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Tras el «global shutter»: ¿un futuro sin diafragma mecánico?

Tras la eventual consolidación comercial del «global shutter» (1), nos queda otro elemento de mecánica delicada y montaje prolijo: el diafragma de palas. Este complicado elemento regula, por un lado, la cantidad de luz por unidad de tiempo que llega al elemento fotosensible, y por otro, un aspecto de carácter mucho más particular: la estética con que se representan los distintos planos de una escena. Y lo que resulta aún más interesante: esa estética depende tanto de su valor numérico –su valor de abertura– como de la forma de esa abertura...

Abertura de forma casi perfectamente circular © Valentín Sama

© Valentín Sama
Para un cierto valor de abertura, un diafragma cuyas palas conforman una abertura muy circular (arriba) produce un bokeh, suave y armónico (2)...

Abertura de forma... ¡ejem! © Valentín Sama

© Valentín Sama
...al tiempo que un diafragma cuya abertura es de forma poco circular (arriba), ofrece zonas desenfocadas con un bokeh mucho más... atormentado; «bussy», suelen expresar los anglosajones.

© Sinar

Esquema que nos muestra el efecto de la abertura de diafragma –totalmente abierto, arriba– y también para un diafragmado medio, abajo.
P1 y P1'son respectivamente punto objeto y punto imagen para el plano enfocado por la lente (objetivo en su caso), mientas que P2/P2' y P3/P3' lo son para planos desenfocados por detrás y por delante respectivamente del plano enfocado. Con la letra «Z» indicamos el círculo de luz –en lugar de un punto– (*) que generan en el plano del sensor/película los haces de luz fuera de plano de enfoque. Podemos ver que para un diafragma más cerrado esos círculos son de menor diámetro, y en su caso, a través del concepto de «círculo de confusión», ello nos pueden conducir a ese bello engaño consentido de la «profundidad de campo».

Lo que no se refleja plenamente ahí – y es importante– es que esos «círculos de luz» tendrán la forma de la abertura real del diafragma, pudiendo ser, por ejemplo, pentágonos, hexágonos, etc. La imagen desenfocada estará compuesta por una superposición de esas manchas de luz... con el resultado de un bokeh más o menos armónico.

¿Un futuro sin diafragma mecánico?

Pues bien, creo que, en un futuro quizá no excesivamente lejano, los fabricantes de objetivos para cámaras fotográficas, podrían verse tentados en aplicar masivamente sistemas que permitan eliminar por completo estos costosos y delicados elementos mecánicos que son los diafragmas de palas, sustituyéndolos por un sistema completamente electrónico, emulando no sólo sus capacidades de control del paso de luz sino también las de influir en la estética de la imagen, a través de la profundidad de campo y el bokeh.

En algunos casos, la presencia de aceite en las palas del diafragma se considera un defecto, sobre todo en los de cierre automático al valor de abertura preseleccionado. Sin embargo, en algunos de ellos, de accionamiento manual, se aplicaba intencionadamente para evitar la oxidación, tal como el es el caso de este raro Nikkor-Q 13,5 cm f/3.5 en montura para Exakta. En todo caso, un prolijo mecanismo de delicado montaje © Valentín Sama

En realidad, las herramientas ya las tienen a mano, y no hablo de paneles de cristales líquidos a imitación del diafragma mecánico, etc.: las tenemos en los puntos de enfoque por píxeles PDAF y la Inteligencia Artificial o IA. Vamos a verlo.

Con la densidad actualmente disponible de aproximadamente un punto de enfoque por milímetro cuadrado para un fotograma de formato de formato Barnack y con la capacidad de repartir esos aproximadamente 1.000 puntos AF sobre todo el área de la imagen, el sistema de la cámara podría –mediante el procesador adecuado– levantar, de hecho, un detallado «plano topográfico» de la escena a fotografiar, vinculado a las distancias correspondientes a cada elemento de la misma.

Con esos datos «en mano», haríamos entrar en acción a la IA, para –quizá– emular ciertos efecto de profundidad de campo correspondiente a cada abertura virtual de diafragma, e incluso con distintas clases de bokeh... 
De hecho, algunos terminales móviles actuales ofrecen una versión primitiva de este concepto en modos como –por ejemplo– el de «retrato» y otros similares.
En cuanto a controlar la «cantidad de luz», con los nuevos sistemas de  «global shutter» capaces de exponer a 1/80.000 de segundo parece que tendríamos suficiente sin necesidad de la asistencia del diafragma, ya que –por ejemplo– para un ISO de 250, a pleno sol, podríamos dar servicio a ópticas hasta f/1.0.

Pero existen inconvenientes a «pulir», entre otros: 
  • Desarrollo de una gama de ópticas específica «diaphragmless». Nada problemático ópticamente; al contrario: no incorporar diafragma otorga mayor libertada al diseño del esquema óptico
  • Poder ofrecer modo para «sujeto movido»; nada que no pueda hacer la dichosa IA
  • El más crítico... ¡veamos a continuación!
No parece muy difícil –ya se está haciendo en los terminales móviles– descontruir o incluso deconstruir, partes de la escena «desenfocando» en mayor o menor grado aquellas zonas de la imagen que deseemos, ya que disponemos del referente, merced a la gran profundidad de campo que ofrecen las –por lo general– las cortísimas focales de sus objetivos y a alguna que otra argucia técnica, tal como el multidisparo en modo oculto. 
Pero... ¿cómo reconstruir, con mayor capacidad de reproducción de detalle, aquello que ya ha sido registrado fuera de foco, ya que los objetivos «diaphragmless» trabajarían siempre a plena apertura? Pues, quizá mediante una rapidísima exploración de los planos de la escena por medio de «focus bracketing», o una suerte de «apilado de enfoque», unido ello a una serie de tomas en secuencia merced a la extraordinaria capacidad de rápida captura del sistema GBS: algo parecido a lo que ya están haciendo los terminales móviles de última generación.

Así, a pesar de trabajar esos objetivos de nueva generación siempre a plena apertura, ¡dispondremos de un extraño referente de la escena con la información «enfocada» de todos y cada uno de los planos de la misma!
En lo que respecta al concepto de «referente», recomiendo encarecidamente la lectura del artículo «La pérdida del referente en fotografía», obra de Rafael Roa y publicada de forma simultánea a este post.

Todo lo anterior, resultaría perfectamente viable a partir de esa completa información de archivo, suficientemente contundente, y se podría construir y deconstruir, siempre que se disponga del procesador adecuado; costoso componente. Ahí, el potencial de IA necesario podría parecer –hoy por hoy– un obstáculo considerable. Pero no es menos cierto que todos los avances disponibles hoy en cámaras digitales, todavía estaban muy lejanos en 1981, cuando se anunció la «Mavica», pero tampoco lo es menos que se han necesitado ¡más de 40 años para llegar al global shutter en formato Barnack!
¿Tardaremos mucho en verlo?


Introducción de la cámara de «still video» Mavica en 1981: «¿Es este el comienzo del fin de la era de la imagen basada en la plata?»


Como comparativa os pongo fechas significativas de los primeros años del desarrollo de tecnologías de registro fotográfico, y para evaluar su significado conviene tener en cuenta las pocas herramientas disponibles a la sazón, tales como ordenadores, análisis químicos precisos, etc.

© Valentín Sama

Y por hoy... ¡eso es todo, amigos!


(2) Naturalmente, existen otros factores relacionados con la formulación óptica del objetivo, pero el diafragma, y la forma de su abertura son muy determinantes
(*) El concepto de «punto» es teórico, ya que en la práctica las aberraciones y otros factores físicos impiden que sea un punto sin dimensiones

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