Masterclass : La cámara de vídeo y su funcionamiento

Una cámara de vídeo es el artilugio que posibilita el almacenamiento de imágenes en movimiento y sonidos sincronizados, utilizando o bien procedimientos magnéticos o bien  digitales. A diferencia de la clásica cámara de cine, no utiliza celuloide ni procesos fotoquímicos orgánicos. La potencia de esta tecnología  es tal, que cada vez se hace más frecuente el desarrollo de películas y grandes producciones mediante cámaras digitales y no con la clásica emulsión de 35mm. Básicamente, los elementos que componen una cámara de video son:

(1) La lente o sistema óptico ➡️ (2) el Sensor ➡️ (3) el monitor de imágen ➡️ (4) y el sistema de almacenamiento

1  – LA LENTE

Las lentes u objetivos, son dispositivos ópticos que sirven para formar imágenes de objetos a través de la refracción de la luz mediante su arquitectura. A grandes rasgos podríamos decir que existen lentes angulares y lentes teleobjetivo, cada una con sus características y función. Si una cámara apunta a un objeto sin lente, se obtiene una imagen que se asemejaría a una mancha borrosa.

El diafragma de una lente permite regular la intensidad de luz que pasa por el objetivo hacia el target o mosaico fotosensible (el sensor). Se trata de un mecanismo similar al iris de ojo humano, un músculo que se dilata o se contrae según la intensidad de la luz para regular el diámetro de la pupila, ajustado al tiempo y la intensidad de la luz que llega. El diafragmado ayuda a mejorar la nitidez de la imágen además de regular el torrente lumínico. Mediante su manipulación alteramos la percepción que otorga a la escena la profundidad de campo. Pues según la convergencia que aporten los cristales de luz y la apertura, podremos mantener mayor o menos espacio nítido dentro de un mismo plano focal.

Tradicionalmente los sistemas de almacenamiento de las cámaras de video, capturaban el material a través de cintas magnéticas tales como MiniDV, VHS o Betacam, y del mismo modo, las emisiones en televisión a través de la información electromagnética distribuida mediante satélites y herramientas analógicas. Hoy día, el intercambio de información entre emisor y receptor, se desarrolla casi-íntegramente de manera digital, y las cámara almacenan el contenido mediante tarjetas de memoria que pueden ser conectadas a su arquitectura.

2  – EL SENSOR

Una vez la luz pasa por el objetivo, esta llega y se impregna al sensor, ya sea un clásico CCD o los modernos CMOS. Ambos, consisten en una matriz de superficie formada por diodos de silicio.
Cada fotodiodo carga un pequeño condensador que almacena la carga durante un tiempo de exposición. Un reloj y un sistema de codificación, activan secuencialmente la transferencia de carga.

Tanto los CCD como los CMOS, son únicamente sensibles a  la cantidad de fotones recibidos, es decir, por sí mismos no son capaces de identificar colores. Normalmente, las cámara profesionales de gran tamaño tienen 3 sensores, emplean un prisma que separa la imagen en sus tres componente RGB, cada uno de los cuales será digitalizado individualmente por cada sensor para ser perfectamente alineados a posteriori, las cámara de video domésticas o SLR, solo disponen de un CCD o CMOS, por lo tanto, estos a su vez disponen de tres láminas encima de su superficie, cada una de las cuales, destinada a filtrar un color de la triada específica.

* Cabe decir que el funcionamiento de está tecnología de cámara con un único sensor, está evolucionando a pasos agigantados, y hoy comienzan a fabricarse cámara profesionales de alto perfil, con un único mosaico fotosensible.

El funcionamiento del sensor CCD, necesita de un chip externo denominado analog digital converter o ADC, que es el que se encarga de convertir los datos de cada píxel en datos digitales binarios, para que nuestra computadora (ordenador) los pueda leer. Mientras que el sensor CMOS (Complementary Metal Oxide) Semiconductors de óxido de metal. puede integrar muchas funciones y procesos, tales como comprimir fotografías, cambio de datos analógicos a digitales, consumiendo mucha menos energía y consiguiendo u mayor rango dinámico. Puede realizar tales funciones en sí mismo, sin necesidad de chips adicionales, esto además de abaratar costes, le otorga mayor durabilidad.

Cuanto mayor es el tamaños del target o sensor, más luz es capaz de captar, por lo tanto generará menos ruido digital y la imagen obtenida tendrá mayor “calidad”, especialmente en condiciones de baja luminosidad, sin embargo, esto, además de aumentar el tamaño total de la cámara de vídeo, disminuye significativamente la distancia focal. El equilibrio para encontrar el mejor tamaño de sensor o el que más se adecue a cada situación, es un tema recurrente entre los distintos fabricantes, y que tratamos profundamente en este otros post.

3  – El monitor de imágen

Permite la visualización de la imágen captada por el sensor a través de la lente, a tiempo real. casi la totalidad de las cámaras domésticas, industriales y semi profesionales, llevan ancladas un mecanismo LCD extensive que facilita la visibilidad. Las cámara de TV y cine, suelen ser utilizadas a través visor, y el monitor de imagen es un mecanismo externo e independiente que se conecta a través del cableado. En cualquier caso, existen multitud de tecnologías de visor, viables de ayudarnos a encuadrar la imagen y mantener la continuidad.

4  – El sistema de almacenamiento

Los sistemas de grabación tienen que ser capaces de soportar los flujos de transferencia del códec que estemos utilizando. El módulo de grabación puede estar integrado en la cámara o ser un grabador independiente, externo a la cámara conectado mediante cables, algunas cámara de rango medio, permiten obtener una sustancial mejora de la imágen si esta se captura de forma externa, ya que en tal caso, la cámara se ocuparía únicamente de registrar. Las cámaras de primera gama de cine y TV, son capaces de mantener y almacenar ellas mismas a la máxima calidad.

Todos los sistemas de grabación utilizan memoria de estado sólido, ya sean tarjetas o discos. Las diferencias entre unas tarjetas de memoria y otras son: capacidad y tasa de transferencia. Es decir, la cantidad de material que puedo grabar y la calidad del códec que puedo utilizar.

Algunos fabricantes de cámaras están ofreciendo la posibilidad de grabar internamente con dos códecs simultáneamente en dos tarjetas diferentes. El de alta calidad en una tarjeta de estado sólido y en una tarjeta SD unos proxys que se pueden utilizar para visionado y montaje offline. Éste es uno los usos que se da a los grabadores externos. Se utilizan para grabar el material de alta calidad del online o bien para grabar proxys de la edición offline.

Los grabadores externos son dispositivos que se pueden utilizar para cualquier necesidad de grabación o reproducción tanto en rodaje como en postproducción, permite tener una copia de seguridad del material y ayuda a disminuir la temperatura de la cámara, característica necesaria para rodajes en exteriores es día muy calurosos.