Estructura y funcionamiento de la cámara: guía detallada

Cómo está compuesta y cómo funciona una cámara digital. Detalles sobre los componentes esenciales de una cámara fotográfica.

Autor: Marco Crupi

Los componentes de una cámara réflex digital (DSLR).

Este artículo es un segmento del Curso de Fotografía Digital. Haz clic aquí para volver al resumen principal del curso.

En el artículo anterior del curso de fotografía hablé sobre los distintos tipos de cámaras digitales, en esta ocasión explicaré el funcionamiento y los componentes básicos de una cámara fotográfica.

El funcionamiento de una cámara réflex digital es extremadamente complejo, pero puede ser explicado de manera muy sencilla si se evita entrar en tecnicismos que no son útiles para los fines del curso. La luz (la flecha amarilla en la imagen de arriba) pasa a través del objetivo y es desviada por el espejo hacia el pentaprisma (o pentaespejo en las réflex más económicas), lo cual nos permite ver la escena a través del visor de nuestra cámara fotográfica. Cuando se presiona el botón de disparo, el espejo y la cortina del obturador se levantan permitiendo que la luz impacte el sensor y así obtener nuestra imagen. Todo esto está explicado con más detalle en los párrafos siguientes de este artículo.

Cómo está hecha una cámara sin espejo (MILC).

En las cámaras sin espejo y compactas, al no contar con espejo ni pentaprisma, el funcionamiento es un poco distinto, la luz incide directamente sobre el sensor.

A continuación, analizaré en detalle los componentes individuales de una cámara digital.

EL OBJETIVO FOTOGRÁFICO

Un objetivo podría estar fijo de manera permanente en una cámara, como es el caso de las compactas y las bridge, o podría ser intercambiable con otros objetivos con distintas longitudes focales, diafragmas y otras características.

El diafragma del objetivo a diferentes aperturas.

La luz que pasa a través del objetivo es medida por un mecanismo circular o poligonal formado por finas láminas metálicas llamado diafragma.

He hablado detalladamente del diafragma y de los tipos de objetivos fotográficos en el siguiente artículo: Guía completa para la elección del objetivo fotográfico: los tipos de lentes.

ESPEJO Y PENTAPRISMA / PENTAESPEJO

Las cámaras réflex o también SLR (Single Lens Reflex) tienen esta denominación debido a su sistema de visión compuesto por un espejo colocado a 45° en relación al objetivo y por un pentaprisma/pentaespejo.

El espejo refleja la luz que pasa a través del objetivo para poder visualizar la imagen desde el visor; el pentaprisma tiene la función de corregir la imagen que de otro modo mostraría los lados derecho e izquierdo invertidos. Durante la fase de disparo, el espejo se levanta de modo que la imagen pueda ser capturada por el sensor; en la posición elevada, el espejo cierra la ventana de la pantalla de enfoque evitando la entrada de luz parásita desde el visor. Este mecanismo permite observar en el visor de la cámara fotográfica la misma imagen que captura el objetivo.

Como ya se ha dicho, en cuanto a cámaras compactas, bridge y sin espejo, este sistema de visión óptica no está presente, la luz pasa a través del objetivo de la cámara e incide directamente en el sensor, por lo que la visión de la escena se realizará directamente desde la pantalla LCD trasera y, si está presente, desde el visor electrónico.

La ausencia del espejo y del pentaprisma/pentaespejo conlleva numerosas ventajas, como: la posibilidad para los fabricantes de realizar cámaras más pequeñas y ligeras, mayor velocidad de enfoque, mayor rapidez de disparo y ausencia de micro movimientos debidos al levantamiento del espejo, que durante las exposiciones largas pueden generar micro trepidaciones.

El único inconveniente evidente de las cámaras sin espejo frente a las réflex está relacionado con un mayor consumo de energía y, por lo tanto, una menor duración de las baterías.

OBTURADOR

El obturador.

El obturador es el dispositivo encargado de controlar durante cuánto tiempo el sensor queda expuesto a la luz, tiempo que se regula mediante la función de los tiempos de disparo de nuestra cámara. Está compuesto por dos superficies de tela o metal dispuestas paralelamente a lo largo del plano focal, deslizándose verticalmente forman una rendija que deja pasar la luz.

El movimiento en cámara lenta de las cortinas del obturador.

De los tiempos de disparo hablaré en un artículo específico.

El avance tecnológico progresa y en un futuro no muy lejano este componente desaparecerá de las cámaras; un ejemplo es la Sony Alpha 9 III que ha reemplazado el obturador con una tecnología llamada «Obturador Global» (Global Shutter).

EL VISOR Y LA PANTALLA LCD

El visor es ese dispositivo que permite visualizar la escena encuadrada.

En las cámaras digitales existen dos tipos de visor, óptico y digital.

Visor en una cámara Réflex.

El visor óptico se utiliza en las cámaras réflex (digitales y analógicas), por motivos económicos solo en los aparatos de gama profesional este tipo de visor permite una visión completa de la escena encuadrada, en los modelos de entrada y semi-profesionales solo se hace visible el 90-95% del campo encuadrado.

El visor digital (también denominado visor electrónico) se encuentra en las cámaras digitales no réflex, está compuesto por una pantalla que visualiza en tiempo real la imagen captada.

Una cámara réflex en modo Live View.

Cuando se usa la pantalla se dice que se activa el modo de visión Live View, la luz llega directamente al sensor, la información es procesada por el procesador y visualizada en el monitor posterior de la cámara. En las réflex, mientras el modo Live View está activo, la luz no alcanza el visor de la cámara ya que el espejo está levantado.

Pantalla LCD posterior articulada.

Siempre es bueno elegir una cámara con una pantalla LCD posterior articulada, porque permite tomar fotografías en situaciones que con una pantalla fija serían de otro modo muy difíciles de manejar. Por ejemplo, durante los conciertos no es raro necesitar tomar fotografías con la cámara situada por encima de nuestra cabeza, gracias a la posibilidad de orientar la pantalla hacia abajo no será difícil encuadrar bien la escena, al contrario, podríamos necesitar fotografiar con la cámara apoyada en el suelo o a pocos centímetros de este, en estos tipos de situaciones siempre me ha resultado útil poder orientar la pantalla hacia arriba.

Las pantallas LCD a menudo son poco visibles en condiciones de fuerte iluminación, por esto en las cámaras sin espejo la pantalla puede estar acompañada de un pequeño visor óptico de tipo galileano (OVF, optical viewfinder) o de un visor electrónico (EVF, electronic viewfinder).

En las réflex vemos la escena tal y como es realmente a través de nuestro objetivo, solo después de disparar podemos ver el efecto de nuestros ajustes en la foto, mientras que en las sin espejo hay la posibilidad de ver una previsualización constante de cómo quedará la foto según los ajustes que utilizamos.

EL SENSOR

Sensor CCD – Foto de Daniel en Flickr.

Antes de la llegada del digital, la imagen se impresionaba en película; hoy, en las modernas cámaras digitales, se capta en un sensor.

Los sensores más utilizados en cámaras son el CCD (Dispositivo de Carga Acoplada) y el CMOS (Semiconductor Complementario de Óxido Metálico), también existe el FOVEON, actualmente empleado solo en cámaras fotográficas producidas por Sigma.

CCD y CMOS tienen características y aplicaciones diferentes:

  • El CCD tiene una calidad de imagen superior y genera menos ruido que el CMOS.
  • El CMOS consume mucha menos energía que el CCD.
  • El CMOS es más económico que el CCD.
  • El CMOS permite una mayor velocidad en ráfaga.

Por las características mencionadas, el CMOS ha sido implementado en cámaras compactas y smartphones, mientras que el CCD se ha destinado a aquellos dispositivos fotográficos que buscan altas prestaciones en términos de calidad de imagen. Aunque en el pasado la distinción entre CCD y CMOS era muy clara, con el avance de la tecnología, las diferencias se han ido reduciendo, y ahora no es raro ver CMOS también en cámaras de gama media-alta.

¿Qué son los Megapíxeles?

La resolución de un sensor se indica con los megapíxeles. En fotografía digital un megapíxel equivale a un millón de píxeles, y es un término usado para indicar tanto el número de píxeles de la imagen como la cantidad total de píxeles presentes en el sensor de la cámara. Para calcular los megapíxeles, se debe tomar la suma total de píxeles generados multiplicando las dos dimensiones; por ejemplo, un sensor que produce imágenes de 4288×2848 píxeles tiene 12,2 megapíxeles (4288 × 2848 = 12.212.224).

Debido a un marketing a menudo engañoso, se tiende a pensar que un mayor número de megapíxeles corresponde automáticamente a una mayor calidad de imagen, lo cual no es del todo cierto. Un número más alto de píxeles permite, en teoría, una mayor resolución que influye en las dimensiones de impresión, pero la calidad de la imagen también depende de los siguientes parámetros:

  • Rango dinámico: la capacidad del sensor de registrar detalles en áreas con altas luces (zonas muy iluminadas) y en zonas de sombra (zonas muy oscuras).
  • Sensibilidad ISO: la sensibilidad a la luz de un sensor se define en el estándar ISO (Organización Internacional de Normalización), y cuanto más avance la tecnología de los sensores, menor será el ruido en la imagen a altos ISO.
  • Nitidez: cuando se habla de «nitidez» de la foto se refiere a la claridad comprensiva de una imagen en términos de enfoque y contraste. Cuando el sujeto de una imagen es nítido, la imagen parece clara y realista, con detalles, contraste y textura elevados. Las imágenes que carecen de nitidez o «blandas» pueden parecer borrosas y con pocos detalles.

El rango dinámico y la sensibilidad ISO son parámetros que dependen exclusivamente del sensor y están influenciados tanto por su tamaño como por su tecnología, mientras que la nitidez depende no solo del sensor sino también de la calidad del objetivo.

Estos conceptos son en realidad muy complejos y he intentado expresarlos en este artículo de la forma más sencilla posible; les dedicaré artículos aparte en este curso de fotografía.

Tamaños de los sensores en cámaras digitales.

Per dirla in modo semplice, a parità di tecnologia e megapixel più un sensore sarà grande e più gamma dinamica e meno rumore ad alti ISO avrà rispetto alla sua controparte di dimensioni più ridotte. Per questo in termini qualitativi avere 18 megapixel su un sensore largo 36x24mm (full frame) sono ben altra cosa rispetto ad averli su un sensore delle dimensioni di 6.16×4.62mm.

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