En el mercado existe una gran variedad de cámaras fotográficas con diferentes formatos y prestaciones. Sin embargo, ya se trate de las cámaras compactas más sencillas o de las cámaras réflex más sofisticadas, los principios generales que rigen su funcionamiento son similares.
En este artículo vamos a hacer una descripción de las partes más importantes de una cámara fotográfica, lo que nos va a permitir tener una visión general de su funcionamiento. En posteriores artículos se estudiará cada una de los componentes de forma más detallada.
Los principales componentes de una cámara fotográfica son los siguientes:
- El visor
- El objetivo
- El sensor
- El diafragma
- El obturador
- La pantalla
- Los botones y diales de control
A continuación vamos a ver cada uno de ellos:
El Visor
El visor es la parte de la cámara que se utiliza para encuadrar y enfocar la imagen. Es la ventana que nos permite previsualizar la fotografía antes de pulsar el disparador.
Existen diferentes tipos de visores:
- Visor óptico directo
- Visor réflex
- Visor electrónico
El visor óptico directo es un visor independiente del objetivo. Su funcionamiento se basa en el uso de varias lentes que producen una imagen de la escena situada delante de la cámara.
Este visor se ha utilizado tradicionalmente en las cámaras compactas. Sin embargo, cada vez se usa menos y se está sustituyendo por cámaras sin visor (que utilizan la pantalla LCD) o por visores electrónicos.
La cámara compacta Canon Powershot G15 dispone de visor óptico directo
El visor réflex es un visor óptico que se caracteriza por utilizar un juego de espejos (el pentaprisma) para mostrar la imagen que proyecta el objetivo. De esta forma, la escena que vemos a través del visor es la misma que será captada en la fotografía.
Visor réflex de la cámara Nikon D800
El visor réflex incluye habitualmente una o más pantallas LCD suplementarias que rodean a la imagen. Estas pantallas muestran información como el nivel de exposición, la velocidad de obturación, la apertura del diafragma, la sensibilidad ISO, el estado de la batería, o el número de disparos restantes que pueden tomarse en una ráfaga.
Los visores réflex incorporan una pantalla LCD que muestra los puntos de enfoque e información como la velocidad de obturación, apertura de diafragma, sensibilidad ISO o el nivel de carga de la batería
El visor electrónico es básicamente una pequeña pantalla LCD que muestra en tiempo real la imagen que llega al sensor. Adicionalmente puede mostrar otra información como el histograma o los valores de exposición. Esta clase de visor se usa fundamentalmente en las cámaras compactas de objetivos intercambiables y en algunas cámaras compactas de gama alta.
El visor electrónico puede mostrar información como la velocidad del obturador, la apertura del diafragma, la sensibilidad ISO o un histograma en vivo
Cada vez es más frecuente ver cámaras compactas sin visor. En estas cámaras se utiliza la pantalla LCD trasera para encuadrar y previsualizar la imagen.
El Objetivo
El objetivo es uno de los componentes más importantes de nuestra cámara fotográfica. Es un sistema óptico, formado por un conjunto de lentes, cuya función de formar la imagen que va a capturar el sensor.
El objetivo se encarga de formar la imagen que registrará el sensor
La característica principal de un objetivo es su longitud focal o distancia focal, que se expresa en milímetros, y que determina el ángulo de cobertura y el factor de ampliación del objetivo.
El ángulo de cobertura es el campo visual que abarca el objetivo, la amplitud de la escena que el objetivo es capaz de proyectar sobre en el plano focal. Cuanto menor es la longitud focal de un objetivo, mayor es su ángulo de cobertura. Por ejemplo, un objetivo de 35mm tiene un ángulo de cobertura mayor que uno de 85mm
En función del ángulo de cobertura, los objetivos se pueden clasificar en:
- Normales. Tienen un ángulo de cobertura en torno a los 45°. Se llaman normales porque este ángulo es similar al de la visión humana.
- Angulares. Su ángulo de cobertura es mayor que el de los objetivos normales. Su campo visual suele estar entre el rango de los 60° a los 90°. Existen objetivos angulares llamados ojos de pez que tienen ángulos de cobertura de hasta 180°
- Teleobjetivos. Su ángulo de cobertura es menor que el de los objetivos normales. Habitualmente está entre los 28° y 8°, o incluso menor en el caso de grandes teleobjetivos.
Ángulo de Cobertura de diferentes objetivos para una cámara réflex con sensor full-frame
El efecto de la longitud focal sobre el ángulo de cobertura depende del tamaño del sensor. No obstante, debido a la popularidad de las cámaras réflex full-frame (cuyo sensor tiene el mismo tamaño que el negativo de 35 mm) las distancias focales de este formato son utilizadas como referencia en cámaras con sensores más pequeños. De esta forma, en los objetivos de las cámaras compactas no se suele indicar la distancia focal real, sino que se suele indicar la distancia focal equivalente en formato de 35mm.
La siguiente tabla muestra las longitudes focales y ángulos de cobertura de los objetivos fijos más habituales en cámaras réflex full-frame:
| Tipo | Longitud Focal | Ángulo de Cobertura |
|---|---|---|
| Angular | 24 mm | 84° |
| 28 mm | 75° | |
| 35 mm | 63° | |
| Normal | 50 mm | 46° |
| Teleobjetivo | 85 mm | 28° |
| 200 mm | 12° | |
| 300 mm | 8° |
| Tipo | Longitud Focal | Ángulo de Cobertura |
|---|---|---|
| Angular | 24 mm | 84° |
| 28 mm | 75° | |
| 35 mm | 63° | |
| Normal | 50 mm | 46° |
| Teleobjetivo | 85 mm | 28° |
| 200 mm | 12° | |
| 300 mm | 8° |
Existen objetivos con longitud focal variable. Estos objetivos se conocen con el nombre de zoom, y disponen de algún mecanismo que permite el cambio gradual de la longitud focal.
En las cámaras compactas no se puede separar el objetivo del cuerpo de la cámara
El Sensor
La función del sensor es transformar la imagen óptica creada por el objetivo en una serie de señales eléctricas que darán lugar a la imagen digital.
El sensor está compuesto por una matriz de de millones de diminutas celdas llamadas fotositos. Dentro de cada una de estas celdas se encuentra un fotodiodo, que es un componente electrónico sensible a la luz.
Sensor CMOS de la cámara Nikon D600
Durante la exposición, cada fotodiodo convierte la energía presente en la luz (fotones), en corriente eléctrica (electrones). De esta forma, los fotositos almacenan una mayor o menor carga eléctrica en función de la intensidad lumínica que reciben.
El valor de carga acumulado por cada fotosito es bastante pequeño, por lo que debe ser amplificado antes de su digitalización. Un amplificador PGA (Programable Gain Amplificator) se encarga de esta función, aumentando la tensión de salida del sensor.
El nivel de amplificación depende la sensibilidad ISO seleccionada en la cámara. Cuanto mayor es la sensibilidad ISO, más debe ser amplificada la señal.
Una vez amplificada la señal, un convertidor analógico/digital cuantifica su valor, convirtiéndolo en un número ADU (Analog to Digital Unit). Éste valor indica el nivel de brillo capturado por cada fotosito.
Cuando finaliza la digitalización de la señal, el nivel de brillo de cada fotosito, sus coordenadas en el sensor y una serie de metadatos adjuntos, son almacenados en forma de imagen RAW que es el negativo digital de nuestra fotografía.
El Diafragma
El diafragma es un mecanismo situado en el interior del objetivo que se utiliza para graduar la intensidad de luz que llega al sensor. Está formado por una conjunto de laminillas metálicas que se mueven de forma radial para abrir o cerrar un orificio de tamaño ajustable.
El tamaño de la apertura del diafragma se mide utilizando una escala de aperturas relativas. Esta escala utiliza una magnitud llamada número f para clasificar las diferentes aperturas.
La escala de números f es universal y la utilizan todos los fabricantes de cámaras y objetivos:
| Escala de números f | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| f/1 | f/1.4 | f/2 | f/2.8 | f/4 | f/5.6 | f/8 | f/11 | f/16 | f/22 | f/32 |
| Escala de números f | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| f/1 | f/1.4 | f/2 | f/2.8 | f/4 | f/5.6 | f/8 |
| f/11 | f/16 | f/22 | f/32 | |||
Cuanto menor es el número f, mayor es la apertura del diafragma (y por tanto llega más luz al sensor). El diafragma más abierto sería f/1 y el más cerrado f/32. Cada paso de diafragma deja pasar al sensor el doble o la mitad de luz que en el anterior (según abramos o cerremos)
Diferentes aperturas de diafragma
La ventaja de este sistema es que en todos los objetivos, independientemente de su distancia focal, la cantidad de luz que deja pasar un diafragma de un determinado número f es exactamente la misma.
El Obturador
El obturador es un dispositivo que nos permite controlar el tiempo que va a estar expuesto el sensor a la acción de la luz.
Su función es semejante a la del diafragma: regular la luz que va a alcanzar el sensor. Pero mientras el diafragma controla la intensidad de la luz, el obturador controla el tiempo de exposición.
El obturador más utilizado actualmente se llama obturador de plano focal. Este obturador está situado en el interior de la cámara, justo delante del sensor. Está formado por dos cortinillas, hechas de una aleación ultraligera, cuyo movimiento está controlado por la electrónica de la cámara.
Obturador de plano focal, en el que las cortinillas se desplazan verticalmente
En el momento del disparo, la primera cortinilla se desplaza de un extremo al otro del sensor, dejando pasar la luz. Una vez transcurrido el tiempo de exposición, la segunda cortinilla se encarga de cubrir la zona de nuevo.
El tiempo que está expuesto el sensor a la acción de la luz se llama velocidad de obturación, y se mide en fracciones de segundo (o en segundos para velocidades de obturación muy lentas)
La escala estándar de velocidades de obturación tiene los siguientes valores:
| Escala de velocidades de obturación | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1s | 1/2s | 1/4s | 1/8s | 1/15s | 1/30s | 1/60s | 1/125s | 1/250s | 1/500s | 1/1000s |
| Escala de velocidades de obturación | ||||
|---|---|---|---|---|
| 1s | 1/2s | 1/4s | 1/8s | 1/15s |
| 1/30s | 1/60s | 1/125s | 1/250s | 1/500s |
| 1/1000s | ||||
Cada paso significa el doble o la mitad de la luz. 1/15 deja pasar el doble de luz que 1/30, y 1/60 deja pasar la cuarta parte de luz que 1/15.
La Pantalla
Todas las cámaras digitales tienen una pantalla en su parte posterior. Esta pantalla tiene tres funciones principales
- Previsualizar la imagen antes del disparo. Hay muchas cámaras compactas que no disponen de visor, por lo que con ayuda la pantalla se realizan las acciones de encuadrar y enfocar. De la misma forma, cada vez hay más cámaras réflex que permiten previsualizar la imagen antes de la toma con un modo de funcionamiento conocido como Live View
- Mostrar las imágenes una vez realizada la fotografía. Gracias a la pantalla podemos revisar las imágenes inmediatamente después del disparo. Esta revisión incluye posibilidades adicionales como hacer zoom sobre alguna parte de la imagen, mostrar avisos de sobreexposición o mostrar el histograma.
- Acceder a los menús que permiten modificar la configuración general de la cámara o los parámetros con los que se van a tomar las fotografías
A través de la pantalla podemos acceder a los menús de configuración de la cámara
Las principales características del la pantalla son su tamaño y resolución. El tamaño hace referencia a las dimensiones físicas, y se mide en pulgadas. Los últimos modelos de cámaras (en enero de 2013) incorporan pantallas LCD cuyo tamaño ronda 3″. La resolución indica el número de píxeles que puede mostrar la pantalla. Se calcula multiplicando los píxeles de ancho por los de alto. Cuanto mayor es la resolución, mejor se visualizarán las imágenes por la pantalla. Actualmente la resolución de la pantalla de las cámaras réflex se encuentra en torno a un millón de píxeles
Los Botones y Diales de Control
Los botones y diales de control nos permiten configurar nuestra cámara y los parámetros de la toma fotográfica.
Su número y funciones dependen del fabricante y de la complejidad del equipo. Las cámaras compactas más básicas disponen de pocos botones y diales, por lo que la mayoría de las funciones se controlan a través del menú. En el otro extremo están las cámaras réflex más avanzadas, que disponen de diferentes botones y diales de control para configurar directamente los parámetros de la toma (sin necesidad de acceder al menú de la cámara).
Las cámaras réflex digitales cuentan con un gran número de botones que permiten controlas diferentes funciones
Aunque existe una gran variedad de diales y botones, con diferentes funciones, los más habituales son:
- El botón de encendido/apagado
- El dial de modo de funcionamiento, que permite seleccionar si la cámara va a trabajar en modo automático, con prioridad de apertura, prioridad de velocidad o manual
- El dial principal, que (solo o en combinación con alguno de los botones) permite cambiar valores como la velocidad de obturación, la apertura del diafragma o la sensibilidad ISO
- El botón de disparo, que se utiliza para enfocar y realizar la fotografía
- El botón de reproducción, que permite visualizar las fotografías realizadas
- El botón de acceso a los menús de la cámara