOST 2817-50 era similar al estándar ASA, ya que se basaba en un punto de velocidad con una densidad de 0,2 por encima de la base más niebla, a diferencia del 0,1 del ASA. [37] Las marcas GOST sólo se encuentran en equipos fotográficos anteriores a 1987 (películas, cámaras, fotómetros , etc.) fabricados en la Unión Soviética. [38]

El 1 de enero de 1987, la escala GOST se realineó a la escala ISO con GOST 10691–84, [39]

Esto evolucionó en varias partes, incluidas GOST 10691.6–88 [40] y GOST 10691.5–88, [41] que entraron en funcionamiento el 1 de enero de 1991.

Sistema actual: ISO

Los estándares de velocidad de película ASA y DIN se han combinado en los estándares ISO desde 1974.

La norma internacional actual para medir la velocidad de películas negativas en color es ISO 5800:2001 [19] (publicada por primera vez en 1979, revisada en noviembre de 1987) de la Organización Internacional de Normalización (ISO). Las normas relacionadas ISO 6:1993 [17] (publicada por primera vez en 1974) e ISO 2240:2003 [18] (publicada por primera vez en julio de 1982, revisada en septiembre de 1994 y corregida en octubre de 2003) definen escalas para velocidades de blanco y negro. película negativa y película de inversión de color, respectivamente.

La determinación de las velocidades ISO con cámaras fotográficas digitales se describe en la norma ISO 12232:2019 (publicada por primera vez en agosto de 1998, revisada en abril de 2006, corregida en octubre de 2006 y revisada nuevamente en febrero de 2019). [42] [43]

El sistema ISO define una escala tanto aritmética como logarítmica . [44] La escala ISO aritmética corresponde al sistema aritmético ASA, donde una duplicación de la sensibilidad de la película está representada por una duplicación del valor numérico de la velocidad de la película. En la escala logarítmica ISO, que corresponde a la escala DIN, añadir 3° al valor numérico constituye una duplicación de la sensibilidad. Por ejemplo, una película con clasificación ISO 200/24° es dos veces más sensible que una con clasificación ISO 100/21°. [44]

Normalmente se omite la velocidad logarítmica; por ejemplo, "ISO 100" indica "ISO 100/21°", [45] mientras que las velocidades ISO logarítmicas se escriben como "ISO 21°" según el estándar.

Conversión entre escalas actuales

Un Yashica FR con marcas ASA y DIN

La conversión de velocidad aritmética S a velocidad logarítmica S ° viene dada por [17]

y redondeando al número entero más cercano; el logaritmo es de base 10. La conversión de velocidad logarítmica a velocidad aritmética viene dada por [46]

y redondeando a la velocidad aritmética estándar más cercana en la Tabla 1 a continuación.

Notas de la tabla:

  1. Las velocidades que se muestran en negrita en APEX, ISO y ASA son valores realmente asignados en los estándares de velocidad de las respectivas agencias; otros valores son extensiones calculadas a las velocidades asignadas utilizando las mismas progresiones que para las velocidades asignadas.
  2. Los valores APEX S v 1 a 10 corresponden a los grados logarítmicos de ASA de 1° a 10° encontrados en ASA PH2.5-1960.
  3. Las velocidades aritméticas de ASA de 4 a 5 se toman de ANSI PH2.21-1979 (Tabla 1, p. 8).
  4. Las velocidades aritméticas de ASA de 6 a 3200 se toman de ANSI PH2.5-1979 (Tabla 1, p. 5) y ANSI PH2.27-1979.
  5. Las velocidades aritméticas ISO de 4 a 3200 se toman de ISO 5800:1987 (Tabla "Escalas de velocidad ISO", p. 4).
  6. Las velocidades aritméticas ISO de 6 a 10000 se toman de ISO 12232:1998 (Tabla 1, p. 9).
  7. ISO 12232:1998 no especifica velocidades superiores a 10000. Sin embargo, el límite superior para el ruido S 10000 se dio como 12500, lo que sugiere que ISO pudo haber previsto una progresión de 12500, 25000, 50000 y 100000, similar a la de 1250 a 10000. 10000. Esto fue consistente con ASA PH2.12-1961. [52] Para las cámaras digitales, Nikon, Canon, Sony, Pentax y Fujifilm optaron por expresar las velocidades mayores en una progresión exacta de potencia de 2 desde la velocidad más alta obtenida anteriormente (6400) en lugar de redondear a una extensión de la velocidad existente. progresión. Los índices de velocidad superiores a 10000 finalmente se han definido en la norma ISO 12232:2019. [42]
  8. La mayoría de las cámaras SLR de película de 35 mm modernas admiten un rango de velocidad de película automática de ISO 25/15° a 5000/38° con películas codificadas DX , o ISO 6/9° a 6400/39° manualmente (sin utilizar compensación de exposición ). El rango de velocidad de la película compatible con flash TTL es más pequeño, normalmente de ISO 12/12° a 3200/36° o menos.
  9. El accesorio Booster [54] para Canon Pellix QL (1965) y Canon FT QL (1966) admitía velocidades de película de 25 a 12800 ASA.
  10. El dial de velocidad de película de la Canon A-1 (1978) admitía un rango de velocidad de 6 a 12800 ASA (pero ya se denominaba velocidad de película ISO en el manual). [55] En esta cámara, la compensación de la exposición y las velocidades extremas de la película eran mutuamente excluyentes.
  11. Las Leica R8 (1996) y R9 (2002) admitían oficialmente velocidades de película de 8000/40°, 10000/41° y 12800/42° (en el caso de la R8) o 12500/42° (en el caso de la R9). ), y utilizando su compensación de exposición de ±3 EV, el rango podría ampliarse de ISO 0,8/0° a ISO 100000/51° en pasos de media exposición. [47] [48]
  12. Las velocidades aritméticas de los fabricantes de cámaras digitales de 12800 a 409600 provienen de especificaciones de Nikon (12800, 25600, 51200, 102400 en 2009, [56] 204800 en 2012, [60] 409600 en 2014 [62] ), Canon (12800, 25600, 51200, 102400 en 2009, [57] 204800 en 2011, [59] 4000000 en 2015 [64] ), Sony (12800 en 2009, [66] 25600 en 2010, [67] 409600 en 2014 [63] ), Pentax ( 12800, 25600, 51200 en 2010, [68] 102400, 204800 en 2014 [61] ) y Fujifilm (12800 en 2011 [69] ).

Conversión histórica de ASA y DIN

Tabla histórica de conversión de velocidad de película, 1952 [70]
Cámara clásica Tessina con guía de exposición, finales de los años 50

Como se analizó en las secciones ASA y DIN, la definición de las escalas ASA y DIN cambió varias veces desde la década de 1950 hasta principios de la de 1960, lo que hizo necesaria la conversión entre las diferentes escalas. Dado que el sistema ISO combina las definiciones ASA y DIN más nuevas, esta conversión también es necesaria al comparar escalas ASA y DIN más antiguas con la escala ISO.

La imagen muestra una conversión ASA/DIN en un libro de fotografías de 1952 [70] en el que 21/10° DIN se convirtió a ASA 80 en lugar de ASA 100.

Algunas guías de exposición de cámaras clásicas muestran la antigua conversión tal y como eran válidas en el momento de su producción, por ejemplo la guía de exposición de la cámara clásica Tessina (desde 1957), donde 21/10° DIN está relacionado con ASA 80, 18° DIN con ASA 40, etc. Los usuarios de cámaras clásicas que no conocen los antecedentes históricos pueden confundirse.

Determinar la velocidad de la película

Método ISO 6:1993 para determinar la velocidad de películas en blanco y negro.
Grabación de la película 1000 ASA, Barrio Rojo, Amsterdam, Graffiti 1996

La velocidad de la película se calcula a partir de una gráfica de densidad óptica versus log de exposición de la película, conocida como curva D –log H o curva de Hurter-Driffield . Normalmente hay cinco regiones en la curva: la base + niebla, la punta, la región lineal, el hombro y la región sobreexpuesta. Para películas negativas en blanco y negro , el "punto de velocidad" m es el punto de la curva donde la densidad excede la densidad base + niebla en 0,1 cuando se revela el negativo, de modo que un punto n donde el logaritmo de exposición es 1,3 unidades mayor que la exposición en el punto m tiene una densidad 0,8 mayor que la densidad en el punto m. La exposición H m , en lux-s , es la del punto m cuando se cumple la condición de contraste especificada. La velocidad aritmética ISO se determina a partir de:

Luego, este valor se redondea a la velocidad estándar más cercana en la Tabla 1 de ISO 6:1993.

La determinación de la velocidad de una película negativa en color tiene un concepto similar, pero es más compleja porque implica curvas separadas para el azul, el verde y el rojo. La película se procesa según las recomendaciones del fabricante de la película y no según un contraste específico. La velocidad ISO para películas con inversión de color se determina desde el centro en lugar del umbral de la curva; nuevamente implica curvas separadas para azul, verde y rojo, y la película se procesa de acuerdo con las recomendaciones del fabricante de la película.

Aplicar velocidad de película

La velocidad de la película se utiliza en las ecuaciones de exposición para encontrar los parámetros de exposición apropiados. El fotógrafo dispone de cuatro variables para obtener el efecto deseado: iluminación , velocidad de la película, número f (tamaño de apertura) y velocidad de obturación (tiempo de exposición). La ecuación se puede expresar como razones o, tomando el logaritmo (base 2) de ambos lados, por suma, usando el sistema APEX, en el que cada incremento de 1 es una duplicación de la exposición; este incremento se conoce comúnmente como "parada". El número f efectivo es proporcional a la relación entre la distancia focal de la lente y el diámetro de apertura , siendo el diámetro mismo proporcional a la raíz cuadrada del área de apertura. Por lo tanto, una lente configurada paraf /1.4permite que el doble de luz incida en el plano focal que una lente configurada paraf /2. Por lo tanto, cada factor de número f de la raíz cuadrada de dos (aproximadamente 1,4) también es una parada, por lo que las lentes generalmente se marcan en esa progresión:f /1,4, 2, 2,8, 4, 5,6, 8, 11, 16, 22, 32, etc.

La velocidad aritmética ISO tiene una propiedad útil para los fotógrafos que no cuentan con el equipo para tomar una lectura de luz medida. Por lo general, se logrará una exposición correcta para una escena iluminada de frente con un sol brillante si la apertura de la lente se establece en f/16 y la velocidad de obturación es la recíproca de la velocidad ISO de la película (por ejemplo, 1/100 de segundo para una película de 100 ISO). Esto se conoce como la regla de los 16 soleados .

Índice de exposición

El índice de exposición, o EI, se refiere a la clasificación de velocidad asignada a una película particular y a una situación de filmación en variación con la velocidad real de la película. Se utiliza para compensar imprecisiones en la calibración de equipos o variables de proceso, o para lograr ciertos efectos. El índice de exposición puede denominarse simplemente ajuste de velocidad , en comparación con el índice de velocidad .

Por ejemplo, un fotógrafo puede clasificar una película ISO 400 en EI 800 y luego utilizar el procesamiento push para obtener negativos imprimibles en condiciones de poca luz. La película ha sido expuesta a EI 800.

Otro ejemplo ocurre cuando el obturador de una cámara está mal calibrado y constantemente sobreexpone o subexpone la película; De manera similar, un fotómetro puede ser inexacto. Se puede ajustar la configuración EI en consecuencia para compensar estos defectos y producir negativos correctamente expuestos de manera consistente.

Reciprocidad

Tras la exposición, la cantidad de energía luminosa que llega a la película determina el efecto sobre la emulsión. Si el brillo de la luz se multiplica por un factor y la exposición de la película disminuye por el mismo factor variando la velocidad de obturación y la apertura de la cámara, de modo que la energía recibida sea la misma, la película se revelará con la misma densidad. Esta regla se llama reciprocidad . Los sistemas para determinar la sensibilidad de una emulsión son posibles porque la reciprocidad se mantiene en una amplia gama de condiciones habituales. En la práctica, la reciprocidad funciona razonablemente bien para películas fotográficas normales para el rango de exposiciones entre 1/1000 de segundo y 1/2 segundo. Sin embargo, esta relación se rompe fuera de estos límites, fenómeno conocido como fallo de reciprocidad . [71]

Sensibilidad y grano de la película.

Negativo de película en blanco y negro granulado de alta velocidad

El tamaño de los granos de haluro de plata en la emulsión afecta la sensibilidad de la película, lo cual está relacionado con la granularidad porque los granos más grandes dan a la película una mayor sensibilidad a la luz. Las películas de grano fino, como las diseñadas para retratos o para copiar negativos originales de cámaras , son relativamente insensibles o "lentas" porque requieren una luz más brillante o una exposición más prolongada que una película "rápida". Las películas rápidas, utilizadas para fotografiar con poca luz o capturar movimientos a alta velocidad, producen imágenes comparativamente granuladas.

Kodak ha definido un "Índice de Grano de Impresión" (IGP) para caracterizar el grano de la película (sólo películas negativas en color), basándose en diferencias perceptibles de granulosidad en las impresiones. También definen la "granularidad", una medida del grano utilizando una medición RMS de las fluctuaciones de densidad en una película expuesta uniformemente, medida con un microdensitómetro con una apertura de 48 micrómetros. [72] La granularidad varía con la exposición: la película subexpuesta parece más granulada que la sobreexpuesta.

Anomalías de marketing

Algunas películas en blanco y negro de alta velocidad, como Ilford Delta  3200, P3200 T-Max y T-MAX P3200, se comercializan con velocidades de película superiores a su velocidad ISO real, determinada mediante el método de prueba ISO. Según las respectivas hojas de datos, el producto Ilford es en realidad una película ISO 1000, [73] mientras que la velocidad de la película Kodak es nominalmente de 800 a 1000 ISO. [50] [51] Los fabricantes no indican en sus envases que el número 3200 sea una clasificación ISO. [74] Kodak y Fuji también comercializaron películas E6 diseñadas para empujar (de ahí el prefijo "P"), como Ektachrome P800/1600 y Fujichrome P1600, ambas con una velocidad base de ISO 400. Los códigos DX en los cartuchos de película indican el velocidad de película comercializada (es decir, 3200), no la velocidad ISO, para automatizar el disparo y el revelado.

Índice de exposición y velocidad ISO de la cámara digital

Un sensor de imagen CCD , tamaño de 2/3 de pulgada

En los sistemas de cámaras digitales , se puede lograr una relación arbitraria entre la exposición y los valores de los datos del sensor configurando la ganancia de la señal del sensor. La relación entre los valores de los datos del sensor y la luminosidad de la imagen terminada también es arbitraria, dependiendo de los parámetros elegidos para la interpretación de los datos del sensor en un espacio de color de imagen como sRGB .

Para las cámaras fotográficas digitales ("cámaras fotográficas digitales"), el fabricante especifica una clasificación de índice de exposición (EI), comúnmente llamada configuración ISO , de modo que los archivos de imagen sRGB producidos por la cámara tengan una luminosidad similar a la que se obtendría con película del mismo índice EI con la misma exposición. El diseño habitual es que los parámetros de la cámara para interpretar los valores de datos del sensor en valores sRGB son fijos, y se adaptan varias opciones de EI diferentes variando la ganancia de la señal del sensor en el ámbito analógico, antes de la conversión a digital. Algunos diseños de cámaras ofrecen al menos algunas opciones de EI ajustando la ganancia de señal del sensor en el ámbito digital ("ISO ampliado"). Algunos diseños de cámaras también proporcionan ajuste EI a través de una selección de parámetros de luminosidad para la interpretación de los valores de los datos del sensor en sRGB; esta variación permite diferentes compensaciones entre el rango de luces que se pueden capturar y la cantidad de ruido introducido en las áreas de sombra de la foto.

Las cámaras digitales han superado con creces a las películas en términos de sensibilidad a la luz, con velocidades ISO equivalentes de hasta 4.560.000, una cifra insondable en el ámbito de la fotografía cinematográfica convencional. Los microprocesadores más rápidos , así como los avances en las técnicas de reducción de ruido del software, permiten que este tipo de procesamiento se ejecute en el momento en que se captura la foto, lo que permite a los fotógrafos almacenar imágenes que tienen un mayor nivel de refinamiento y cuyo procesamiento habría requerido un tiempo prohibitivo. generaciones anteriores de hardware de cámaras digitales.

La norma ISO (Organización Internacional de Normas) 12232:2019

La norma ISO 12232:2006 [75] dio a los fabricantes de cámaras fotográficas digitales la posibilidad de elegir entre cinco técnicas diferentes para determinar el índice de exposición en cada ajuste de sensibilidad proporcionado por un modelo de cámara en particular. Tres de las técnicas de ISO 12232:2006 fueron trasladadas de la versión 1998 de la norma, mientras que dos nuevas técnicas que permiten la medición de archivos de salida JPEG se introdujeron desde CIPA DC-004. [76] Dependiendo de la técnica seleccionada, la clasificación del índice de exposición podría depender de la sensibilidad del sensor, el ruido del sensor y la apariencia de la imagen resultante. El estándar especificaba la medición de la sensibilidad a la luz de todo el sistema de cámara digital y no de componentes individuales como sensores digitales, aunque Kodak informó [77] utilizando una variación para caracterizar la sensibilidad de dos de sus sensores en 2001.

La técnica del Índice de Exposición Recomendada (REI), nueva en la versión 2006 del estándar, permite al fabricante especificar las opciones de EI de un modelo de cámara de forma arbitraria. Las opciones se basan únicamente en la opinión del fabricante sobre qué valores de EI producen imágenes sRGB bien expuestas en las distintas configuraciones de sensibilidad del sensor. Esta es la única técnica disponible según el estándar para formatos de salida que no están en el espacio de color sRGB. Esta es también la única técnica disponible según la norma cuando se utiliza la medición multizona (también llamada medición de patrón ).

La técnica de Sensibilidad de Salida Estándar (SOS), también nueva en la versión 2006 del estándar, especifica efectivamente que el nivel promedio en la imagen sRGB debe ser 18% de gris más o menos 1/3 de punto cuando la exposición se controla mediante una exposición automática. Sistema de control calibrado según ISO 2721 y configurado en EI sin compensación de exposición . Debido a que el nivel de salida se mide en la salida sRGB de la cámara, solo se aplica a imágenes sRGB (normalmente JPEG ) y no a archivos de salida en formato de imagen sin formato . No es aplicable cuando se utiliza medición multizona.

El estándar CIPA DC-004 requiere que los fabricantes japoneses de cámaras fotográficas digitales utilicen las técnicas REI o SOS, y DC-008 [78] actualiza la especificación Exif para diferenciar entre estos valores. En consecuencia, las tres técnicas EI heredadas de ISO 12232:1998 no se utilizan ampliamente en los modelos de cámaras recientes (aproximadamente de 2007 y posteriores). Como esas técnicas anteriores no permitían la medición de imágenes producidas con compresión con pérdida , no se pueden usar en cámaras que producen imágenes solo en formato JPEG.

La técnica basada en la saturación (SAT o S sat ) está estrechamente relacionada con la técnica SOS, donde el nivel de salida sRGB se mide al 100% de blanco en lugar del 18% de gris. El valor SOS es efectivamente 0,704 veces el valor basado en saturación. [79] Debido a que el nivel de salida se mide en la salida sRGB de la cámara, solo se aplica a imágenes sRGB (normalmente TIFF ) y no a archivos de salida en formato de imagen sin formato. [ cita necesaria ] No es aplicable cuando se utiliza medición multizona.

Las dos técnicas basadas en ruido rara vez se han utilizado en cámaras fotográficas digitales de consumo. [ cita necesaria ] Estas técnicas especifican la IE más alta que se puede utilizar y al mismo tiempo proporcionar una imagen "excelente" o una imagen "utilizable", según la técnica elegida. [ cita necesaria ]

Se ha publicado una actualización de este estándar como ISO 12232:2019, que define una gama más amplia de velocidades ISO. [42] [43]

Medidas y cálculos.

Las clasificaciones de velocidad ISO de una cámara digital se basan en las propiedades del sensor y el procesamiento de imágenes realizado en la cámara, y se expresan en términos de la exposición luminosa H (en lux segundos ) que llega al sensor. Para una lente de cámara típica con una distancia focal efectiva f que es mucho menor que la distancia entre la cámara y la escena fotografiada, H está dada por

donde L es la luminancia de la escena (en candelas por m² ), t es el tiempo de exposición (en segundos), N es el número f de apertura y

es un factor que depende de la transmitancia T de la lente, el factor de viñeteado v ( θ ) y el ángulo θ con respecto al eje de la lente. Un valor típico es q  = 0,65, basado en θ  = 10°, T  = 0,9 y v  = 0,98. [80]

Velocidad basada en saturación

La velocidad basada en la saturación se define como

¿Dónde está la exposición máxima posible que no da como resultado una salida de cámara recortada o florecida? Normalmente, el límite inferior de la velocidad de saturación lo determina el propio sensor, pero con la ganancia del amplificador entre el sensor y el convertidor analógico-digital , se puede aumentar la velocidad de saturación. El factor 78 se elige de manera que los ajustes de exposición basados ​​en un fotómetro estándar y una superficie reflectante del 18 por ciento darán como resultado una imagen con un nivel de gris del 18%/ √ 2 = 12,7% de saturación. El factor √ 2 indica que hay medio paso de espacio libre para hacer frente a reflejos especulares que parecerían más brillantes que una superficie blanca difusa 100% reflectante. [75]

Velocidad basada en ruido

Ruido digital a 3200 ISO frente a 100 ISO

La velocidad basada en ruido se define como la exposición que dará lugar a una determinada relación señal-ruido en píxeles individuales . Se utilizan dos proporciones, la relación 40:1 ("calidad de imagen excelente") y la relación 10:1 ("calidad de imagen aceptable"). Estas proporciones se han determinado subjetivamente en función de una resolución de 70 píxeles por cm (178 DPI) cuando se ven a una distancia de 25 cm (9,8 pulgadas). El ruido se define como la desviación estándar de un promedio ponderado de la luminancia y el color de los píxeles individuales. La velocidad basada en el ruido está determinada principalmente por las propiedades del sensor y en cierta medida afectada por el ruido en la ganancia electrónica y el convertidor AD. [75]

Sensibilidad de salida estándar (SOS)

Además de las clasificaciones de velocidad anteriores, el estándar también define la sensibilidad de salida estándar (SOS), cómo se relaciona la exposición con los valores de píxeles digitales en la imagen de salida. Se define como

¿Dónde está la exposición que conducirá a valores de 118 en píxeles de 8 bits, que es el 18 por ciento del valor de saturación en imágenes codificadas como sRGB o con gamma  = 2,2? [75]

Discusión

El estándar especifica cómo la cámara debe informar las clasificaciones de velocidad. Si la velocidad basada en el ruido (40:1) es mayor que la velocidad basada en la saturación, se debe informar la velocidad basada en el ruido, redondeada hacia abajo a un valor estándar (por ejemplo, 200, 250, 320 o 400). La razón es que la exposición según la velocidad más baja basada en la saturación no daría como resultado una imagen visiblemente mejor. Además, se puede especificar una latitud de exposición, que va desde la velocidad basada en la saturación hasta la velocidad basada en el ruido 10:1. Si la velocidad basada en el ruido (40:1) es menor que la velocidad basada en la saturación, o no está definida debido al alto ruido, se especifica la velocidad basada en la saturación, redondeada hacia arriba a un valor estándar, porque usar la velocidad basada en el ruido dar lugar a imágenes sobreexpuestas. La cámara también puede informar la velocidad basada en SOS (explícitamente como velocidad SOS), redondeada a la clasificación de velocidad estándar más cercana. [75]

Por ejemplo, el sensor de una cámara puede tener las siguientes propiedades: , y . Según el estándar, la cámara debe informar su sensibilidad como

ISO 100 (luz del día)
Latitud de velocidad ISO 50–1600
ISO 100 (SOS, luz del día) .

La clasificación SOS puede ser controlada por el usuario. Para una cámara diferente con un sensor más ruidoso, las propiedades podrían ser , y . En este caso, la cámara debería informar

ISO 200 (luz del día) ,

así como un valor SOS ajustable por el usuario. En todos los casos, la cámara debe indicar el ajuste de balance de blancos al que se aplica la clasificación de velocidad, como luz diurna o tungsteno ( luz incandescente ). [75]

A pesar de estas definiciones estándar detalladas, las cámaras normalmente no indican claramente si la configuración "ISO" del usuario se refiere a la velocidad basada en el ruido, la velocidad basada en la saturación o la sensibilidad de salida especificada, o incluso algún número inventado con fines de marketing. Debido a que la versión 1998 de ISO 12232 no permitía medir la salida de la cámara que tenía compresión con pérdida, no era posible aplicar correctamente ninguna de esas mediciones a cámaras que no producían archivos sRGB en un formato sin comprimir como TIFF . Tras la publicación de CIPA DC-004 en 2006, los fabricantes japoneses de cámaras fotográficas digitales deben especificar si el índice de sensibilidad es REI o SOS. [ cita necesaria ]

Una configuración SOS mayor para un sensor determinado conlleva cierta pérdida de calidad de imagen, al igual que con la película analógica. Sin embargo, esta pérdida es visible como ruido de imagen en lugar de grano . Los sensores de imagen digital de tamaño APS y 35 mm , tanto CMOS como CCD, no producen ruido significativo hasta aproximadamente ISO 1600 . [81]

Ver también

Referencias

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Otras lecturas

enlaces externos

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