En el ultimo año he escuchado entre colegas y personas del medio audiovisual mencionar a la cámara de cine digital ALEXA Mini como la cámara de moda, cinefotógrafos, directores y productores quieren usarla en sus proyectos, para las casas de renta es la cámara por la que mas se piden cotizaciones. Todos la piden pero cuando les preguntas directamente no saben explicar por que la quieren, aunque coinciden en que la imagen se ve muy bien. Son estas mismas personas las que tampoco pueden explicar porque la industria de Hollywood sigue usando la Arri ALEXA S35 (en todas sus versiones) en las películas de gigantescos presupuestos, al fin y al cabo es una cámara con solo 3K de resolución. Lo que si es un hecho es que este fue un año mas en que ARRI arraso en los premios de la academia Oscars® 2018 con la ALEXA como la cámara que mas se uso en las películas nominadas y ganadoras, como ya es costumbre en los últimos años, aún en tiempos en existen cámaras de 8K de resolución como la RED Monstro o la Panavision XL2 y que en teoría mas resolución debería ser mejor. No obstante son las cámaras de la marca ARRI las preferidas tanto para los cinefotógrafos como para los estudios. En este texto trataré de exponer mi punto de vista, comparar 2 fabricantes de cámaras que siguen caminos diferentes en cuanto a tamaños de fotositos y de sensores, mis investigaciones y finalmente ver porque creo que ARRI seguirá a la cabeza por lo menos algunos años mas.
ARRI ha sacado al mercado la nueva cámara ALEXA LF con sensor de 36 mm, un poco más grande que un full frame y en un punto intermedio entre el exitoso sensor de 3.2K de la ALEXA s35 (24mm) y el extraordinario sensor de la ALEXA 65 (55mm). Que en realidad esta basado en el mismo sensor de siempre el ALEV-III pero en posición vertical, 2 para la Alexa LF A2X y 3 para la ALEXA 65 A3X. No dudo que también veremos próximamente la versión ALEXA Mini LF o algo parecido, aunque para la marca no esta en planes actuales sin embargo no lo descartó.
Para el usuario, la decisión de este nuevo sensor implica el uso de nuevas ópticas para cubrir y aprovechar todo el sensor. Esto ha generado algunas opiniones favorables dadas las ventajas de usar un sensor más grande, así como desfavorables de quienes erróneamente lo asumen como una estrategia para incorporar al mercado nuevos lentes y hacer gastar más a los usuarios. Más adelante explicaré por qué no lo es.
En primer lugar y antes de profundizar en temas mas técnicos, creo que la ALEXA LF tiene lo mejor de los dos mundos. Por un lado, un sensor más grande ofrece mayor resolución nativa, pudiendo llegar hasta 4.5K, con menor profundidad de campo al recortar el tamaño del círculo de confusión. Al mismo tiempo, con el adaptador de montura LPL a PL, ARRI permite seguir usando todas las ópticas de s35 que ya se usaban en la ALEXA de siempre, con la ventaja de generar un UHD 4K (3840 x 2160) nativo, es decir, sin upscale o interpolación. Así que es una cámara capaz de resolver todo tipo de producciones y sí, Netflix debería aceptarla.
Se venía diciendo desde hace tiempo que ARRI se reusaba a generar más resolución en su sensor ALEV-III de 3.4K, en comparación con RED que tenía varios años en una auto competencia por mayor resolución y a la que ARRI no parecía seguir. RED apostó por mayor resolución en el mismo sensor de s35 pasando por 4K, 5K, 6K y recientemente 8K, haciendo fotodiodos o fotositos (photosites) cada vez más pequeños, con tamaños de ente 3.5 y 5 micrones. En el 2015 nos dimos cuenta que ARRI sí le apostó a mayor resolución, pero no sobre un sensor de 24mm sino de 55mm, en lo que ahora conocemos como Alexa 65 con una resolución máxima de 6.5K. Esto hizo que el tamaño de los fotositos se mantuviera por arriba de 8 micrones. Esta decisión se mantiene con la ALEXA LF de 36mm y 8.25 micrones, lo que reafirma que siguen y seguirán por ese camino.
Las ventajas de mantener fotositos más grandes son variadas y no voy a profundizar en ellas, pues con la llegada de la ALEXA 65 surgió bastante material para leer sobre el tema. De lo que sí hablaré es de por qué no es favorable hacer los fotositos más pequeños. Principalmente, por el problema de difracción. ¿Qué es? Como se explica en Cambridge in color, una comunidad de fotógrafos, la difracción es un efecto óptico el cual limita la resolución total de una fotografía sin importar cuantos megapíxeles tenga tu cámara. Esto sucede cuando la luz comienza a dispersarse (difractarse) al pasar a través de un pequeño orificio (como la apertura de un diafragma de cámara). En pocas palabras, la difracción sucede cuando usamos aperturas altas o cerradas y entre más pequeños sean los fotositos respecto al tamaño del sensor, más se reduce este límite de difracción. En el siguiente link se pueden calcular los limites de la difracción dependiendo del tamaño del sensor y su resolución: https://www.cambridgeincolour.com/tutorials/diffraction-photography.htm#calculator
El problema de que una imagen llegue al límite de difracción o lo rebase, es que perderá resolución o nitidez. Se puede profundizar en el tema de Airy Discs o Discos de Airy para entender más.
Cuando uno de estos discos sale de su límite del fotosito, está invadiendo el fotosito de al lado y estos se van juntando hasta que se cancelan y por lo tanto pierden resolución.
ALEXA 65 6K – 8.25 µm – 20.3 Mpx - La difracción comienza a ser visible en f/15
ALEXA LF 4.5K – 8.25 µm 13.7 Mpx - La difracción comienza a ser visible en f/11.9
ALEXA S35 3.4K – 8.25 µm 7.5 Mpx - La difracción comienza a ser visible en f/9.7
RED Dragon 6K – 5.3µm – 19.4 Mpx - La difracción comienza a ser visible en f/7
RED Monstro 8K – 4.9 µm – 35.4 Mpx - La difracción comienza a ser visible en f/5.2
RED Helium 8K S35 – 3.9 µm – 35.4 Mpx - La difracción comienza a ser visible en f/4.5
Es imprescindible conocer los limites de tu cámara ya que te da la oportunidad de conocer como se comporta en diferentes situaciones, como por ejemplo situaciones de poca luz donde si sabemos los límites en nuestras cámaras es mejor para controlar el ruido y artefactos que pueden ser visibles. De la misma manera es muy importante conocer sobre la difracción ya que controlarla hará nuestras imágenes mas nítidas. Por supuesto que es preferible poder usar aperturas más cerradas para algunos casos, pues como mencioné al principio, entre más grandes los sensores, menor profundidad de campo y foco más crítico, en algunas ocasiones nos vendrá bien poder cerrar el diafragma pero sin perder calidad. Por eso es importante tener en cuenta cuando comienza la difracción.
Por otro lado, y muy relacionado con lo anterior, tenemos los lp/mm (líneas pares por milímetro), que se refieren a las líneas de resolución que físicamente nos entregan las ópticas y que están relacionadas con el tamaño del sensor. Así que citando a Gonzalo Ezcurra, a quien admiro por su dedicación a la investigación de este tipo de formatos y sensores “133 píxeles por mm que yo afirmo se pueden sacar ópticamente (y que no es un número arbitrario mío, sino que es el resultado de la ecuación de dividir 1 milímetro por 0,0075mm -o 7.5 micrones- que es el límite óptico o el diámetro del disco de Airy para un f/stop de 5.6 o el punto dulce del 99% de los buenos lentes)”.
Ezcurra afirma que 133 es el máximo de pixeles de base que se le pueden sacar por mm al sensor, y si hacemos cálculos rápidos estos son los números:
Red Helium 8K (8192 x 4320) – 29.90mm x 133px = 3976 Px (resolución máxima)
106% por arriba del máximo
Red Monstro 8K (8192x 4320) – 40.96mm x 133px = 5448 Px (resolución máxima)
50.36% por arriba del máximo
Red Dragon 6K (6144 x 3160) –30.77mm x 133px 4,092 Px (resolución máxima)
50% por arriba del máximo
Alexa S35 (3414 x 2198) -28.17mm x133px 3,746 Px (resolución máxima)
8.8% por debajo del máximo
Alexa LF (4448 x 3096) – 36.70mm x 133px 4,881 Px (resolución máxima)
8.8% por debajo del máximo
Alexa 65 (6560 x 3100) – 54.12mm x 133px 7,197 Px (resolución máxima)
8.6% por debajo del máximo
En todos los casos las cámaras de ARRI están por debajo las capacidades máximas y por lo tanto con la resolución correcta. Por el contrario, en todos los casos las cámaras de RED sobrepasan sus capacidades máximas de resolución.
Nos podemos dar cuenta como ARRI tiene bien pensado cada paso que da y no se deja llevar por la fiebre de la resolución. Lo han dicho y lo sostienen, la resolución no lo es todo, tal vez por eso es que cada año sus cámaras son las más utilizadas en Hollywood para producciones cinematográficas millonarias. Todo parece indicar que con este último lanzamiento cubrirán también el requisito de Netflix de usar cámaras UHD 4K nativo,
Camera must have a true 4K sensor (equal to or greater than 3840 photosites wide).
Aunque bien pudieron haberlo hecho desde antes, con una modificación de su sensor de s35. ¿Si lo han hecho todas las marcas porque no podrían hacerlo ellos también? Sin embargo, siguen fieles a sus números y la física les da la razón.
Con esta información podemos ver cómo el necesitar nuevas ópticas para un sensor más grande no tiene el único afán de hacer gastar a los usuarios. La inversión tiene sentido cuando vemos que para llegar a ese 4K del que todos hablan es necesario incrementar el tamaño del sensor, y aunque con la Alexa 65 ya se había logrado, es una cámara muy costosa (lo sabemos por los costos de sus seguros, ya que no es posible comprarla), es de difícil acceso ya que tienen una gran demanda y hay muy pocas actualmente. La nueva Alexa LF estará accesible para renta en todos los lugares y con suerte todos los fabricantes de lentes adoptaran esta nueva montura LPL.
Hay algunos otros temas en los que se podría profundizar de como ARRI toma decisiones en sus cámaras y validar mas su compromiso con la imagen y sus clientes, como la diferencia enorme en ruido y uso del sensor con los 200fps en 2K entre una Alexa mini y una Red 2K con crop factor, pero los dejaremos para otra ocasión ya que con el tema de hoy hay suficiente para digerir. Definitivamente creo que tanto RED como ARRI tienen excelentes cámaras y aunque personalmente y como colorista prefiero la imagen de una Alexa para trabajar, he usado los dos flujos de trabajo y puedo decir que entregan calidades muy altas. Pero también creo que las dos marcas (sé que hay otras, pero para este análisis funciona quedarnos con estas dos) van por caminos diferentes porque tienen consumidores diferentes, no veo próximamente a RED quitándole el mercado de cine de alto presupuesto (Hollywood) a ARRI, sino quedándose el mercado independiente y en el área comercial por supuesto. Así como tampoco imagino que veamos de manera tan común cámaras ALEXA LF en manos de particulares, sino que se dejarán para las casas de renta.
Definitivamente la nueva ALEXA LF entra a un mercado que le hacía falta tomar a ARRI y por lo pronto la veremos por un buen tiempo con esta configuración, desde mi punto de vista “completa”, de 3 sensores de diferentes tamaños. Como lo dije anteriormente seguramente veremos una ALEXA Mini LF en el futuro cercano para terminar de completar toda la oferta de Arri actualmente, por lo menos es lo que yo creo. Los invito a que me escriban si no están de acuerdo, o me dejen sus comentario si les gustó este texto.
Joe Castañeda
joemcastaneda@gmail.com
Agradecimientos e imágenes:
Gonzalo Ezcurra: https://www.facebook.com/ezcurragonzalo
Sergio O. Salazar
Gerardo Guerra Soriano http://www.gerardoguerra.com
Jorge G. Camarena http://www.jorgegcamarena.com
Todos los cálculos son aproximados no deben tomarse como valores absolutos. Todas las imágenes pertenecen a sus dueños.
We used Red Epic and Dragon to our first Film, "Umakant Pandey Purush Ya....?", ...it was an Amazing Experience!! Thanks, Red!! www.reelingmedia.com, www.umakantpandeypurushya.com