App Camera+ para iPhone


La empresa taptaptap comercializa la aplicación Camera+ para la cámara del iPhone4 i 4s. La aplicación presenta algunas particularidades que podrían resultar interesantes. Como todas las aplicaciones para sustituir o mejorar la cámara del iPhone, ofrece algunos gadgets que no comentaré por tratarse de aportaciones que aunque útiles, no representan un factor diferencial respecto de otras ofertas. Las opciones que a mi modo de ver merecen especial atención es:

  • Selección diferenciada de la zona de enfoque y de la zona de medición de la exposición.
  • Opción de procesado Clarity para mejorar las imágenes oscuras.
  • Opción de estabilización de la cámara Stabilizer para reducir el riesgo de movimiento en los disparos a mano alzada.

La primera de ellas resulta sin lugar a dudas muy útil. Por defecto, la cámara muestra la zona de enfoque mediante un recuadro parecido al que utiliza la cámara original del iPhone; el recuadro se puede desplazar a voluntad por el campo imagen para determinar el lugar de la escena que se utilizará para ajustar el enfoque del objetivo. La novedad consiste en que en la esquina superior derecha del recuadro aparece un signo + que al ser pulsado genera la imagen circular de un diafragma (Figura 1).

Figura 1 (Image courtesy of taptaptap).

Este diafragma puede desplazarse por el campo imagen de forma independiente respecto de la selección de enfoque de modo que la medida de la exposición no queda necesariamente vinculada a la zona de enfoque seleccionada. A nadie se le escapa que una opción como la comentada se ha echado en falta en la cámara original del iPhone y resulta de gran utilidad en escenas con contrastes acusados. La opción, utilizada con un trípode, permite por ejemplo tomar dos imágenes de una misma escena de alto contraste ajustando la exposición de forma diferenciada para luces y para sombras. En relación con la opción HDR de la cámara original del iPhone, el tratamiento de la imagen posterior a la captación es más moderado en términos de aplicación de mejora de visibilidad de bordes (ver la Figura 8 del post La Cámara del iPhone), lo que evita un buen número de artefactos de imagen en función del contenido de la misma; aunque una utilización de este modo está limitada al uso de la cámara sobre trípode, puede resultar útil en pequeños bodegones con iluminación contrastada o no controlada por el fotógrafo. En cámaras de este tipo, con foto-rreceptores de pequeño tamaño (1,75 micras en el caso del iPhone), la generación de ruido en las sombras y el rango dinámico reducido son factores que agradecen cualquier mejora que se pueda aportar.

La opción Clarity presenta unos resultados de dudosa utilidad . El procesado mediante esta opción incorpora una mayor claridad de las zonas de sombra, parecida a la que proporciona el HDR de la cámara original, aunque también aporta bastante ruido. Lógicamente, este ruido es más visible en imágenes con áreas de frecuencia baja como paredes lisas. En la Figura 2 se muestra una comparación entre dos selecciones de una misma zona de la imagen sin y con el procesado Clarity.

Figura 2. Comparación entre la misma selección de 300x300pix. A la izquierda, imagen tomada por defecto con Camera+; a la derecha, la misma imagen procesada activando la opción Clarity.

En la comparación se aprecia como el procesado introduce una buena tasa de ruido además de un esclarecimiento de la parte izquierda de la imagen. Esta zona pertenece a un área de imagen cercana a una región algo más oscura que el resto y queda patente que el programa la eleva de valor de gris de forma exagerada. En la Tabla 1 se muestra el resultado de comparar los valores de gris de la selección de 300x300pix de la Figura 2.

Tabla 1

En los resultados de la Tabla 1 se puede apreciar que:

  •  El valor de gris medio de la selección aumenta (de 109 a 115).
  • Aumenta también el contraste; el valor de gris mínimo desciende (de 77 a 61) mientras que el máximo aumenta (de 136 a 172).
  • La desviación estándar aumenta al doble para un promedio sólo un poco superior, denotando el claro y perceptible aumento de ruido.

Si bien es verdad que la zona de la imagen está iluminada con sólo aproximadamente 250lux, también es cierto que esta iluminación no es muy baja considerando un ámbito de trabajo estándar y que en este tipo de situaciones es donde más aplicación podría encontrar una opción de mejora como la analizada. En descargo de estos resultados, es verdad que en la página web de taptaptap se muestran varios ejemplos de  imágenes ricas en textura en exteriores; en estas condiciones, la generación de ruido debe ser menor y menos detectable que en una zona lisa y de valor de gris medio-bajo. Aún así, si el sistema sólo ha de proporcionar una cierta mejora de la visibilidad de borde y un aumento del contraste, el mismo resultado se puede conseguir mediante el procesado de las imágenes en las que sea necesario y probablemente con mejores resultados que los que ofrece el programa. Para evitar emitir un juicio basado en una zona de imagen tan comprometida, se tomó la imagen que se muestra en la Figura 3, con luz diurna suficiente aunque con poco contraste para confirmar este comportamiento.

Figura 3. Imagen tomada con luz diurna con el modo por defecto de Camera+.

A continuación se procesó la imagen de dos modos distintos: Mediante el modo Clarity de Camera+ y en Adobe Photoshop siguiendo criterios de preferencia personal por lo que concierne al contraste general de la escena y sobre todo, a la dominante de color. Para ello se tomó como referencia el cemento del suelo y los tonos neutros de las sombras en la zona de la leña. Mediante la herramienta Curvas y la muestra de gris neutro se ajustó el valor RGB de dichos tonos supuestamente neutros a un equilibrio entre los tres valores de gris de cada canal R, G o B.

A nivel visual, el resultado se muestra en la Figura 4. Como puede apreciarse, la imagen original, a la izquierda, presenta una ligera dominante cálida que el procesado Clarity de Camera+ potencia de forma clara al tiempo que aumenta el contraste a unos niveles que hace que en el resultado se pierda alguna información de la imagen orginal. A la derecha, el procesado personalizado ha reducido la dominante de color, se ha aumentado el contraste de forma sutil y ello no conlleva la pérdida de ninguna información original. El ligero aumento del contraste obedece a un criterio completamente subjetivo y que se deriva del conocimiento del aspecto del entorno. Este extremo podría interpretarse de otra forma pero en cualquier caso, el procesado subjetivo debería poder llevarse a cabo sin pérdida de información.

Figura 4. Comparación del mismo sector de imagen. A la izquierda, captación Camera+ por defecto. En el centro, la versión procesada mediante la opción Clarity de Camera+. A la derecha, procesado subjetivo mediante Adobe Photoshop (hacer click sobre la imagen para ver una versión ampliada al 100%).
Figura 5. Indicación de las zonas de selección de los trazados de valor de gris de píxel para el análisis de la mejora de visibilidad de borde aplicada por cada sistema de procesado.

Al margen de los cambios introducidos por cada método de procesado a nivel visual, unos trazados de valor de gris de píxel muestran los efectos de las mejoras de visibilidad de borde respectivas y sus consecuencias.

La Figura 5 indica las zonas seleccionadas en las tres imágenes para tomar muestras de los respectivos píxeles. En la Figura 6 se muestran las selecciones mencionadas; la ampliación muestra el píxel para precisar el tipo de selección realizada. Todas ellas pertenecen a zonas susceptibles de ser afectadas por los algoritmos de mejora de visibilidad de bordes aplicados en cada caso. Finalmente, en la Figura 7 pueden observarse los trazados de los valores de gris de los píxeles de cada selección. De arriba a abajo, la selección correspondiente a los visillos de la ventana, la teja y el travesaño de madera lateral y de izquierda a derecha, la imagen por defecto, la imagen procesada con el modo Clarity de Camera+ y la procesada con criterio subjetivo en Adobe Photoshop.

Figura 6. Selecciones de píxel indicadas en la Figura 5. A la izquierda, borde entre el visillo de la ventana y el cristal oscuro. En el centro, borde entre la teja y la zona de sombra inferior. A la derecha, borde entre el travesaño de madera y la zona en sombra.
Figura 7. Trazado de valor de gris de los píxeles de las selecciones indicadas en las Figuras 5 y 6. Arriba, selección del visillo de la ventana. En el centro, selección de la teja. Abajo, selección del travesaño de madera lateral.

En todos los trazados de valor de gris de píxel de la Figura 7 se observa, en los gráficos centrales, como el procesado mediante la opción Clarity de Camera+ aplica una aumento del contraste y una mejora de la visibilidad de los bordes que provoca la pérdida clara de información sobre todo en las sombras. A la derecha, los trazados muestran como la mejora de visibilidad de bordes aplicada en Adobe Photoshop y controlada por el operador, no implica en ningún caso una pérdida de información, sin renunciar por ello al aumento de contraste que se considera necesario y a una mejora de visibilidad de bordes.

Para completar el análisis de la aplicación se han realizado dos ensayos más:

  • Comparación de la MTF horizontal y vertical con respecto a la cámara original del iPhone.
  • Comparación de la MTF resultante de disparar a mano alzada sin y con la opción Stabilizer activada.

En ambos casos se ha procesado la imagen por defecto, sin aplicar la opción Clarity, estudiada anteriormente. en la Figura 8 se muestra una comparación entre las respectivas MTF de la cámara del iPhone4 por defecto y la cámara de la aplicación Camera+; todas las tomas se realizaron sujetando el iPhone a un banco óptico mediante el accesorio Glif y activando el temporizador que permite que en el momento de la toma no haya ningún tipo de contacto con el teléfono. Aunque los archivos proceden de sesiones diferentes y muestran algunas diferencias, éstas no son significativas. La aplicación Camera+ parece pues que utiliza, por defecto, el archivo que genera la cámara original del iPhone4.

Figura 8. Comparación entre las MTF medidas en filas y columnas de la cámara original del iPhone4, a la izquierda y la cámara de la aplicación Camera+, a la derecha.

En el caso de la activación del estabilizador de imagen, los resultados de las pruebas realizadas no son concluyentes. En las Figuras 9 y 10 se muestran los resultados de la medición de la MTF en diez tomas a mano alzada con la opción Stabilizer desactivada y activada, respectivamente.

Figura 9. Comparación entre diez MTF medidas sobre filas, a la izquierda, y columnas, a la derecha. Las diez imágenes se tomaron con Camera+ sin activar el estabilizador de imagen.
Figura 10. Comparación entre diez MTF medidas sobre filas, a la izquierda, y columnas, a la derecha. Las diez imágenes se tomaron con Camera+ activando el estabilizador de imagen.

En el caso de las imágenes tomadas sin estabilizador, Figura 9, el resultado es claramente distinto para las mediciones sobre filas respecto del de las columnas. En el caso de las filas hay poca homogeneidad de resultados y dos de ellos claramente peores que el resto del conjunto. En las columnas, el resultado es muy homogéneo y no demasiado distinto de los resultados de las tomas con trípode y temporizador que se muestran en la Figura 8. Aunque desde el punto de vista estadístico quizá debería tomarse un mayor número de muestras para obtener unos resultados representativos, la disparidad de rendimiento entre filas y columnas puede deberse tanto a una causa de procesado como gestual en el operador que realiza las tomas.

Por el contrario, cuando se activa el estabilizador y con el mismo número de muestras, el resultado no mejora ostensiblemente en el caso de las mediciones sobre filas mientras que empeora en las medidas sobre columnas. Todo ello induce a pensar que al menos en este caso, la combinación del software Camera+ Stabilizer y la gestualidad del operador entran en algún tipo de conflicto que impide un buen rendimiento.

Conclusiones:

  • La opción de seleccionar de forma independiente las zonas de enfoque y de medición de la exposición funciona correctamente y es una buena y quizá la mejor aportación a la cámara original del iPhone4 – 4s.
  • En términos de calidad de imagen, el rendimiento de Camera+ no difiere del de la cámara original del iPhone4. Sus MTF, tomadas en condiciones de laboratorio, son prácticamente iguales.
  • La opción de supuesta mejora de imagen denominada Clarity introduce una exageración del ruido existente en la imagen y tanto la mejora de visibilidad de bordes como el aumento de contraste son excesivos contribuyendo a una clara pérdida de información, sobre todo en las sombras. En cualquier caso, no debe extrañar que un procesado de la imagen personalizado ofrezca mejores resultados que una automatización que no puede considerar ningún tipo de particularidad en las imágenes que procesa.
  • La opción Stabilizer no se muestra como una solución a la trepidación provocada durante el disparo, al menos con el número de tomas realizadas y a falta de promediar diversos operadores que pueden introducir parámetros de gestualidad distintos. En este sentido, los resultados no difieren de los que se suelen obtener activando y desactivando los estabilizadores de los objetivos de cámaras SLR de gama media y alta.

A cada cual le corresponde pues decidir si la mejora que representa la selección diferenciada e independiente del enfoque y la medición de la exposición merece los 0.79€ que cuesta la aplicación en el Apple iTunes Store. También habría que esperar a la aparición del iPhone5, cuya cámara, según las prestaciones anunciadas, incorpora un estabilizador de imagen.

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