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Cómo evitar el ruido excesivo en condiciones de baja iluminación: las funciones de reducción del ruido de las cámaras EOS y EOS Cinema

No hay que temer niveles de ruido demasiado altos al fotografiar en condiciones de baja iluminación. Los expertos de Canon explican las tecnologías y opciones de reducción del ruido de las últimas cámaras EOS y EOS Cinema.
Silueta de un hombre de perfil frente a un cielo crepuscular apuntando con una cámara.

Fotografiar con una ISO alta en condiciones de baja iluminación solo sirve si quieres mucho ruido en la imagen. Sin embargo, en muchos casos, la estabilidad que ofrece la combinación de un objetivo con estabilización de imagen y el IS integrado en el cuerpo de la EOS R5 de Canon permite evitar que se fuerce la ISO demasiado. «En los viejos tiempos, la solución era recurrir a un trípode», comenta Mike Burnhill, de Canon Europe. «Pero los trípodes no siempre son prácticos. Así que la posibilidad de fotografiar sin trípode, con una velocidad de obturación más lenta a una ISO más baja, abre todo un abanico de posibilidades».

El ruido de la imagen es un problema que siempre afecta a los fotógrafos y videógrafos cuando disparan en condiciones de baja iluminación. Pero no dejes que el miedo al ruido te frene: gracias a las tecnologías y funciones que incorporan ahora las cámaras EOS y EOS Cinema de Canon, es más manejable que nunca.

No te equivoques: hay «grano» aleatorio o estática visual en todas las imágenes digitales, pero es más evidente si utilizas ajustes ISO (o de ganancia) altos o una exposición larga, porque en las condiciones de disparo que requieren estos ajustes, hay una relación más pobre entre la información de la imagen y el ruido. Al subir la ISO, se amplifica tanto la información como el ruido, lo que lo hace más evidente. Del mismo modo, recuperar los detalles de las sombras en posproducción parece ocasionar ruido, pero en realidad solo visibiliza el ruido que siempre ha estado presente en la imagen: por definición, las sombras son zonas en las que ha llegado menos luz al sensor y hay menos datos de imagen en proporción al ruido.

Por tanto, ¿se puede minimizar o reducir el ruido en las imágenes y los vídeos capturados en condiciones de baja iluminación? He aquí una guía rápida de las tecnologías y opciones de reducción del ruido, en especial las que están disponibles en las cámaras Canon.

«Básicamente, hay dos tipos de ruido», comenta Mike Burnhill, especialista de productos sénior en Canon Europe. «En primer lugar, está el tipo de ruido que se crea en la fase previa a la captura por fenómenos electromagnéticos inherentes, como el ruido de disparo de fotones o la diafonía. En Canon, siempre intentamos reducir este tipo de ruido rediseñando los sensores para mejorar la relación entre señal y ruido.

«Luego está el tipo de ruido que se genera durante el procesamiento digital de la imagen, que puede separarse en ruido de crominancia y ruido de luminancia». Estos dos tipos de ruido pueden abordarse con la reducción de ruido, aplicable en la cámara o mediante software. Las funciones de reducción de ruido de las actuales cámaras EOS y EOS Cinema de Canon son más sofisticadas que nunca. Y la potencia de procesamiento que se obtiene con un ordenador y un software, como el Digital Photo Professional (DPP) gratuito de Canon, permite obtener una mayor reducción del ruido.
Imagen en condiciones de baja iluminación de un paisaje de colinas escarpadas que se asoman por detrás de una masa de agua. La mitad derecha, tomada con una sensibilidad ISO alta, muestra mucho más ruido.

El ruido es un problema habitual en las imágenes con sensibilidad ISO alta. La mitad izquierda de esta imagen se tomó con ISO 100 a una velocidad de obturación de 2,6 s, pero la larga exposición ha provocado que el agua en movimiento aparezca borrosa. La mitad derecha se tomó a una velocidad de obturación de 1/125 s, pero para que entrara suficiente luz a esta velocidad de obturación, se aumentó la ISO a 25 600. Así se han captado más detalles de la superficie del agua, pero ha aumentado mucho el ruido de la imagen, que se nota especialmente en el cielo. Ambas imágenes tomadas con una EOS 850D y un objetivo EF 16-35mm f/2.8L II USM de Canon (al que ahora sucede el EF 16-35mm f/2.8L III USM) a 23 mm y f/8.

Una cámara EOS R6 de Canon sin objetivo, para que se vea el sensor Full Frame.

Una mayor relación entre señal y ruido permitirá conseguir imágenes más limpias (la «señal» es la información de la imagen captada por la cámara). «En principio, todo se reduce al tamaño de los píxeles, es decir, a los fotorreceptores o "fuentes de luz" del sensor», explica Mike. «En un sensor similar, cuanto más grande sea la fuente de luz, más fotones podrá absorber y mejor será su relación entre señal y ruido». Esto es importante para el excelente rendimiento de la EOS R6 de Canon en condiciones de baja iluminación: su sensor Full Frame de 20,1 MP presenta menos píxeles repartidos por el área del sensor que un sensor Full Frame de 45 MP, lo que debe a que son más grandes.

Uso de la reducción de ruido en la cámara

Las últimas cámaras EOS, como la EOS R5 y la EOS R6 de Canon, incorporan tres tipos de reducción de ruido automática: sensibilidad ISO alta, multidisparo y exposición larga.

A pesar de su nombre, la reducción de ruido de alta sensibilidad ISO puede aplicarse a todos los ajustes ISO, aunque se notan más sus efectos en sensibilidades ISO más altas. «Cada cámara tiene patrones de crominancia y luminancia configurados en el sistema», explica Mike. «Estos preajustes, diseñados por nuestros ingenieros, se basan en las especificaciones del sensor y los ajustes ISO. Básicamente, indican a la cámara que cuando se toma un JPEG a una determinada sensibilidad ISO, debe aplicarse un valor específico de reducción del ruido».

Se puede establecer la intensidad general de la reducción de ruido de alta sensibilidad en tres niveles, pero no se pueden configurar con precisión los ajustes de crominancia y luminancia de la misma manera que se puede hacer en un software como DPP. «Los preajustes tienen que estar preconfigurados para aumentar la velocidad», comenta Mike. «Por ejemplo, cuando estás grabando un partido de fútbol a 30 fps con la EOS R3 de Canon, tienes que disponer de un ajuste preestablecido que haga todo el proceso instantáneo».
Captura de pantalla de Digital Photo Professional que muestra la silueta de unos árboles al anochecer, con los controles de reducción de ruido a la derecha.

Las opciones de reducción de ruido del software Digital Photo Professional de Canon, que te serán útiles independientemente de la cámara que hayas utilizado, te permiten controlar el ruido de crominancia (color), por un lado, y el ruido de luminancia (brillo), por otro. «Si utilizas una cámara de alta resolución, es posible que quieras aplicar un poco más de reducción de ruido de luminancia, ya que podrías asumir el cambio de la resolución», sugiere Mike. «Pero cuando tienes una cámara de menor resolución, reducir el ruido de luminancia puede causar que pierdas más detalles».

Ilustración trasversal de una cámara EOS R3 de Canon, que muestra la montura del objetivo RF y el sensor de la cámara.

El diseño del sensor retroiluminado de la EOS R3 permite que una mayor parte de los circuitos del procesador estén dentro del propio sensor. «Poder acercar los convertidores A/D reduce la posibilidad de que se produzcan interferencias y se genere más ruido antes de convertirla en una señal procesada digitalmente», explica Mike.

Al igual que la reducción de ruido de alta sensibilidad ISO, la reducción de ruido con multidisparo solo puede aplicarse a los archivos JPEG en la cámara. «Es una técnica que podría funcionar con archivos RAW, pero se trata de hacer todo el proceso más fácil y rápido», comenta Mike.

«La reducción de ruido con multidisparo es un proceso similar al apilamiento de enfoques, ya que requiere que se apilen y comparen varias imágenes tomadas desde la misma posición. Entonces, la cámara es capaz de eliminar el ruido aleatorio manteniendo solo los datos que están en el mismo lugar en cada fotograma.

«Esta es la razón por la que este tipo de reducción del ruido está diseñado solo para objetos estáticos. Cualquier sujeto que se mueva entre los fotogramas podría verse como ruido y quedar fuera».
La reducción de ruido en largas exposiciones se puede utilizar tanto para archivos JPEG como RAW. Requiere una segunda exposición en la cámara para mapear el ruido de patrón fijo generado durante una exposición larga. «Realmente, el proceso es una versión moderna de la eliminación de fotogramas oscuros», explica Mike. «Requiere que se tomen dos fotos, una tras otra, pero con la tapa del objetivo colocada en una de las tomas. Sin embargo, en el caso de las cámaras EOS actuales, el obturador se cierra automáticamente para la segunda exposición». Al no llegar la luz al sensor, esta toma solo contendrá un patrón de ruido.

«La cámara compara el ruido del fotograma oscuro con el de la imagen, de modo que puede detectar cualquier píxel atascado o ruido generado aleatoriamente por el sistema y no por la cámara».

Es posible que el calor generado por la cámara durante una exposición larga produzca interferencias, y Mike aconseja dejar que la cámara se enfríe un poco entre las tomas. «Algo tan sencillo como desplegar la pantalla puede ayudar a que se enfríe un poco», añade.
Un técnico con guantes limpia el sensor de una cámara de Canon.

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Imagen contrapicada de palmeras altas frente al cielo nocturno lleno de estrellas y la Vía Láctea.

La astrofotografía es un área en la que hay que fotografiar con una ISO relativamente baja y reducir el ruido en la fase de captura de la imagen. «No conviene procesar en exceso el ruido en una astrofotografía, ya que podrías eliminar las estrellas», comenta Mike. Imagen tomada con una EOS R6 y un objetivo RF 16mm F2.8 STM de Canon, con una configuración de exposición de 25 s a f/2,8 e ISO 6400.

Imagen en primer plano de flores en un campo, con un histograma superpuesto en el extremo derecho (zonas claras).

En las fotografías, el uso de la técnica ETTR (exposición a la derecha) puede ayudar a minimizar el ruido en las zonas más oscuras de un archivo RAW tomado a la luz del día. El proceso requiere que las sombras estén sobreexpuestas en la cámara para que estas áreas contengan el menor ruido posible, y la exposición se corrige posteriormente en el software de procesamiento RAW, como Digital Photo Professional (DPP) de Canon.

Reducción del ruido en vídeos

La grabación de vídeo también puede generar niveles de calor relativamente altos, y resulta más difícil reducir el ruido en una imagen en movimiento. «Algunas cámaras EOS pueden grabar vídeo en formato RAW, lo que permite un mayor procesamiento en posproducción», explica Mike. «Pero es difícil editar el vídeo porque tienes muchos fotogramas. Por tanto, es lógico recurrir a una sensibilidad ISO lo más baja posible y luego utilizar la reducción de ruido en la cámara para tratar de minimizarlo desde la fuente».

Aron Randhawa, especialista en marketing de productos de vídeo profesionales de Canon Europa, concuerda con el hecho de que la reducción de ruido en la cámara es esencial para la producción de vídeo. «Los operadores de cámaras de vídeo tienen menos flexibilidad para controlar la exposición con la velocidad de obturación y es posible que los patrones de ruido se vean más en las imágenes en movimiento. Además, ahora es fundamental que las cámaras de vídeo minimicen el ruido para ofrecer el rango dinámico ampliado que se espera de los contenidos HDR».
Un diagrama del concepto de la tecnología de sensor DGO de Canon: una lectura de alta ganancia se combina con otra de menor ganancia para producir una sola imagen HDR.

En la tecnología de sensor DGO (salida de ganancia doble) de Canon, integrada en las videocámaras profesionales EOS C300 Mark III y EOS C70, se lee cada píxel del sensor con dos niveles de amplificación, y las dos lecturas se combinan en una sola imagen. La señal de amplificación más alta captura los detalles sutiles de las sombras y reduce el ruido, mientras la amplificación más baja optimiza la información de las áreas luminosas. Al combinar los dos se produce una grabación HDR limpia e impresionante.

«La reducción de ruido en nuestras cámaras EOS Cinema funciona en combinación tanto con el hardware como con el software», afirma Aron. «En lo que se refiere al hardware, Canon no ha parado de desarrollar una tecnología de sensor de imagen de vanguardia para garantizar que captura la luz con el mínimo ruido».

«Desde el lanzamiento de la EOS C300 original de Canon, hemos utilizado el innovador diseño de la tecnología Dual Pixel CMOS para ayudar a reducir los niveles de ruido. Esto se consigue con la captura luz a través de dos fotodiodos independientes por píxel, lo que permite al sensor normalizar esas lecturas y reducir cualquier ruido potencial».

La tecnología de sensor de vídeo de Canon ha seguido evolucionando, y tanto la EOS C300 Mark III como la EOS C70 incorporan el revolucionario sensor de salida de ganancia doble (DGO). «De esta forma, se producen dos imágenes a diferentes niveles de amplificación y luego se fusionan para obtener una imagen con bajo nivel de ruido y 16 pasos de rango dinámico», explica Aron.
El director de fotografía Ben Sherlock grabando con la EOS C300 Mark III de Canon en un entorno rural con arbustos y agua en el fondo.

La revolución del sensor: DGO

Descubre cómo la EOS C300 Mark III y la EOS C70 ofrecen un rango dinámico de 16 pasos o más y reducción del ruido gracias a la nueva tecnología de sensores revolucionaria de Canon.
Un primer plano de la pantalla LCD de una EOS C70 de Canon que muestra a dos personas siendo grabadas y los ajustes utilizados.

Con las cámaras EOS Cinema, tienes la opción de grabar en Canon Log 2 o Canon Log 3: la pantalla confirma que este último se está utilizando aquí, con una EOS C70. «Canon Log 2 ofrece el mayor rango dinámico, pero también puede aumentar los niveles de ruido en las sombras», explica Aron. «Canon Log 3 requiere un menor tratamiento de la imagen en la posproducción. Sin embargo, gracias a las ventajas del nuevo sensor DGO, Canon Log 2 es cada vez más accesible para todo el mundo, incluso para aquellos que quieren una respuesta rápida con menos tiempo de posproducción».

Opciones de reducción del ruido de las EOS Cinema

«Nuestras videocámaras también cuentan con procesadores DIGIC DV con sofisticados algoritmos de software para reducir el ruido a la vez que mantiene una gran calidad de imagen», continúa Aron. «El usuario puede controlar completamente este procesamiento en la gama EOS Cinema, a través de los controles de reducción del ruido Filtro espacial y Correlación de fotogramas. Filtro espacial aplica un pequeño efecto de enfoque suave a la imagen, mientras que Correlación de fotogramas compara el nivel del ruido entre diferentes fotogramas y luego utiliza esa información para reducirlo».

Las últimas cámaras EOS Cinema ofrecen de 1 a 12 niveles de reducción del ruido mediante el control Filtro espacial y de 1 a 3 niveles de Correlación de fotogramas. El ajuste predeterminado de Filtro espacial varía según la cámara. Por ejemplo, en la EOS C500 Mark II de Canon está ajustado al nivel 1, pero en la EOS C300 Mark III y la EOS C70 está desactivado. «Eso demuestra lo bueno que es el sensor DGO para controlar el ruido», comenta Aron. «Por supuesto, no se aplica ninguna reducción del ruido a los vídeos grabados en RAW. De esta forma, los usuarios tendrán un mayor control de la fidelidad en posproducción.

«La Correlación de fotogramas está siempre desactivada por defecto en toda la gama EOS Cinema. Una de las razones por las que no la activamos es por la posible variación del rendimiento entre diferentes escenas. Es posible que haya algunas escenas en las que la Correlación de fotogramas funcione bastante bien, ya que puede captar el ruido entre diferentes fotogramas, mientras que en otras es posible que no capte el ruido sutil».
Director de fotografía graba con una EOS C300 Mark III de Canon en un vertedero lleno de escombros.

«Si vas al extremo superior del Filtro espacial, desde 1 hasta 12, en una cámara EOS Cinema, la mayor desventaja es que la imagen va a ser mucho más suave», comenta Aron. «Esto puede ser un problema si estás en una producción de cine de gran categoría, pero si eres documentalista y estás grabando para la televisión, puede ser más aceptable». © Ron Batzdorff

Además de aplicar la reducción del ruido, hay otras formas de minimizar el riesgo de ruido en los vídeos. «Uno de los factores esenciales para conseguir imágenes de alta calidad, tanto en vídeos como en fotos, es tener una buena relación entre señal y ruido», explica Aron. «Una de las primeras cosas que puedes hacer para reforzar esa relación es iluminar adecuadamente la escena. Añade más luces antes de pensar en amplificar la imagen en la cámara con una ISO o ganancia más altas.

«El siguiente paso es abrir el diafragma para que entre más luz en la cámara. Ten en cuenta también la velocidad de obturación: ¿te parece suficiente a 1/25 s o necesitas quedarte con 1/50 s? Por último, plantéate la posibilidad de cambiar la curva gamma Log de Canon Log 2 a Canon Log 3 si quieres que las sombras se vuelvan un poco más nítidas.

«Cuando hayas agotado todas estas opciones, puedes empezar a forzar la ISO».

La combinación de estas estrategias con las tecnologías avanzadas de las cámaras actuales de Canon, incluidos los sensores y procesadores de imagen más avanzados, diseñados para mejorar la relación entre señal y ruido, y la potente reducción del ruido en la cámara, te permite hacer fotos y grabar vídeos más nítidos incluso en condiciones de baja iluminación.

Escrito por Marcus Hawkins


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