El sensor de una cámara digital
El sensor de una cámara digital es el equivalente a la película fotográfica analógica tradicional. Las características más relevantes para especificarlo son la cantidad de píxels que es capaz de captar y el tamaño del mismo, que combinados nos da una idea del tamaño de cada píxel o punto: cuanto mas pequeño es cada píxel y mayor cantidad de píxels, mayor será la resolución y por tanto la calidad de la imagen. Comercialmente esto se indica como la cantidad de megapixels (Mp) que la cámara es capaz de tomar.
El píxel es una medida lógica, es decir la mínima unidad con un único color e intensidad. Para determinar la cantidad de megapixels que serán suficientes debo tener en cuenta como voy a visualizar las fotografías:
En el caso de una pantalla debo tener en cuenta la definición de la misma, por ejemplo una PC cuyo monitor tiene una resolución de 1280 x 800 puede representar 1 Mp, al igual que un LCD HD (720p). En el caso de un LCD FullHD, su pantalla puede representar 2 Mp (ver tamaños de pantalla).
Distinto es el caso cuando se desea obtener una copia en papel, ya que en entra en juego la resolución de la impresora o copiadora, que transforma cada píxel en un punto de un determinado tamaño. Esta información se indica en lo que se denomina ppp (puntos por pulgada) o dpi (dot per inch) y representa la densidad de puntos que se puede imprimir.
En la tabla siguiente se indica la resolución de sensor requerida (en Mp) en función del tamaño del papel y la resolución de impresión (mayor resolución en la cámara que la indicada no brinda beneficio alguno en la copia impresa):
| Tamaño (cm) | 100 ppp | 300 ppp | 600 ppp |
|---|---|---|---|
| 10x15 | 0,23 | 2,1 | 8,4 |
| 13x18 | 0,36 | 3,3 | 13,1 |
| 15x21 (1/2 Hoja A4) | 0,49 | 4,4 | 17,6 |
| 21x30 (Hoja A4) | 0,97 | 8,7 | 34,8 |
Estos valores, para otros tamaños de papel o distinta resolución se relacionan a través de la siguiente fórmula:
Longitud de papel (en cm) = Longitud en Mp x 2,54 / Resolución de impresora (en ppp)
Esta fórmula se puede aplicar tanto para el alto como para el ancho (por ejemplo una foto de 5 Mp puede estar formada por 2560 píxels de ancho x 1920 píxels de alto).
Es importante recordar que en algunas especificaciones se mencionan los "píxels efectivos". Esto se refiere a que en algunos casos no todos los píxels que se encuentran en el sensor producen puntos independientes (puede ser por cobertura del lente, píxels que se usan para compensaciones, etc.), por lo tanto la especificación de "píxels efectivos" es la que se tiene que tomar en cuenta.
Tipos de sensores digitales
Otra diferenciación es el tipo de sensor. Comúnmente se especifican dos tecnologías, CCD (Charged Couple Device) o CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
Las características de cada uno son::
| CCD | CMOS | |
|---|---|---|
| Conversión óptico – eléctrica | Requiere un dispositivo independiente | Se realiza en el mismo chip |
| Sensibilidad | Mayor | Menor |
| Consumo | Mayor | Menor |
| Interacción entre píxels | Presentada en casos de sobreexposición | No presentada. Facilita la interpolación de la imagen |
| Ruido | Menos sensibles | Mas sensibles |
| Rango dinámico | Amplio | Moderado |
| Tiempo de respuesta | Alto | Bajo |
Las desventajas mostradas de la tecnología CMOS actualmente están siendo resueltas, y este tipo de sensores son los utilizados por las cámaras profesionales y de mayor costo, siendo el CCD el utilizado generalmente en las cámaras compactas y de menor costo.
Densidad de píxels
La otra especificación que caracteriza a un sensor y permite su comparación entre distintas cámaras digitales es la densidad de píxels, que tiene en cuenta, adicionalmente a la cantidad de megapixels el tamaño del sensor.
Simplemente se trata de los megapixels dividido el área del sensor, y su interpretación es que para una misma cantidad de megapixels, cuanto mas grande es el área mas grande es cada píxel, y por lo tanto aumenta, entre otras cosas, su sensibilidad a la luz que recibe.
A igual número de píxels, las cámaras profesionales tienen sensores mayores que las compactas, lo que redunda en mayor calidad de imagen, especialmente en lo que respecta a ruido y rango dinámico.
Para indicar el tamaño de los sensores se utiliza una medida indirecta (y bastante antigua) denominada 1/X”. En la tabla siguiente se indican las medidas de los tipos más usuales de sensores, y la densidad de píxels resultantes para distintas cantidades de Mp:
| Tipo | Ancho | Alto | Area | Diag | Crop | Dens 5Mp | Dens 8Mp | Dens 10Mp | Dens 12Mp | Dens 15Mp |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1/6 | 2,40 | 1,80 | 4,32 | 3,00 | 14,42 | 115 | 185 | 231 | 277 | 347 |
| ¼ | 3,60 | 2,70 | 9,72 | 4,50 | 9,61 | 51 | 82 | 102 | 123 | 154 |
| 1/3,6 | 4,00 | 3,00 | 12,00 | 5,00 | 8,65 | 41 | 66 | 83 | 100 | 125 |
| 1/3,2 | 4,54 | 3,42 | 15,53 | 5,68 | 7,61 | 32 | 51 | 64 | 77 | 96 |
| 1/3 | 4,80 | 3,60 | 17,28 | 6,00 | 7,21 | 28 | 46 | 57 | 69 | 86 |
| 1/2,7 | 5,37 | 4,03 | 21,64 | 6,71 | 6,44 | 23 | 36 | 46 | 55 | 69 |
| 1/2,5 | 5,76 | 4,29 | 24,71 | 7,18 | 6,02 | 20 | 32 | 40 | 48 | 60 |
| 1/2,3 | 6,16 | 4,62 | 28,46 | 7,70 | 5,62 | 17 | 28 | 35 | 42 | 52 |
| ½ | 6,40 | 4,80 | 30,72 | 8,00 | 5,41 | 16 | 26 | 32 | 39 | 48 |
| 1/1,8 | 7,18 | 5,32 | 38,20 | 8,94 | 4,84 | 13 | 20 | 26 | 31 | 39 |
| 1/1,7 | 7,60 | 5,70 | 43,32 | 9,50 | 4,55 | 11 | 18 | 23 | 27 | 34 |
| 1/1,6 | 8,08 | 6,01 | 48,56 | 10,07 | 4,30 | 10 | 16 | 20 | 24 | 30 |
| 2/3 | 8,80 | 6,60 | 58,08 | 11,00 | 3,93 | 8,61 | 13 | 17 | 20 | 25 |
| 1 | 12,80 | 9,60 | 122,88 | 16,00 | 2,70 | 4,07 | 6,5 | 8,1 | 9,8 | 12 |
| 4/3 | 18,00 | 13,50 | 243,00 | 22,50 | 1,92 | 2,06 | 3,3 | 4,1 | 4,9 | 6,1 |
| 1/1,8 (APS-C) | 23,70 | 15,70 | 372,09 | 28,43 | 1,52 | 1,34 | 2,15 | 2,69 | 3,2 | 4,0 |
| 35 mm | 36,00 | 24,00 | 864,00 | 43,27 | 1,00 | 0,58 | 0,93 | 1,16 | 1,4 | 1,7 |
Las densidades resaltadas en amarillo corresponden a la mayoría de las cámaras digitales compactas, mientras que las resaltadas en verde corresponden a la mayoría de las cámaras réflex (profesionales). Como se puede apreciar, a igual cantidad de píxels, al tener las réflex sensores mas grandes, presentan una densidad casi 10 veces menor, es decir cada píxel tiene una superficie 10 veces mayor y por lo tanto es capaz de captar mayor cantidad de luz, redundando en mayor calidad de imagen. Este criterio debe ser considerado en forma relativa, ya que en la comparación puede tratarse de sensores realizados con distintas tecnologías.
Otra medida utilizada para comparar sensores es el llamado "crop factor", que simplemente representa la relación de la diagonal del sensor con respecto a una película analógica de 35 mm.
