Cómo interpretar las curvas MTF de los objetivos

Buscando información sobre un objetivo concreto puede que os hayáis encontrado alguna vez con una gráfica un poco enrevesada que se supone debería ayudar a valorar de un simple vistazo las características ópticas del modelo en cuestión pero cuya interpretación a veces acaba por convertirse en un auténtico galimatías; y es que hoy vamos a hablar de las curvas MTF.

Review Nikon 16-85 VR

Pérdidas de calidad

En un mundo ideal, los objetivos se limitarían a proyectar lo que “ven” sobre el sensor de la cámara sin ningún tipo de distorsión óptica ni aberración cromática. Sin embargo, esto no es posible y todo objetivo introduce en mayor o menor medida una cierta pérdida de calidad que también afectará al contraste y a la resolución.

De hecho, os habréis dado cuenta de que a veces las esquinas de las imágenes aparecen algo más difuminadas que la zona central; y precisamente esa pérdida de definición y contraste es lo que refleja una gráfica de este tipo. Pues bien, el problema es que en muchas ocasiones estas curvas MTF (de Modulation Transfer Function) lejos de ayudar al común de los mortales le confunden todavía más; ya que al aparecer varias líneas de diferentes colores la cosa no parece estar muy clara que digamos. Sin embargo, enseguida vamos a ver que el tema es más sencillo de lo que parece.

Trabajando sobre un ejemplo real

Vamos a usar para explicar todo esto la curva MTF del recién aparecido Nikon AF-S 85mm f/1.4 G (tele corto de gran apertura diseñado sobre todo para retratos) cuyo imponente aspecto tenéis a continuación:

Las curvas MTF son empleadas por todos los fabricantes de ópticas y son muy similares (por no decir iguales) en todos los casos; pero este artículo lo voy a centrar en las publicadas por Nikon debido a que es la marca de mi equipo fotográfico y por tanto es la que mejor conozco.

La apertura empleada

Las curvas MTF se suelen dar para la máxima apertura del objetivo, que es donde peores resultados vamos a obtener (siempre os digo que cerrando un poco el diafragma podéis obtener mayor nitidez en vuestras fotografías). También hay fabricantes que dan diferentes gráficas hechas a varias aperturas; pero como siempre sucede que los peores resultados en cuanto a nitidez y pérdida de contraste se obtienen a plena apertura, lo más útil es ponernos en el caso más desfavorable y ser conscientes de que a medida que vayamos cerrando el diafragma la cosa irá mejorando.

AF-D Nikkor 50mm 1:1.8 (III)
Los ejes de la gráfica

En una gráfica MTF hay dos ejes: el vertical indica el contraste de la imagen, siendo máximo en su parte superior y mínimo en la inferior; mientras que el horizontal indica la distancia al centro de la fotografía en milímetros.

Como os decía, el eje vertical indica el contraste de la imagen, siendo del 100% en su parte superior y del 0% en la inferior. Por lo tanto, en términos generales, cuanto más alta vaya la línea de la gráfica mejores características tendrá sobre el papel la óptica analizada. Habitualmente se considera como excelente un valor por encima del 80% y como bueno si está por encima del 60%. Por debajo de este último valor la pérdida de nitidez va a empezar a ser apreciable a simple vista.

En cuanto a la distancia al centro de la imagen (representada en el eje horizontal) la cosa es bastante simple. El extremo izquierdo de la gráfica representa el centro exacto de la imagen, mientras que el derecho será una de las esquinas de la misma, que es donde va a haber una caída más brusca del contraste en la mayor parte de las ópticas.

Las diferentes líneas

En lo que a las líneas se refiere, como podéis ver en el ejemplo que estamos empleando las hay de dos tipos y colores: continuas y punteadas tanto en rojo como en azul.

La nomenclatura de la parte inferior (S10, M10, S30 y M30) no es muy clarificadora; y aunque tiene su sentido, lo que voy a hacer es explicaros cómo interpretar la gráfica de un modo bastante simple:

Las líneas de color rojo indican un muestreo a 10 líneas por milímetro (lpmm); lo que representa un detalle medio que es el predominante en una fotografía y el que mejor capta nuestro ojo de un simple vistazo. Por su parte, las líneas azules indican un muestreo a 30 lpmm que pone a prueba la capacidad de resolución de la imagen, ya que en este caso se trata de un detalle muy fino.

Lechuza

Por tanto las líneas rojas nos dan idea del contraste general que es capaz de lograr la óptica; mientras que las líneas azules nos dan idea de la capacidad de resolución del objetivo. Parámetro este último muy importante si nos compramos una cámara equipada con un sensor de una densidad de pixels tremenda; ya que si el objetivo no es capaz de ofrecer la resolución que el sensor necesita nos vamos a encontrar con patrones extraños de ruido (Moiré) y otros defectos ópticos que no son objeto de esta entrada.

¿Por qué hay una línea rayada y otra continua de cada color?

El hecho de que haya dos líneas de cada color indica que en una de ellas el sampleo se ha hecho a 45º con respecto a la horizontal y en la otra a 135º. Esto nos va a venir muy bien para intuir el bokeh que es capaz de ofrecer la óptica; ya que idealmente las dos líneas de cada color deberían de ser coincidentes y en ese hipotético caso el bokeh sería perfecto (suave, progresivo, sin bordes marcados…). Por el contrario, si las líneas de cada color llevan trayectorias muy diferentes nos vamos a encontrar un bokeh “nervioso” o deformado, no resultando demasiado agradable a la vista.

Luces de selenio

Extrapolando la información a los cuatro cuadrantes

Por tanto, lo que la gráfica está representando es la resolución de uno de los cuatro cuadrantes de la imagen; pero al existir simetría tanto vertical como horizontalmente podemos aplicar estos datos a todo el encuadre, ya que la información de los otros tres cuadrantes es exactamente la misma sólo que reflejada como muestra la siguiente gráfica que he confeccionado:

Lo que tenéis sobre este párrafo es una especie de representación de la definición del objetivo aplicada a toda la imagen. Como veis, serían las esquinas de la fotografía las zonas de la imagen más afectadas por la pérdida de nitidez y contraste; siendo el muestreo a 10 lpmm más o menos estable en todo el encuadre pero notándose cierta pérdida de calidad cuando hacemos el análisis a 30 lpmm debido a la mayor exigencia de resolución. Obviamente esta gráfica que os presento no es nada científico; pero es para dejaros claro que la información que nos dan es extrapolable a los cuatro cuadrantes de la imagen.

Por cierto, a estas alturas del artículo ya os habréis dado cuenta de por qué una óptica diseñada para formato 35mm (FX en Nikon) rinde también en cámaras equipadas con sensores APS-C, ¿verdad? Al fin y al cabo, lo que estamos haciendo en tal caso es emplear solamente la zona central del objetivo, que es donde mejor rendimiento ofrece.

Ferias y Fiestas Alcalá 2010

Otros ejemplos de curvas MTF

Después de todo lo visto, os habrá quedado claro que la situación ideal sería aquella en la que las líneas de las gráficas fueran completamente planas y todas ellas estuvieran en la parte superior de la gráfica porque esto implicaría que no hay pérdidas de contraste ni definición en todo el encuadre. Y aunque esto es algo imposible de diseñar porque todo sistema óptico implica una cierta pérdida de calidad por leve que sea, hay algunos objetivos cuyas gráficas resultan tan espectaculares como su precio.

Fijaos por ejemplo en las curvas MTF de un Nikon AF-S 600mm f/4 G VR (8600 euros) e imaginad la nitidez y la calidad que es capaz de ofrecer.

En cualquier caso, hay que tener en cuenta que los objetivos de gran apertura suelen viñetear bastante cuando abrimos su diafragma al máximo y debido a ello sus curvas MTF pueden parecer un tanto “pobres”. Sin ir más lejos, el conocido Nikkor AF-S 50mm f/1.4 G (370 euros) tiene una curva que no es ni mucho menos para tirar cohetes; pero es ahí cuando debemos de ser conscientes de que es un objetivo que rinde muy bien cerrando el diafragma un par de pasos y sólo debemos emplearlo a plena apertura bajo ciertas circunstancias.

Por contra, el Nikon AF-S DX 35mm f/1.8 G (200 euros) mantiene más o menos bien el tipo disparando a plena apertura como podéis apreciar en su gráfica y de ahí que las fotos realizadas con él siempre tengan un toque que a mí particularmente me gusta mucho; especialmente disparando a f/2.8; apertura a la cual el desenfoque siegue siendo acusado y las líneas de la gráfica seguramente aparezcan bastante más planas que a f/1.8.

Supongo que os habréis dado cuenta de que en todos los casos la gráfica MTF viene dada para sensores de 35mm (fijaos que el eje horizontal llega hasta los 22mm; que es más o menos la mitad de la diagonal de unos de esos sensores), de modo que aunque el objetivo esté diseñado para cámaras con sensor APS-C igualmente se expresa el rendimiento en todos los objetivos de la misma manera.

Quiere esto decir que en realidad la gráfica para esta última óptica debería de llegar sólo hasta los 15mm de longitud, ya que aproximadamente esa es la distancia que hay en un sensor APS-C entre el centro del mismo y una de las esquinas. Por tanto, la gráfica “útil” del Nikon AF-S DX 35mm f/1.8 G una vez recortada apropiadamente quedaría del siguiente modo:

Como podéis apreciar, la ganancia de rendimiento de un objetivo diseñado para formato completo al ser empleado en una cámara APS-C es más que evidente; ya que la caída más brusca de rendimiento suele tener lugar en esa zona exterior que diferencia ambos tipos de sensores. De hecho, si miráis la gráfica del 85mm del que hablábamos al principio del artículo y hacéis un corte imaginario por los 15mm os daréis cuenta de que las líneas de la gráfica quedan casi completamente planas.

Nada más que datos técnicos

De cualquier modo, todo esto está muy bien sobre el papel y nos puede ayudar a decidirnos por una u otra óptica antes de ir a la tienda. Sin embargo, la nitidez depende de muchos otros factores; y de nada servirá el más caro de los objetivos si por sistema disparamos a f/22 o tenemos un pulso tembloroso que arruina cualquier foto que no haya sido disparada a pleno sol. Los datos técnicos son muy útiles y a mí, como ingeniero, me llaman mucho la atención; pero en el mundillo de la fotografía lo más importante es sacarle partido a lo que tenemos y centrarnos tan sólo en sentir lo que nos rodea.

El lienzo de arena

Más información

Modulation Transfer Function (Ken Rockwell)

Understanding MTF (Luminous landscape)

Listado de objetivos Nikon para consulta de características (foro Nikonistas)

* Todos los artículos de este tipo en https://luipermom.wordpress.com/fotografia

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Los modos de enfoque en las cámaras réflex

Me hubiera gustado haber tratado antes el tema de los modos de enfoque porque lo considero muy interesante y porque a lo largo del tiempo muchos me lo habéis pedido; pero dado que mi anterior Nikon D40 sólo disponía de tres de ellos, no ha sido hasta la llegada de la D300 con sus 51 puntos y sistema de seguimiento 3D cuando he podido probar por mí mismo la versatilidad que ofrecen los modelos actuales a la hora de jugar con este parámetro y contaros mis propias impresiones.

Agua cristalina

Una breve reseña histórica

En la época de las cámaras con enfoque manual la única ayuda con la que contaba el fotógrafo era un círculo partido en el centro del visor que quedaba alineado cuando el motivo estaba perfectamente nítido. La idea de tener varios puntos de enfoque era totalmente inviable y la técnica para retratar al sujeto de forma descentrada en el encuadre consistía en colocarlo en el centro del visor, enfocar y a continuación realizar la composición deseada.

Nikon EM (1979)

Las primeras cámaras autofocus aparecidas en la década de los ochenta poseían un sólo punto de enfoque en el centro del visor. Por lo tanto a la hora de componer la imagen teníamos que seguir empleando la misma técnica de las cámaras de enfoque manual; sólo que en esta ocasión el disparador de la cámara tenía dos tramos en su pulsación: en el primero se bloqueaba el enfoque y pulsando a fondo es cuando se tomaba la fotografía. Por tanto, la técnica correcta para fotografiar algo consistía en situar el motivo en el centro del visor, pulsar el disparador hasta la mitad, componer la imagen definitiva sin soltar el botón de disparo y una vez conformes con la composición elegida presionarlo por completo para tomar la fotografía.

Sin embargo, los ingenieros de la época pensaron que sería útil tener más de una zona de enfoque de tal modo que pudieramos mostrar de forma nítida a sujetos que estuvieran en otras zonas del encuadre diferente de la central sin tener que andar colocándolos en medio del encuadre. Así surgieron los sistema de enfoque con varios puntos, creciendo cada vez más el número de estos de tal modo que el fotógrafo ahora podía concentrarse en la composición eligiendo posteriormente el punto sobre el que se encontrara el sujeto que quería mantener enfocado en la imagen final.

Los puntos de enfoque en las réflex digitales

Las primeras réflex digitales que aparecieron en el mercado contaban con tres o cinco puntos de enfoque. Posteriormente fueron apareciendo modelos que incorporaban siete puntos y las de gama profesional solían rodar los once hasta la llegada de la Nikon D3, que disparó esa cifra considerablemente.

Visor Nikon D1x (Junio de 2001)

Las cámaras réflex actuales suelen rondar los diez puntos de enfoque en el caso de las más simples hasta alcanzar los 51 de la gama profesional de Nikon o los 45 de la Canon 1D Mk IV. Además, contar con tantos puntos de enfoque nos garantiza una buena cobertura del visor como se puede apreciar en el siguiente diagrama extraído del manual de la Nikon D300.

Visor Nikon D300 (Marzo de 2008)

Ahora bien, tener semejante cantidad de puntos de enfoque puede ser contraproducente si sólo los empleamos para elegir uno de ellos, ya que a la hora de componer la fotografía corremos el riesgo de perder mucho tiempo pegándonos con la cruceta de control para elegir el punto deseado de entre todos los disponibles en el visor. Precisamente para evitar esto en las cámaras que cuentan con un numero elevado de puntos lo habitual es que tengamos la posibilidad de reducir su número a una cifra más contenida (11 en el caso de la D300).

De todos modos, hay que señalar que no todos los puntos de enfoque son iguales, ya que por lo general los centrales son más sensibles que los de la periferia. En mi Nikon D40, de los tres puntos sólo el central es de tipo cruzado y los dos de los laterales están orientados para detectar mejor las líneas verticales; mientras que en la D300 los 15 puntos de la retícula central son de tipo cruzado y los restantes son de un sólo sentido.

Bicicleta otoñal

Eso sí, tampoco os compliquéis mucho la vida porque a efectos prácticos podéis emplear todos los puntos sin preocupación, ya que en la inmensa mayoría de las situaciones todos ellos van a funcionar con mucha precisión; especialmente con objetivos de apertura generosa que siempre proyectan más luz sobre la pantalla de enfoque y por tanto facilitan la labor a los componentes electrónicos encargados de estos asuntos.

Por cierto, me gustaría señalar que si dejamos que la cámara elija por ella misma el motivo principal de la fotografía es posible que se iluminen varios puntos de enfoque pertenecientes todos ellos al mismo plano, ya que como sabréis sólo es posible tener un plano enfocado en la imagen al mismo tiempo.

Sólo viento

Los modos de enfoque

En cuanto a los modos de enfoque, las cámaras réflex poseen tres diferentes cada uno con una aplicación; aunque ya sabéis que en fotografía nada constituye una norma inquebrantable y todo consiste en probar con las posibilidades que nos brinda nuestra cámara:

Estos modos se eligen mediante el menú de la cámara en los modelos más sencillos o bien mediante un selector físico presente en algún lugar del cuerpo de las cámaras de gama media y alta.

Selector modo de enfoque Nikon D300

· Simple (S): Ideal para sujetos estáticos, paisajes, retratos… en general para cosas que requieren tomar fotografías con tranquilidad y sin prisas. En este modo se pulsa el disparador hasta la mitad y una vez que se fija el enfoque éste queda bloqueado hasta que hacemos la fotografía o bien soltamos el disparador y lo volvemos a pulsar. Por cierto, para este tipo de fotografías que os comento lo habitual es dejar que la cámara fije el foco sobre el motivo más cercano al espectador como en el siguiente ejemplo; si bien para retratos, fotos con muy poca profundidad de campo y casos en los que queremos afinar mucho lo que queremos que aparezca nítido en la imagen es mejor elegir el punto de enfoque por nosotros mismos.

Resistencia primaveral ante el otoño

· Continuo (C): Es el modo más habitual en fotografía deportiva, de naturaleza y, en general, de aquellas modalidades en las que se suele emplear el disparo a ráfagas. En este caso la cámara fijará el enfoque sobre un objeto y esta lo seguirá manteniendo enfocado aunque cambie la distancia a la que se encuentra de nuestra posición. Si os fijáis en la recta de meta de un estadio durante la final de los 100 metros lisos veréis un montón de fotógrafos con tremendos teleobjetivos colocados al fondo del estadio; y lo que suelen hacer es usar este modo de enfoque para disparar varias ráfagas según los corredores avanzan de frente hacia ellos asegurándose de que el corredor al que están retratando aparece nítidamente en todas ellas.

S.P. Cabanillas - C.D.E. Caraquiz (23/10/2010)

· Manual (M): En este caso el enfoque lo realiza el fotógrafo mediante el anillo que para tal fin posee el objetivo que tengamos montado en la cámara. Normalmente se emplea este modo en aquellos casos en los que el enfoque automático no es capaz de fijar el foto correctamente (situaciones de baja iluminación, poco contraste en el motivo…) y por lo general sólo tiene utilidad para sujetos estáticos; ya que es realmente difícil clavar el foco en un objeto en movimiento.

Carrusel nocturno

Las variantes del modo de enfoque continuo

Los modos simple y manual no dejan demasiada libertad de elección al fotógrafo en cuanto a variación de parámetros. Cierto es que podremos elegir el punto de enfoque que queramos de entre todos los disponibles pero como os decía, estos dos modos están pensados sobre todo para motivos estáticos y de ahí que sean bastante sencillos de emplear.

La verdadera “chicha” viene con el modo continuo, ya que ahí sí que tenemos bastante libertad de elección en función de la cámara que estemos empleando. Por ejemplo, en mi D300 puedo elegir varios modos de seguimiento pensados para sujetos que se mueven “en tres dimensiones”: si el sujeto enfocado se mueve con rapidez y se sale del punto de enfoque que lo cazó en primera instancia la cámara es capaz de detectar esta situación y fijar el enfoque buscándolo con los puntos circundantes.

Ferias y Fiestas Alcalá 2010

Persiguiendo al motivo

Si el sujeto se mueve con cierta suavidad como puede ser un ciclista o un patinador, podremos seguirle con cierta precisión y en tal caso con que estén alerta los nueve puntos que rodean al que esté activo es suficiente. Sin embargo, si el sujeto se mueve con rapidez por todo el encuadre (podéis pensar en un jugador de ténis) podemos hacer que la totalidad de puntos estén constantemente ojo a vizor para convertirse en el punto activo si el motivo al que estamos siguiendo cae sobre cualquiera de ellos.

Precisamente en ese tipo de situaciones estuve probando hace tiempo mi cámara y os aseguro que es realmente curioso comprobar cómo el punto de enfoque empleado inicialmente para fijar el foco en el motivo de turno se mueve acompañándolo por todo el encuadre a medida que éste se desplaza de aquí para allá.

Nikkor 80-200 f/2.8

Del mismo modo, en las cámaras de gama profesional también podemos configurar el lapso de tiempo durante el cual, si el motivo principal queda oculto, la cámara entiende que ha desaparecido y pasa a buscar otro motivo. Esto se hace por ejemplo para fotografías de aves en movimiento, ya que es posible que en su recorrido pasen por detrás de árboles u otros elementos y durante esos instantes no nos interesa que la cámara se ponga a buscar un nuevo punto de enfoque como una loca.

En general, por el tipo de fotografía que suelo hacer (urbana y paisaje sobre todo) empleo muy poco el enfoque continuo; y mucho menos el seguimiento activo con varios puntos de apoyo y demás. Sin embargo, contar con tantos puntos de enfoque repartidos a lo largo y ancho de buena parte del visor permite que me centre en la composición de la fotografía siendo el tema del enfoque una tarea mucho más simple que si me tuviera que poner a seleccionar zonas y demás.

Lechuza (perfil)

Una ayudita nunca viene mal

Ya sabéis que al final lo que importa de verdad es la persona que está detrás del visor de la cámara; pero siempre es bueno contar con el apoyo de la técnica para centrarnos en las tareas más artísticas dejando que los automatismos hagan el trabajo sucio por nosotros. No es delegar nuestras decisiones en la cámara (cosa a la que siempre me he opuesto) sino hacer las cosas de un modo más sencillo.

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