Ojo humano vs. cámaras CCD   |  Fotografía Astronómica  |  Volver

Antes de introducirnos en las técnicas necesarias para conseguir una astrofotografía digital de calidad, resulta muy recomendable comparar, aunque sea someramente, las maneras de captar la luz y el color que tienen nuestro sentido de la vista y las cámaras CCD.

 El cerebro, el órgano más importante de nuestro sentido de la vista, es capaz de detectar la franja del espectro electromagnético comprendida entre los 390 nanometros, en el violeta, y los 780 nanometros, en el rojo. En las longitudes de onda comprendidas entre estos valores se encuentran todos los colores que somos capaces de ver, lo que se conoce como luz visible, no siendo sensibles a longitudes de onda que se encuentren fuera de este rango.


Por otro lado, la intensidad de la señal luminosa juega un papel crucial en nuestra percepción. Bajo condiciones de escasa luminosidad, nuestro sentido de la vista pierde drásticamente sensibilidad a los colores. Sin embargo, mantiene un nivel alto en su capacidad de distinguir detalles en la fuente luminosa o en el objeto iluminado. Podemos hacer la prueba: en una habitación casi a oscuras, en realidad nos cuesta mucho distinguir los colores. Más bien solemos recordar los colores de los objetos, y por eso nos cuesta darnos cuenta de este hecho. Sin embargo, es algo de una importancia capital, y por tanto será tenido muy en cuenta en nuestros tratamientos digitales.

 Las cámaras CCD constan de un sensor plano que es excitado por los fotones que inciden sobre él durante todo el tiempo de exposición que demos a la captura de la imagen. Son sensibles a la luz visible y además al infrarrojo cercano, cubriendo normalmente rangos de longitudes de onda entre los 390 y los 1.000 nanometros. Ello implica que son capaces de captar detalles que quedan fuera del rango de luz visible, y este hecho es de especial relevancia ya que las nebulosas de emisión son muy brillantes en el infrarrojo cercano. Las imágenes de galaxias, dado que éstas contienen gran cantidad de este tipo de nebulosas, a su vez se benefician de esta propiedad.

 Una característica importante de los sensores CCD es que son monocromos. Todos lo son, no nos llevemos a error con esto. Lo que ocurre es que no todas las cámaras CCD son monocromas, pero ¿cómo es posible que sea así? Es relativamente sencillo: en las cámaras a color se coloca delante del sensor una matriz, llamada Matriz de Bayer, siendo cada una de sus celdas sensible a uno de los tres colores básicos cuyas mezclas darán el resto de la gama de colores, a saber, el rojo, el verde o el azul, es decir, a los colores llamados RGB por sus siglas en inglés.


Pero ahora debemos volver a hablar del ojo humano. Resulta que nuestro ojo es más sensible a los verdes, que se encuentran en el centro del diagrama de colores en que se descompone la luz visible, que a los rojos o azules, que son los colores que ocupan los extremos de este diagrama.
Así pues, la cantidad de celdas sensibles a cada color en la matriz de Bayer no debe ser la misma para cada color RGB, sino que debe existir un mayor número de celdas sensibles al verde para que la imagen tenga unos colores que a nosotros nos resulten reales. Por este motivo, la asignación de colores a las celdas de la matriz de Bayer se establece en un 50% para el verde, y de un 25% tanto para el rojo como para el azul.


Para conseguir el color cuando manejamos una cámara monocroma es necesario realizar tres tomas distintas, cada una colocando delante el filtro correspondiente a cada color RGB, que posteriormente se combinarán con la ayuda de programas adecuados. En principio puede parecer absurdo el recurrir a este tipo de cámaras dada esta dificultad, pero la realidad es muy distinta. Ya que en las capturas con cámaras a color se dispone de la matriz Bayer delante del sensor CCD, los datos de color se interpolan, y me explico: para que las celdas no sensibles a dos de los tres colores RGB también contengan información de estos colores, se promedian los valores recibidos por las celdas adyacentes sí sensibles a cada uno de estos colores. De esta manera, cada píxel de la imagen contiene una mezcla de los tres colores básicos, solo que dos de estos colores han sido interpolados.

Toda interpolación en fotografía digital acaba originando un efecto de suavizado en la imagen. Los colores por tanto quedan suavizados cuando usamos una cámara CCD a color. Nuestro cerebro no lo advierte, pero es así.

Por lo tanto, al interpolarse la información que contiene el color, la verdadera resolución de las cámaras CCD a color es la mitad del tamaño en píxeles de su sensor. Así pues, conocemos ahora algo que tendremos que aplicar en nuestros tratamientos si queremos ser fieles a la realidad y usamos una CCD a color o por supuesto cualquier cámara digital común, entre las que se incluyen las DSLR, y es que tendremos que separar los colores de la imagen y realizar una disminución de resolución. Después veremos que resolveremos esto haciendo un binning 2x2.

Las cámaras CCD monocromas, por todo lo expuesto, son óptimas para la fotografía astronómica, ya que con ellas, mediante la ayuda de filtros de color, conseguiremos mantener la resolución de las tomas de color a la teórica del tamaño del chip.