FLAC: El revelado digital (XIII)

Tras el capítulo dedicado al detalle, nos vamos a ir directamente a su némesis: el ruido. Si el detalle es un aliado del fotógrafo, y su manipulación nos suele traer dicha y alegría, el ruido es nuestro más radical enemigo y eliminarlo cuesta sangre, sudor y lágrimas. A que sangremos, sudemos y lloriqueemos menos está orientado este artículo.

Tengo que remontarme unos meses atrás para recordar cuándo hablé del ruido en fotografía digital. Era en un contexto muy técnico, relacionado con el funcionamiento de nuestros sensores digitales, su capacidad de percibir la luz y sus problemas cuando se trata de reproducir fielmente las sombras. Me remito a este episodio para cualquier explicación de índole técnica sobre el concepto de ruido digital. En este capítulo me voy a centrar en los plugins que solucionan este problema.

El demosaico

Curiosamente, mucho del ruido que tenemos en nuestras imágenes no proviene directamente de problemas relacionados con la construcción de nuestros sensores, sino más bien de cómo se interpreta la información que estos proporcionan. Es necesario recordar que los sensores fotográficos modernos, en su mayoría, están configurados con un patrón Bayer, que organiza los píxeles en un mosaico de colores rojo, verde y azul. Este mosaico se transforma, mediante una operación matemática, en tres capas correspondientes a aquellos colores. Cada una de estas capas muestra una representación completa de la imagen, «rellenando los huecos» que estaban ocupados por píxeles que detectan uno de los dos colores restantes. En consecuencia, e inevitablemente, hay un momento en la creación de toda imagen digital en la que dependeremos de un algoritmo que va a «inventarse píxeles». La pericia con la que haya sido creado dicho algoritmo va a determinar la calidad de las imágenes resultantes, y esta operación es la que se denomina «demosaico». Primer obstáculo para los que padecemos fobia al ruido: cierto nivel de ruido es prácticamente inevitable tras esta primera operación. Por muy bueno que sea el algoritmo utilizado, la interpretación de colores, que depende de tantos factores ambientales, no puede ser perfecta. En este sentido, los fabricantes de las cámaras fotográficas cuentan con la ventaja de conocer las especificaciones exactas de sus sensores (información guardada celosamente y protegida por licencias industriales de esas que te saltas y terminas pudriéndote entre rejas), por lo que los algoritmos de demosaico suelen ser bastante buenos y guardar una buena relación «señal-ruido». Para comprobar la calidad de estos algoritmos, basta echarle un vistazo a los jpg que genera vuestra cámara, con la precaución de desactivar cualquier efecto de reducción de ruido que venga predefinido: de este modo podréis observar cómo se comporta el algoritmo de demosaico en vuestras máquinas.

¿Y qué tal le va al mundo del software libre en esto del demosaico? Bueno, le va, más o menos. Tenemos que enfrentarnos con la protección de los fabricantes de todo lo que tiene que ver con las especificaciones de sus componentes. De forma que, en la creación de un algoritmo de demosaico en software libre, tiene que haber una gran dosis de compromiso y de aceptación de límites impuestos por las grandes marcas. No obstante, contamos con unas cuantas opciones con las que lograr resultados bastante aceptables. Darktable, como buen representante de la filosofía de código abierto, pone a nuestra disposición cuantas opciones existen para, al menos, elegir entre diversos algoritmos. Todas están incluidas en el plugin «demosaico»:

Lo primero que observamos en este plugin es que carece de botón de desactivación; lógico, pues este proceso es estrictamente necesario para generar una imagen. Esto tiene una contrapartida negativa: provoca la tendencia a olvidar su existencia, y por lo tanto muchas veces se nos pasa toquetearlo para obtener mejores resultados. Y esto es algo que no debería ocurrir nunca, y muy especialmente en fotografías con ruido notable. La mera activación de algunas de las opciones de este plugin puede eliminar, de una sentada, una parte considerable del ruido. Y como ya he dicho, este ruido no es «ruido de sensor», sino ruido de cálculos erróneos de nuestro algoritmo. Si cambiamos el algoritmo, cambiamos el ruido correspondiente, y podemos disminuirlo de manera considerable.

Manipular el algoritmo de demosaico tiene una contrapartida negativa: parece que hay una relación inversamente proporcional entre ruido y enfoque, de forma que cualquier disminución del ruido que consigamos a partir del ajuste de demosaico será a costa de una disminución proporcional en el detalle, especialmente en el enfoque, y en ocasiones extremas destruyendo niveles de detalle superiores a este. Lo mejor será que lo veamos con algunos ejemplos.

A continuación, voy a hacer una ampliación sobre un sector de la imagen, pues el algoritmo de demosaico solo se representa en pantalla a partir de ampliaciones del cincuenta por ciento. Voy a ampliar lo máximo que me permita Dt, y sobre una zona que combine áreas sin detalle (para examinar el ruido) y áreas con detalle (para comprobar el enfoque):

En la ilustración superior podemos advertir cómo el demosaico que viene activado por defecto en Dt es el que ofrece unos resultados más conservadores: mantiene muy bien el detalle, a costa de tener más ruido. Los otros dos algoritmos sí que causan desperfectos en el detalle, más cuanto más suavizamos el color. Con la opción «cinco veces» conseguimos eliminar mucho ruido, pero el enfoque se ve bastante afectado. No es algo que no podamos solucionar después aplicando el enfoque correspondiente, pero al menos hay que tenerlo en cuenta. Además de lo dicho, el plugin se adapta al tipo de sensor. En algunos modelos de cámara, que disponen de sensor X-Trans, contamos con algoritmos diferentes, y para otros tipos de sensores que tratan de manera diversa el color verde, contamos con un deslizador orientado a su ajuste.

Plugins contra el ruido

Una vez que hemos ajustado el demosaico, podemos continuar con las operaciones necesarias para mitigar el ruido. De la primera fase descrita antes hemos salido con una enseñanza importante: la eliminación de ruido nunca es inocua, y se hace a costa de algo: el valioso detalle. Por lo que todas las herramientas que voy a describir a continuación, y todas las técnicas asociadas a ellas deben tomarse con mucha precaución y mesura: lo importante no es eliminar el ruido, sino eliminar el suficiente sin alterar las propiedades de la imagen. Sin cumpliendo esta premisa seguimos teniendo algo de ruido en la imagen, tendremos que conformarnos y tratar de seguir adelante con nuestras vidas.

Darktable es especialmente generoso a la hora de ofrecernos opciones para eliminar el ruido. Tanto que puede llegar a ser complicado decidir qué plugin es adecuado para según que condiciones. Voy a intentar arrojar algo de luz sobre este particular, aunque ya os adelanto que yo mismo tampoco tengo muy claro cuál es el mejor plugin, y ni siquiera si esta misma pregunta es pertinente. Os contaré lo que sé.

El primero en mi lista se llama reducción de ruido (RAW) y, como su nombre indica, actúa como una especie de reductor de ruido primario, y solo disponible para archivos de tipo RAW. Lo más interesante de este plugin es que actúa en un punto altísimo de la tubería de plugins, justo antes del demosaico, así que si planeáis utilizarlo, os recomiendo que lo hagáis antes de ajustar el demosaico para aseguraros de obtener los mejores resultados con un algoritmo cuyos efectos negativos ya conocemos.

Reconozco que soy bastante partidario del uso de este plugin en imágenes cuyo nivel de ruido no sea demasiado llamativo. Con valores muy pequeños hace un trabajo más que decente en contextos no muy exigentes. En otros contextos, de ruido más intenso provocado por una ISO alta, mi recomendación es que sigamos aplicando una dosis lo más pequeña posible de esta herramienta, y que dejemos para más adelante el uso de otras que la complementen y terminen su trabajo.

Para que los resultados sean un poco más claros, voy a añadir una segunda muestra, tomada de otra fotografía con valores lumínicos e ISO diferentes:

El siguiente plugin que voy a analizar es el reductor de ruido de medias no locales. Bajo esta extraña denominación se esconde una herramienta especialmente útil para controlar el ruido de los canales de luminosidad y color por separado. Este es un terreno importante a tener muy encuenta. Pese a que el ruido es ruido esté en el canal que esté, y que, hablando estrictamente, no existe tal «ruido de luminosidad» (en adelante, «ruido luma») ni «ruido de color» (en adelante, «ruido croma»), ambos se pueden tratar por separado al trabajar en modo LAB. De hecho, una vez que estamos en este modo nos encontramos con diversas ventajas a la hora de trabajar el ruido: por un lado, el ruido «luma» suele ser de un tipo bastante menos molesto que el ruido «croma», por lo que si partimos de la ecuación «más reducción de ruido = más degradación de imagen» nos puede resultar interesante ocuparnos prioritariamente del ruido de color antes que el ruido de luminosidad.

El funcionamiento del plugin es bastante sencillo. Los dos deslizadores inferiores son autoexplicativos: «luma» y «croma» se encargan de los respectivos «tipos de ruido». Prestad atención a las opciones por defecto, pues indican algo importante: la reducción de ruido «croma» es más resistente a la degradación, mientras que el ruido «luma» es mucho más delicado. El valor de cincuenta por ciento que ofrece el deslizador por defecto puede considerarse casi un límite superior que debemos imponernos a la hora de usarlo. El deslizador de fuerza también está claro: a más fuerza, mas intenso será el efecto de eliminación de ruido. El único control que resulta extraño es el primero. El tamaño del cuadro marca los píxeles vecinos que analiza el plugin para llevar a cabo la eliminación del ruido. ¿Qué quiere decir esto? En realidad, el método que utiliza «medias no locales» para eliminar el ruido es bastante ingenioso. Teniendo en cuenta que el ruido aparece de manera aleatoria en la imagen, y que generalmente los píxeles vecinos suelen ser del color que debería ser el píxel afectado, el plugin selecciona píxeles vecinos, analiza sus cualidades colorimétricas y adapta el color del píxel ruidoso basándose en dichos datos. En este sentido, cuanto más grande sea el cuadro, más extensa será la zona a analizar, y más muestras diferentes se tomarán con el fin de asegurar un resultado correcto. En principio, debemos disminuir el tamaño del cuadro cuanto más detalle tenga la imagen, y aumentarlo en superficies más uniformes. El aumento del tamaño del parche, que garantiza una superior eliminación del ruido se hace, como siempre, a costa del detalle. Así que cuidado.

¿Y qué ocurre si lo que detectamos es que hay un canal RGB en particular que es el culpable del ruido? Esto puede ocurrir habitualmente en algunos contextos de toma fotográfica, y a conseguir eliminar el ruido de un canal específico contribuye el plugin «filtro bilateral».

El funcionamiento del plugin es bastante simple: genera un desenfoque gaussiano en un canal (o varios), anulando la presencia del ruido en dicho canal. De alguna manera, funciona de la misma manera que si removiésemos una gota de leche en un café. Antes de menear la cucharilla, la mancha de leche se ve claramente en el café, pero si removemos a conciencia el color terminará perdiéndose. Por cierto, me apetece un café. Ahora vuelvo.

El resultado de la aplicación de este plugin, pese a su sencillez, es bastante bueno, siempre y cuando tengamos en cuenta que el plugin no diferencia entre luminosidad y tono. En general, se recomienda su uso en situaciones de mucho ruido, así que no sería aconsejable para fotografías de ISO’s bajos.

Como este plugin es bastante especial, y se indica su uso en condiciones de mucho ruido, voy a probar con otra fotografía aún más ruidosa, de las que utilicé en el capítulo sobre el ruido digital:

El último de los plugins de reducción de ruido me parece el más interesante, una vez descubres su «secreto». Se trata del plugin «perfilado».

El diseño de este plugin es el más sofisticado de todos, y no solo por las herramientas con las que cuenta. El plugin hace uso de una base de datos elaborada por los propios usuarios del programa, en la que se establecen parámetros adecuados para diferentes modelos de cámara y sus correspondientes ISO’s. Si tenemos la suerte de que nuestra cámara está en la base de datos, el programa lo detectará ofreciéndonos el texto que vemos más arriba en el apartado «perfil». Lo siguiente es elegir el modo, entre los dos disponibles: medias no locales u ondas. Cada uno de ellos actúa sobre la imagen de formas bien diferentes, y, en apariencia, ambos terminan arruinando el detalle de la fotografía, por mucho que toquemos los deslizadores inferiores. Pero es que este plugin funciona de manera óptima si aprovechamos la aplicación de instancias y modos de fusión; el proceso es el siguiente: en la primera instancia aplicamos el modo «medias no locales» con el modo de fusión «luminosidad». Intentamos que los ajustes sean los menores posibles, pues el canal de luminosidad es el que contiene el detalle y es muy delicado. A continuación creamos una nueva instancia de este plugin y seleccionamos el modo «ondas». Le damos el modo de fusión «color» y ajustamos al gusto.

De todos los plugins, este es el que más me gusta, y que por mi experiencia, da mejores resultados si nuestra cámara está perfilada.

Básicamente esto es todo en relación con el ruido. Creo que no me cansaré nunca de repetir lo que ya sabéis acerca de las funciones de Dt. En este caso es más importante que nunca tener en cuenta que las opciones de creación de máscaras y modos de fusión de nuestro programa son nuestro aliado más fiel en la consecución de resultados de calidad. En el caso del ruido, sin ir más lejos, tenemos que tener en cuenta que el ruido tiene su paradero más habitual en las zonas oscuras de la imagen, especialmente cuando levantamos las sombras. En casos como esos, se impone el uso de máscaras de luminosidad, que apliquen de una forma más intensa la reducción del ruido a las zonas que realmente lo necesiten, y limiten dicha aplicación en las luces altas. No tengáis prisa nunca con la reducción del ruido, pues no es asunto de un par de clics ni mucho menos.

Y sí, recuerdo perfectamente que el plugin de ecualizador reduce el ruido. Después de un par de artículos demorando la descripción de este plugin, por fin considero que le toca el turno. El ecualizador, y solo el ecualizador, será el protagonista de la siguiente entrega.

Nota: Todas las imágenes, si no se indica lo contrario, son obra del autor de este artículo y se pueden usar libremente, citando la fuente. La imagen que encabeza este artículo (¿Alguno ha pillado el chiste?) es obra de Alexas_Fotos, aparece en Pixabay y cuenta con licencia CC0 Creative Commons.