Fotomacrografía

La Fotomacrografía es el apartado de la fotografía que utiliza aumentos mayores que la unidad. En óptica fotográfica, el aumento es la relación de tamaño entre la imagen y el objeto en que ésta se origina, m = I/O. Una clasificación admitida en diversos textos nombra los ámbitos de la fotografía según el aumento (m) utilizado:

• Fotografía general: Desde objetos en el infinito hasta aumento m = 0.1
• Fotografía de acercamiento o de aproximación (close up photography): Aumento entre 0,1 y 1 (0.1 < m < 1).
• Fotomacrografía: Aumento igual o superior a la unidad (m ≥ 1).

Con instrumentos especializados se pueden conseguir aumentos de hasta m = 50. Por razones ópticas, aunque esta amplificación de la imagen se corresponde con el ámbito de la fotomicrografía de bajo aumento, la técnica de la fotomacrografía permite un mayor campo sobre el objeto que el observado a través de un microscopio con los mismos aumentos. Con un aparato como el Nikon Multiphot y un cuerpo de cámara digital se pueden conseguir sin dificultad aumentos de hasta m = 30.

Una de las ventajas que presenta actualmente la fotomacrografía es la posibilidad de combinar el aumento de la imagen en el sensor de la cámara de toma con el aumento que se produce al observar dicha imagen en una pantalla de ordenador. Si relacionamos el tamaño de un fotorreceptor del sensor con el tamaño del píxel en el que observamos la imagen, veremos que la relación de aumento es importante. Si a ello le añadimos un aumento ya importante en la toma con la cámara, las posibilidades merecen ser tenidas en cuenta.

Pongamos un ejemplo. Con un Nikon Multiphot se toma la imagen de los píxeles de la pantalla de un iPad2. El aparato se ajusta para el máximo aumento que permite con los objetivos de que se dispone, que es de x30. Para ello, en este caso, se utiliza un objetivo Macro Nikkor  19mm f/2.8. En la parte superior del aparato se conecta a la bayoneta Nikon F Mount un cuerpo de cámara Nikon D700. En la pantalla del iPad se muestra una imagen lisa de gris medio L = 128. De esta forma, las tres regiones sub-píxel de la pantalla se iluminan con la misma intensidad. El enfoque, la exposición y la toma de la imagen se controlan mediante el software Nikon Camera Control Pro2. Finalmente el archivo raw se procesa en Adobe Camera Raw para guardarlo en formato TIFF y una vez editado, crear la versión JPEG que se muestra en la Figura 1.

Figura 1. A la imagen de los píxeles del iPad2 se le ha añadido una parrilla para facilitar la localización de los diferentes píxeles visibles y sus correspondientes regiones sub-píxel RGB. En uno de los píxeles se indica su tamaño en milímetros. Este tamaño se ha calculado mediante la imagen de una retícula calibrada que se tomó en la misma sesión y al mismo aumento de m = 30.

El aumento real de la imagen, calculado mediante la toma de una retícula calibrada y posterior medición del número de píxeles que ocupa en el sensor de la Nikon D700 (ver Figura 2), ha resultado en una cifra de m = 30.29.

Figura 2. Imagen de una retícula calibrada para el cálculo del aumento real de las tomas de los píxeles de la pantalla del iPad2.

Si hacemos click sobre la imagen de la Figura 1, ésta se abrirá en otra pestaña o ventana del navegador, según lo tengamos ajustado en las preferencias del mismo (las pruebas se han realizado en Firefox 12.0). Una vez abierta, aparecerá un cursor en forma de lupa con el signo más; si volvemos a hacer click, aparecerá la imagen al 100%. Es decir, cada uno de los píxeles de la imagen será enviado a uno de los píxeles de la pantalla.

El aumento final al que estaremos observando los píxeles del iPad2, lo podemos calcular de varias formas:

1. Medimos cuánto ocupa en milímetros un píxel del iPad2 en nuestra pantalla. Para ello medimos entre dos líneas blancas de la parrilla superpuesta. Dividimos este valor por la cifra en milímetros que se indica en la Figura 1 para el ancho de un píxel del iPad2 y ya tenemos a cuántos aumentos estamos observándolos. En el caso de la pantalla de un portàtil Apple MacBook Pro de 15″ con una resolución ajustada de 1440x900píxeles, ocupa 158mm como promedio de varias mediciones en distintos píxeles. Si dividimos este tamaño entre el tamaño de un píxel del iPad2, 0.192mm, resulta un aumento de x822.9.
2. Como estamos visualizando la porción de imagen que se formó en cada fotorreceptor del sensor con un píxel de la pantalla donde la observamos, podemos establecer una relación de aumento entre estos dos tamaños. En el caso de la cámara Nikon D700, sus fotorreceptores miden 0.00845mm y los píxeles de la pantalla del Apple MacBook Pro de 15″ miden 0.231mm (ver el post Dispalys pixel size). Dividiendo uno por el otro, obtenemos un valor de aumento de x27.33. Multiplicando este valor por el aumento de la toma, x30.29, obtenemos un aumento final de x828, muy similar al calculado anteriormente.
3. Otro sistema puede consistir en medir el número de píxeles de la pantalla que ocupa la imagen de uno o más píxeles del iPad cuando se visualiza al 100% en un programa de procesado de imagen que provea reglas de medida graduadas en píxeles. En Adobe Photoshop CS5, la imagen de los cinco píxeles completos visibles en sentido horizontal, ocupan 3455píxeles. Si los píxeles de la pantalla miden 0.231mm, el conjunto mide 798.1mm. Este resultado, dividido por cinco, da un tamaño del píxel del iPad en la pantalla del ordenador de 159.6mm, similar al calculado en la opción 1. Relacionando esta medida con el tamaño del píxel del iPad, obtenemos ahora un aumento total de x831.

Los errores de cálculo acumulados, perfectamente asumibles, pueden atribuirse a diversas causas. Algunos datos como las dimensiones del sensor y el número de píxeles contenidos proceden de la información de la cámara y pueden no ajustarse exactamente a la realidad. Los sensores suelen tener filas y columnas de píxeles que no se utilizan en la imagen y el cálculo de sus dimensiones en relación al tamaño del sensor, puede verse afectado por una cifra no ajustada a la realidad. Por otra parte, el tamaño del sensor en milímetros se publica muchas veces sin decimales. En un caso como éste, en el que la unidad de medida es tan pequeña, 0.00845mm, no cabe duda que una pequeña variación puede tener una influencia considerable. Finalmente, el valor del aumento en la cámara se deduce de unas mediciones sobre la imagen y de la suposición de un buena fidelidad de la retícula calibrada.

Al margen de todo ello, el aumento de observación conseguido es considerable. Aunque en la actualidad el Nikon Multiphot ya no se fabrica, un cuerpo de cámara digital montado en una cámara de banco óptico con el objetivo adecuado, podría proporcionar los mismos 30 aumentos del ejemplo. Por otra parte y aprovechando el aumento de las imágenes digitales al ser observadas en pantalla, Nikon fabrica el Nikon Digital Microscope ShuttlePix.