Hacia un “Sistema de Zonas” digital: evaluando escenas en términos de L*

Aunque dicho título suene un poco pretencioso, ya que los procedimientos que voy a citar, están lejos de las teorías de Ansel Adams, sí pienso, que hay una intencionalidad común en dichos procedimientos, o sea, asegurar la correcta transferencia de tonos o gamas de luminancia entre escena y copia.

Realmente este concepto es lo que se conoce en digital, de forma genérica, como Funciones de Transferencia de tono (Tone Transfer Function, TTF), es decir, como de una determinada cantidad de luz pasamos a unos determinados niveles digitales o electrónicos, eso sí, de forma coherente.

Para profundizar sobre estos conceptos, no vamos a trabajar con valores de pixel, lo cual añadiría una cierta complejidad a los procesos sino más bien con niveles de luminosidad (L*) y después siempre nos quedará la posibilidad de pasar a valores de píxel en función del espacio de color en el que estemos trabajando.

Pienso que el concepto de un “Sistema de Zonas” digital pasaría por relacionar luminancia (L) o cantidad de luz (medida en candelas/m²) con luminosidad o claridad, medida en términos de L* (relativa al espacio CIE Lab) o la luminosidad a cualquier otro valor relativo a nuestra imagen digital (Luma, Brillo, etc). La ecuación que nos relaciona estos términos es la siguiente:

L* = 116*(Y/Yn)1/3 - 16

Donde debemos tener en cuenta que si (Y/Yn) ≤ 0,088 nuestra ecuación se complica un poco más:

L* = 116 * ( 7,787 * (Y/Yn) + 0,137 ) -16

Donde (Y/Yn) es lo que se conoce como luminancia relativa, o sea nuestra luminancia absoluta o Y (expresada en candelas) partido por nuestro blanco de referencia (Yn). Es decir, primero debemos conocer cual es el valor de L del blanco absoluto de nuestra escena para poder posteriormente computar la Luminancia relativa (Y/Yn).

Este procedimiento nos exige la capacidad para leer la cantidad de luz que emite un objeto expresada en candelas/m². Aunque podamos realizar una simple conversión entre valores de exposición a luminancia, estos valores no son precisos porque un exposímetro nos arroja valores relativos a gris medio, será necesario por tanto, disponer de un exposímetro con lo que se suele denominar función “fotométrica” con función de medición tipo “spot” para poder analizar la escena de forma pormenorizada en términos de luminancia.

Además debemos contar en nuestra escena con un blanco perfecto, ya sea una “carta de blancos” o algún elemento natural que se presente como un blanco de referencia. Esto evidentemente puede ser un problema, si en escenas naturales no elegimos el blanco más blanco posible, ya que corremos el riesgo de recortar ciertas zonas de la escena durante el ajuste tonal.

Otra aplicación de esta relación es la digitalización de negativos, que obviamente presenten suficiente superficie para ser analizados. Por ejemplo con la herramienta BabelColor CT&A podemos obtener valores de cantidad de luz transmitida y en consecuencia calcular dichos valores de L*. Aunque realmente BabelColor CT&A ya nos arroja valores de L* por cada muestra tomada en una superficie transmisiva.

¿Y que pasa si queremos expresarnos en términos de densidad óptica? Pues también es posible ya que:

D = - log(Y/Yn)*3

Por lo que a falta de un densitómetro de transmisión, podemos realizar una ciertas estimaciones de densidad a partir de la luminancia.

¿Y ahora qué?: Ajuste tonal

Pues mientras que el Sistema de Zonas necesita dividir la escena en zonas para buscar relaciones entre ellas y así mantener un ajuste tonal coherente en la copia. En un sistema digital, el proceso equivalente, sería el ajuste tonal, es decir, asegurar la coherencia entre valores de luz recibidos y niveles de pixel generados.

Una vez conocido L* ya tenemos una referencia digital a la que acogernos para diseñar una curva de ajuste tonal que aporte una correcta reproducción tonal a nuestra escena, con la dificultad que dependiendo de la herramienta con la que trabajemos vamos a necesitar expresar nuestra L* en diferentes unidades, ya que desafortunadamente, la gente de Adobe, en la que se apoya el 99% de los profesionales de la imagen y fotografía, ofrecen una cierta heterogeneidad en lo que ciertas herramientas muestran al usuario, de esta forma:

En Camera Raw, nuestras muestras de color miden en valores RGB y su curva de ajuste nos permite trabajar en Luma (suma ponderada de los tres canales R,G y B corregida en gamma) lo que vendría siendo para una zona neutra la media aritmética de los valores R, G y B y vendría a constituirse como el valor de pixel.

En LightRoom, las muestras de color se presentan en valores RGB, expresados en porcentaje en vez del habitual 0-255, el panel de curvas se presenta en “Brillo” o “Valor” en el espacio HSV, que viene siendo como el valor máximo de las coordenadas R,G y B expresado igualmente en tanto por cien.

Y finalmente en Photoshop, tanto sus curvas como muestras se pueden expresar tanto en RGB como Lab, por lo que es el que menos problemas presenta, pero menos habitual ya que lo lógico es que procedamos de un archivo raw.

Como los cálculos de L a L* y resto de situaciones, pueden llegar a ser un poco tediosos, he preparado una pequeña calculadora online para facilitar este tipo de conversiones.

Conclusiones

En artículos pasados “El sistema de Zonas De Ansel Adams en la era digital” teorizaba un poco sobre los procedimientos y viabilidad, o más bien precisión de lo que muchos autores han insistido en llamar “Sistema de Zonas Digital”. Tenemos que plantearnos que la primera cámara digital se invento unos 30 años después de la propuesta del Sistema de Zonas de Ansel Adams, aunque habría que esperar unos 50 años más hasta la primera cámara accesible al público general. Al igual que el espacio de color CIE Lab y mucho del conocimiento sobre la colorimetría y fotometría actuales. ¿Por que insistir en llamar a un proceso “Sistema de Zonas Digital” cuando realmente estamos estudiando la transferencia de tono? Como insistía en el artículo anterior, seguimos buscando insistentemente analogías, con lo analógico, para intentar comprender una tecnología que dista cerca de 70 años del Sistema de Zonas original de Ansel Adams.