Conceptos Fundamentales de Óptica Fotográfica y Tecnología de Sonido

Principios de Óptica Fotográfica

Diferencia entre Estenopo y Lente Positiva

La diferencia fundamental radica en el enfoque:

• En un estenopo (cámara oscura sin lente), teóricamente todos los objetos aparecen enfocados (aunque con limitaciones de nitidez y luminosidad).
• Con una lente positiva, el enfoque es selectivo; es necesario ajustar la posición de la lente o del soporte fotosensible para enfocar nítidamente objetos a una distancia específica.

Círculo de Confusión

Cuando un punto de la escena no está perfectamente enfocado en el plano del sensor o película, su imagen proyectada no es un punto, sino un pequeño círculo. Este es el círculo de confusión. Las imágenes correspondientes a puntos situados fuera del plano de enfoque aparecerán desenfocadas porque están compuestas por estos círculos en lugar de puntos nítidos.

Profundidad de Foco

Se refiere al margen de tolerancia en la posición del plano focal (donde se sitúa el sensor o película) respecto a la lente, dentro del cual la imagen mantiene una nitidez aceptable para un punto enfocado. Según la fuente original, se indica que depende de tres factores (Nota: Estos factores se asocian más comúnmente a la profundidad de campo):

1. Es mayor cuanto más pequeña es la abertura de diafragma (número f más alto).
2. Es mayor cuanto menor sea la distancia de enfoque.
3. Es mayor cuanto mayor es la distancia focal del objetivo.

Profundidad de Campo

Es la zona de la escena, que se extiende por delante y por detrás del punto exacto de enfoque, donde los objetos aparecen con una nitidez aceptable. La profundidad de campo varía según:

• Distancia focal: A menor distancia focal, mayor profundidad de campo, y viceversa.
• Abertura de diafragma: Con diafragmas cerrados (número f alto), se consigue más profundidad de campo, y viceversa.
• Distancia al sujeto enfocado: A menor distancia del sujeto, menor profundidad de campo, y viceversa.

Calidad de los Objetivos

La calidad de un objetivo fotográfico se evalúa mediante varios parámetros:

• Luminosidad: Viene determinada por su máxima abertura de diafragma (número f). Cuanto menor es el número f (ej. f/1.4, f/1.8), mayor es la luminosidad del objetivo y, a menudo, se asocia con mayor calidad óptica y constructiva.
• Poder de resolución: Es la capacidad que tiene el objetivo para distinguir detalles finos o puntos muy próximos en la imagen.
• Contraste: Mide la capacidad del objetivo para reproducir diferencias entre distintos niveles de brillo en una fotografía o fotograma.

Distancia Hiperfocal

Es la distancia mínima a la que se puede enfocar un objetivo para que la profundidad de campo se extienda desde aproximadamente la mitad de esa distancia hasta el infinito, logrando la máxima nitidez posible en la mayor parte de la escena.

Tecnología de Sensores de Imagen

Sensores CCD vs. CMOS

Son los dos tipos principales de sensores de imagen digital:

• CCD (Dispositivo de Carga Acoplada): Convierte la luz en cargas eléctricas en cada celda (píxel). Estas cargas se transfieren secuencialmente a través del chip para ser convertidas en voltaje y entregar una señal analógica en la salida. Esta señal necesita ser digitalizada por un chip adicional fuera del sensor. Generalmente, tienen una respuesta lineal a la luz.
• CMOS (Semiconductor Complementario de Óxido Metálico): Cada celda (píxel) es más independiente y contiene su propia circuitería para amplificar y convertir la carga en voltaje. La digitalización puede realizarse dentro de cada píxel o a nivel de columna, directamente en el sensor, sin necesitar (o con menos dependencia de) chips externos para esta tarea. Suelen tener una respuesta logarítmica (o configurable) a la luz, lo que puede ayudar con el rango dinámico.

Factor de Relleno (Fill Factor) y Sensibilidad

El factor de relleno se refiere al porcentaje del área de cada píxel que es sensible a la luz. Según la descripción proporcionada, al tener menos circuitería integrada en cada píxel, el sensor CCD tradicionalmente tenía un mayor factor de relleno, lo que le permitía capturar más luz, proporcionando potencialmente mayor rango dinámico y menor ruido en comparación con los CMOS de generaciones anteriores. (Nota: La tecnología CMOS ha avanzado significativamente, reduciendo esta diferencia).

Principios de Captura de Sonido

Tipos de Transductores en Micrófonos

Un micrófono funciona mediante la transducción de energía:

1. Transductor acústico-mecánico: Una membrana (diafragma) vibra al recibir las ondas sonoras y transmite estas oscilaciones a un elemento móvil.
2. Transductor mecánico-eléctrico: Convierte el desplazamiento mecánico de la membrana (o el elemento móvil asociado) en una señal eléctrica variable.

Tipos de Micrófonos (Según Transductor Electromecánico)

• Dinámico (o de Bobina Móvil): El diafragma está unido a una bobina de hilo conductor situada dentro de un campo magnético. El movimiento del diafragma por la presión sonora mueve la bobina, generando una corriente eléctrica por inducción electromagnética.
• De Condensador (o Electrostático): Está formado por dos placas conductoras muy próximas: una fija (backplate) y otra móvil que actúa como diafragma. Ambas forman un condensador. La vibración del diafragma por el sonido varía la distancia entre las placas, cambiando la capacitancia del condensador y generando una señal eléctrica (requiere alimentación externa o "phantom power").

Características de los Micrófonos

• Sensibilidad: Indica la eficiencia del micrófono para convertir la presión sonora en voltaje eléctrico. Se mide generalmente en milivoltios por Pascal (mV/Pa) o en decibelios relativos a 1 Voltio por Pascal (dBV/Pa). Una mayor sensibilidad significa que el micrófono produce una señal eléctrica más fuerte para un mismo nivel de sonido.
• Respuesta en Frecuencia: Es una medición (usualmente gráfica) que muestra cómo el micrófono capta (su sensibilidad) los diferentes rangos de frecuencias audibles (graves, medios, agudos). Una respuesta "plana" indica que capta todas las frecuencias por igual.
• Impedancia: Es la oposición total que presenta el circuito del micrófono al paso de una corriente alterna (la señal de audio). Se mide en ohmios (Ω). Es importante para la correcta conexión con preamplificadores y mesas de mezclas (generalmente se busca baja impedancia de salida en los micrófonos profesionales).