Entendiendo el sensor X-Trans de una vez por todas

Artículo de Ritchie Roesch (artículo original)

Escondido dentro de un cuerpo de diseño retro, la Fujifilm X100V alberga el ultimísimo sensor X-Trans CMOS 4 de Fuji. La primera generación del sensor X-Trans fue presentada en la X-Pro1 allá por el 2012… ¿Qué es exactamente este sensor único y que significa para nuestras fotografías?

Sony es la encargada de fabricar los sensores APS-C X-Trans. En realidad son sensores comunes que pueden ser encontrados en un buen número de cámaras de Sony, Nikon y Pentax. Lo que los hace diferente es el filtro de color añadido en su superficie. En lugar de usar el filtro de color Bayer tradicional,  utilizado por casi cualquier otra cámara desde su invención, el X-Trans utiliza un patrón de color completamente diferente.

El mosaico Bayer utiliza un patrón 2×2 de elementos sensibles a la luz en el sensor, con el 50% de verde, 25% de azul y 25% de rojo. Fue ideado en 1976 por Bryce Bayer en un trabajo para Kodak. La gran ventaja del Bayer es su simplicidad, contando con la aparición del aliasing o moiré como mayor desventaja.

Los sensores X-Trans usan un patrón 6×6 (compuesta de 4 diferentes patrones 3×3) de elementos sensibles a la luz en el sensor, con el 55% de verde, 22,50% de azul y el 22,50% de rojo. La ventaja del X-Trans es que está liberado del problema de aliasing, mientras que su mayor desventaja es que es mucho más complejo de procesar.

Fujifilm desarrolló el sensor X-Trans con el objetivo de eliminar la necesidad de un filtro de paso bajo, cuyo fin es emborronar ligeramente la imagen para prevenir el moiré. Sin embargo, a medida que la resolución de los sensores se incrementaba, se descubrió que cada vez era menos necesaria la utilización de un filtro de paso bajo, por lo que muchas cámaras Bayer modernas no lo incorporan en su sensor.

Las cámaras digitales usan los elementos de captura de color verde del sensor para adquirir información de la luminosidad, mientras que el azul y el rojo recogen la información del color. Debido a que el sensor X-Trans tiene más elementos de captura de verde en el sensor (55% frente al 50% del Bayer), tiene un mayor rango dinámico (en las sombras) y un mejor rendimiento a valores altos de sensibilidad ISO con respecto al mismo tipo de sensor con matriz de color Bayer.

Debido a que el X-Trans es mucho más complejo y tiene que ser manejado de forma distinta, Fujifilm volvió a la pizarra y repensó el procesado de la cámara. Esta investigación se concluyó con varios resultados interesantes:

En primer lugar, modificaron la forma en la que era tratado el ruido digital, haciéndolo menos saturado y más aleatorio, lo cual da como resultado un acabado más similar a la película química. Comparando imágenes tomadas a ISOs altos, hay una diferencia evidente entre sensores X-Trans y Bayer… no necesariamente en cuanto a cantidad de ruido digital, sino en cuanto al aspecto del ruido.

En segundo lugar, para maximizar el rango dinámico y prevenir luces altas quemadas, programaron el software para subexponer la imagen mientras se ajustaban los tonos medios y las sombras a su exposición correcta. Esa es la razón por la que el valor ISO base es 200. Esto también explica que el valor de ISO 100 extendido tenga un rango dinámico menor. Alguno considera que esto es trampa, yo lo llamo programación inteligente.

Por último, se tomaron en serio los JPEGs directos de la cámara y decidieron que no deberían parecer una basura. Fujifilm estudió sus películas químicas, indagó también sobre los tonos y el aspecto general que los fotógrafos desean habitualmente en sus imágenes y desarrolló parámetros JPEG que pudieran producir resultados que los usuarios apreciaran de verdad. Las cámaras con sensor X-Trans III pueden añadir falso (pero convincente) grano de película.

La desventaja mayor del X-Trans es que es significativamente más complejo. Requiere más capacidad de procesado. No es tán rápido. Un gran obstáculo para Fujifilm ha sido el calor. Hay bastante más variables dentro de los algoritmos, y no siempre realizan su trabajo a la perfección. Adobe ha tenido serias dificultades para manejar apropiadamente los archivos RAW.

En mi opinión, las ventajas superan a las desventajas. Fujifilm ha diseñado sus cámaras de manera inteligente para ofrecer resultados equiparables a un equipo fotográfico más caro y más pesado. Esa es la razón por la que ha creado un culto apasionado a la Serie X entre sus usuarios, entre los que yo me incluyo.