Fotografía digital

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La fotografía digital utiliza cámaras que contienen conjuntos de fotodetectores electrónicos interconectados a un convertidor analógico a digital (ADC) para producir imágenes enfocadas por una lente , en lugar de una exposición en una película fotográfica . La imagen digitalizada se almacena como un archivo de computadora listo para su posterior procesamiento digital, visualización, publicación electrónica o impresión digital . Es una forma de imagen digital basada en la recopilación de luz visible (o para instrumentos científicos, luz en varios rangos del espectro electromagnético ).

Hasta la aparición de esta tecnología, las fotografías se hacían exponiendo películas y papeles fotográficos sensibles a la luz, que se procesaban en soluciones químicas líquidas para revelar y estabilizar la imagen. Las fotografías digitales suelen crearse únicamente mediante técnicas fotoeléctricas y mecánicas basadas en ordenador, sin procesamiento químico en baño húmedo.

En los mercados de consumo, aparte de las cámaras réflex digitales de un solo objetivo (DSLR) para entusiastas, la mayoría de las cámaras digitales ahora vienen con un visor electrónico , que aproxima la fotografía final en tiempo real . Esto permite al usuario revisar, ajustar o eliminar una fotografía capturada en cuestión de segundos, lo que la convierte en una forma de fotografía instantánea , en contraste con la mayoría de las cámaras fotoquímicas de la era anterior.

Además, los recursos computacionales integrados generalmente pueden realizar ajustes de apertura y enfoque (a través de servomotores incorporados ), así como establecer el nivel de exposición automáticamente, por lo que estas cargas técnicas se eliminan del fotógrafo a menos que el fotógrafo se sienta competente para interceder (y la cámara ofrece controles tradicionales). Electrónicas por naturaleza, la mayoría de las cámaras digitales son instantáneas, mecanizadas y automáticas en algunas o todas las funciones. Las cámaras digitales pueden optar por emular los controles manuales tradicionales ( anillos , diales , palancas con resorte y botones ) o, en cambio, pueden proporcionar una interfaz de pantalla táctil para todas las funciones; la mayoría de los teléfonos con cámara caen en la última categoría.

La fotografía digital abarca una amplia gama de aplicaciones con una larga historia. Gran parte de la tecnología se originó en la industria espacial , donde se relaciona con sistemas integrados altamente personalizados combinados con telemetría remota sofisticada . Cualquier sensor de imagen electrónico se puede digitalizar; esto se logró en 1951. La era moderna en la fotografía digital está dominada por la industria de semiconductores , que evolucionó más tarde. Un hito temprano en semiconductores fue la llegada del sensor de imagen de dispositivo acoplado por carga (CCD) , demostrado por primera vez en abril de 1970; desde entonces, el campo ha avanzado rápidamente, con avances simultáneos en la fabricación fotolitográfica .

Las primeras cámaras digitales de consumo se comercializaron a finales de la década de 1990. ^[1] Los profesionales gravitaron hacia lo digital lentamente, convirtiendo a medida que su trabajo profesional requería el uso de archivos digitales para satisfacer las demandas de una entrega más rápida de lo que los métodos convencionales podían permitir. ^[2] A partir de alrededor de 2000, las cámaras digitales se incorporaron a los teléfonos celulares; en los años siguientes, las cámaras de los teléfonos celulares se generalizaron, particularmente debido a su conectividad con las redes sociales y el correo electrónico . Desde 2010, las cámaras digitales de apuntar y disparar y las DSLR también han encontrado competencia de las cámaras digitales sin espejo , que generalmente brindan una mejor calidad de imagen que las cámaras de apuntar y disparar o las cámaras de los teléfonos celulares, pero son más pequeñas en tamaño y forma que las DSLR típicas. Muchas cámaras sin espejo aceptan lentes intercambiables y tienen funciones avanzadas a través de un visor electrónico, que reemplaza el visor a través del lente de las cámaras réflex de lente única .

Aunque la fotografía digital se ha convertido en una práctica común hace relativamente poco tiempo, a finales del siglo XX se produjeron muchos pequeños avances que condujeron a su creación. La historia de la fotografía digital comenzó en la década de 1950. En 1951, las primeras señales digitales se guardaron en cinta magnética mediante la primera grabadora de vídeo. ^{[3] Seis años después, en 1957,} Russell Kirsch produjo la primera imagen digital mediante un ordenador . Era una imagen de su hijo. ^[4]

El primer sensor de imagen semiconductor fue el dispositivo acoplado a carga (CCD), inventado por los físicos Willard S. Boyle y George E. Smith en Bell Labs en 1969. ^[5] Mientras investigaban el proceso de semiconductores de óxido metálico (MOS), se dieron cuenta de que una carga eléctrica era análoga a una burbuja magnética y que la carga podía almacenarse en un pequeño condensador MOS . Como era bastante sencillo fabricar una serie de condensadores MOS en fila, conectaron un voltaje adecuado a los condensadores para que la carga pudiera pasar de uno al siguiente. ^[6] Este circuito semiconductor se utilizó más tarde en las primeras cámaras de vídeo digitales para retransmisiones de televisión , ^[7] y su invención fue reconocida con un Premio Nobel de Física en 2009. ^[8]

La primera imagen de cerca de Marte se tomó cuando la sonda Mariner 4 sobrevoló el lugar el 15 de julio de 1965, con un sistema de cámara digital diseñado por la NASA y el JPL . En 1976, los aterrizadores gemelos Viking en Marte produjeron las primeras imágenes de la superficie de Marte. El proceso de obtención de imágenes era diferente al de una cámara digital moderna, aunque el resultado era similar; Viking utilizaba una cámara de facsímil escaneada mecánicamente en lugar de un mosaico de elementos sensores de estado sólido . ^[9] Esto produjo una imagen digital que se almacenó en cinta para su posterior transmisión, relativamente lenta, a la Tierra. ^{[10] [11]}

La primera fotografía digital en color publicada fue producida en 1972 por Michael Francis Tompsett utilizando tecnología de sensor CCD y apareció en la portada de la revista Electronics Magazine . Era una imagen de su esposa, Margaret Tompsett. ^[12] La Cromemco Cyclops , una cámara digital desarrollada como un producto comercial e interconectada a una microcomputadora, apareció en la edición de febrero de 1975 de la revista Popular Electronics . Utilizaba tecnología MOS para su sensor de imagen .

Un desarrollo importante en la tecnología de compresión de imágenes digitales fue la transformada de coseno discreta (DCT), una técnica de compresión con pérdida propuesta por primera vez por Nasir Ahmed mientras trabajaba en la Universidad Estatal de Kansas en 1972. ^[13] La compresión DCT se utiliza en el estándar de imagen JPEG , que fue introducido por el Joint Photographic Experts Group en 1992. ^[14] JPEG comprime las imágenes a tamaños de archivo mucho más pequeños y se ha convertido en el formato de archivo de imagen más utilizado . ^[15] El estándar JPEG fue en gran parte responsable de popularizar la fotografía digital. ^[16]

La primera cámara digital autónoma (portátil) fue creada en 1975 por Steven Sasson de Eastman Kodak . ^{[17] [18]} La cámara de Sasson usaba chips de sensores de imagen CCD desarrollados por Fairchild Semiconductor en 1973. ^[19] La cámara pesaba 8 libras (3,6 kg), grababa imágenes en blanco y negro en una cinta de casete, tenía una resolución de 0,01 megapíxeles (10 000 píxeles) y tardaba 23 segundos en capturar su primera imagen en diciembre de 1975. El prototipo de cámara era un ejercicio técnico, no estaba destinado a la producción. ^{[20] Si bien no fue hasta 1981 que} Sony produjo la primera cámara de consumo , se habían sentado las bases para la imagen y la fotografía digitales. ^[21]

La primera cámara réflex digital de un solo objetivo (DSLR) fue el prototipo Nikon SVC presentado en 1986, seguido por la Nikon QV-1000C comercial lanzada en 1988. ^[22] La primera cámara digital ampliamente disponible comercialmente fue la Dycam Model 1 de 1990; también se vendió como Logitech Fotoman. Utilizaba un sensor de imagen CCD, almacenaba imágenes digitalmente y se conectaba directamente a una computadora para descargar imágenes. ^{[23] [24] [25]} Originalmente ofrecidas a fotógrafos profesionales por un precio elevado, a mediados y fines de la década de 1990, debido a los avances tecnológicos, las cámaras digitales estaban comúnmente disponibles para el público en general.

La llegada de la fotografía digital también dio lugar a cambios culturales en el campo de la fotografía. A diferencia de la fotografía con película, ya no se necesitaban cuartos oscuros ni productos químicos peligrosos para la posproducción de una imagen: ahora las imágenes se podían procesar y mejorar desde un ordenador personal. Esto permitió a los fotógrafos ser más creativos con sus técnicas de procesamiento y edición. A medida que el campo se hizo más popular, la fotografía digital y los fotógrafos se diversificaron. La fotografía digital amplió el campo de la fotografía desde un círculo pequeño y algo elitista a uno que abarcaba a muchas personas. ^[26]

El teléfono con cámara ayudó aún más a popularizar la fotografía digital, junto con Internet , las redes sociales , ^[27] y el formato de imagen JPEG. ^[16] Los primeros teléfonos celulares con cámaras digitales incorporadas fueron producidos en 2000 por Sharp y Samsung . ^[28] Pequeños, convenientes y fáciles de usar, los teléfonos con cámara han hecho que la fotografía digital sea omnipresente en la vida diaria del público en general.

Los sensores de imagen son conjuntos de dispositivos electrónicos que convierten la imagen óptica creada por la lente de la cámara en un archivo digital que se almacena en algún dispositivo de memoria digital , dentro o fuera de la cámara. Cada elemento del conjunto de sensores de imagen mide la intensidad de la luz que incide en una pequeña área de la imagen proyectada (un píxel ) y la convierte en un valor digital.

Los dos tipos principales de sensores son los dispositivos de carga acoplada (CCD), en los que la carga fotográfica se desplaza a un convertidor central de carga a voltaje, y los sensores CMOS o de píxeles activos .

La mayoría de las cámaras para el mercado de consumo general crean imágenes en color, en las que cada píxel tiene un valor de color de un espacio de color tridimensional como RGB . Aunque existe tecnología de detección de luz que puede distinguir la longitud de onda de la luz incidente en cada píxel, la mayoría de las cámaras utilizan sensores monocromáticos que solo pueden registrar la intensidad de esa luz, en un amplio rango de longitudes de onda que incluye todo el espectro visible . Para obtener imágenes en color, esas cámaras dependen de filtros de color aplicados sobre cada píxel, normalmente en un patrón Bayer , o (raramente) de filtros móviles o divisores de luz como espejos dicroicos . Las imágenes en escala de grises resultantes se combinan luego para producir una imagen en color. Este paso suele ser realizado por la propia cámara, aunque algunas cámaras pueden proporcionar opcionalmente las imágenes en escala de grises sin procesar en un llamado formato de imagen en bruto .

Sin embargo, algunas cámaras para propósitos especiales, como las que se utilizan para mapeo térmico , visualización con poca luz o captura a alta velocidad , pueden registrar solo imágenes monocromas ( escala de grises ). Las cámaras Leica Monochrom , por ejemplo, optaron por un sensor solo de escala de grises para obtener una mejor resolución y rango dinámico. La reducción de color tridimensional a escala de grises o tono sepia simulado también se puede realizar mediante posprocesamiento digital , a menudo como una opción en la propia cámara. Por otro lado, algunas cámaras multiespectrales pueden registrar más de tres coordenadas de color para cada píxel.

En la mayoría de las cámaras digitales (excepto algunas cámaras de matriz lineal de gama alta y cámaras web sencillas de gama baja ), se utiliza un dispositivo de memoria digital para almacenar imágenes, que pueden transferirse posteriormente a un ordenador. Este dispositivo de memoria suele ser una tarjeta de memoria ; los disquetes y los CD-RW son menos comunes.

Además de tomar fotografías, las cámaras digitales también pueden grabar sonido y vídeo. Algunas funcionan como cámaras web , otras utilizan el estándar PictBridge para conectarse a impresoras sin utilizar un ordenador y algunas pueden mostrar las imágenes directamente en un televisor. De forma similar, muchas videocámaras pueden tomar fotografías fijas y almacenarlas en cintas de vídeo o tarjetas de memoria flash con la misma funcionalidad que las cámaras digitales .

La fotografía digital es un ejemplo del paso de la información analógica a la información digital. En el pasado, la fotografía convencional era un proceso completamente químico y mecánico que no requería electricidad. Ahora, la fotografía moderna es un proceso digital en el que las señales analógicas se convierten y almacenan como datos digitales mediante computadoras integradas. ^[29]

La calidad de una imagen digital es una combinación de varios factores, muchos de los cuales son similares a los de las cámaras de película. El número de píxeles (que normalmente se expresa en megapíxeles , millones de píxeles) es solo uno de los factores principales, aunque es la cifra de mérito más promocionada . Los fabricantes de cámaras digitales publicitan esta cifra porque los consumidores pueden usarla para comparar fácilmente las capacidades de la cámara. Sin embargo, no es el factor principal a la hora de evaluar una cámara digital para la mayoría de las aplicaciones. El sistema de procesamiento dentro de la cámara que convierte los datos sin procesar en una fotografía agradable y con equilibrio de colores suele ser más crítico, por lo que algunas cámaras de 4 megapíxeles o más funcionan mejor que las cámaras de gama alta.

La resolución en píxeles no es la única medida de la calidad de la imagen. Un sensor más grande con la misma cantidad de píxeles generalmente produce una mejor imagen que uno más pequeño. Uno de los beneficios más importantes de esto es la reducción del ruido de la imagen . Esta es una de las ventajas de las cámaras DSLR, que tienen sensores más grandes que las cámaras compactas más simples de la misma resolución.

Otros factores que afectan la calidad de una imagen digital incluyen:

• Calidad de la lente: resolución, distorsión , dispersión (ver Lente (óptica) )
• Medio de captura: CMOS, CCD, película negativa , película reversible
• Formato de captura: recuento de píxeles, tipo de archivo digital ( RAW , TIFF , JPEG ), formato de película ( película de 135 , película de 120 ), ^{[ aclaración necesaria ]} relación de aspecto
• Procesamiento: procesamiento digital o químico de “negativo” e “impresión”

La cantidad de píxeles n para una resolución máxima dada ( w píxeles horizontales por h píxeles verticales) es el producto n = w × h . Por ejemplo, una imagen de 1600 × 1200 píxeles tiene 1.920.000 píxeles, o 1,92 megapíxeles.

El número de píxeles indicado por los fabricantes puede ser engañoso, ya que puede no ser el número de píxeles a todo color. En el caso de las cámaras que utilizan sensores de imagen de un solo chip , el número indicado es el número total de fotosensores sensibles a un solo color, ya sea que tengan diferentes ubicaciones en el plano, como en el caso del sensor Bayer , o en pilas de tres fotosensores ubicados conjuntamente, como en el caso del sensor Foveon X3 . Sin embargo, las imágenes tienen diferentes números de píxeles RGB: las cámaras con sensor Bayer producen tantos píxeles RGB como fotosensores mediante desmosaico (interpolación), mientras que los sensores Foveon producen archivos de imagen sin interpolación con un tercio de los píxeles RGB que los fotosensores. Las comparaciones de las clasificaciones de megapíxeles de estos dos tipos de sensores a veces son objeto de disputa. ^[30]

El aumento relativo en el detalle que resulta de un aumento en la resolución se compara mejor observando el número de píxeles a lo ancho (o a lo largo) de la imagen, en lugar del número total de píxeles en el área de la imagen. Por ejemplo, un sensor de 2560 × 1600 elementos de sensor se describe como "4 megapíxeles" (2560 × 1600 = 4.096.000). Aumentar a 3200 × 2048 aumenta los píxeles en la imagen a 6.553.600 (6,5 megapíxeles), un factor de 1,6, pero los píxeles por cm en la imagen (en el mismo tamaño de imagen) aumentan solo 1,25 veces. Una medida del aumento comparativo en la resolución lineal es la raíz cuadrada del aumento en la resolución del área (es decir, megapíxeles en toda la imagen).

Tanto los sistemas de imágenes digitales como los de película tienen un " rango dinámico " limitado: el rango de luminosidad que se puede reproducir con precisión. Las altas luces del sujeto que son demasiado brillantes se representan en blanco, sin detalles ( sobreexposición ); las sombras que son demasiado oscuras se representan en negro ( subexposición ). La pérdida de detalle en las altas luces no es abrupta con película, ni en sombras oscuras con sensores digitales. El "quemado de altas luces" de los sensores digitales no suele ser abrupto en las imágenes de salida debido al mapeo de tonos necesario para ajustar su amplio rango dinámico al rango dinámico más limitado de la salida (ya sea visualización SDR o impresión). Debido a que los elementos del sensor para diferentes colores se saturan a su vez, puede haber un cambio de tono o saturación en las altas luces quemadas.

Algunas cámaras digitales pueden mostrar estas zonas de luz quemadas en la revisión de la imagen, lo que permite al fotógrafo volver a tomar la fotografía con una exposición modificada. Otras compensan el contraste total de una escena exponiendo selectivamente los píxeles más oscuros durante más tiempo. Fujifilm utiliza una tercera técnica en su DSLR FinePix S3 Pro : el sensor de imagen contiene fotodiodos adicionales de menor sensibilidad que los principales; estos conservan los detalles en las partes de la imagen que son demasiado brillantes para el sensor principal.

Las imágenes de alto rango dinámico (HDR) abordan este problema al aumentar el rango dinámico de las imágenes ya sea

• aumentando el rango dinámico del sensor de imagen, o
• utilizando horquillado de exposición y posprocesamiento de imágenes separadas para crear una única imagen con un rango dinámico mayor.

Muchos teléfonos con cámara y la mayoría de las cámaras digitales utilizan tarjetas de memoria con memoria flash para almacenar datos de imágenes. La mayoría de las tarjetas para cámaras independientes son de formato Secure Digital (SD) o el antiguo formato CompactFlash (CF); otros formatos son poco comunes. El formato de tarjeta XQD fue la última forma nueva de tarjeta, destinada a videocámaras de alta definición y cámaras fotográficas digitales de alta resolución. La mayoría de las cámaras digitales modernas también utilizan una memoria interna de capacidad limitada para almacenar fotografías temporalmente, independientemente de si la cámara está equipada o no con una tarjeta de memoria. Estas fotografías se pueden transferir más tarde a una tarjeta de memoria o a un dispositivo externo.

Las tarjetas de memoria pueden almacenar una gran cantidad de fotografías y solo requieren atención cuando la tarjeta de memoria está llena. Para la mayoría de los usuarios, esto significa cientos de fotografías de calidad almacenadas en la misma tarjeta de memoria. Las imágenes se pueden transferir a otros medios para archivarlas o para uso personal. Las tarjetas con alta velocidad y capacidad son adecuadas para el modo de vídeo y ráfaga (capturar varias fotografías en rápida sucesión).

Dado que los fotógrafos dependen de la integridad de los archivos de imagen, es importante cuidar adecuadamente las tarjetas de memoria. Uno de los procesos es el formateo de la tarjeta , que básicamente implica escanearlas para detectar posibles errores. Una recomendación común es formatear las tarjetas después de transferir sus imágenes a una computadora. Dado que todas las cámaras solo realizan un formateo rápido de las tarjetas, es recomendable realizar ocasionalmente un formateo más completo utilizando el software adecuado en una computadora.

La principal ventaja de las cámaras digitales de consumo es el bajo coste recurrente, ya que los usuarios no necesitan comprar película fotográfica. Los costes de procesamiento pueden reducirse o incluso eliminarse. Las cámaras digitales también suelen ser más fáciles de transportar y utilizar que las cámaras de película comparables, y se adaptan más fácilmente al uso moderno de las fotografías. Algunas, especialmente las que tienen teléfonos inteligentes , pueden enviar sus fotografías directamente al correo electrónico, a páginas web o a otros medios de distribución electrónica.

En el uso profesional, las cámaras digitales ofrecen muchas ventajas en velocidad, precisión, flexibilidad, facilidad y costo.

• Inmediatez : la revisión y eliminación de imágenes es posible de inmediato; la iluminación y la composición se pueden evaluar inmediatamente, lo que en última instancia ahorra espacio de almacenamiento.
• Flujo de trabajo más rápido : las herramientas de gestión (color y archivo), manipulación e impresión son más versátiles que los procesos de película convencionales. Sin embargo, el procesamiento por lotes de archivos RAW puede llevar mucho tiempo, incluso en una computadora rápida.
• Ingesta de imágenes más rápida : no tomará más que unos pocos segundos transferir un archivo RAW de alta resolución desde una tarjeta de memoria, en comparación con los muchos minutos que lleva escanear una película con un escáner de alta calidad.
• Flash : el uso del flash en las imágenes puede proporcionar un aspecto diferente, como por ejemplo la iluminación de la imagen. ^{[ ¿relevante? ]}
• Mayor cantidad de imágenes : lo que permite sesiones fotográficas más prolongadas sin cambiar los rollos de película. Para la mayoría de los usuarios, una sola tarjeta de memoria es suficiente para la vida útil de la cámara, mientras que los rollos de película son un gasto recurrente en las cámaras de película.
• Precisión y reproducibilidad del procesamiento : dado que el procesamiento en el dominio digital es puramente numérico, el procesamiento de imágenes mediante algoritmos deterministas (no aleatorios) es perfectamente reproducible y elimina las variaciones comunes en el procesamiento fotoquímico y permite técnicas de procesamiento que de otro modo serían difíciles o poco prácticas.
• Manipulación digital : una imagen digital se puede modificar y manipular mucho más fácil y rápidamente que con los métodos tradicionales de impresión y negativos.

Fabricantes como Nikon y Canon han promovido la adopción de cámaras réflex digitales de un solo objetivo (DSLR) por parte de los fotoperiodistas . Las imágenes capturadas con 2 megapíxeles o más se consideran de calidad suficiente para imágenes pequeñas en la reproducción de periódicos o revistas. Las imágenes de 8 a 24 megapíxeles que se encuentran en las SLR digitales modernas, cuando se combinan con lentes de alta gama, pueden aproximarse al detalle de las impresiones en película de las SLR basadas en película de 35 mm . ^{[ cita requerida ]}

• Aliasing : como sucede con cualquier señal muestreada, la combinación de la estructura periódica de píxeles de los sensores de imágenes electrónicos comunes y la estructura periódica de los objetos fotografiados (normalmente, objetos creados por el hombre) puede provocar artefactos de aliasing objetables , como colores falsos cuando se utilizan cámaras que utilizan un sensor de patrón Bayer . El aliasing también está presente en la película, pero normalmente se manifiesta de formas menos obvias (como una mayor granularidad ) debido a la estructura de grano estocástica (muestreo estocástico) de la película.
• Dependencia de la electricidad : las cámaras digitales no pueden funcionar sin electricidad, que normalmente se obtiene a través de una batería. En cambio, existían muchas cámaras mecánicas con película, como la Leica M2 . Estos dispositivos sin batería presentaban ventajas sobre los dispositivos digitales en condiciones difíciles o remotas.
• Tamaño de sensor limitado : un desafío persistente en la fabricación de semiconductores es que los chips mucho más grandes que 1 cm2 ^son costosos de producir sin defectos , lo que limita los formatos de sensores de imagen grandes compatibles con la óptica tradicional de 35 mm a los mercados profesionales y de consumo masivo .

Ruido y grano en la imagen

El ruido en la imagen de una cámara digital a veces puede ser visualmente similar al grano de la película en una cámara de película.

Velocidad de uso

Las cámaras digitales de principios del siglo XX tenían un largo retraso de inicio en comparación con las cámaras de película (es decir, el retraso desde que se encienden hasta que están listas para tomar la primera fotografía), pero este ya no es el caso de las cámaras digitales modernas, que tienen tiempos de inicio inferiores a 1/4 de segundo.

Velocidad de cuadros

Mientras que algunas cámaras de película pueden alcanzar hasta 14 cuadros por segundo (fps), como la Canon F-1 con su raro motor de alta velocidad, las cámaras DSLR profesionales pueden tomar fotografías fijas a las velocidades de cuadro más altas . Mientras que la tecnología SLT de Sony permite velocidades de hasta 12 fps, la Canon EOS-1D X puede tomar fotografías fijas a una velocidad de 14 fps. La Nikon F5 está limitada a 36 cuadros continuos (la duración de la película) sin el engorroso respaldo de película, mientras que la Nikon D5 digital puede capturar más de 100 imágenes RAW de 14 bits antes de que se deba borrar su búfer y se pueda utilizar el espacio restante en el medio de almacenamiento .

Longevidad de la imagen

Según los materiales y la forma en que se almacenen, las películas y las copias fotográficas analógicas pueden desteñirse con el paso del tiempo. De manera similar, los soportes en los que se almacenan o imprimen imágenes digitales pueden deteriorarse o corromperse, lo que provoca la pérdida de la integridad de la imagen.

Reproducción del color

La reproducción del color ( gama cromática ) depende del tipo y la calidad de la película o del sensor utilizado, así como de la calidad del sistema óptico y del procesamiento de la película. Las distintas películas y sensores tienen una sensibilidad cromática diferente; el fotógrafo debe conocer su equipo, las condiciones de iluminación y los medios utilizados para garantizar una reproducción precisa del color. Muchas cámaras digitales ofrecen el formato RAW (datos del sensor), que permite elegir la gama cromática en la etapa de revelado independientemente de los ajustes de la cámara.

Sin embargo, incluso en formato RAW, el sensor y la dinámica de la cámara solo pueden capturar colores dentro de la gama compatible con el hardware. Cuando esa imagen se transfiere para su reproducción en cualquier dispositivo, la gama más amplia que se puede lograr es la que admite el dispositivo final. En el caso de un monitor, es la gama del dispositivo de visualización. En el caso de una impresión fotográfica, es la gama del dispositivo que imprime la imagen en un tipo específico de papel.

Los fotógrafos profesionales a menudo utilizan monitores especialmente diseñados y calibrados que les ayudan a reproducir el color de forma precisa y consistente.

La mayoría de las cámaras digitales compactas tienen una relación de aspecto de 1,33 (4:3), la misma que la televisión analógica o las primeras películas. Sin embargo, la relación de aspecto de una imagen de 35 mm es de 1,5 (3:2). Varias cámaras digitales ^{[ cuantificar ]} toman fotografías en cualquiera de las dos relaciones. Casi todas las SLR digitales toman fotografías en una relación de aspecto de 3:2, ya que la mayoría pueden utilizar lentes diseñadas para película de 35 mm. Algunos laboratorios fotográficos imprimen fotografías en papel con una relación de aspecto de 4:3, además del 3:2 existente.

En 2005, Panasonic lanzó la primera cámara de consumo con una relación de aspecto nativa de 16:9, similar a la de HDTV . Es similar a una relación de aspecto de 7:4, que era un tamaño común para las películas APS.

Las distintas relaciones de aspecto son una de las razones por las que los consumidores tienen problemas a la hora de recortar fotografías. Una relación de aspecto de 4:3 se traduce en un tamaño de 4,5" × 6,0". Esto supone una pérdida de media pulgada al imprimir en el tamaño "estándar" de 4" × 6", una relación de aspecto de 3:2. Se produce un recorte similar al imprimir en otros tamaños, como 5" × 7", 8" × 10" o 11" × 14".

A finales de 2002, las cámaras digitales más baratas en Estados Unidos se conseguían por unos 100 dólares ( USD ). ^[31] Al mismo tiempo, muchas tiendas de descuento con laboratorios fotográficos introdujeron una "interfaz digital" que permitía a los consumidores obtener impresiones químicas reales (en lugar de impresiones con inyección de tinta) en una hora. Estos precios eran similares a los de las impresiones realizadas a partir de negativos de película.

En julio de 2003, las cámaras digitales entraron en el mercado de las cámaras desechables con el lanzamiento de la Ritz Dakota Digital , una cámara digital con sensor CMOS de 1,2 megapíxeles (1280 × 960) que costaba sólo 11 dólares. Siguiendo el conocido concepto de un solo uso que se utilizaba desde hacía tiempo con las cámaras de película, Ritz diseñó la Dakota Digital para un solo uso. Cuando se alcanza el límite preprogramado de 25 fotografías, la cámara se devuelve a la tienda y el consumidor recibe copias y un CD-ROM con sus fotografías. A continuación, la cámara se restaura y se revende.

Desde la introducción de la Dakota Digital, han aparecido varias cámaras digitales desechables similares. La mayoría de las cámaras digitales desechables son casi idénticas a la Dakota Digital original en cuanto a especificaciones y funciones, aunque unas pocas incluyen especificaciones superiores y funciones más avanzadas (como resoluciones de imagen más altas y pantallas LCD). La mayoría, si no todas, de estas cámaras digitales desechables cuestan menos de 20 dólares, sin incluir el procesamiento. Sin embargo, la enorme demanda de cámaras digitales complejas a precios competitivos ha provocado a menudo atajos en la fabricación, como lo demuestra un gran aumento de las quejas de los clientes sobre el mal funcionamiento de las cámaras, los altos precios de las piezas y la corta vida útil. Algunas cámaras digitales ofrecen solo una garantía de 90 días.

Desde 2003, las cámaras digitales han superado en ventas a las cámaras de película. ^[32] Los precios de las cámaras compactas de 35 mm han caído y los fabricantes han subcontratado aún más sus productos a países como China. Kodak anunció en enero de 2004 que ya no vendería cámaras de película de marca Kodak en el mundo desarrollado . ^[33] En enero de 2006, Nikon siguió su ejemplo y anunció que detendría la producción de todos los modelos de sus cámaras de película, excepto dos. Continuarán produciendo la Nikon FM10 de gama baja y la Nikon F6 de gama alta . En el mismo mes, Konica Minolta anunció que se retiraba por completo del negocio de las cámaras. El precio de las cámaras compactas de 35 mm y Advanced Photo System (APS) ha caído, probablemente debido a la competencia directa de las cámaras digitales y la disponibilidad resultante de cámaras de película de segunda mano. ^[34] Pentax ha reducido, pero no detenido, la producción de cámaras de película. ^[35] La tecnología ha mejorado tan rápidamente que una de las cámaras de película de Kodak fue descontinuada antes de que le otorgaran el premio "cámara del año" más tarde ese mismo año.

La caída de las ventas de cámaras de película también ha provocado una caída de las compras de película para dichas cámaras. En noviembre de 2004, una división alemana de Agfa-Gevaert , AgfaPhoto, se escindió. En seis meses se declaró en quiebra. Konica Minolta Photo Imaging, Inc., dejó de producir película y papel en color en todo el mundo el 31 de marzo de 2007. Además, en 2005, Kodak empleaba a menos de un tercio de los empleados que tenía veinte años antes. No se sabe si estas pérdidas de empleo en la industria cinematográfica se han compensado en la industria de la imagen digital. Las cámaras digitales han diezmado la industria de la fotografía en película a través de la disminución del uso de los costosos rollos de película y los productos químicos de revelado que antes se requerían para revelar las fotos. Esto ha tenido un efecto dramático en empresas como Fuji , Kodak y Agfa . Muchas tiendas que antes ofrecían servicios de acabado fotográfico o vendían película ya no lo hacen, o han experimentado un tremendo declive. En 2012, Kodak se declaró en quiebra después de luchar por adaptarse a la cambiante industria. ^[36]

Las ventas de cámaras digitales alcanzaron su punto máximo en marzo de 2012, con un promedio de alrededor de 11 millones de unidades al mes, pero las ventas han disminuido significativamente desde entonces. Para marzo de 2014, se compraron alrededor de 3 millones cada mes, aproximadamente el 30 por ciento del total de ventas máximas. La disminución puede haber tocado fondo, con un promedio de ventas rondando los 3 millones al mes. El principal competidor son los teléfonos inteligentes , la mayoría de los cuales tienen cámaras digitales incorporadas y se mejoran rutinariamente. Como la mayoría de las cámaras digitales, también ofrecen la capacidad de grabar videos. ^[37] Si bien los teléfonos inteligentes continúan mejorando a nivel técnico, su factor de forma no está optimizado para su uso como cámara, y la duración de su batería suele ser más limitada en comparación con una cámara digital.

La fotografía digital también ha tenido algunos efectos positivos en el mercado. La creciente popularidad de productos como los marcos de fotos digitales y las impresiones en lienzo es un resultado directo de la creciente popularidad de la fotografía digital.

La fotografía digital ha hecho que la fotografía esté disponible para un grupo más amplio de personas. Las nuevas tecnologías y los programas de edición disponibles para los fotógrafos han cambiado la forma en que las fotografías se presentan al público. Las fotografías pueden ser manipuladas en gran medida o retocadas con Photoshop para que se vean completamente diferentes de las originales. Hasta la llegada de la cámara digital, los fotógrafos aficionados utilizaban película impresa o diapositivas para sus cámaras. Las diapositivas debían revelarse y mostrarse al público utilizando un proyector de diapositivas . La fotografía digital eliminó la demora y el costo de la película. Los consumidores pudieron ver, transferir, editar y distribuir imágenes digitales con computadoras domésticas comunes en lugar de usar equipos especializados.

Los teléfonos con cámara han tenido recientemente un gran impacto en la fotografía. Los usuarios pueden configurar sus teléfonos inteligentes para que carguen productos a Internet, conservando las imágenes incluso si se destruye la cámara o se borran las fotos. Algunas tiendas de fotografía en las calles principales tienen quioscos de autoservicio que permiten imprimir imágenes directamente desde los teléfonos inteligentes a través de la tecnología Bluetooth .

Los archivistas e historiadores han observado la naturaleza transitoria de los medios digitales. A diferencia de las películas y los impresos, que son tangibles, el almacenamiento de imágenes digitales está en constante cambio, y los medios antiguos y el software de decodificación se vuelven obsoletos o inaccesibles para las nuevas tecnologías. A los historiadores les preocupa que esto esté creando un vacío histórico en el que la información se está perdiendo silenciosamente en medios digitales fallidos o inaccesibles. Recomiendan que los usuarios profesionales y aficionados desarrollen estrategias para la conservación digital migrando las imágenes digitales almacenadas de las tecnologías antiguas a las nuevas. ^[38] Los aficionados a los álbumes de recortes que pueden haber utilizado películas para crear memorias artísticas y personales pueden necesitar modificar su enfoque para utilizar y personalizar los álbumes de fotos digitales, conservando así las cualidades especiales de los álbumes de fotos tradicionales.

La web ha sido un medio popular para almacenar y compartir fotos desde que Tim Berners-Lee publicó la primera fotografía en línea en 1992 (una imagen de la banda de música del CERN Les Horribles Cernettes ). Hoy en día, millones de personas utilizan sitios para compartir fotos como Flickr , Picasa y PhotoBucket , así como sitios web sociales , para compartir sus imágenes. La fotografía digital y las redes sociales permiten a las organizaciones y corporaciones hacer que las fotografías sean más accesibles para una población mayor y más diversa. Por ejemplo, National Geographic Magazine tiene cuentas en Twitter, Snapchat, Facebook e Instagram, cada una de las cuales incluye contenido dirigido a las audiencias específicas que se encuentran en su plataforma. ^[39]

La fotografía digital también ha tenido impacto en otros campos, como la medicina. Ha permitido a los médicos ayudar a diagnosticar la retinopatía diabética y se utiliza en los hospitales para diagnosticar y tratar otras enfermedades. ^[40]

En el arte digital y el arte multimedia , las fotografías digitales suelen editarse, manipularse o combinarse con otras imágenes digitales . La escanografía es un proceso relacionado en el que se crean fotografías digitales utilizando un escáner.

Las nuevas tecnologías en cámaras digitales y edición por ordenador afectan a la forma en que se perciben las imágenes fotográficas. La capacidad de crear y fabricar imágenes realistas digitalmente (en lugar de fotos sin retoques) cambia la percepción que tiene el público de la "verdad" en la fotografía digital. ^[41] La manipulación digital permite que las fotografías ajusten la percepción de la realidad, tanto pasada como presente, y, por lo tanto, moldeen la identidad, las creencias y las opiniones de las personas.

En sus inicios, la fotografía se utilizaba principalmente para preservar físicamente el patrimonio familiar. Ahora se ha convertido en una parte clave de la identidad individual en el siglo XXI. ^[42] Los usuarios de Internet a menudo fotografían y publican personalmente imágenes que giran en torno a las formas en que desean expresarse personalmente y a su estética elegida. ^[42] Con la invención de la fotografía digital, las fotografías se volvieron menos destructibles y más fáciles de mantener a lo largo de los años, y se pueden guardar en todo tipo de dispositivos digitales. La fotografía digital hizo avanzar el uso de las fotografías para la comunicación y la identidad en lugar de como un medio para recordar. ^[42]

El acceso generalizado a la fotografía digital ha influido enormemente en el comportamiento social. La frase "fotos o no sucedió" refleja la idea de que las experiencias de vida de uno solo pueden ser verificadas por otros a través de fotografías. ^[43]

Los filtros se utilizan habitualmente en la fotografía digital social, algunos de los cuales reflejan el vacío nostálgico que dejó la desaparición de la fotografía con película. Los filtros que emulaban los efectos analógicos tradicionales (como el grano de la película, los arañazos, el desvanecimiento y los bordes de las polaroid) crecieron enormemente en popularidad junto con la idea de la fotografía social, el intercambio casual de imágenes cotidianas. ^[43] Las fotos sociales se diferencian de la fotografía "real" en que no están destinadas a tener el mismo valor o las mismas cualidades artísticas. ^[43]

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A día de hoy, los avances en fotografía digital se han disparado debido a la introducción de las cámaras sin espejo. ^[44] Debido a su tecnología de vanguardia, portabilidad y versatilidad, al ser más compactas e innovadoras, las cámaras sin espejo son las preferidas. Con sus controles manuales, configuraciones ajustables, lentes intercambiables y tener un visor electrónico o pantalla LCD ^[45] para mostrar imágenes directamente desde el sensor, ^[46] las cámaras sin espejo tienen la ventaja sobre las DSLR. ^[47] Si bien las cámaras sin espejo también brindan un enfoque automático rápido, operaciones silenciosas y velocidades de disparo rápidas, también tienen algunos inconvenientes, como una gama restringida de lentes y una duración de batería más corta. Sin embargo, el progreso aún continúa. A partir de 2024, los avances continuos en la tecnología sin espejo continúan abordando estas limitaciones, consolidando su posición como una opción líder para los fotógrafos. ^[48]

El auge de las cámaras sin espejo ha cambiado la fotografía digital. Estas cámaras son populares por su tecnología moderna, portabilidad y versatilidad. A diferencia de las DSLR, las cámaras sin espejo tienen visores electrónicos o pantallas LCD para obtener una vista previa de las fotos y controles manuales. Son más pequeñas y livianas, pero pueden tener menos opciones de lentes y una vida útil de batería más corta. Las mejoras continuas las están haciendo aún mejores. ^[49] Las cámaras sin espejo brindan a los fotógrafos nuevas formas de disparar, como ver vistas previas en la pantalla LCD. ^[50] Las cámaras sin espejo trajeron grandes cambios a la fotografía. No tienen las partes voluminosas de las DSLR, por lo que son más pequeñas y fáciles de transportar. ^[51] También son silenciosas, buenas para tomas discretas como bodas o fotografía de vida silvestre. ^[51] Los visores electrónicos muestran detalles como la exposición y el enfoque, lo que ayuda a los fotógrafos a tomar mejores fotografías. ^[48] Los nuevos sistemas de enfoque automático hacen que capturar sujetos en movimiento sea más fácil y preciso. ^[52] En resumen, las cámaras sin espejo están cambiando la fotografía con su tamaño compacto, funciones avanzadas y funcionamiento silencioso. A medida que mejoran, se están convirtiendo en herramientas esenciales para los fotógrafos. ^[53]

La investigación y el desarrollo continúan perfeccionando la iluminación, la óptica, los sensores, el procesamiento, el almacenamiento, la visualización y el software utilizados en la fotografía digital. A continuación, se muestran algunos ejemplos:

• Se pueden crear modelos 3D a partir de colecciones de imágenes normales . La escena resultante se puede ver desde nuevos puntos de vista, pero la creación del modelo requiere un gran esfuerzo computacional. Un ejemplo es Photosynth de Microsoft , que proporcionó algunos modelos de lugares famosos como ejemplos. ^[54]
• Las fotografías panorámicas se pueden crear directamente en la cámara sin necesidad de ningún procesamiento externo. Algunas cámaras cuentan con una función de panorama 3D que combina fotografías tomadas con un solo objetivo desde diferentes ángulos para crear una sensación de profundidad.
• Fotografía de realidad virtual , la visualización interactiva de fotografías.
• Existen cámaras y pantallas de alto rango dinámico disponibles comercialmente. Se están desarrollando sensores con un rango dinámico superior a 1.000.000:1 y también hay software disponible para combinar múltiples imágenes no HDR (capturadas con diferentes exposiciones ) en una imagen HDR.
• El desenfoque de movimiento se puede eliminar drásticamente mediante un obturador parpadeante (un obturador parpadeante que agrega una firma al desenfoque, que el posprocesamiento reconoce). ^[55] Todavía no está disponible comercialmente.
• Las técnicas avanzadas de bokeh utilizan un sistema de hardware de dos sensores, uno para tomar la fotografía como de costumbre mientras que el otro registra la información de profundidad. El efecto bokeh y el reenfoque se pueden aplicar a una imagen después de tomar la fotografía. ^[56]
• En cámaras o videocámaras avanzadas, manipular la sensibilidad del sensor con dos o más filtros de densidad neutra .
• El reflejo especular de un objeto se puede capturar mediante luces y sensores controlados por ordenador. Esto es necesario para crear imágenes atractivas de pinturas al óleo , por ejemplo. Todavía no está disponible comercialmente, pero algunos museos están empezando a utilizarlo.
• Los sistemas de reducción de polvo ayudan a mantener el polvo alejado de los sensores de imagen. Originalmente, se introdujeron solo en algunas cámaras como las DSLR de Olympus, pero ahora se han convertido en un estándar en la mayoría de los modelos y marcas de cámaras con lentes desmontables, excepto las de gama baja o económicas.

Otras áreas de progreso incluyen sensores mejorados, software más potente, procesadores de cámara avanzados (que a veces utilizan más de un procesador; por ejemplo, la cámara Canon 7D tiene dos procesadores Digic 4), pantallas de gama ampliada , GPS y Wi-Fi integrados e iluminación controlada por computadora.

• Fotografía digital: preguntas frecuentes