La Sensibilidad ISO

Técnica

En fotografía, el término sensibilidad se utiliza para referirse a la rapidez con la que reacciona el material fotosensible a la acción de la luz. Cuanto mayor sea la sensibilidad (de la película o del sensor), menos exposición se necesitará para formar la imagen.

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Botón de ajuste de la sensibilidad ISO de la cámara Canon EOS 5000D

El origen de este concepto está en la sensibilidad de la película fotográfica, aunque se sigue manteniendo en la fotografía digital.

La Sensibilidad de la Película Fotográfica

La película fotográfica está formada por una lámina de acetato de celulosa, flexible y transparente, recubierta por una emulsión fotosensible de cristales de haluro de plata.

La sensibilidad de la película depende del tamaño de los cristales de haluro de plata: cuanto más grandes son, más rápidamente reaccionan al contacto con la luz.

Las películas de mayor sensibilidad necesitan menos exposición, lo que permite tomar fotografías en situaciones de escasa iluminación. Sin embargo, debido al mayor tamaño de los cristales de plata, las imágenes resultantes tienen un aspecto granuloso, produciéndose una pérdida de nitidez y contraste.

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La sensibilidad ISO de la película fotográfica es una dato que se muestra en la caja de forma destacada

Para medir el grado de sensibilidad de la película fotográfica, se han utilizado diferentes escalas:

  • la escala DIN fue creada en Alemania por el Deutsches Institut für Normung en 1934. Es una escala que sigue una progresión aritmética de diferencia 3. Esto quiere decir que la sensibilidad se dobla cuando el valor DIN aumenta tres unidades. Así, una película de 24 DIN tiene el doble de sensibilidad que una de 21 DIN.
  • La escala ASA fue creada por el la American Standard Asociation en 1943. Es una escala que sigue una progresión geométrica de razón 2. Esto quiere decir que la sensibilidad se dobla cuando doblamos el valor ASA. Por ejemplo, película de 200 ASA tiene el doble de sensibilidad que una de 100 ASA
  • La escala ISO fue creada por la International Organization for Standardization en 1974. Es la escala que más se utiliza en la actualidad, por lo que vamos a verla con más detalle.

La Escala de Sensibilidades ISO

La escala de sensibilidades ISO es una fusión de los sistemas ASA y DIN. Por este motivo, indica los valores que corresponderían a la escala ASA y a la escala DIN, separados por una barra. Así, por ejemplo, una película podría tener una sensibilidad ISO 100/21.

La siguiente tabla muestra las sensibilidades ISO más habituales y su equivalencia en otras escalas.

ISO ASA DIN
50/18 50 18
100/21 100 21
200/24 200 24
400/27 400 27
800/30 800 30
1600/33 1600 33
3200/36 3200 36
6400/39 6400 39

En la práctica, la escala ISO se utiliza omitiendo la parte correspondiente a la antigua escala DIN. De esta forma, la escala de sensibilidades que podemos encontrar en las cámaras digitales incluye valores como 50, 100, 200, 400, 800, etc.

En la escala de sensibilidades ISO, cuando duplicamos el valor de sensibilidad del sensor, reducimos a la mitad la cantidad de luz necesaria para registrar la imagen (lo mismo que ocurría en la escala ASA original).

La Sensibilidad en la Fotografía Digital

El concepto de sensibilidad ISO se ha mantenido en la fotografía digital, aunque sus fundamentos son diferentes.

Como vimos en un artículo anterior, el sensor es un dispositivo compuesto por una matriz de celdillas o fotositos sensibles a la acción de la luz. Cada uno de los fotositos contiene un fotodiodo que es capaz de convertir la energía presente en la luz (fotones), en corriente eléctrica (electrones), acumulando una mayor o menor carga eléctrica en función de la intensidad lumínica.

El valor de carga acumulado por cada fotosito es bastante pequeño, por lo que debe ser amplificado antes de su digitalización. El nivel de amplificación depende la sensibilidad ISO que hayamos seleccionado en la cámara. Cuanto mayor es la sensibilidad ISO menos cantidad de luz llega al sensor, por lo que más se debe amplificar la señal.

Al aumentar la sensibilidad ISO no estamos aumentando realmente la sensibilidad del sensor. Lo que estamos haciendo es amplificar la señal captada por el sensor, antes de proceder a su cuantificación y registro en una imagen RAW.

El Ruido

En fotografía digital, llamamos ruido a las variaciones aleatorias de brillo o de color que podemos encontrar en los pixeles que forman una imagen.

Durante el proceso de captura de la imagen, el sensor genera inevitablemente algo e ruido. Diferentes factores inherentes su forma de funcionamiento están en el origen de lecturas incorrectas.

El ruido puede ser inapreciable o degradar completamente la calidad de una imagen. Todo depende de la proporción entre la información capturada correctamente por el sensor y el ruido, es decir de la relación señal/ruido.

Se estima que la raíz cuadrada del número de fotones capturado por el sensor es ruido. Esto significa que cuantos más fotones capture el sensor, mejor será la relación señal/ruido. Si se capturan 100 fotones, 10 serán ruido (el 10% del total) y la relación señal ruido será 100/10 = 10. Pero si la captura es sólo de 16 fotones, 4 serán ruido (el 25%), y la razón señal ruido será 16/4 = 4.

Los sensores tienen una sensibilidad base (normalmente ISO 100 ó 200) con la que se obtienen imágenes de mejor calidad. Cuando hacemos fotos utilizando la sensibilidad base, el sensor recibe mucha luz y la señal no necesita apenas amplificación. En este caso la relación señal/ruido es alta, por lo que el ruido no afecta a la imagen.

A medida que aumentamos la sensibilidad ISO, necesitamos una menor exposición, disminuyendo así la cantidad de luz que llega al sensor y empeorando la relación señal/ruido. Debido a que se han capturado pocos fotones, es necesaria una mayor amplificación. En consecuencia estamos amplificando también el ruido, por lo que cuanto mayor es la sensibilidad ISO, más ruido tienen las imágenes.

Es algo semejante a lo que ocurre cuando escuchamos la radio. Si subimos el volumen, podemos apreciar mejor el ruido de fondo presente en el sonido. En cierto modo, podemos decir que cuando amplificamos la señal, amplificamos también el ruido.

El Ajuste de la Sensibilidad ISO

El ajuste de la sensibilidad ISO se realiza utilizando los controles de la cámara. Las cámaras réflex suelen tener un botón que en combinación con el dial de control, sirve para cambiar la sensibilidad ISO. En las cámaras compactas, el ajuste se suele hacer utilizando los menús de configuración.

La calidad de los sensores aumenta con cada nueva generación de cámaras digitales. Los últimos modelos de cámaras réflex ofrecen la posibilidad de utilizar sensibilidades de hasta 128000 ISO con unos resultados muy buenos

Las cámaras digitales suelen ofrecer la posibilidad de ajustar la sensibilidad ISO en valores de 1/3 de paso. En la siguiente tabla se muestra el rango de sensibilidades ISO en incrementos de 1/3.

Escala de sensibilidades ISO con incrementos de 1/3 de EV
50 64 80 100 125 160 200 250 320 400
500 640 800 1000 1250 1600 2000 2500 3200 4000
5000 6400 8000 10000 12500 16000 20000 25000 32000 40000
50000 64000 80000 100000 128000

A diferencia de lo que ocurre en la fotografía con película, en las que todas las fotos deben tomarse con la sensibilidad que tenga el rollo que estamos utilizando, en la fotografía digital podemos cambiar la sensibilidad en cada fotografía. De esta forma, la sensibilidad ISO se ha convertido en un factor más que podemos modificar para el control de la exposición.