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LOS FILTROS EN LA CÁMARA DE TELEVISIÓN.

18 Jun 2014

Los filtros en la cámara de televisión.

En anteriores posts he intentado explicar el proceso al que se somete la luz cuando va a ser captada la imagen en una cámara de televisión desde la perspectiva de la óptica de la propia cámara. Pues bien, según indiqué en un post anterior , una vez que la luz pasa por la óptica el siguiente bloque que se encuentra es el de los filtros incorporados en la cámara de televisión.

Más adelante, cuando os comente el procesamiento de la señal de vídeo en las cámaras podrás comprobar que el tratamiento de la una imagen de televisión pasa siempre por la correcta adecuación de la misma a la visión del ojo humano.

Con esto me quiero referir a que incluir filtros en el sistema óptico de una cámara de televisión no tiene otro cometido que, como he dicho, adecuar dicha imagen al sistema visual humano.

¿Cómo se lleva a cabo esto? Pues bien, en algunas publicaciones que he consultado indican que existen tres tipos de filtro en una cámara de televisión profesional, aunque bajo mi punto de vista yo incluiría cuando menos uno más al bloque de filtros.

Lo normal es que dividan este bloque en tres tipos de filtros, a saber:

  1. El filtro de infrarrojos.
  2. El filtro de color.
  3. El filtro paso-bajo.

A estos, yo añadiría principalmente también los filtros ND, aunque no podemos olvidar el filtro de polarización de ¼ de onda e incluso algunas cámaras incorporan también el filtro de estrella para potenciar ciertos efectos visuales o también el filtro UV.

Para empezar a hablar de los diferentes tipos de filtros que se pueden incorporar a una cámara quiero que veamos la siguiente imagen:

Figura29                                                         Figura©tilanotv.es

Si observamos, la luz se compone de multitud de planos (aunque en la figura solo he dejado el horizontal y el vertical), pues bien, digo esto porque como he comentado antes la misión de todo este proceso es adecuar la luz a nuestro sistema visual y a su vez a la manera de procesar la luz los diferentes elementos que se encontrará. Entre éstos, esta el bloque dicróico que es el que se encarga de separar los colores antes de que sean captados por los CCD´s .

Por ello, y volviendo a los planos vertical y horizontal de la luz, se coloca un filtro polarizador de ¼ de onda (90º) que hace que solo pasen las componentes cuyo plano de polarización coincida con el eje óptico del propio filtro.

Esto nos va a venir muy bien ( aparte de quitar reflejos en las superficies cristalinas o realzar el color los objetos u oscurecer el cielo) cuando tengamos que separar las longitudes de onda en el bloque dicróico ya que éstos separadores se fundamentan en este principio óptico.

El siguiente filtro que nos encontramos es el de densidad neutra o llamado coloquialmente filtro ND. Este filtro tiene un cometido bastante importante debido a que se utiliza para compensar la cantidad de luz que le llega al sensor CCD por medio de la apertura del iris como se mencionaba en este post  .

Debido a la relación que existe entre la apertura de diafragma y la profundidad de campo, cuando necesitemos realizar una toma con una profundidad de campo concreta pero nos esté llegando demasiada luz a la entrada del objetivo, la solución sería cerrar el diafragma, con la consiguiente variación de la profundidad de campo. Por ello, cuando se nos de esta situación la solución es insertar un filtro de densidad neutra.

Estos filtros se encuentran en la cámara con diferentes tipos de densidades para poder utilizarlo acorde a nuestras necesidades. De un tiempo a esta parte no suelo verlos incluidos en muchas cámaras, pero recuerdo que cuando empecé a realizar controles de cámaras (empecé cuando había cámaras de tubo….ha llovido bastante ya) era muy común que junto a los filtros ND estuviese también el filtro de estrella.

El siguiente tipo de filtro que nos encontramos es el de corrección de color o filtro CC, o sea, el filtro que nos va a permitir realizar un ajuste del nivel de blanco óptimo dependiendo de las condiciones lumínicas en las que nos encontremos grabando.

Estas condiciones vienen marcadas fundamentalmente por la temperatura de color con la que queramos trabajar. Por ejemplo, a continuación voy a mostrar una relación de condiciones ambientales (lumínicamente hablando) y sus respectivas temperaturas de color medidas en grados Kelvin:

  1. La luz de una vela esta en torno a 1930ºK.
  2. La luz de tungsteno es de 2.800ºK.
  3. Una puesta de sol esta en torno a los 3.000ºK.
  4. Un atardecer o amanecer esta en 3.500ºK.
  5. La luz de un fluorescente “Luz día” 4.500ºK.
  6. La luz de mediodía  5.200ºK.
  7. Luz de día nublado 6.000ºK.
  8. Sombra debajo de un cielo despejado 6.500ºK.
  9. Por último el color azul del cielo 10.000ºK.

De todas estas temperaturas de color diferentes, la cámara suele tener tres tipos de filtros de temperatura de color que son los más comunes, como el de 2.800ºK para la luz de tungsteno, la luz de mediodía de 5.200ºK y el 6.500ºK.

Después de estos filtros, se encuentran dos filtros más que por decirlo una manera más coloquial, se encargan de limpiar la señal y dejarla en el rango visible para el ser  humano. Este rango al que me refiero se limita por un lado con el filtro de infrarrojos, que hace que las ondas de este tipo no lleguen a los sensores de la cámara.

Si queréis hacer una prueba, yo les suelo hacer una demostración a mis alumnos cuando explico esta materia y utilizo las cámaras más baratas como la de los teléfonos móviles para usar un mando a distancia de un televisor por ejemplo y lo oriento hacia la cámara del teléfono. A continuación presiono los botones y la cámara muestra como se enciende el diodo LED del mando y sin embargo nosotros no percibimos nada (no intentarlo con un Iphone ya que éste si trae un filtro de infrarrojos).

Esto demuestra que la cámara capta este tipo de ondas que no nos interesa en el proceso de creación de una imagen. El otro filtro que nos limita el rango visual humano por el otro extremo es el filtro paso bajo, que limita todas las ondas superiores a las del rango visual humano.

Puede parecer una tontería, pero el uso de estos filtros hace que cuando se muestree la señal en los sensores se eviten problemas como el aliassing.

No se si conoces algún otro tipo de filtro que lleven las cámaras, si es así, puedes dejar un comentario a continuación……

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