Apuntes Iluminacion y Cámara

UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
FACULTAD DE ARQUITECTURA,DISEÑO Y URBANISMO
CARRERA DE DISEÑO DE IMAGEN Y SONIDO

Iluminación y Cámara II
CATEDRA WAJSMAN
2014

¿QUÉ ES EL RANGO DINAMICO?

QUÉ ES EL RANGO DINÁMICO
© Guillermo Luijk 2007 – adaptación y revisión Carlos Wajsman

El rango dinámico es un concepto físico aplicable a cualquier señal que varíe
en función de una determinadavariable independiente, y mide la relación
existente entre los valores máximo y mínimo que la amplitud de dicha señal
adquiere para todo el conjunto de posibles valores de la variable de la que
depende.
En el caso que nos ocupa de la imagen, la señal es una intensidad luminosa y
la variable de la que depende será la localización espacial de la misma, regida
por unas coordenadas sobre un plano(sensor), unas coordenadas angulares
(escena), o cualquier otra referencia espacial. El rango dinámico de una escena
consistirá en la relación existente entre la mayor y la menor luminosidad que
aparezcan en la misma.
El rango dinámico de un sensor vendrá dado por la relación entre la máxima
exposición que dicho sensor sea capaz de captar antes de saturarse y la
mínima luminosidad que puederegistrar con detalle en las sombras. Este
segundo aspecto en la determinación del rango dinámico es mucho más
complicado de delimitar ya que depende de nuestra consideración sobre el
ruido en el sensor como veremos más adelante.
El rango dinámico se expresa de forma relativa como el cociente entre la
amplitud máxima y mínima que alcanza la señal. De ese modo se constituirá
como una magnitudno dimensional que simplemente vendrá a indicarnos, en el
caso de una señal luminosa por ejemplo, cuánto mayor es la luminosidad
máxima de la imagen o escena respecto a la menor luminosidad presente en la
misma imagen. Veamos cómo lo podemos representar numéricamente.

EXPRESIÓN LINEAL DEL RANGO DINÁMICO
Imaginemos una imagen o escena cuya región más luminosa (altas luces) tiene
un nivel ointensidad 10000 veces mayor que la región menos luminosa de la
misma (sombras profundas). Entre ambas habrá una relación lineal de
luminosidades de 10000 a 1, es decir, un rango dinámico de 10000. Y es
correcto expresarlo con dicha cifra en escala lineal.

Fig. 1 Relación de luminosidades máxima y mínima de una escena.

Al concepto de rango dinámico se refiere en ocasiones como unarelación de
contraste, que en la anterior escena se expresaría como de 10000:1, y viene a
decir lo que ya sabíamos: la región de mayor luminosidad de la imagen es
10000 veces más luminosa que la región de menor luminosidad.
Sin embargo estas cifras lineales no son prácticas debido a su gran magnitud
resultando además poco descriptivas. Por ello se suele recurrir a escalas más
manejables y a la vezacordes a la respuesta del propio ojo humano.

EXPRESIÓN LOGARÍTMICA DEL RANGO DINÁMICO
Surge así un tipo de representación comprimida del rango dinámico en escala
logarítmica, mucho más intuitiva y en el caso que nos ocupa directamente
relacionada con el mundo de la fotografía: los pasos de diafragma también
denominados EV (Exposure Value).
Cómo se convierte un valor de rango dinámicolineal a EV es muy sencillo,
basta para ello echar mano del concepto de paso de diafragma: diferencia de

valores de luminosidad donde uno es el doble de luminoso que el otro. Así para
convertir una medida lineal de rango dinámico en diafragmas basta calcular el
logaritmo en base 2 de la medida lineal:
DR EV = log 2 (DR lin )
Como el logaritmo en una base A cualquiera puede expresarse enfunción del
logaritmo en cualquier otra base B con la expresión log A (x) = log B (x) / log B (A),
la fórmula de conversión vista podremos calcularla en función del logaritmo
natural (neperiano) o del logaritmo en base 10 del modo siguiente:
DR EV = ln(DR lin ) / ln(2) = log 10 (DR lin ) / log 10 (2)
Aplicando estas fórmulas al ejemplo anteriormente visto podemos calcular un
rango dinámico de...