SENSORES DE IMAGEN Cap.2

 

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En las últimas cámaras de cine-digital usamos sensores de imagen grandes, tales como la ARRI Alexa LF, RED Monitor, Panavision DXL2, Sony Venice y muchos otros, lo que nos da una variedad de elecciones en el momento de elegir la mejor combinación de cámaras y lentes según la aplicación que deseemos dar.

Hay muchos formatos a elegir, para cine digital, Broadcast o película, si es para películas, que formato seria el indicado, la mejor elección siempre dependerá de la aplicación, por ello el adjetivo “mejor” es ambiguo, para realizar películas tenemos los formatos de 8… 16mm, 35mm, 70mm y mas, estas medidas reflejan el tamaño del sensor a utilizar para la captura de imágenes.

 

Tamaños de sensores.

El tamaño de sensor nos indica el tamaño físico en área, no en numero de pixeles (eso lo llamaremos mas adelante densidad del sensor), usualmente medido en mm ancho x alto. Un sensor de Full Frame, como los utilizados en cámaras como la Sony a7S II es de un tradicional 35mm utilizado en películas, de lo anterior podemos resumir la siguiente tabla donde mostramos los tamaños y formatos más utilizados:

Tamaños de sensores de cámaras.

 

Tanto para el Cine como para el Broadcasting se diseñas sensores de cámara de diferentes tecnologías, tamaños y aplicaciones, desde los pequeños de ¼” hasta los mayores para mas de 8K, aquí hablaremos brevemente de estos tipos de tecnologías, tamaños y ejemplos de cámaras que los utilizan.

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DENOMINACIÓN DEL SENSOR

TAMAÑO (H X V) EN mm

TAMAÑO EN DIAGONAL (mm)

EJEMPLOS DE APLICACIONES

1/6”

2.4 x 1.8

3.00

Panasonic SDR-H20, SDR-H200

1/4”

3.60 x 2.70

4.50

CCTV

1/3”

4.8 x 3.60

6.00

CCTV, Video Profesional, iPhone

1/2”

6.40 x 4.80

8.00

1/1.7”

7.6 x 5.7

9.50

Pentax Q7

1/2.5”

5.76 x 4.29

CCTV, Webcams, Smartphones

2/3”

8.6 X 6.6

11.00

HD

16mm

12.5 x 7

14.33

Super 16mm Film, BBMD Pocket

1”

13.2 x 8.8

16.00

Sony 6 Nikon

2.5K

15.8 x 8.8

18.09

BMD 2.5K

4/3” o m4/3”

17.3 x 13

21.64

Panasonic GH5, BMD Micro Four Thirds

4.5K

23.04 x 10.8

25.45

Red Raven

5.5. Stills & HD Video

22.4 x 15

26.8

Canon 7D mII

4K

24 x 12.7

26.8

Sony F5, F55

2.8K

23.76 x 13.37

27.26

ARRI Alexa 16×9

4k

23.5 x 15.6

28.21

Sony NEX

4K

24.5 x 12.9

27.78

Panasonic Varicam 35, Varicam LT

HD/4K

24.6 x 13.8

28.21

Canon C100, C500, C300

4.6K

23.34 x 14.25

29.07

BMD URSA Mini Pro 4.6K

2.8K

23.76 x 17.82

29.70

ARRI Alexa 4:3 mode

FILM

24.89 x 18.66

31.16

Super 35mm Film 4 perf 4:3

3.4K

28.17 x 18.13

33.52

ARRI Alexa Open Gate mode

8K

29.90 x 15.27

33.80

RED Helium 8K FF

6K

30.7 x 15.8

34.53

REd Dragon 6K FF

Cinema Full Frame 6K

36 x 24

43.27

Sony Venice, Sony a7S II, Canon 5D MKIV

8K

40.96 x 21.6

47.19

RED Monstro VV8K FF, RED weapon VV 8K FF, Panavision DXL

6.5K

54.12 x 25.59

59.87

ARRI Alexa 65

Resolución y Densidad de Pixeles.

 

En cine, el termino “resolución” describe como el nivel de detalle que normalmente se mide en pares de lineas (lineas por mm o lineas por pulgada), para los sensores digitales se utiliza el termino de “pixeles efectivos”, es decir, es el numero de pixeles que contribuyen a la imagen final, normalmente se miden en horizontal x vertical, como standard para imágenes de HD el conteo standard es de 1920 x 1080.

Las abreviaciones 2K, 4K, 6K, 8K… ejemplifican un “resumen” del numero de pixeles efectivos en el sensor, es decir que un sensor que indique 4K, representada un numero de 4,000 pixeles en horizontal, es común tener sensores 4k con una resolución de 3840 x 2160 Pixels (es decir un total de 8,294,400 pixeles de densidad).

Debemos de considerar que  no necesariamente a mayor tamaño significa mayor densidad de pixeles, pues existen sensores “pequeños” que pueden tener la misma densidad de pixeles que un sensor del doble de su tamaño, así mismo el tamaño del sensor determina la cantidad de luz que entra al mismo y nos indica la luminosidad mínima y máxima, también me determinara el Campo de Vista de la imagen (Field of View) y en algunos casos el tipo de montaje del lente intercambiable, pero eso lo trataremos en un articulo próximo.

 

Los tamaños del sensor nos brindan las opciones de montaje de diferentes lentes, existen diferentes monturas que varían de acuerdo a fabricantes, aplicaciones y tamaños, dentro del video profesional, y Broadcast tenemos:

 

 

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Montura C & CS

La Montura C es un tipo montura usado generalmente para los lentes intercambiables de las cámaras de cine de 16 mm, cámaras de televisión de circuito-cerrado, cámaras para visión artificial y para fototubos de microscopio. Diámetro de rosca 25.4 mm (1.000 pulgada), Paso de rosca 32 TPI (hilos por pulgada). Distancia focal de brida 17.526 mm

Bayoneta B4.

La montura de lente B4 fue establecida en 1992 por la Broadcasting Technology Association (BTA) y se define en BTA S-1005. Este estándar define el montaje físico, pero también las propiedades ópticas y algunas conexiones eléctricas. La montura B4 define que el sensor tiene un tamaño diagonal de 11 mm (un denominado sensor de tamaño de 2/3 “). La montura B4 es utilizada por prácticamente todas las lentes y cámaras de transmisión de 2/3” (a partir de 2019).

Aunque el estándar se estableció en 1992, la montura B4 ya existía antes de 1980. La Sony BVP-300, producida a partir de 1978, fue posiblemente la primera cámara con montura B4. Además, todas las cámaras Sony Betacam tenían una montura B4.

La montura B4 tiene su imagen proyectada a 48 mm detrás de la brida de montura del objetivo (en el aire). El estándar define que un prisma divide la luz para formar planos de imágenes separados para los colores rojo, verde y azul. Una corrección para la aberración cromática también es parte del estándar: el sensor rojo debe estar 10 μm más y el azul 5 μm más de 48 mm. Esto encajaba bien con la tecnología establecida de cámaras de TV con 3 tubos, y también con 3CCD, una tecnología próxima en el momento de la definición del estándar.

 

 

 

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Montura Four Third.

El sistema Cuatro Tercios (Four Thirds System) es una norma de fabricación, creado por Olympus y Kodak en 2001, para cámaras de fotos digitales DSLR. El sistema provee un estándar abierto que permite intercambiar objetivos y cuerpos de diferentes fabricantes.

A diferencia de otros sistemas SLR, el sistema Cuatro Tercios fue diseñado partiendo desde cero. El diseño de los objetivos fue adaptado a los requerimientos de los sensores digitales, notablemente a través de diseños telecéntricos. Las ventajas del sistema permiten objetivos tele más compactos (un tele 300 mm de longitud focal en Cuatro Tercios cubre un ángulo de visión muy similar a un tele de 600 mm de longitud focal en una película de 35mm) y mejoran la forma en que la luz llega al sensor.

El tamaño del sensor es más pequeño que el usado en otras cámaras de 35mm. El tamaño del sensor normalmente influye en la calidad de la imagen, sin embargo los fabricantes implicados afirman que es posible superar la calidad de la película de 35mm usando el sistema y que las ópticas de más calidad tendrán ventaja sobre los sensores basados en el estándar de los 35mm.

 

Montura Micro Four Third.

Micro Cuatro Tercios es un sistema de cámaras sin espejo de objetivos intercambiables concebido por Panasonic y Olympus y presentado en agosto de 2008. Aunque se mantienen algunas de las especificaciones básicas del estándar Cuatro Tercios, como el tamaño del sensor de 18 × 13,5 milímetros, la clave del sistema es la eliminación del espejo réflex utilizado por las cámaras SLR

A diferencia de la bayoneta Cuatro Tercios original, la montura Micro Cuatro Tercios reduce su diámetro en 6 milímetros y añade dos contactos electrónicos más, pasando de 9 a 11 contactos. Para usar objetivos Cuatro Tercios sobre esta montura, es necesario un adaptador, mientras que la operación inversa no es viable.

 

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ARRI Standard.

La bayoneta Arri es un sistema de montura de objetivo desarrollado por la empresa Arri para el uso de objetivos de cámara de cine de 16 mm y 35 mm. Los objetivos de este tipo se distinguen por sus “alas”, y se colocan en la montura mientras que dos lengüetas de presión están simultáneamente deprimidas en el lado de la montura de objetivo de la cámara. Estas “alas” proporcionan un mecanismo de bloqueo relativamente fuerte, que permite la colocación de objetivos de mayor calidad que los soportados por la montura Arri estándar.

Debutó en 1965 con la 16BL,1 el montaje de la Arri fue superado por el montaje estándar, pero las cámaras con montura de bayoneta también fueron capaces de acomodar los objetivos de Arri a un modo estándar, debido a que los montajes tienen la misma distancia focal de brida y diámetro. Sin embargo, las cámaras con montajes tipo Arri estándar fueron incapaces de adaptarse a los objetivos con montura de este modelo, debido al mecanismo de bloqueo. La montura de bayoneta comenzó a ser reemplazada alrededor de 1980 por el Arri PL, que se ha convertido en el sistema de montaje abrumadoramente predominante para la mayoría de las cámaras modernas, junto con Panavision y su montura PV.ARRY PL.

 

Montura PL (Bayoneta ARRI).

Introducido por ARRI en 1982, la montura PL es la opción de montura de lente preferida por las películas de Hollywood y de las grandes producciones cinematográficas. La montura PL utiliza un sistema de montura con pestaña muy resistente, que permite asegurar perfectamente la lente en la cámara y por lo tanto utilizar lentes más pesadas sin ningún problema. Eso significa por ejemplo que una óptica tele de gran longitud puede ser montada  en una cámara durante un largo periodo de tiempo sin temor a que se rasgue la montura.

En términos de producción cinematográfica, las únicas monturas que pueden rivalizar con la PL son la montura EF y la montura PV de Panavision. Al igual que ocurre con la montura EF, hay varios fabricantes que trabajan la montura PL, pero a diferencia de la EF, las lentes de montura PL pueden ser extremadamente caras y están reservadas para producciones de alto presupuesto. Algunos de los principales fabricantes de lentes con montura PL son Zeiss, Angenieux, Fujinon, Cooke, Schneider, Sony e Illumina.

 

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Montura Sony A y Montura E.

La línea de monturas de Sony se utilizan en una variedad de equipos y no ha seguido una estrategia precisa a lo largo de los años. La Montura A es la montura original de Sony, y fue introducida por Minolta en el año 1985. Ahora es utilizada muy ampliamente en la línea Alpha de cámaras, que incluye la A7s y la recién lanzada A7R II.

Cuando salió la línea NEX de cámaras, Sony introdujo una montura de lente diferente, la Montura E. Esta montura ha sido utilizada en cámaras como la FS100 y la FS700. Adicionalmente, Sony ha utilizado para su línea de cámaras Cine Alta una combinación de monturas FZ y PL.

Los fabricantes comprometidos con el desarrollo de lentes con la montura E incluyen Sony, Zeiss, Rokinon y Sigma. Por su parte, entre los fabricantes de lentes con Montura A se encuentran Sony, Rokinon, Tokina, Samyang y Bower

Montura Nikon F.

La montura F de Nikon es una montura bastante popular que fue desarrollada e introducida en el año 1959 para ser utilizada por las cámaras reflex de formato de 35mm. Aunque el diseño de la montura de lente ha cambiado algo en el transcurso de los años, la montura F de Nikon es probablemente la más versátil en términos de compatibilidad con equipos antiguos, puesto que puede ser usada con la mayoría de las cámaras con montura F fabricadas desde el inicio de la década de 1960.

Al igual que la línea de monturas EF y PL, la montura F de Nikon tiene una larga lista de fabricantes que la soportan que incluye Nikkor, Zeiss, Schneider, Samyang, Sigma y Tokina.

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Montura Canon EF.

Esta es la montura más utilizada por los profesionales del vídeo y el cine, la montura EF fue introducida por Canon en 1987 y se ha convertido en la más extendida del mercado. La principal razón de su amplia difusión es el éxito que ha tenido Canon en el mercado de las cámaras DSLR tanto para fotógrafos como para cineastas independientes y compañías de producción.

Su principal característica viene de su nomenclatura EF (Electro-Focus) que proporciona a los usuarios la función de autofoco a través de pequeños motores en la lente. Otra ventaja de esta montura Canon EF es que hay muchos terceros fabricantes que la trabajan. Esto incluye algunas marcas tan potentes en el mercado del cine como Zeiss y Schneider, así como otros fabricantes como Tamron, Sigma, Tokina y Rokinon.