Aprende a evaluar un objetivo: Cómo funcionan las curvas MTF (I)

(fuente: xatakafoto)

Antes de nada

¿Qué suelen hacer los fabricantes?

Suelen hacer tres cosas: O bien darnos las curvas para la apertura máxima solamente o bien para la máxima y una intermedia (que suele ser f/8 por motivos que luego explicaremos) o bien para la apertura máxima en un extremo de la focal y en el otro extremo de la focal (en el caso de objetivos zoom, claro). Por ejemplo, lo que facilita Nikon respecto a su objetivo 18-300mm.

Dicho esto, y como apreciación personal, estas gráficas de los fabricantes las tomaría como una orientación a la hora de comparar un objetivo con otros modelos de su mismo rango para así tomar una decisión de comprarlo o no. Aunque en esto influyen seriamente otros factores como el precio, la construcción, apertura y otros. Recuerda que, también, otra cuestión que decide mucho a la hora de comprar un objetivo es el hecho de probarlo en tu cámara y ver los resultados por ti mismo. Lo cierto es que las gráficas MTF nos pueden ayudar a entender mejor el rendimiento de un objetivo por todo el campo de la imagen. Pero antes debemos tener claros algunos conceptos.

Nitidez, contraste y resolución.

Os lo intentaré definir de una forma sencilla y llana. Podemos definir la nitidez como la percepción de una mayor definición o claridad en los bordes de los objetos de una imagen. Esta es la sensación que tenemos cuando decimos lo nítido que es una imagen, porque sus bordes están más definidos. Un ejemplo: es lo que puede notarse al pasar de la TDT tradicional a la TDT de Alta Definición.

Así, sin tener en cuenta el sensor o la película, depende de dos factores que vamos a explicar a continuación y que son la resolución de imagen y el contraste. Son cosas que seguramente intuyes y sabes. Por eso sueles decir que una imagen de alta resolución la ves mejor que una de resolución baja (vale depende de la resolución del dispositivo también) y que una imagen fuertemente contrastada parece más nitida que una poco contrastada.

Entonces si hablamos de resolución en los términos que nos ocupa hoy en cuanto a objetivos, hablamos de la capacidad de un objetivo de “distinguir” una serie de pares de líneas negras y blancas alternas por milímetro. Por eso cuantas más líneas por milímetro podamos “distinguir”, de mayor resolución estamos hablando. Lo vas ver más en detalle en el siguiente punto.

Y en cuanto al contraste, decir que nos referimos a la capacidad del objetivo de mantener la oscuridad de los negros (que el negro siga siendo negro) y la blancura de los blancos de modo que se puedan distinguir entre sí según las líneas vayan siendo más finas.

MTF: Modulation Transfer Function

Así ahora podemos hablar de MFT. Pues la relación entre el contraste y la resolución de un objetivo (medido en %) es lo que se conoce como Modulation Transfer Function (MTF), dicha función se representa en forma de gráfica como cualquier función matemática y es lo que conocemos como curvas de transferencia de contraste. Todo esto se basa en un test de resolución desarrollado en su día por las fuerzas aéreas de EE.UU. que los fabricantes de objetivos han adoptado como estándar. El estándar en cuestión es el MIL-STD-150A, que aunque fuera cancelado en 2006 como estándar militar, sigue siendo utilizado para medir la resolución de imagen para microscopios, cámaras, escáneres y otros dispositivos de imagen.

Pongamos un ejemplo primero, si me lo permitís. Si alguno conocéis lo que es el astigmatismo, al menos como a mí me lo explicó el oculista cuando me indicaron que debería usar gafas para la tele y el ordenador, lo entenderéis bien. Un ejemplo muy sencillo: Las personas que tenemos astigmatismo a la hora de percibir 2 líneas muy finas y que estén muy próximas vemos una sola. Yo, por eso, siempre digo que veo más nítido y puedo leer mejor. Así el test de resolución que hemos mencionado, está diseñado para distinguir el número de líneas que podemos percibir por milímetro. Todo ello dependiendo de la ampliación y la distancia de observación en cada caso. Siguiendo el símil, es como aquello de las letras de la fila 12 tan pequeñas que nos hacen leer en las revisiones de la vista (vale, habrá alguno que lea la última fila).

Para el test se usa una carta de resolución que consta de un patrón de líneas blancas y negras que siguen una numeración. El patrón es de 3 líneas negras y 3 blancas. Así lo que se hace es realizar una fotografía con el objetivo concreto a dicha tabla y según la distancia se establece la resolución.

Líneas Sagitales y Meridionales: Me parece importante aclarar esto que luego mucha gente se confunde. Se ve muy fácil si nos ponemos de frente a las líneas y vemos la imagen inferior (si lo piensas puedes llamarlas horizontales y verticales):

Hay más factores que influyen a la hora de determinar la “calidad” de un objetivo como el hecho de que haya sido diseñado para analógico o digital, que trate mejor o peor las aberraciones cromáticas o que se monte en uno u otro cuerpo de cámara. También no se comporta igual un objetivo para full frame montado en un cuerpo APS-C u objetivos adaptados en las CSC fuera de los cuerpos para los que se diseñaron en su día.

Leer la gráfica

Cojamos una gráfica. En el eje Y tenemos el tanto por uno de contraste (expresado de 0 a 1). El 0 indica ausencia total de contraste entre las líneas blancas y negras. El 1, por tanto, el mayor contraste posible.

En el eje X, tenemos la distancia en milímetros (mm) respecto al centro del círculo de la imagen. Normalmente llega a 21,63mm. Para los curiosos ¿porqué ese número? Un sensor full frame tiene unas dimensiones de 24 × 36 mm, por lo que su diagonal es de 43,26mm. Como es la distancia al centro del círculo de la imagen hemos de dividir por 2 con un resultado de 21,63mm. Lo mismo podríamos calcular para APS-C u otros formatos como el micro cuatro tercios, por ejemplo.

Si no se especifica apertura alguna, entonces la gráfica se refiere siempre al rendimiento en la máxima apertura del objetivo en cuestión. Una apertura muy habitual en los test que podemos encontrar por internet es f/8, esto se hace como referencia pues suele ser donde muchos objetivos ‘suelen’ encontrar su punto dulce o máximo rendimiento. Ahora ya podéis leer esta gráfica tomada de una comparación entre 3 objetivos de Canon, Nikon y Samyang en el foro de DPreview ¿os atrevéis? (en la de Canon, fijaros que tenemos dos aperturas f/1,4 y f/8 como os comentaba)

Objetivos 35mm f/1.4 (Canon, Nikkor, Samyang)

 M= Meridional, S=Sagital. El 10 y el 30 hacen referencia al número de líneas “distinguibles” por milímetro (10 líneas o 30 líneas), con lo que establecemos la resolución de imagen usada y lo expresado de esta forma, líneas por milímetro. Así al mirar la gráfica MTF cuanto más cercano es la curva al 1 mejor (más “horizontal”).

Como lectura rápida y habitual en esto de las curvas MTF, hay que quedarse con algo ya sabido por muchos por experiencia propia: en los extremos del objetivo el rendimiento de “casi” todos los objetivos del mercado decrece, como norma general. No es una regla escrita pero los angulares suelen decrecer más y los teleobjetivos suelen ser más horizontales. Es muy habitual verlo. Por tanto, cuanto más “horizontal” sea el comportamiento de la gráfica más estable e igual es el comportamiento del objetivo.

Ventajas y desventajas de este método

Principalmente existen dos ventajas:

• Resulta fácil una vez que se entiende para ver el bokeh o ver cuánto de astigmatismo tiene un objetivo
• El rendimiento que vemos reflejado en la gráfica es independiente del sensor.

En cambio, la principal desventaja es:

• Sabemos que el rendimiento de un objetivo varía de un cuerpo de cámara a otro al cambiar el sensor, estas gráficas no nos dicen nada al respecto. Así que la segunda ventaja tiene su lado ‘negativo’ por así decirlo.

(fuente: xatakafoto)