MANUAL BÁSICO DE TECNOLOGÍA AUDIOVISUAL Antonio Cuevas antoniocuevas@gmail.com
Tema 25
LA CÁMARA ELECTRÓNICA ANTECEDENTES – COMPONENTES
25.1
Cine y vídeo: distintos principios técnicos, las mismas reglas de aplicación 25.1.1
25.2
El escenario actual
El nacimiento del vídeo 25.2.1
Un poco de historia
25.2.3
Exploración longitudinal, transversal y helicoidal
25.3
Componentes básicos del camascopio
25.4
La unidad óptica 25.4.1
Tamaño del sensor
25.4.2
Monturas
25.4.3
Sistemas de enfoque muy próximo (macro)
25.4.4
Parasol/portafiltros y mando de foco externo
25.4.5
Unidad de control del zoom
25.4.6
Controles de ajuste del diafragma
25.5
Sistemas de control remoto
25.6
Sistemas de foco automático 25.6.1 Autofoco activo 25.6.2
Autofoco pasivo
25.6.3 Las últimas tendencias en sistemas de foco asistido 25.7
Ajuste del foco trasero
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 1 de 44
CINE Y VÍDEO: distintos principios técnicos, las mismas reglas de aplicación En la Navidad del año 1895 los hermanos Lumière proyectaron las primeras imágenes en movimiento originadas por un aparato cuyos estándares básicos y denominación aún perduran, y que hizo posible el surgimiento y desarrollo de un medio de comunicación que ha sido considerado como el séptimo arte. Junto a este equipo nació una nueva profesión consistente en operar y sacar partido de aquel fascinante instrumento que permitía registrar imágenes en movimiento de hechos verdaderos o ficticios. Durante más de un siglo esta profesión fue un caldo de cultivo en el cual se desarrollaron los principios básicos de narrar con imágenes. Los fundamentos de este particular oficio que se apoya en la fotoquímica y la mecánica, combinan en la práctica y en inusual cóctel, la técnica, el arte, el método, la habilidad manual y, desde luego, la intuición. Hace poco más de medio siglo otro sistema de registro surgió y se consolidó con similar fin: el vídeo, nacido en 1956. El recién llegado, de la misma forma que el cine, dependió también de un aparato para grabar imágenes en movimiento y requirió, por tanto, de un especialista para atenderlo a nivel profesional. Aunque procedente de un nuevo fundamento basado en la electrónica, impuso sin embargo muy similares prácticas operativas. Si bien por varias décadas las dos profesiones se mantuvieron separadas, era inevitable que surgiera una simbiosis de ambos medios de manera que para proyectos de distinta envergadura, el profesional de la imagen fuera uno solo. Actualmente el soporte cinematográfico se utiliza para el largometraje de ficción, spot o comerciales de alto nivel y series o producciones de televisión que quieran acceder sin problemas de estandarización a la ya inminente televisión digital. El Arricam Lite (cine en Super 35) y Arri D-21 soporte vídeo es el vehículo adecuado para (cámara digital de CMOS en tamaño Super 35). atender los requerimientos de inmediatez que El gran fabricante alemán atiende tanto la exige la televisión y para producir obras imagen fotoquímica como la digital con destinadas a la docencia, la divulgación, la productos siempre de envidiable calidad ciencia, la noticia, la industria, la documentación, la empresa, etc. Esta amplitud de cometidos demanda entonces que el experto en atender los equipos conozca bien cada uno de estos recursos, para adaptarse a las oportunidades que le brinda el cambiante mundo del presente. La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 2 de 44
El cine utiliza el vídeo para la rápida comprobación del material grabado o que vaya a grabarse (Video Assist) y emplea la electrónica para el control de sus equipos. El vídeo, independizado de los procedimientos aplicados en la televisión, en la actualidad hace uso de las mismas técnicas de producción que por tantos años adoptó el cine de corto y largometraje. Por eso, los expertos que operan los equipos de uno y otro medio sólo deben adaptarse a ciertas variantes en su práctica laboral, que tiene su origen en las características propias de cada sistema de registro. El cine sigue siendo hoy día un sistema costoso dirigido a una audiencia vasta y diversificada para que le permita recuperar la inversión. Por ello utiliza un procedimiento de registro complejo, que demanda cierto tiempo para conocer sus resultados efectivos. Su metodología de trabajo se basa en la sistematización de las operaciones, gran rigor en los procedimientos y cuidado por los detalles. El vídeo, por el contrario, es un método más económico, ágil y automatizado. Es ideal por las facilidades que brinda a quien lo utiliza y no tiene las exigencias tan particulares del cine.
El escenario actual Francesc Tarrés Ruiz, en su libro Sistemas audiovisuales (Edicions de la Universitat Politècnica de Catalunya, 2000) afirma: “Los sistemas de comunicación audiovisual han experimentado, desde los
inicios de la televisión en blanco y negro, una constante evolución tecnológica encaminada a mejorar tanto la calidad como la cantidad de los servicios. No obstante, debe tenerse en cuenta que el elevado número de usuarios y el coste de los equipos terminales suponen una considerable inercia comercial que plantea serias dificultades a la introducción de nuevos sistemas. Por ello, la evolución tecnológica casi siempre se realiza de forma progresiva, manteniendo en los avances cierto grado de compatibilidad con los sistemas precedentes e introduciendo de forma paulatina mejoras y servicios adicionales. La introducción de información de color compatible con los sistemas en blanco y negro o la adición de canales de audio estereofónico constituyen claros ejemplos de esta evolución progresiva. Más recientemente, la rápida implantación de la televisión digital vía satélite se ha obtenido sin que ello suponga un coste excesivo para el usuario, decodificando la señal digital en el extremo receptor y convirtiéndola a los formatos analógicos convencionales para los que ya estaban preparados los equipos reproductores. También de forma paulatina, se están introduciendo nuevos receptores que admiten tanto entradas analógicas como digitales. Esto significa que, al menos durante cierto tiempo, coexistirán los formatos analógicos y los digitales a los que, seguramente, se incorporaran nuevas características como la alta definición, los canales de retorno para interactuar con el usuario, el acceso a servicios audiovisuales o multimedia a través de Internet, etc. Aunque en un futuro próximo es más que probable que dejen de transmitirse señales de televisión analógicas, los receptores deberán seguir manteniendo estos formatos para proporcionar cierto grado de compatibilidad con los reproductores de VHS y DVD, cámaras de video y otros equipos que actualmente se disponen y que el usuario deseará mantener”.
Avid Field Pack
Tras muchas décadas en que la cinta magnética fue el soporte típico de grabación de las imágenes electrónicas, un revolucionario cambio se produjo en el campo de los camascopios destinados al La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 3 de 44
registro de noticieros a fines de 1995. La firma Ikegami junto con Avid Technology, después de múltiples experimentaciones, pusieron en el mercado un equipo denominado Camcutter que hacía posible realizar el montaje de lo registrado en la cámara. Para ello, la grabación de imagen y sonido se efectuaba en un disco duro con una capacidad de 2,4 Gbytes. De esta forma la grabación clásica salía primera vez del campo de la videocinta y entraba, como en los ordenadores o en ciertos equipos sofisticados de edición, a un sistema más práctico, flexible y de muy grandes La Cumcutter de Ikegami y Avid Technology posibilidades, como ha quedado demostrado en los múltiples sistemas de grabación en soportes de estado sólido (discos ópticos y sobre todo tarjetas de memoria) existentes hoy. Aquel camascopio tenía un cuerpo idéntico a los comunes de videocinta, pero en el compartimiento donde se ubicaba el habitual casete, se colocaba el sistema denominado Avid Field Pack que permitía de 15 a 20 minutos de grabación con cuatro bandas de sonido DAT. La edición del material podía realizarse en la propia cámara usando el visor como monitor a fin de descartar las tomas desechables de las buenas e incluso mezclar o editar el sonido. El camascopio fue concebido para proteger a la unidad de disco duro de cambios de temperatura y golpes o vibraciones.
Vídeo = yo veo (latín) El nacimiento del vídeo como sistema de grabación de imágenes (1956) fue el acontecimiento más importante del siglo XX en tecnología audiovisual. Desde el momento en que la imagen electrónica pudo ser grabada también en soporte electrónico se produjo la eclosión definitiva del nuevo sistema. >
Aaton Penelope 35mm (2P / 3P)
Arricam Lite (35mm)
Arri Alexa (cine digital)
Panaflex Millenium XL (35mm)
Aaton Penelope digital magazine
Panavision Genesis (digital)
Hoy, los tres grandes fabricantes de cámaras de cine, ofrecen también productos innovadores en el sector digital
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 4 de 44
EL NACIMIENTO DEL VÍDEO Sin duda, el nacimiento del vídeo como sistema de grabación de imágenes fue, en cuanto a la tecnología audiovisual, el acontecimiento más importante del siglo XX. El término vídeo viene del latín y significa yo veo. Es un método de registro y reproducción de la imagen y el sonido, que actualmente ha suplantado a la imagen fotoquímica en multitud de campos y que tuvo su origen hacia mediados del siglo anterior. Sus principios básicos son muy distintos a los de la cinematografía pues en vez de en la tecnología fotoquímica, se apoya en los fundamentos de la imagen electrónica y concretamente en los fenómenos de fotoemisión y fotoconducción como veremos enseguida. Desde el momento en que la imagen electrónica pudo ser también grabada en soporte electrónico, se produjo la eclosión definitiva del nuevo sistema. Dediquemos unas líneas al proceso técnico que hizo posible la creación de imágenes electrónicas y, posteriormente, su grabación.
Un poco de historia Una vez que se lograron enviar tanto señales telegráficas como voz y música a través del teléfono, la comunidad científica empezó a considerar la posibilidad de transmitir imágenes por medios eléctricos, (lo que hoy en día hace la televisión). El escepticismo que había entonces al respecto queda reflejado en un editorial de la revista técnica inglesa The Electrician, que se preguntaba ,¿veremos alguna vez mediante la
electricidad?
Los principios de la televisión, que significa imagen a distancia surgieron en el siglo XIX cuando en 1884, el ingeniero alemán de origen ruso Paul Gottlieb Nipkow patentó su idea de un disco perforado en espiral (el disco de Nipkow, imagen superior) que permitía la exploración de una imagen. Fue el primer dispositivo que permitió analizar una escena y transformarla en señales eléctricas válidas para su transmisión. Si a través de ese disco se dirige una luz que atravesando las perforaciones llega a una fotocélula de selenio, es posible convertir la imagen explorada en impulsos eléctricos que, transportados por cable a otro dispositivo similar pero de efecto inverso, hacen posible la reproducción de dicha imagen. El sistema fue denominado televisión mecánica. La imagen obtenida resultaba sin embargo burda, incapaz de reproducir detalles finos. El disco explorador de Nipkow se basaba también en un fenómeno que ya hemos estudiado, la persistencia de la visión. A través de ella el ojo humano percibe como una imagen en movimiento las imágenes estáticas, y ligeramente diferentes, del cine cuando son proyectadas en veloz yuxtaposición. Nipkow usó este mismo principio al hacer una serie de pequeños orificios en un disco y disponerlos en forma de espiral. Si el disco se hacía girar ante un objeto iluminado, este sería explorado en su totalidad por la luz a través de los agujeros tras una revolución completa del disco. Las porciones más oscuras y las más claras del objeto reflejarían diferentes cantidades de luz y, si estos reflejos se La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 5 de 44
transmitían sobre una sucesión de células de selenio, las células podían utilizarse para enviar una serie de impulsos eléctricos a lo largo de un hilo conductor.
Los impulsos podían usarse para producir señales en el extremo receptor que correspondieran a la brillantez de las partes individuales del objeto iluminado en el extremo transmisor. Si tales señales, se veían a través de un segundo disco de Nipkow, el ojo podía recibir una serie de imágenes transitorias correspondientes a las partes del objeto que se exploraba. Si la rueda se hacía girar con suficiente velocidad, el sistema visual podía interpretar estas partes como si se tratara de una sola imagen.
EL DISCO DE NIPKOW Televisión mecánica “Octagon” General Electric 1934
El sistema de Nipkow era denominado televisión mecánica. La imagen resultaba burda, incapaz de reproducir detalles finos. La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 6 de 44
Ya en el siglo XX, el ingeniero ruso Vladimir Kosma Zworykin, emigrado a EEUU, produjo en forma práctica para la firma Westinghouse el iconoscopio, un dispositivo de exploración electrónica de la imagen mucho más efectivo que el sistema mecánico de Nipkow y que lo sustituyó inmediatamente. Ocurrió en 1923. El iconoscopio fue el primer tubo de cámara pues mediante el uso de un barrido electrónico lograba la codificación de la imagen. El principio básico era la emisión de un haz electrónico, que junto con la presencia de materiales fotosensibles (cesio) excitados por la luz procedente del objetivo, generaban una variación eléctrica de la que se obtenía la señal de la imagen a transmitir. El elemento principal del iconoscopio es la llamada placa de mosaico, que sirve para descomponer la imagen en un conjunto de puntos entramados similares a la trama clásica de imprenta.
El Iconoscopio patentado en 1923, fue el primer tubo de cámara de la historia.
El objeto se proyecta sobre la placa de cesio a través del sistema óptico de la cámara y genera en el cesio (material fotoemisor) cargas eléctricas cuya magnitud depende en cada punto de la intensidad luminosa recibida por la placa. A continuación, el mapa de cargas eléctricas (dependiente de los claros y oscuros de la imagen) originado sobre la placa de mosaico es barrido en zigzag y luego descargado por el chorro de electrones que genera un tubo auxiliar.
EL ICONOSCOPIO
Iconoscopio RCA, 1939
Vladimir Kosma Zworykin, en una imagen de televisión generada por una cámara RCA equipada de iconoscopio. La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 7 de 44
En 1929 y 1930, surgen en EEUU dos estaciones de televisión, la Columbia
Broadcasting System (C.B.S.) y la Radio Corporation of America (R.C.A.). Ambas se basan en el iconoscopio para sus
transmisiones de televisión. Hacia mediados de la década de los 30 la televisión es adoptada en La primera cámara basada en Europa y se utiliza un mayor número de el iconoscopio, presentada líneas para elevar la calidad de la por Westinghouse en 1929 imagen, que llega en Inglaterra a las 405 líneas en las transmisiones de la BBC. Se inicia a partir de allí una etapa de Cámara de iconoscopio RCA de 1938 evolución de este sistema de imagen electrónica que sólo es frenada por la Segunda Guerra Mundial. El conflicto supuso más de un lustro sin avances en la televisión comercial. Los primeros pasos que llevaron hacia el vídeo fueron las experiencias realizadas por el danés Valdemar Poulsen <1> que, con el fin de obtener registros magnéticos de sonido sobre un alambre, patentó hacia 1900 en EEUU, un grabador de sonido magnético denominado Telegraphone. Este fue el primer sistema de grabación magnética de la historia. Un micrófono de carbón modulaba una corriente eléctrica aplicada a un electroimán situado frente a un hilo de acero en movimiento rectilíneo. Al reproducir nuevamente el hilo de acero frente a un electroimán, este inducía variaciones de flujo magnético que activaban la membrana de un auricular telefónico. Poulsen obtuvo un gran premio en la Exposición Universal de Paris del año 1900. En 1928, el ingeniero alemán Fritz Pfleumer sustituyó el alambre por una cinta recubierta de material magnético. Sobre esta base, la compañía alemana AEG (Allgemeine Elektrizitatsgesellschaft) lanzó al mercado en 1932 el primer Magnetophon utilizando cinta magnética fabricada por BASF.
Magnetophon (AEG), modelo de 1934
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 8 de 44
Poco después esta cinta fue cubierta con óxido de hierro, con grandes mejoras en los resultados <2>.
Arriba, televisor RCA de 1936. Derecha: equipo presentado por Decca en la 19ª Feria Nacional de Radio y Televisión de Londres en 1952, combinando la radio y la televisión en un solo y lujoso mueble. Su precio, en dólares actuales, superaría los 15.000
Durante la Segunda Guerra Mundial, diversas experiencias realizadas en Alemania y EEUU permitieron un mejoramiento de la calidad de las grabaciones magnéticas, con resultados semejantes al registro de discos fonográficos. Se había logrado así avanzar hacia un nuevo método de registro de revolucionarias perspectivas.
La aparición del vídeo se debió en gran parte a la gran extensión geográfica de EEUU que origina una gran diferencia horaria entre la Costa Este y la Oeste. Esto supuso que las cadenas de televisión debiesen transmitir en diferido sus programas y, por tanto, había que grabarlos. La película cinematográfica fue el primer y único medio de grabación y almacenamiento que existía inicialmente para las imágenes de televisión, a través de un equipo de transferencia en tiempo real llamado kinescopio <3>. Consistía en un pequeño monitor monocromático de alto poder de resolución que era fotografiado por una cámara cinematográfica cuyo obturador y velocidad de filmación habían sido adaptados para sincronizar perfectamente con la cadencia de las imágenes de TV. De esta forma las imágenes de televisión, eran grabadas sobre película cinematográfica que incorporaba banda magnética de audio en el Kinescopio: cámara Auricon mismo momento de ser emitidas <4>. Pero los inconvenientes eran adaptada a un monitor para la grabación de imágenes televisivas serios: baja calidad, sobre película de 16mm alto coste, demora temporal a causa del revelado y la gran superficie requerida para el almacenamiento de los rollos de película. Era importante buscar un sustituto acorde a las características de la imagen electrónica. En esa búsqueda, el camino natural fue el estudio de las posibilidades de la cinta magnética como método de registro de la imagen por métodos similares a los utilizados con el sonido. Kinescopio (Kinescope Recording Camera) fabricado por RCA en 1946 y utilizado por las grandes estaciones de TV en EE.UU. Registraba la imagen electrónica sobre película de 35mm La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 9 de 44
Exploración longitudinal, transversal y helicoidal Con la práctica imposibilidad de grabar directamente eventos durante los primeros 20 años de su existencia, la televisión nació esencialmente como una experiencia en directo para una audiencia local. Los primeros intentos de grabación magnética de la señal de vídeo estuvieron siempre ligados al registro del sonido sobre cinta magnética. Como la señal de televisión era en realidad una señal eléctrica al igual que el sonido, enseguida se pensó en grabarla de la misma forma que esta, y así los primeros intentos de registro de imagen se llevaron a cabo sobre magnetófonos de audio modificados. Estos requerían unas velocidades de desplazamiento de la cinta enormemente altas lo cual originaba dos problemas: por un lado, el fuerte desgaste de las cabezas y todas las partes mecánicas del aparato; por otro, estas altas velocidades originaban un enorme consumo de cinta y por tanto los registros duraban muy poco tiempo. Las señales de audio tienen una anchura de banda, o gama de frecuencias, de unos 20.000 hercios y se pueden grabar sobre una cinta magnética que se desplace con relativa lentitud frente al cabezal de grabación y reproducción. Las señales de vídeo, sin embargo, como la que modula la onda portadora de una emisora de televisión, tienen una anchura de banda que llega a los 6MHz (seis millones de hercios) y por consiguiente exige una velocidad mucho mayor para hacer frente a ese aumento de 300 veces en la cantidad de información para almacenar o reproducir. Los primeros equipos de grabación magnética de vídeo, construidos a Ampex VR 1000 Quadruplex de 1956, el principios de la década de 1950, se basaban en velocidades primer videograbador de la historia. enormemente altas de las cintas, hasta 914cm/s (cerca de un metro por segundo), para grabar y reproducir las imágenes con calidad aceptable. La grabación longitudinal se demostró enseguida inviable (se necesitaban kilómetros de cinta para grabar unos pocos minutos) y se inició el desarrollo de técnicas que combinaran una elevada velocidad de captación con un arrastre relativamente lento de la cinta.
El sistema Quadruplex de grabación transversal con cuatro cabezas
En el año 1956, luego de largas investigaciones, una pequeña empresa de California, Ampex Corporation, presentó en una convención anual de radiodifusoras, en la ciudad de Chicago, un aparato que registraba la imagen y el sonido de una emisión de televisión, en una cinta magnética de algo más de 5cm de ancho (2 pulgadas). Para superar las limitaciones que ya hemos reseñado de los magnetoscopios de cabezas fijas, Ampex tuvo la feliz idea de que las cabezas de vídeo fueran móviles.
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 10 de 44
Bautizado como Quadruplex, el sistema poseía un disco rotatorio en el que iban alojadas cuatro cabezas para la grabación y reproducción de la señal de vídeo. El plano de giro del disco era de 90 grados con respecto al desplazamiento de la cinta y fue el primero de exploración transversal. El equipo, denominado VR-1000 y de grandes dimensiones, se componía de un sistema propulsor que transportaba la enorme cinta de dos pulgadas (5cm) de ancho de una bobina a otra y un tambor que en ángulo recto con ella y equipado de cuatro cabezas, efectuaba el registro o la reproducción de imagen y sonido. Los cuatro cabezales de grabación/reproducción estaban montados sobre un tambor que giraba rápidamente (14.400rpm) en ángulo recto respecto de la dirección de avance de la cinta. De esta forma, los cabezales exploran las pistas de vídeo en la cinta con una velocidad relativa cabezal/cinta de unos 3.810cm/s pero la cinta propiamente dicha avanza con relativa lentitud, 39cm/s. La pista de sonido y la pista de control de imágenes discurren linealmente junto a los bordes de la cinta y son exploradas por unos cabezales fijos. La pista de control de imágenes genera unas señales que sirven para ajustar la velocidad del tambor giratorio, de forma que cada cabezal quede alineado directamente sobre la parte correcta de cada pista grabada. En 2,5cm de cinta cabían 64 pistas transversales, suficientes para dos cuadros de 525 líneas REGISTRO TRANSVERSAL cada uno. El Quadruplex permitía grabar programas de una hora en “solo” 1.500 metros de cinta. Fue tal el éxito obtenido de inmediato por el nuevo sistema - que permitía no solo grabar sino editar las imágenes aunque solo por corte directo <5> - que Ampex, ante la avalancha de pedidos que le sobrevino, tuvo que establecer un sistema de sorteo para las entregas a sus clientes <6>. Había nacido un nuevo método para el registro de imagen y sonido, y este equipo y su metodología se estandarizaron mundialmente. En años subsiguientes el sistema se fue perfeccionando progresivamente, acompañando los avances de la televisión, que había entrado en la era del color. Los cambios drásticos en la tecnología del vídeo surgieron a partir de que Sony introdujera en 1966 el sistema de registro helicoidal (helical scanning), que permitió grabar en cintas de menor anchura. La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 11 de 44
Como consecuencia de ello, inmediatamente apareció la videocasete y los sucesivos equipos de grabación fueron reduciendo sus dimensiones. Los magnetoscopios de grabación transversal presentaban dificultades relacionadas con el excesivo ancho de la cinta, la imposibilidad de congelar y ralentizar la imagen, la existencia de una sola pista de audio y su complejo sistema de lectura con cuatro cabezas que complica los circuitos y aumenta el peso y volumen de los equipos. Tras la aparición de magnetoscopios que operaban con formatos de una pulgada (la mitad de ancho de cinta) obteniendo mayores prestaciones, el formato Quadruplex dejó de fabricarse aunque se mantuvo en la mayor parte de las teledifusoras hasta bien avanzada la década de los ochenta. El gran problema de la grabación transversal era que cada pista solo almacenaba unas pocas líneas de imagen (en 2,5cm de cinta cabían 64 pistas transversales) lo cual imposibilitaba la ralentización y congelación de imagen en la reproducción. En el sistema de grabación helicoidal, cada pista almacena un campo de imagen completo lo que hace posible la ralentización y congelación de imagen en el modo reproducción.
Magnetoscopio Sony EV-200 de blanco y negro y cinta de una pulgada. Grande (más de 40 kilos), lento (casi 2 minutos de precalentamiento), y gastón (277 watios), pero el primero de exploración helicoidal.
Todas las máquinas desarrolladas con posterioridad a las de formato Quadruplex de dos pulgadas adoptaron el sistema de exploración helicoidal llamado así porque la cinta abraza al tambor adoptando la forma de hélice. Este tipo de formato fue diseñado con objetivos bien definidos: obtener mayor densidad de información y registrar la mayor cantidad de tiempo en la menor longitud de cinta posible. Los cabezales de grabación-reproducción se colocan o montan sobre un cilindro porta cabezales que se encuentra inclinado respecto del desplazamiento longitudinal de la cinta grabando una larga serie de pistas en diagonal desde las cabezas de vídeo sobre la cinta que es arrastrada lateralmente. El registro en vídeo, que al principio requería ser hecho en estudio o por medio de unidades móviles, se fue haciendo portátil y se independizó. Las cámaras de tubos se fueron aligerando y el magnetoscopio portátil que antes debía ser transportado en un pequeño carrito con ruedas, se pudo colgar al hombro, en bandolera. El surgimiento del camascopio <7> fue el paso inmediato; el otro y decisivo consistió en suplantar la unidad de registro de tubos por captores de imagen fundamentados en chips, es decir, fotosensores de estado sólido, más pequeños, baratos y eficientes, como veremos enseguida. Los últimos cambios se efectuaron a un ritmo creciente en donde resultó vital el desarrollo que tuvo el vídeo en su aplicación doméstica para que, a nivel profesional o semiprofesional, se lograsen también equipos más automáticos, económicos y flexibles. La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 12 de 44
La cronología de los avances siguientes se detalla sucintamente a continuación: * 1970 Philips desarrolla el VCR, el primer formato doméstico que aparece en el mercado. * 1971 Aparece el U-Matic, formato que introduce en el mundo profesional la cinta protegida por un casete. Hasta entonces los formatos profesionales usaban cinta magnética arrollada en bobinas abiertas. * 1976 JVC inventa el VHS el formato más popular de todos los tiempos (se estiman en más de 400 millones de unidades las ventas acumuladas en todo el mundo). Fue el estándar mundial para la visualización en entornos domésticos. * 1978 Sony desarrolla el formato C de una pulgada, el sistema de exploración helicoidal que se impuso en medios de teledifusión como estándar de alta calidad hasta la aparición de los modelos digitales. * 1981 Sony presenta el formato Betacam que posibilitó la construcción de camascopios compactos (cámara y equipo de grabación en una sola pieza) con un peso muy reducido y alta calidad. El sistema fue por muchos años el estándar de los trabajos ENG y se utilizó en toda la industria de la televisión y de la imagen muy por encima de cualquier otro sistema. * 1986 Sony presenta el DVR1000 primer magnetoscopio digital que sigue la norma CCIR 601 de codificación digital en componentes según el formato 4:2:2
Arriba, sistema portátil Sony en una pulgada. Debajo, el primer magnetoscopio de casete, el Sony en formato U-Matic, con cinta de 3/4 de pulgada
REGISTRO LONGITUDINAL Cabezas inmóviles. La cinta se desplaza sobre ellas. Magnetophon AEG > REGISTRO TRANSVERSAL Cabezas rotatorias a 90º Ampex VR 1000 Quadruplex > REGISTRO HELICOIDAL La cinta abraza al tambor rotatorio adoptando la forma de hélice. Todas las grabadoras actuales
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 13 de 44
<1> Valdemar Poulsen, un empleado de la compañía de teléfonos de Copenhague, inventó en 1898 el telegráfono, la primera máquina que registra el sonido de forma magnética. Lo llamó así, telegráfono, porque la intención de Poulsen era grabar un mensaje de voz en el caso de que una llamada telefónica se produjera en ausencia del usuario. En cierto sentido, Poulsen inventó el primer contestador automático. Poulsen registró su patente en Dinamarca en 1898 y, antes de 1899, también lo hizo en los Estados Unidos, Inglaterra y en algunos países más para evitar que otros investigadores hicieran suyos sus descubrimientos. El telegráfono grababa los sonidos sobre un carrete de hilo de acero que se desplazaba entre polos de un electroimán. El hilo de acero que empleó Poulsen era el mismo que se utilizaba en los telégrafos o en las cuerdas de piano. En Dinamarca y Alemania se fabricaron un reducido número de telegráfonos, pues el invento tenía grandes inconvenientes: poca fiabilidad (los carretes de alambre a menudo se torcían) y señal débil (carecía de amplificación). En 1902, Poulsen sustituyó el hilo de acero por una tira de material flexible cubierta de polvo imantado, anticipándose a las investigaciones de Fritz Pfleumer y al sistema de grabación que utilizarían los magnetófonos modernos, inventados en 1934. Sin embargo, después de 1902, Poulsen abandonó la investigación sobre grabación magnética para centrarse en sus investigaciones sobre radiodifusión. Poulsen vio recompensadas sus investigaciones cuando obtuvo uno de los premios en la Exposición Universal de Paris en 1900. La grabación magnética más antigua que aún se conserva fue la realizada por el telegráfono de Poulsen en dicha Exposición de París de 1900 y corresponde a la voz del emperador Franz Josef de Austria. La grabación se conserva en el Museo Danés de Ciencia y Tecnología. La American Telegraphone Company adquirió los derechos de patente del telegráfono en 1905 y fabricó el llamado dictáfono (máquina de dictado). Aunque se mantuvo en producción hasta 1924, nunca llegó a cuajar, pues los fonógrafos resultaban más baratos y fiables. <2> La primera grabación sonora de un evento público con el Magnetophon de AEG se realizó el 19 de Noviembre de 1936 con el registro del concierto de la London Philarmonic Orchestra dirigida por Sir Thomas Beecham efectuada en la propia sala de conciertos de la compañía BASF ubicada en Ludwigshaven, Alemania.
EL ICONOSCOPIO Cámara American
Television Corporation (1933) >
El enfoque se efectuaba sobre el iconoscopio. El iconoscopio y su preamplificador
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 14 de 44
<3> Kinescopio, combinación de las palabras griegas “kinetic” (movimiento) y “scope”, terminación referida a un instrumento de observación, como el microscopio o endoscopio, por ejemplo. <4> La mayoría de la televisión de la época era producida en Nueva York. Para que los programas pudieran ser vistos en la costa oeste en un horario adecuado era común la práctica del bicycling o envío de las copias de los mismos impresas en soporte cinematográfico. Pese a su baja calidad, el kinescopado era la única forma posible de reemisión o archivo de un programa de televisión. <5> El 30 de noviembre de 1956, la cadena CBS transmitió el primer programa utilizando esta técnica. El programa Douglas Edwards and the News, emitido en directo en Nueva York, fue grabado y reemitido horas más tarde en la Costa Oeste. A partir del momento en el que la imagen producida por una cámara de televisión pasa a tener la posibilidad de ser registrada magnéticamente, nace la necesidad de editar las imágenes para construir discursos narrativos como sucedía en el cine. Los primeros prototipos se realizaron utilizando la técnica del corte físico sobre la cinta magnética como se venía haciendo hasta el momento en la edición del audio y con la película cinematográfica. En esta fase primitiva de corte mecánico, para poder empalmar dos imágenes era necesario recurrir a una técnica muy similar a la cinematográfica. Consistía en localizar el impulso de sincronismo entre dos cuadros de imagen mediante un microscopio en la propia cinta de vídeo y proceder a un corte físico mediante cuchilla en ese punto, hacer lo mismo con el inicio de la siguiente imagen que se quería montar y realizar una unión física mediante una cinta adhesiva que unía ambas partes. Durante algunos años este fue el único procedimiento de montaje. Excepto dicho montaje al corte, no se podía realizar ningún otro tipo de manipulación como podía ser la mezcla, el fundido, etc. Todas esas funciones tenían que realizarse en directo a través mezcladores de imágenes durante la grabación. <6> Entre el equipo financiado por el gobierno de España con el que Canal 13 comenzó sus operaciones en Costa Rica en 1979, había una máquina Ampex Quadruplex que durante años prestó un excelente servicio incluso después de la llegada de los entonces asombrosos magnetoscopios U-Matic, los primeros con cinta (de 3/4 de pulgada) alojada en casetes. <7> Se denomina camascopio (camcorder en inglés) al sistema que integra una cámara y un magnetoscopio grabador en la misma unidad. La denominación correcta en español es camascopio (cámara + magnetoscopio). Debajo, primer camascopio portátil desarrollado por Ampex para su formato Quadruplex de dos pulgadas, en 1967.
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 15 de 44
EL PRIMER CAMASCOPIO PORTÁTIL E spañ ol:
CAMASCOPIO (cámara + magnetoscopio) Inglés:
CAMCORDER (camera + recorder)
El primer camascopio “portátil” fue desarrollado por Ampex para su formato Quadruplex de dos pulgadas, en 196 7
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 16 de 44
COMPONENTES BÁSICOS DEL CAMASCOPIO La cámara de vídeo es un aparato concebido para la generación de imágenes electrónicas. Una vez generadas, tales imágenes pueden ser reproducidas en un monitor, transmitidas en directo o grabadas en un soporte electrónico. Para lograr esto último, la cámara debe estar conectada o llevar incorporado un magnetoscopio. Este último consiste básicamente en un mecanismo que moviliza la cinta de vídeo alojada en un casete y la hace pasar ante un cabezal en donde las señales magnéticas correspondientes a las imágenes y los sonidos captados por la cámara quedan registrados. La cámara capta y procesa las señales y el magnetoscopio las registra en la cinta y las reproduce desde ella. En la actualidad existen sistemas de grabación sobre tarjetas de Sony DVW 700WS, el primer camascopio Betacam Digital, memoria, discos externos y sobre discos ópticos, el formato que inició el camino del cine electrónico todos de excelentes prestaciones y operatibilidad, que están desplazando inexorablemente a la cinta magnética. La cámara puede estar conectada al magnetoscopio y actuar cada uno como una unidad independiente o ambos pueden estar integrados en una sola unidad. Cuando lo último sucede, el equipo se denomina camascopio (cámara + magnetoscopio); en inglés camcorder (camera + recorder). La cinta magnética tradicional no es ya el único soporte de grabación. Desde hace años, el excelente fabricante japonés Ikegami dispone de equipos en los que la grabación se hace en una memoria de estado sólido <8>. Y últimamente (2004) Sony ha propuesto el sistema XDCAM en que la grabación se efectúa sobre un disco óptico. De ambos sistemas hablaremos más adelante.
La Ikegami HDN-X10 de alta definición utiliza memoria de estado sólido en lugar de cintas. Ikegami – no Panasonic como interesadamente se ha querido difundir – fue la pionera histórica en este campo
En esquema, un camascopio funciona de la siguiente forma: un haz de luz ingresa por el objetivo hasta llegar a un prisma en el que será descompuesto en tres señales (rojo, verde y azul), las cuales serán registradas por sus correspondientes sensores en estado sólido (CCD, CMOS, etc). En cada sensor se formará una imagen real de los valores rojo, verde y azul para luego transformarlos en corriente eléctrica.
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 17 de 44
Las tres señales serán moduladas en una sola señal eléctrica que llegará a la bobina del cabezal de grabación, generando un campo magnético que modificará los componentes de la cinta de video en forma permanente, quedando así establecido el registro de la imagen. Los principales componentes de una cámara profesional de vídeo son: - Unidad óptica: capta la imagen del mundo exterior y la envía a un dispositivo en donde se ubican los captores de imagen. - Unidad de captación de la imagen compuesta por un prisma y tres captores de imagen, también denominados chips o sensores, en donde la imagen es dividida en los tres componentes básicos de sus colores y los puntos luminosos convertidos en cargas eléctricas. - Unidad electrónica compuesta por circuitos integrados que actúan en la amplificación y procesado de las señales y el gobierno del equipo en todas sus variantes. - Cuerpo donde se alojan distintos órganos de la cámara y cuya configuración generalmente se adapta para incorporar otras unidades. - Sistema de visión y encuadre que adosado al equipo permite apreciar la imagen captada y brindar las indicaciones que informan al camarógrafo sobre aspectos operativos del aparato. - Dispositivo portafiltros que integrado al cuerpo de la cámara e interpuesto en su sistema óptico, acondiciona los valores espectrales de la imagen que va a ser registrada. - Sistema de obturación electrónico incorporado en los captadores de imagen destinado a regular el registro de sujetos con rápidos movimientos o a producir efectos especiales. - Sistema de captación de sonido con posibilidades de regulación de los niveles de entrada y su monitoreado. - Controles varios que permiten adecuar la cámara a distintos requerimientos o programarla para funciones específicas. - Fuente de poder que independiza al aparato de la línea eléctrica y puede recambiarse cuando se agota. - Facilidades de interconexión del equipo a otros aparatos para distintas necesidades. Las cámaras profesionales suelen tener un cuerpo básicamente metálico a diferencia de las semiprofesionales o de uso doméstico, que suelen estar construidas de material plástico. Generalmente se utiliza una aleación de magnesio para lograr resistencia y poco peso. La concepción ergonómica importa mucho para la maniobra del equipo cuando se apoya en el hombro del operador. En el diseño se consideran factores como la distribución del peso, la ubicación de los controles básicos, el mantenimiento de un perfil bajo para que el aparato o sus componentes no obstruyan el campo de visión de quien lo opera, el balance del equipo apoyado en el hombro o sostenido por su empuñadura, etc. También tienen especial importancia en esta etapa constructiva, aspectos como la configuración específica, sea para actuar como cámara solamente o como camascopio. En este último caso, al La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 18 de 44
agregarse a la cámara un magnetoscopio, que puede ser del mismo fabricante o de otro, es necesario concebir el cuerpo de la cámara como una unidad a la que se agrega otra por detrás. Este concepto, ha llevado a que también la cámara en sí sea subdividida en dos partes: la cabeza, con la unidad óptica y electrónica, y el adaptador. En el caso del equipo Betacam Digital SX de nuestra Escuela, se pueden distinguir perfectamente los integrantes (cámara Sony DXC-D30WS + magnetoscopio portátil Sony DNW-5 Betacam Digital SX). Este último puede separar el sistema NTSC o PAL y transformar así al instrumento a la norma del ámbito donde será usado. Si bien los camascopios actuales son de una sola unidad, aquel sistema de cambio de configuración permitió que marcas que habían liderado un formato pudieran ser acopladas con magnetoscopios de otro formato propiciados por firmas competidoras. Así, ciertas cámaras en definición estándar podían recibir magnetoscopios portátiles acoplables en Betacam SX, DVCam, Betacam Digital, DVCPro etc, pues se había logrado la estandarización de las respectivas unidades. Sin duda, fue un gran avance que ampliaba la adaptabilidad del equipo y las posibilidades de elección del usuario según el tipo de trabajo que debía realizar. Esta concepción modular de la cámara de vídeo fue ampliada también para otros componentes como el visor, el micrófono, las baterías, o el adaptador para recibir diferentes magnetoscopios. Así, la unidad básica de toma se podía transformar de una configuración portátil a una de estudio o a distintos tipos de camascopios, de diferentes formatos y fabricantes, mediante un fácil intercambio de unidades. Las nuevas cámaras digitales han permitido una reducción en las dimensiones del instrumento y en su peso, como en su momento se logró cuando las cámaras de tubos dejaron paso a los primeros CCD, otro aporte a favor del operador de estos equipos, que antaño debía sufrir los inconvenientes de voluminosos y pesados aparatos que debía distribuir entre su hombro y su brazo. Por ejemplo, los nuevos equipos en sistema XDCam EX, que graban en 1080 x 1920 progresivo, es decir, alta definición auténtica, tan solo pesan 2,2Kg (PMW-EX1) y 3,6Kg (PMW-EX3). Sony define a su EX3 como cámara “con un nuevo diseño de semihombro” <9>
<8> Ya en 1995, Ikegami, en alianza con el fabricante de software de edición Avid, lanzó una cámara con disco duro integrado. Por primera vez una marca se atrevía con un sistema que no grabara en cinta, sino en disco. El lanzamiento dejó expectante al mercado mundial; Ikegami se anticipaba al futuro. Todos los que vimos por primera vez esa cámara, sabíamos que el camino que allanaban Ikegami y Avid era la pauta a seguir. En 2005, Ikegami presentó la tercera generación de esas cámaras que graban en disco. Muchos otros fabricantes (Panasonic con la P2 y en 2008 Sony con las ligeras y eficientes XDCam EX) recorren ya esta senda. <9> “Con una hombrera ajustable, almohadilla para la mejilla, y empuñadura del objetivo, el PMW-EX3 ofrece a
los operadores la posibilidad de encontrar una posición cómoda con apoyo en el hombro. Con el conjunto visor añadido, la ergonomía es similar a la de un camcorder de hombro de tamaño normal”. Sony – Información técnica de producto
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 19 de 44
UNIDAD ÓPTICA Las mejoras en la unidad óptica de las cámaras electrónicas ha sido un proceso gradual. Frente al inicial disgusto de los directores de fotografía en los comienzos del vídeo cuando se les presionaba para utilizarlo como sistema alternativo de registro de imágenes cuando la inmensa mayoría de la óptica entonces disponible resultaba de calidad decepcionante, hoy tenemos objetivos de alta calidad equipados con lentes asféricas, estabilizadores ópticos de imagen, mandos y controles ergonómicos, zoom ajustables y programables, sistemas macro (aunque muchos todavía con zonas muertas) <10>, mayores potencias a efectos de distancia focal, menor peso, mayor portabilidad, etc, etc. En este muy considerable avance, probablemente algo haya tenido que ver la (muy lógica) impaciencia de los directores de fotografía. Tamaño del sensor El tamaño de los sensores actuales de estado sólido está definido en pulgadas; sin embargo, su tamaño real no tiene nada que ver con la dimensión que parecen indicar los números asignados sino con los tamaños estándar de ciertos tubos de imagen de los años 50 del siglo anterior. Esa designación del tamaño no define la diagonal del área de imagen del sensor sino que hace referencia al diámetro externo del cristal que envolvía aquellos primitivos tubos de imagen y que los nuevos sensores venían a sustituir. Por oscuras razones, esta denominación ha sobrevivido hasta nuestros días y parece gozar de buena salud. Las dimensiones exactas de los sensores actuales se detallan en el siguiente cuadro:
Sensor
Ratio
1/3” 1/2” 2/3” 2/3” 2/3” 2/3”
4:3 4:3 4:3 16:9 (sensor de 4:3 con recorte para 16:9) 16:9 (sensor de 16:9) 4:3 (sensor de 16:9 con recorte para 4:3) 4:3 (sensor de 16:9 con recorte para 4:3 y crossover 0,817x) 4:3
2/3” 1”
Diagonal (mm) 6,0 8,0 11,0 11,0 11,0 8,99
Ancho (mm) 4,8 6,4 8,8 8,8 9,59 7,19
Alto (mm) 3,6 4,8 6,6 4,95 5,39 5,39
8,99
7,19
5,39
16,0
12,8
9,6
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 20 de 44
Monturas Igual que con las cámaras cinematográficas, no hay unificación de criterios entre los fabricantes de cámaras de vídeo y camascopios para adoptar un mismo sistema de montaje del objetivo. Esto se debe a varios factores. Por un lado, el poder de cobertura del objetivo debe resultar acorde a la dimensión de los captores de imagen que La acreditada firma inglesa OPTEX ofrece actualmente pueden ser de 1/4, 1/3, 1/2 y 2/3 de múltiples adaptadores que permiten usar ópticas pulgada. Las cámaras de cinematografía digital, las de distintas monturas sobre una misma cámara más sofisticadas en la actualidad, utilizan sensores del mismo tamaño que el negativo cinematográfico de Super 35 en cuatro perforaciones, como veremos en el tema siguiente y su montura normalizada (excepto en las Panavision) es la tipo PL (Positive Lock), la más extendida para óptica cinematográfica. La segunda razón que dificulta la montura estandarizada en vídeo es la considerable variación entre los fabricantes de las características del prisma de separación de color, sea por sus dimensiones, grosor o tipo de cristal. Dada la escasa profundidad de foco de todos los sistemas de vídeo a causa del pequeño tamaño del formato, resulta fundamental la precisión de ajuste y el perfecto centrado del objetivo respecto al prisma. Las cámaras y camascopios, en sus respectivos modelos, han sido diseñados para objetivos funcionales respecto a cada diseño constructivo y, en consecuencia, cada fabricante sugiere una cierta gama de objetivos y suplementos afocales para cada nuevo modelo presentado, dentro de la cual el usuario elige su propio sistema óptico. En las cámaras de montura tipo C el objetivo es enroscado en un cilindro de 25mm de diámetro. La tipo C fue la primera montura de objetivo usada en videocámaras pequeñas debido a la ventaja de ser compatibles con una cierta cantidad de objetivos cinematográficos ya existentes en 16mm. Hoy día este tipo de montura es únicamente utilizada en algunas cámaras de aplicaciones industriales, incluyendo cámaras de circuito cerrado para vigilancia. Los sistemas de montura de bayoneta son actualmente los preferidos en todo tipo de cámaras profesionales, Una cámara típica de vigilancia: la sean de cine o vídeo. Las cámaras y camascopios de Ikegami ICD-FA41E monocromática sensores de 2/3 de pulgada, incluyendo los equipos en 24P, con objetivo de montura C (rosca) así como los de sensores en 1/3 pulgada y óptica intercambiable utilizan la montura de bayoneta denominada B4 <11> cuya distancia de ajuste del foco trasero (Back Focal Distance) es de 48mm. Este tipo de montaje es lo suficientemente robusto como para no afectar la extremadamente crítica alineación entre el eje óptico del objetivo y el prisma de separación. Teniendo en cuenta que en muchos casos uno de los puntos de agarre y sujeción de las cámaras se ubica en el propio objetivo (es el caso de todas las cámaras “grandes”) y que en otras tantas ocasiones los portafiltros y parasoles de cámara van montados directamente sobre el objetivo La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 21 de 44
sin la ayuda de soportes adicionales, es imprescindible la mayor robustez en la montura para compensar el esfuerzo adicional. Obviamente, la montura de bayoneta es más versátil que la de rosca tipo C, ya que los objetivos pueden ser separados de la cámara sin tener que rotarlos.
A la izquierda, adaptador para poder utilizar objetivos con montura Arri PL sobre las Canon de la serie XL. A la derecha, adaptador que permite utilizar en estas cámaras objetivos con montura B4 Ambos adaptadores están fabricados por OPTEX en Inglaterra.
En muchas cámaras de captores de imagen de tamaños inferiores (1/3 y 1/4 de pulgada), la óptica suele estar interconstruida en el cuerpo de cámara y no resulta intercambiable entre otras cosas por el problema del ajuste crítico del objetivo debido a la muy escasa profundidad de foco. La clásica y ya obsoleta gama Canon XL, incluyendo la última XL H1, así como las JVC HDPro (720P) son la excepción pues, en ambos casos, sus objetivos son intercambiables.
En 1990 apareció la montura denominada VL
(Video Lens) adoptada por Canon, Sony, Hitachi y Matsushita. Esta montura VL, tipo bayoneta,
permite el cambio de objetivo manteniendo los automatismos de la cámara (auto foco, diafragma, y accionamiento del zoom). Los viejos camascopios Canon L1 y L2, ambos en formato Hi8 disponían de esta montura que permitía usar objetivos Canon procedentes de cámaras fotográficas de 35mm. Nikon tiene una montura similar que permite el uso de su extensa línea óptica de 35mm <12>. Ikegami utilizó tradicionalmente su propia montura Al utilizar los adaptadores de montura para ubicar denominada B3. En los modelos últimos ofrece un objetivo diseñado para sensores electrónicos de opcionalmente la montura B4. En la imagen, el camascopio Ikegami HL-V79W para DVCPro 50 2/3 de pulgada sobre cámaras de formatos inferiores, ya sabemos que se produce una pérdida de ángulo visual como consecuencia del desaprovechamiento del poder de cobertura.
Las ganancias en distancia focal se detallan en el cuadro siguiente:
Objetivo para sensores de 2/3”
Utilizado sobre sensores de 1/4”
Utilizado sobre sensores de 1/3”
Utilizado sobre sensores de 1/2”
x2,7
x1,7
x1,3
Es decir, si sobre una Canon de la serie XL (todas de 1/3 de pulgada) colocamos, mediante el adaptador de 1/2 a 2/3 correspondiente, un zoom Canon 8-120mm de 2/3” (el de uno de los camascopios de nuestra Escuela), el ángulo visual resultante sería aproximadamente el mismo que el La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 22 de 44
obtenido por un zoom 13,6-204mm (8x1,7 – 120x1,7) sobre un CCD de 2/3”. O lo que es igual, si en la cámara de la Escuela cerramos el zoom a 13,6mm tendremos el ángulo visual máximo que muy aproximadamente obtendríamos al instalar este zoom sobre una Canon XL2 o cualquier otra cámara de sensores en tamaño 1/3”.
Adaptador para montura B4 (2/3’) aplicada sobre una cámara HDV de Sony. El ángulo visual resultante es 1,7 veces menor como consecuencia del desaprovechamiento del poder de cobertura
<10> La distancia mínima de enfoque (MOD: Minimum Object Distance) es otra cuestión en que los avances son significativos pero aún resta camino por recorrer. Llegará un día en que un objetivo pueda variar su distancia de enfoque desde infinito a distancia muy próximas (con el motivo casi tocando físicamente la primera lente del objetivo) en forma continua y sin accionar el dispositivo macro por parte del operador. <11> Excepto las cámaras Sony de alta definición adaptadas por Panavision, que incluyen objetivos y monturas específicas para ellos. La montura Panavision permite utilizar en este formato la amplia gama de óptica cinematográfica del fabricante estadounidense. <12> Ya hemos visto que los objetivos fotográficos de paso universal (formato de negativo de 24 x 36mm) y los cinematográficos en 35mm (18 x 24mm) solo aprovechan una parte de la superficie de imagen de los sensores en 2/3 (9,6 x 5,4mm) y por tanto la imagen útil que producen siempre corresponde a la de una distancia focal muy superior a la teórica del objetivo en su formato original.
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 23 de 44
Sistema de enfoque muy próximo (macro) La mayoría de los zoom para los camascopios actuales incluyen un dispositivo que el fabricante define incorrectamente como “macro”. En términos reales no lo son, se trata de un accesorio que permite enfocar a distancias cortas pero solo en el rango angular del objetivo lo que apenas alcanza para obtener imágenes de 1:4 o 1:5 del tamaño real del sujeto sobre el bloque de sensores. En términos estrictos, el término “macro” se aplica a objetivos que alcanzan una magnificación de 1:1 Algunos fabricantes (Zeiss, por ejemplo) denominan Close Dispositivo macro (botón M) en un zoom Focus a este tipo de prestaciones, reservando el uso de la Canon 8-120mm. Bajo el macro, la expresión macro a las ópticas que proporcionan una palanca de accionamiento del duplicador magnificación de, al menos, 1:1. Para obtener imágenes con una relación superior a 1:4 se necesitan aparatos específicos: anillos de extensión, lentes de aproximación u objetivos macro. La mayoría de los objetivos de focal variable utilizados en vídeo profesional tienen un accesorio incluido para tomas a distancias muy cortas. Los zoom para captores de imagen de 2/3” suelen tener una distancia mínima de enfoque del orden de los 80cm. Cuando hay que acercarse más al sujeto, es necesario ajustar el objetivo a la posición macro. Esto se logra accionando una palanca situada generalmente en la trasera del objetivo. Con el objetivo en la posición macro, el sujeto a captar puede estar tan cerca de la lente frontal del objetivo, que a menudo la propia cámara hace sombra sobre la fuente de luz que la ilumina. Esta distancia puede llegar a los 10mm.También debe cuidarse el enfoque preciso, pues en este punto la profundidad de campo es escasa. Generalmente, el macro solo actúa en las focales cortas por lo que, para lograr un plano de tamaño razonable de un objeto diminuto, normalmente habrá que recurrir a las lentes de aproximación o a objetivos auténticamente “macro”, es decir, diseñados para estos efectos. Tales objetivos macro, relativamente abundantes en fotografía cinematográfica, son sin embargo muy escasos en vídeo. Macro EHD6X (18-108, F/2.5), una óptica de calidad intermedia pero montura tipo C (rosca). Para aplicaciones exigentes es mejor utilizar objetivos cinematográficos tipo macro
La compañía alemana EHD Imaging GMBH es la única por el momento que ha fabricado un objetivo macro específico para vídeo que alcanza la magnificación 1:1 el EHD6X (18-108, F/2.5) desarrollado
para su uso sobre cámaras de montura C (rosca) es decir, fue diseñado para cámaras de aplicaciones especiales, concretamente biomédicas. Si se buscan resultados óptimos, nada mejor que instalar en la cámara de La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 24 de 44
vídeo, mediante los adaptadores de montura necesarios, un buen objetivo macro de cine, un clásico y (relativamente) barato Macro Killar por ejemplo. No hay que olvidar que para obtener un buen rendimiento del sistema macro es necesario: ·
Ubicar la cámara en un piso sólido. La menor vibración, ahora enormemente amplificada por el sistema óptico, puede resultar inaceptable.
·
Por la misma razón, utilizar una cabeza hidráulica de buena calidad. Las inevitables pequeñas brusquedades que hay en toda panorámica serán ahora mucho más perceptibles.
·
La capacidad del sistema macro incluido en los zoom estándar tiene un límite probablemente más cercano del que suponíamos. Cuando la magnificación que obtenemos no es suficiente, la solución más práctica son las lentes de aproximación. Vienen graduadas en dioptrías y prácticamente no absorben luz, al contrario de los fuelles o tubos de extensión.
·
La profundidad de campo del sistema será en todo caso muy pequeña. Será necesaria una mayor cantidad de luz para utilizar diafragmas más cerrados. Con frecuencia se observan planos rodados en macro en los que el foco está reducido a un plano tan estrecho que su observación visual no resulta grata, incluso el sujeto pierde verosimilitud. Es necesario que la mayor parte posible del sujeto fotografiado tenga un foco aceptable.
Unidad de control del zoom
Izquierda: disposición de los controles de la unidad óptica. De abajo a arriba: diafragma, distancia focal y conmutador RET (para visualizar las últimas imágenes grabadas). Derecha: en la parte inferior del zoom se sitúa la palanca de selección para accionar el zoom manualmente o con servomotor, el control eléctrico de la velocidad del zoom y los conectores para unidades de control remoto del zoom y diafragma. El objetivo es un Canon 8-120mm
Los objetivos zoom de las cámaras de vídeo incorporan una unidad de mando que incluye servomotores que accionan el zoom y la apertura del diafragma.
El efecto de travelling óptico o zoom se logra mediante una llave de dos posiciones para abrir o cerrar el campo y cuya presión regula asimismo la velocidad del efecto. Esta activación automática puede desconectarse. Los zoom de alta La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 25 de 44
gama disponen adicionalmente de un mando que gradúa el rango de velocidades del zoom (en la fotografía de la derecha, justo debajo de la escala de diafragmas se puede apreciar el mando de accionamiento manual o eléctrico del zoom; la rueda dentada ubicada justo bajo de este mando actúa sobre la velocidad del zoom).
Controles de ajuste del diafragma En la unidad de control del zoom se encuentra también la regulación automática del iris, producida por un exposímetro integrado, que efectúa la lectura de luz reflejada por el sujeto. La lectura se obtiene por la presión de un botón situada en la unidad de forma que, cuando se suelta, el diafragma del objetivo queda situado en el valor debido. El sistema automático también se puede desconectar si el operador prefiere otro tipo de medición de la exposición. Respecto al sistema de control de exposición integrado, las cámaras de vídeo normalmente ofrecen tres posibilidades de medida (A-IRIS MODE) o modos de ajuste del diafragma integrado: -
STD (standard), lectura ponderada de los valores de luminosidad de toda la imagen en
-
SPOT L (spot light) medición sólo en el centro. De utilidad cuando se graban sujetos
-
BACK L (Back Light). Para sujetos situados a contraluz. El sistema corrige la lectura
lectura generalmente del tipo denominado matricial.
fuertemente iluminados sobre un fondo oscuro, un solista, por ejemplo, durante un concierto.
abriendo el iris, generalmente en 1½ diafragmas. De muy dudosa utilidad. Es preferible la lectura matricial (STD) compensada manualmente por el operador. Los sistemas de lectura matricial incorporados en la gran mayoría de las cámaras actuales dividen la imagen obtenida por el objetivo en diferentes partes, normalmente entre 5 y 45, y las mide en forma independiente. Acto seguido, y utilizando un algoritmo determinado por el microprocesador de la propia cámara, va dando a cada zona una determinada importancia según su ubicación de forma que obtiene la exposición final ponderando todas ellas; por ejemplo valorando menos las áreas donde normalmente se ubica el cielo y enfatizando la zona central, donde se encuentra normalmente el sujeto de mayor importancia, en detrimento de esquinas y bordes. Este complejo proceso ocurre en tiempo real.
En la parte superior izquierda, controles del ajuste de diafragma (A Iris Mode) en una cámara Sony DXC-D30
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 26 de 44
La unidad de comando del objetivo generalmente suele ser la empuñadura de la cámara, donde la mano derecha del operador queda abrazada por una correa. Con esta mano el operador balancea el equipo apoyado en su hombro y lo dirige al motivo que encuadra. Sus dedos pueden tener entonces acceso a los controles que vimos: al anillo de enfoque, al anillo del iris (si lo opera manualmente) o al botón de accionamiento del fotómetro, al interruptor de grabación y, según marcas y modelos, al botón del efecto retorno (RET) que, actuando sobre el magnetoscopio, permite apreciar la reproducción en el visor de unos instantes del último material registrado. Parasol/portafiltros y mando de foco externo Es lamentable el desinterés tanto de los fabricantes como de muchos camarógrafos por este componente de la cámara. No es posible la obtención de una imagen en calidad profesional sin el uso de un buen parasol y, en muchos casos, sin tamizar la imagen a través de filtros ópticos. El parasol, que debe estar siempre instalado en el objetivo, tiene la misión de protegerle de las luces parásitas creando un ámbito de penumbra frente a la primera lente que mejora el contraste de la imagen. En los antiguos objetivos de foco externo, el parasol era redondo pues giraba solidario con la primera lente sobre la que se accionaba el mecanismo de enfoque. En los modernos objetivos de foco interno, el parasol adopta un frente rectangular.
Parasol / portafiltros para filtros de 6x6 con mando de foco externo (follow focus) fabricado por la empresa alemana Chrosziel, una de las más acreditadas (y caras).
Respecto a los filtros ópticos, baste por ahora señalar que hay texturas y efectos que solo pueden ser logrados con la aplicación de un filtro óptico sobre el objetivo. Por tanto, un portafiltros adecuado es un accesorio imprescindible en todo equipo de vídeo profesional. La industria auxiliar propone un buen número de sistemas de este tipo. Una de las compañías más prestigiosas (y caras por la extrema calidad de sus fabricados) es la alemana Chrosziel. En las imágenes inferiores el sistema que esta compañía fabrica específicamente para la cámara Sony HVR-Z1N . El sistema completo, incluyendo banderas La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 27 de 44
laterales, tiene un precio (abril 2009) de casi $2.000. Con el añadido del mando de foco externo, la factura supera los $3.000. Otros fabricantes son Century Optics, Vocas, Lee, Cavision, etc, todos ya en calidades inferiores.
Parasol de fuelle con portafiltros 4x4 que incluye dos empuñaduras para el rodaje cámara a mano. Una solución inteligente y económica fabricada por Cavision para las pequeñas cámaras MiniDV. A la derecha un Chrosziel con banderas francesas y mando de foco externo (follow focus)
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 28 de 44
CONTROL REMOTO En los rodajes de ficción donde normalmente el camarógrafo debe operar la cámara durante períodos relativamente largos, la comodidad en la postura de trabajo y el rápido acceso a ciertos controles de la cámara cobran particular importancia. La precisión de las correcciones en los encuadres con sujetos en movimiento depende en buena medida también de un adecuado sistema de control remoto. En las imágenes de la derecha, la propuesta del fabricante estadounidense VariZoom para cámaras tipo prosumer incluyendo el formato HDV. Las cámaras de este tipo disponen de un conector estandarizado llamado LanC <13> en el que pueden conectarse accesorios de cámara, entre ellos el control remoto. El precio de este control VariZoom VZ-PG-L es de unos $370. El VariZoom es uno de los más completos pues permite grabar, accionar el zoom a las velocidades preseleccionadas y conmutar el foco desde automático a manual o viceversa (es decir, no se trata de un control remoto de foco en sentido estricto).
Control remoto modelo Zoe del fabricante italiano Manfrotto. El jack del extremo del cable se conecta a la entrada LANC del camascopio
Los controles remotos pueden ser instalados sobre estativos de hombro (Shoulder Rest) La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 29 de 44
En las cámaras de televisión para estudio, los controles son separados, uno para el foco y otro para el zoom. En las imágenes superiores el control de foco manual fabricado también por
VariZoom.
Más abajo los controles remotos de zoom (eléctrico) y foco (mecánico, por cable) que propone Canon para sus zoom.
<13> El protocolo LanC o Control L fue desarrollado por Sony para la comunicación entre dispositivos. Utiliza un conector simple tipo mini-jack de 2,5” y 4 contactos. El conector LanC emite y recibe información de control en dispositivos de vídeo. Este conector se encuentra en muchas cámaras de Sony y en otras marcas. También se puede llamar Control-L ó Remote. Existe otro estándar diseñado por Panasonic denominado 5-Pin, de características similares. La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 30 de 44
SISTEMAS DE FOCO AUTOMÁTICO El foco automático ha sido hasta no hace mucho, una prestación reservada a las cámaras de aficionado. Sin embargo, la firma del convenio HDV por Sony, Canon y JVC y la evolución del mismo denominada ProHD (JVC) que grabando en cintas MiniDV proporcionaba 1080 líneas de resolución en entrelazado (HDV) o 720 en progresivo (ProHD), movió las ya de por sí elásticas fronteras entre el mundo del aficionado exigente (prosumer) y el profesional. Los sistemas de foco automático se clasifican en dos grandes grupos: activos y pasivos. Autofoco activo Los sistemas de autofoco activo se caracterizan por basarse en algún tipo de emisión, acústica o lumínica, generada y proyectada por la cámara. En 1974 la compañía Polaroid lanzó al mercado una revolucionaria cámara equipada de un sistema de foco automático basado en el sónar (SONAR: Sound Navigation Ranging) que, al igual que el de de aplicaciones militares, lanzaba una onda sonora sobre el sujeto. Aquella cámara Polaroid utilizaba un emisor de sonido en ultra alta frecuencia (inaudible para el ser humano) y medía el retardo con que ella misma recibía el eco. Si no recibía ningún eco, el sistema ajustaba el foco a infinito. Fue bautizado como Polaroid Sonar AF System y estrenado en el legendario modelo SX-70 <14>. Su gran ventaja estribaba en un costo razonable ($120 de 1974, equivalentes a unos $450 de 2006) pero pronto mostró sus limitaciones: cualquier imagen tomada a través de un cristal (desde un automóvil, bus, avión, etc.) ajustaba su distancia de enfoque en el vidrio contra el que chocaba la onda sonora. Igual ocurriría con una verja o un visillo. El sistema Polaroid es de los denominados “activos” ya que es una emisión desde la cámara, un sonido en este caso, lo que permite detectar la ubicación del sujeto.
Polaroid SX-70, la primera cámara de
foco automático. Debajo un detalle del
Los sistemas activos actuales se basan en la emisión de sistema emisor de ultrasonidos (sónar) rayos infrarrojos y suelen utilizarse para sujetos situados hasta un máximo de ocho metros. La medición puede realizarse por triangulación, cantidad de infrarrojo reflejado por el sujeto, o por tiempo (retardo). La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 31 de 44
Igual que la Polaroid emitía impulsos acústicos en muy alta frecuencia, los sistemas activos por infrarrojos envían impulsos de esta radiación electromagnética. El sujeto refleja esa luz infrarroja invisible al ojo hacia la cámara y ésta, mediante un microprocesador, computa, usualmente por tiempo de retardo o por trigonometría (triangulación), la distancia y envía la señal correspondiente a la distancia de enfoque al motor del autofoco. Para encontrar la distancia al sujeto en base al retardo, el microprocesador mide cuánto tiempo La Konica C35 AF (1977) fue la primera tarda el cámara en paso universal de 35mm con rayo en sistema de foco automático por infrarrojos. volver, multiplica ese tiempo por la velocidad de la luz y divide el producto por dos (puesto que el trayecto del rayo fue doble: ir y volver). El proceso de triangulación se explica en el gráfico inferior. En las cámaras fotográficas el proceso se repite cada vez que el usuario presiona ligeramente el botón de disparo. La diferencia principal entre el sistema acústico y el infrarrojo estriba en la velocidad de los impulsos: los ultrasonidos se desplazan próximos a los mil kilómetros por hora; los rayos infrarrojos, a semejanza de la luz visible, a casi 300.000 kilómetros por segundo. Los sistemas de autofoco por infrarrojo son los más comúnmente utilizados en las cámaras fotográficas de objetivo no intercambiable y visor externo, más baratas y destinadas al mercado aficionado <15>.
Sistema de autofoco por infrarrojos. En el centro, entre el emisor y el receptor, el visor de la cámara
La distancia entre el emisor y el receptor de infrarrojos (D) es conocida. El sistema mide la desviación (d) respecto al centro del array de infrarrojos, a la que se recibe el rayo transmitido
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 32 de 44
La ventaja fundamental de los sistemas activos en fotografía es que permiten el uso del flash en oscuridad total. Sus inconvenientes, empero, son varios y graves: 1. Los sistemas de infrarrojos pueden ser engañados por fuentes de calor (velas sobre una tarta de cumpleaños, una hoguera, una cocina, etc.). 2.
Los sujetos profundamente negros pueden absorber en su totalidad el infrarrojo (en tal caso la cámara ubicaría el foco en el infinito)
3. También pueden ser engañados por algunas superficies interpuestas entre cámara y sujeto: un vidrio, un tul, un visillo, una reja, los barrotes de una jaula en el zoológico, etc. 4. Es necesario centrar el sujeto en el encuadre. De otra forma el impulso puede no alcanzar al motivo principal y ser reflejado por cualquier otro objeto más atrás o adelante del principal.
Braun Paximat: el enfoque por infrarrojos es muy utilizado en proyectores de diapositivas de alta gama
5. Los sujetos muy brillantes o fuentes de luz dentro del encuadre dificultan que la cámara logre “ver” los pulsos de infrarrojo. 6. Tienen límites de distancia mínima: no son capaces de enfocar sujetos muy próximos o más alejados de unos ocho metros.
FOCO AUTOMÁTICO ACTIVO
El sistema por infrarrojos es más rápido (300.000 km/s) que el acústico (1.000 km/h). Es el más utilizado en las cámaras de objetivo no intercambiable. Permite el uso del flash en oscuridad total.
Sistema de foco automático por triangulación de infrarrojos
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 33 de 44
Autofoco pasivo Son los sistemas más evolucionados, y los que equipan tanto las cámaras fotográficas réflex digitales (llamadas tipo DSLR – Digital Single Lens Reflex) como las de vídeo. La determinación de la distancia de enfoque se efectúa tras un análisis computerizado de la imagen misma. Proporcionan mucha mayor precisión en el enfoque de las imágenes. En las cámaras analógicas (de película) tipo SLR, el sensor del sistema de autofoco se basaba en un sistema muy simple de CCD de tipo lineal que fijaba su atención sobre el contraste obtenido en píxeles contiguos. El CCD de control de foco era típicamente de forma rectangular (una simple barra) conteniendo unos 200 píxeles y se ubicaba en posición central. La luz procedente de la escena incidía en esta barra sensor y el microprocesador observaba los valores de contraste entre píxeles contiguos. Cuando la escena está desenfocada, los píxeles adyacentes tendrán intensidades similares; entonces el microprocesador hará moverse el mecanismo de enfoque y observará de nuevo las intensidades de los píxeles; si la diferencia no mejora retrocederá hasta encontrar el punto de máxima diferencia. Es en este punto donde la imagen resultará correctamente enfocada. En la imagen superior (desenfocada) se aprecia el pequeño rectángulo rojo que corresponde a los CCD del sistema de autoenfoque típico en una cámara fotográfica SLR. Este rectángulo, ampliado, resultaría como se muestra en la imagen inferior. La diferencia de intensidad luminosa entre píxeles adyacentes es baja. En la segunda imagen, enfocada, el patrón obtenido por el CCD corresponde a la figura inferior enmarcada en rojo, con la máxima diferencia de intensidad entre píxeles contiguos. En las cámaras fotográficas SLR, el sistema pasivo de autoenfoque solía basarse en el detalle vertical, como se muestra en estas imágenes. Cuando el sujeto carecía de elementos verticales (un paisaje marino, una pared lisa, por ejemplo) o se giraba 90º la cámara para tomar una fotografía La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 34 de 44
vertical, el sistema autofoco encontraba mayores dificultades. Para paliarlo, las réflex analógicas de alta gama solían tener una combinación de sensores horizontales, verticales y oblicuos. En las cámaras de fotografía digital basadas en sensores matriciales que utilizan este sistema, es posible aprovechar la información obtenida en los píxeles centrales <16>.
Advanced AM200 Autofocus Module" de Nikon: dos CCD de muy alta sensibilidad compuestos de 200 píxeles cada uno.
En las cámaras de vídeo el sistema funciona de manera similar, tomándose la muestra de intensidades sobre una parte de los píxeles del CCD o CMOS, usualmente sobre los colocados en el centro del visor (algunas cámaras muestran, con un recuadro sobre el visor, qué parte de la imagen está siendo analizada a efectos de determinar el foco). El control del enfoque se realiza a partir del análisis de la energía de la señal recibida en esos sensores, moviendo el servomotor de enfoque hasta que se obtiene una señal en la que aparecen rápidas transiciones. Los sistemas pasivos de autoenfoque tienen sus ventajas e inconvenientes. Ventajas: 1. No son engañados por vidrios, rejas, elementos brillantes, etc. 2. Pueden trabajar sobre sujetos colocados a cualquier distancia. Inconvenientes: 1. Necesitan luz para poder analizar una imagen. Mientras que los sistemas activos (ultrasonidos e infrarrojos) son capaces de enfocar en la oscuridad, los pasivos son inoperantes si no existe una iluminación mínima.
El cielo rojo (2008) D: Miguel Gómez F: Miguel Gómez y Andrés Vargas
Lamentable intervención del foco automático
2. Igualmente, necesitan un mínimo de contraste; el autoenfoque se encontrará con serias dificultades frente a imágenes planas y carentes de detalle (una pared blanca, un objeto grande y de color uniforme).
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 35 de 44
Las últimas tendencias en sistemas de foco asistido Resumen (con algunas correcciones y añadidos) del artículo de John Glenn García aparecido en la revista TV TECHNOLOGY América Latina el 16 de julio de 2010.
Uno de los gremios que más sufre las consecuencias de trabajar con imágenes de alta calidad, es el de los camarógrafos. Ellos han descubierto que es más difícil mantener el foco con una cámara HD, especialmente cuando no hay mucha luz puesto que los errores se detectan antes. Por fortuna, los sistemas asistidos de foco y la incorporación de otros ajustes ópticos han contribuido a solucionar, en parte, estos problemas. Después de varias décadas de renegar “de la vieja escuela”, muchos fotógrafos han ido aprendiendo a considerar los sistemas de foco asistido como una bendición… a la cual sólo tienen acceso quienes trabajan con las cámaras más económicas. Otros damnificados por la migración a la alta definición son los directores de arte. Para bien o para mal, las nuevas cámaras han contribuido de forma dramática a complicarles la vida, pues como decimos cuando estamos en confianza, “no perdonan ni una”. Un decorado para producción en HD debe estar perfecto en todos sus detalles, punto. Es otro de los precios que debemos pagar por la alta definición. ¿Y qué pueden hacer quienes solamente tienen en su zoom de varios miles de dólares un anillo de foco sin servomecanismos de ninguna especie? La tarea de enfocar en HD cuando se usan objetivos potentes se complica porque, en muchos casos, la señal que ve el operador de cámara no es una señal HD real. Algunas cámaras ENG/EFP han llegado a hacer concesiones tan “atroces” como usar minúsculas pantallas LCD en color como visores, montadas precariamente sobre cámaras de todo tipo: la verdad es que el tamaño de un visor convencional no permite asegurar un foco preciso. Consideremos, además, que muchas cámaras destinadas al mundo de la televisión han ido incorporando ajustes ópticos que eventualmente permiten reducir de manera drástica la profundidad de campo. Directores y realizadores insisten cada vez más en componer encuadres 16:9 con ángulos que permitan hacer juegos de menor profundidad de campo y cambios de foco que pueden volverse una pesadilla… el leve toque de un anillo de foco, que en el mundo SD significaba estar preparado para un ajuste rápido, puede dañar irremisiblemente un plano… o, aún peor, generar una imagen con foco “rozado” capaz de convertirse en una pesadilla para la gente de posproducción porque ellos, orgullosamente acostumbrados a ser la tabla de salvación frente a Infinity de Thomson Grass Valley. El producto principal múltiples problemas, no podrán hacer de esta línea, la cámara Infinity no utiliza cinta para nada frente a un plano desenfocado. Un grabar, sino discos Iomega Rev (35Gb, 45 minutos de plano desenfocado no tiene arreglo grabación en 1080, $70) y tarjetas Compact Flash. posible. La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 36 de 44
La industria ha generado soluciones para evitar esta situación que, en su mayoría, vienen del mercado de los camascopios de tipo profesional, que generalmente hacen compromisos entre el total automatismo de las cámaras domésticas y el control absoluto de las cámaras del mundo de la televisión. En este sentido, vale la pena dar una mirada rápida a las soluciones de foco asistido de algunos camascopios de bajo costo. Por ejemplo, la famosa Z1 de Sony logró finalmente dar un uso inteligente al infame concepto de “zoom digital” que aquejaba a la mayoría de cámaras domésticas. La capacidad de ampliar la imagen se aplica para expandir la parte central del cuadro y hacerla coincidir, píxel por píxel, con la resolución física de la cámara, lo cual se convierte en una ayuda invaluable para lograr un foco preciso en condiciones difíciles. Esta idea brillante por su simplicidad ha encontrado un espacio Sony HVR-Z1 en camascopios de gama alta tan elegantes como la Infinity de Thomson, que desde su primera versión tiene un botón para hacer exactamente lo mismo. Algunos productos de gama alta de Canon y Panasonic, ofrecen la posibilidad de escoger diversos modos de operación para sus sistemas de foco automático basados en luz infrarroja. Este desarrollo viene directamente del mundo de las cámaras de fotografía SLR, que desde hace muchísimo tiempo ofrecen “programas” diferentes para asistencia de foco, y que recientemente han empezado a aparecer en zoom para aplicaciones ENG de todos los fabricantes, que si bien no tienen el “talento” necesario para mantenerse en foco, sí pueden establecer un punto inicial con un buen nivel de confiabilidad. Esta capacidad de “administrar” los servomecanismos de las cámaras para establecer posiciones predeterminadas, da pie a una de las características más frecuentes en los camascopios profesionales: la posibilidad de establecer “posiciones clave”, y hacer movimientos automatizados entre tales puntos. Esta funcionalidad ha empezado a aparecer también en los objetivos de gama alta, con las ventajas que traen los servomecanismos de alta precisión. La EX1 de Sony es otra fuente de inspiración. El anillo de foco de su excelente zoom Fujinon permite usar un sistema de foco asistido cuando se empuja hacia adelante, y cuando se lleva hacia atrás se acciona un embrague que permite al operador empujar físicamente los anillos dentados que mueven los elementos del objetivo para hacer foco manual. Suena como una solución casi perfecta: pasar de foco totalmente manual a foco totalmente automático con una leve La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 37 de 44
presión de los dedos. Pero, infortunadamente, los servos del objetivo de la EX1 sólo llegan hasta donde su precio lo permite. Y algunas particularidades mecánicas de los lentes zoom “serios” hacen que este sistema no sea tan fácil de implementar en los productos destinados a aplicaciones ENG/EFP. No obstante, que la idea se desarrolle en ese mercado, es sólo cuestión de tiempo. Para rematar este tema, en muchas cámaras domésticas de modelo reciente han aparecido sistemas de foco asistido por zonas, en los que el usuario define una ventana que contiene la parte de la imagen que se debe mantener en foco. Este sistema usa los valores de contraste de la señal generada para mantener en foco el área demarcada en el visor, lo que resulta realmente inteligente. Y en los objetivos más sofisticados del mercado está empezando a aparecer un sistema muy similar. Un buen ejemplo son los últimos modelos de la serie Canon Digisuper, los cuales incluyen un sistema de foco automático que permite al operador de cámara establecer una ventana que delimite la zona en la que quiere obtener el foco más preciso. La electrónica del objetivo genera el marco de la zona elegida y lo hace aparecer en el visor de la cámara. Todas las opciones del sistema AF de los Digisuper se operan desde el objetivo mismo, que incluye una interfaz muy sencilla basada en un pequeño joystick y algunos botones que se accionan desde el remoto del foco. El sistema AF de los lentes Digisuper ofrece dos modos de operación: primero, uno de tiempo parcial en el que el autofoco opera mientras el operador mantenga oprimido un botón. Segundo, uno de tiempo completo que mantiene el foco constantemente en los objetos que estén “dentro” de la ventana seleccionada – como puede ser un auto de carreras que venga hacia la cámara y que el camarógrafo sigue con una panorámica más bien rápida –. Esto, que parece demasiado bueno para ser verdad, funciona sorprendentemente bien. La pregunta obvia es cómo se logra un sistema de autofoco realmente funcional en objetivos zoom de gran distancia focal, algunos de ellos especialmente diseñados para producciones deportivas. Es evidente que el Digisuper 100AF no puede usar un sistema infrarrojo para estimar distancias, por ejemplo. La respuesta no es sencilla. El nombre que Canon le puso al sistema de medición resulta intimidante: Through-the-Lens Secondary Image Registration Phase Detection, o TTL-CT-SIR, que en español podría llamarse algo así como “detección de la fase de convergencia de la imagen a través del objetivo”. Y explicado de la manera más sencilla posible, quiere decir que Canon ha logrado generar información útil acerca de la nitidez de la imagen antes que esta “llegue” al plano focal.
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 38 de 44
¿Cómo se logra esta magia? Esencialmente, el objetivo incluye un par de sensores CMOS y un sistema de lentes secundarias que permiten estimar con mucha precisión la calidad de la imagen que se entrega en la parte trasera del objetivo. La medición de zonas en particular se logra simplemente por medio de un análisis en tiempo real de la diferencia entre la imagen registrada en la misma área de los dos sensores. Para efectos prácticos, lo que ocurre es que se compara la diferencia en la imagen capturada por dos cámaras de video que están incluidas dentro del Canon Digisuper 86II montado sobre una cámara X-Mo, capaz objetivo, y esta información se usa de registrar hasta 1.000 imágenes por segundo en 1920/1080P para controlar los servos del propio objetivo y mantener el foco en la ventana seleccionada. Este sistema de autofoco no es una novedad para los usuarios de óptica para cámaras fotográficas de Canon. Muchos usuarios de objetivos EOS disfrutan de sus beneficios, aunque la mayoría de ellos no tiene en sus ópticas la clase de servomecanismos que permiten hacer el recorrido completo de un zoom 100X en medio segundo. Y esta es otra prueba de que la innovación que mueve la industria sigue llegando de los equipos para consumidores.
SISTEMAS DE ENFOQUE ASISTIDO El nuevo Digi Power de Fuji XA101X8,9BESM, 8,9-900mm zoom de enorme potencia (101x) incorpora el Precision
Focus Assist System
Funcionamiento en modo enfoque asistido: tres LED ayudan a conseguir el mejor enfoque posible en cada situación. Funcionamiento en modo enfoque automático: autofoco activo. No requiere cerrar el zoom para enfocar; es exacto incluso con la distancia focal ajustada a angular.
Este sistema de “medición de foco por comparación” se está convirtiendo en una tendencia de la industria. Fujinon presentó en NAB 2008 un sistema similar en sus potentes zoom DigiPower, que a pesar de algunas diferencias de implementación, opera con base en los mismos principios. Infortunadamente, para la inmensa mayoría de usuarios de cámaras HD “de mano”, este tipo de soluciones para foco asistido sigue estando muy lejos, pues acomodar el hardware necesario para una medición óptica de foco en el chasis de un zoom para aplicaciones ENG va a ser una tarea complicada. Pero probablemente sólo es cuestión de tiempo. La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 39 de 44
<14> Polaroid es una compañía gestadounidense dedicada a la fabricación y distribución de cámaras y película fotográfica instantánea. En 1928, un joven Edwin Herbert Land desarrollaría el primer filtro polarizador sintético. Tras varios años de evolución, en 1932 fundaría los laboratorios LandWheelwright, que en 1935 adoptarían su actual denominación: Polaroid. La comercialización del polarizador sintético comenzó en 1937. Tenía tantas aplicaciones que pronto tuvo gran éxito, siendo usado incluso por los militares, de los cuales se convirtió en un importante suministrador durante la Segunda Guerra Mundial. Sin embargo, su invención más importante llegaría en tiempos de paz.
En 1947 el Dr. Land asombraría al mundo presentando ante la Sociedad Óptica Estadounidense el primer sistema de fotografía instantánea: una cámara que revelaba y positivaba una imagen en blanco y negro en tan solo 60 segundos. Desde 1963, la fotografía instantánea fue, además, en color. Este invento se convertiría en el buque insignia de la empresa hasta la aparición de la fotografía digital. En ella, Polaroid también se desempeña hoy como fabricante, pero lejos ya de aquel de singular protagonismo que le otorgó la revolucionaria fotografía instantánea.
Los sistemas Polaroid, tanto en B&N como en color, producían imágenes de muy notable calidad La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 40 de 44
Durante muchas décadas, la cámara instantánea Polaroid fue la herramienta imprescindible para que en los rodajes cinematográficos, el/la script (o continuista) registrara los elementos de raccord para darles el seguimiento adecuado: desde peinados y maquillajes de cada uno de los actores hasta, por ejemplo, la disposición de los elementos en una mesa con comensales. La llegada del video assist, con la posibilidad de grabar sobre una cinta de vídeo la imagen registrada en el visor de la cámara, relegó la vieja y eficaz Polaroid al olvido. <15> Algunas cámaras profesionales, como la excelente Mamiya 645AF, de formato grande (4,5 x 6cm.) utilizan un sistema de enfoque asistido por rayos infrarrojos. <16> Algunos modelos de cámaras avanzadas disponen de varios sensores CCD con los que el usuario puede seleccionar la zona de la imagen en la que se realizará el cálculo de enfoque. Un ejemplo de estos sistemas es el MultiCam 1300AF de Nikon, cuya distribución de sensores CCD se representa en la imagen inferior a la izquierda. El subsistema de autoenfoque dispone de un total de 14 sensores CCD del tipo lineal. El usuario puede seleccionar cinco regiones distintas para el enfoque de la imagen (el centro y las cuatro direcciones principales). En las posiciones central, derecha e izquierda, los sensores están dispuestos en forma de cruz para poder detectar tanto los contornos horizontales como los verticales. Además de los CCD convencionales se integran unos CCD de mayor área, y por tanto mayor sensibilidad a la luz, que permiten realizar enfoques de gran precisión en condiciones de baja iluminación. Lo utilizan las excelentes cámaras Nikon F5 y la nueva F6 cuyo precio (mayo 2006) ronda los $1.400 (solo el cuerpo de cámara).
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 41 de 44
AJUSTE DEL FOCO TRASERO (back focus) Por decirlo de alguna manera, ajustar el foco trasero es hacer coincidir exactamente el plano focal de la óptica con los sensores. Su ajuste puede hacerse con una carta de foco de patrón Siemens o, mucho mejor, con un colimador. En cine profesional y alta definición, solo se utiliza el colimador. La inmensa mayoría de los visores electrónicos tiene menos resolución que los bloques CCD o CMOS de las cámaras y por consiguiente resulta difícil detectar el foco fino en distancias focales cortas. Un plano general puede parecer enfocado en el visor, incluso en el monitor, y no estarlo completamente pese a que el anillo de enfoque del objetivo ha sido ajustado a la distancia correcta entre cámara y sujeto. Ese es un síntoma inequívoco de desajuste en el foco trasero como también lo es que el foco fino no se mantenga durante todo el recorrido del zoom. El escaso tamaño de los formatos de vídeo hace que su profundidad de foco sea mínima. Todos los objetivos profesionales intercambiables disponen de un sistema de ajuste del foco trasero. En tiempos de las cámaras de tubo este ajuste era frecuentísimo. Hoy día, aunque disponemos de mucha mayor precisión en los sistemas constructivos, resulta altamente aconsejable realizar un ajuste de foco trasero cada vez que se cambia el objetivo y siempre que la cámara haya estado expuesta a vibraciones o calor por encima de lo habitual. ·
Carta patrón Siemens para ajuste de foco trasero. Abajo: mando de ajuste (F.B.: flange back)
Ajuste del foco trasero de un zoom
1.- Colocar la cámara a la distancia mínima de enfoque 2.- Abrir el diafragma al máximo. 3.- Colocar la carta Siemens perpendicular al eje óptico del objetivo. A partir de la distancia mínima de enfoque de la cámara (MOD: minimum object distance) cerrar el zoom sobre la carta de foco, enfocar e ir abriendo hacia angular mientras se comprueba que durante todo el recorrido la carta se mantiene a foco.
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 42 de 44
Utilizar el “peaking” resultará en mayor facilidad para apreciar el foco crítico, sobre todo en la zona angular. Es importante realizar la comprobación con el diafragma abierto al máximo (mínima profundidad de campo), utilizando si es preciso, filtros neutros. Si no se dispone de carta de foco trasero, puede utilizarse una página de un periódico o revista para ajustarlo. * Ajuste del foco trasero en una óptica de distancia focal fija Con la ayuda de un decámetro colocar la cámara a un metro. Tras enfocar la carta a través del visor hay que comprobar que coincide la distancia que marca el anillo de enfoque del objetivo con la distancia real medida con el decámetro, en este caso, un metro. Sabremos que el objetivo está descolimado, o fuera de foco trasero cuando no coincida la escala de foco con la distancia física a la que está la carta de foco. NOTA IMPORTANTE: en las ópticas de definición estándar, la medición debe hacerse, no desde la altura de los CCD sino desde el extremo del objetivo. Muchos objetivos llevan sobre la primera lente un anillo pintado (generalmente en verde) que indica el comienzo de la medición. En las cámaras de alta definición la medición se hace como en cine: desde los CCD o CMOS (el plano focal) hasta el sujeto. Estas cámaras llevan una marca externa que indica la altura a que se encuentran los CCD. Las de definición estándar carecen de esta indicación. ·
Colimador
Un ajuste importante es comprobar el correcto enfoque de todo objetivo en el infinito. No siempre tenemos a mano un objeto adecuado situado en el infinito. Un colimador produce un símil de un objeto situado en el infinito que puede ser enfocado y visto por la cámara. El instrumento consiste en un “blanco” iluminado (generalmente una carta de resolución) situada en el foco del objetivo y bien ajustado. La luz del “blanco” emerge paralela a las lentes para entrar en el objetivo de la cámara, la misma condición que para un objeto distante. Los colimadores suelen utilizar objetivos de diseño parecido al de cámaras aéreas (sujetos ubicados en el infinito).
Principio del colimador. La fuente S con el difusor D ilumina un blanco de prueba T en el foco del objetivo C. La luz emerge colimadamente, es decir, paralela, para formar imagen a través del objetivo L en su foco F. El colimador simula un objeto situado en el infinito.
El Sharp Max fabricado por Zeiss, es un colimador portátil, no mucho más largo que un objetivo, diseñado para llevarse allá donde deba ir la cámara. Aunque ha sido fabricado para ser utilizado con los Digi Primes, la magnífica serie de óptica de distancia focal fija de Zeiss para cinematografía digital y alta La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 43 de 44
definición, puede ser utilizado con cualquiera otra, incluso de definición estándar. El procedimiento de trabajo es simple: 1- La distancia de enfoque del objetivo que se quiere colimar se ajusta al infinito mecánico (que no siempre coincide con el óptico, de ahí la necesidad de la colimación). 2- El Sharp Max se instala sobre la primera lente del objetivo. 3- El operador ajusta el foco trasero a través del visor o monitor mediante el patrón Siemens, el mismo de la carta de ajuste, que proyecta el colimador. El sistema es alimentado por una batería estándar de 9 voltios.
La cámara electrónica. Antecedentes. Componentes – Antonio Cuevas – Pág. 44 de 44