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Explicación: ranking de cámaras digitales para la microscopía

¿Qué cámara digital es la que mejor funciona en la microscopía?

Con este listado pretendemos ayudarles a optimizar su búsqueda para que encuentren la cámara digital más adecuada, prestando especial atención a las funciones de la cámara que se necesitan en la microscopía. Utilizando una cámara óptima incrementará significativamente la calidad de la imagen y el ritmo de trabajo. Recommendación de cámara

Ranking de cámaras SLR y cámaras compactas

El uso de cámaras digitales en un microscopio requiere que dichas cámaras dispongan de unas características muy especiales. El simple hecho de disponer de un gran número de píxeles en el chip-sensor, no garantiza que las imágenes de microscopio sean de alta calidad. Únicamente en combinación con otros importantes factores, un buen chip sensor producirá una óptima calidad de imagen.

1. Objetivo de la cámara extraíble
2. Control de exposición automático, incluso sin montar el objetivo original, p.ej. conexión T2
3. Visión en Directo LIVE VIEW, vista previa en movimiento en pantalla LCD de la cámara
4. Número de píxeles del sensor
5. Bloqueo de espejo antes de la exposición
6. Visor de imagen cerrable
7. Cámara móvil pantalla LCD
8. Control remoto (cable, infrarojo o radio)
9. Sensor de formato completo [24mm x 36mm]
10. Salida de vídeo HDMI
11. Grabación de vídeo HD
12. Modo vídeo Full HD 1920x1080 píxeles
13. Software de control remoto para la cámara digital
14. Objetivos especialmente adecuadas en cámaras compactas y videocámaras
15. Función de magnificación en modo Visión en Directo Live View
16. Alta definición en el modo Visión en Directo Live View en el puerto HDMI
17. Valores ISO
18. Intensidad del color

Evaluación de la cámara

Hemos intentado ser lo más neutrales y objetivos posibles al valorar las cámaras, y evaluarlas en función de sus óptimas prestaciones para la microscopía. Dependiendo de su importancia en la microscopia, le hemos dado a las funciones o prestaciones una puntuación distinta. Los puntos de los elementos individuales se han sumado para calcular un número total de puntos.

1. Objetivo de la cámara extraíble

Es una gran ventaja si al utilizar cámaras digitales en un microscopio, la lente de la cámara se puede extraer. La disminución de cualquier lente óptica en la trayectoria del haz del microscopio, que no sea absolutamente esencial para la imagen microscópica, aumenta considerablemente la calidad de la imagen. ¡En el caso de algunos objetivos  podrían llegar a ser hasta más de 18 lentes!

En el caso de las cámaras digitales réflex SLR, generalmente se puede extraer la lente. El LM adaptador digital DSLR se encarga de realizar los ajustes mecánicos y ópticos necesarios, generando de manera óptima una imagen iluminada, nítida y con altos niveles de contraste. La calidad de la imagen resultante es mucho más alta que el de las imágenes tomadas con cámaras compactas y videocámaras sin lentes extraíbles.
En particular, si se usan programas de medición en el PC, el uso de cámaras compactas puede ser una desventaja. El objetivo zoom fijo en cámaras compactas dificulta enormemente la graduación de las medidas de longitud, y lo hace casi imposible, puesto que la configuración del zoom de la lente no lo reproduce con precisión y cuya magnificación total resulta ser siempre distinta.

2.   Control de exposición automático (Punto de valoración: Si la respuesta es afirmativa 8000 puntos)

Es importante sobre todo al usar una cámara digital en la microscopía que el sistema automático de exposición sea completamente funcional, incluso si no se  montan las lentes originales. Hay modelos de cámara que no admiten ninguna lente externa, y como consecuencia de ello los accesorios tales como fuelles, adaptadores para telescopio y adaptadores LM digital no se puedan usar, a pesar de que dispongan de una  conexión original  estándar T2.

La realización de la mayoría de los trabajos en microscopía, cuando se usan modelos de cámaras digitales que sólo dispongan del modo de exposición manual, es lenta y requiere de mucho más tiempo de dedicación. Para conseguir una óptima exposición con dichas cámaras, la escala de exposiciones es necesaria en casi todos los casos. Muchas de las cámaras réflex digitales disponibles en el mercado cuentan con un sistema automático de exposición completamente funcional que también opera con una conexión T2, incluso sin montar las lentes originales.
Estas cámaras réflex digitales, que cuentan con un mecanismo automático programable, en la mayoría de los casos son compatibles y funcionan bien en la microscopía, dando como resultado un tipo de prioridad de apertura con una conexión T2 sin la necesidad de que tengan montadas las lentes originales.
Sin duda alguna es preferible usar el sistema automático de exposición con prioridad de apertura, esta función es, meramente, un mecanismo automático de prioridad de apertura. Si se activa el modo de apertura automático, es inevitable que las imágenes de microscopio se expongan de forma incorrecta. Por otra parte, cuando se utiliza una conexión T2 se simula que el diafragma siempre se encuentra abierto y por lo tanto las imágenes se captan automáticamente empleando el tiempo de obturación correcto. La mayoría de los ajustes necesarios para la exposición se pueden realizar fácilmente utilizando el botón de compensación de exposición (+ / -) o tras pasar al  modo de preselección de velocidad de obturación (= sistema automático de control de exposición con preselección de la velocidad de obturación).

Desafortunadamente, aún no existe una cámara réflex digital con horquillado automático (Auto Exposure Bracketing), ideal para el examen microscópico; esta función simplificaría aún más la gestión óptima de la exposición. La selección del modo de medición (medición selectiva, medición integral o medición de múltiples campos) depende de los respectivos modelos de cámara digital y del sujeto  que se quiera capturar. En términos generales, los tres modos de medición dan buenos resultados para la mayoría de los especímenes microscópicos con un contraste normal. En el caso de campo oscuro, polarización y fluorescencia darán buenos resultados la medición puntual o la medición multi segmento.

Use of Nikon’s entry-level single lens reflex (DSLR) cameras at the microscope 
Nikon economises with the automatic exposure control!

3. VISIÓN EN DIRECTO LIVE VIEW, imagen en movimiento en modo de vista previa en pantalla LCD de la cámara (punto de valoración: Si la respuesta es afirmativa 4000 puntos)

Todas las cámaras compactas y algunas réflex digitales disponen de una función "Visión en directo". La imagen real se muestra directamente en la pantalla de la cámara, es decir, "en directo".  En el caso de las cámaras compactas, que en parte  no están equipadas con visores ópticos, esta función se entiende que está implícita. En el caso de las cámaras réflex digitales (DSLRs) esta función es, en la actualidad (2009), estándar a partir de precios medios.

En modelos DSLRs estándar sin Visión en Directo, el visor óptico se utiliza para enfocar. Luego, tras pulsar el botón para capturar la imagen, ésta se muestra en la pantalla LCD. Esto significa que sólo las imágenes ya capturadas pueden verse y ser evaluadas. Si la cámara está montada verticalmente sobre un microscopio, el uso de un visor óptico resulta muy incómodo.

Esto se puede mejorar ligeramente con un visor de ángulo recto como accesorio opcional (preferentemente con un aumento integrado hasta 2,5x) o con un visor digital que se pueda conectar para las cámaras réflex digitales. Si la cámara réflex digital se monta verticalmente en el microscopio, en tal caso con  algunos modelos de los mencionados visores digitales, la pantalla en color no apunta hacia la parte deseada con una ligera inclinación hacia la persona que está manejando el microscopio, sino que desafortunadamente el ángulo se desvía desde la posición vertical unos 15° hacia arriba.
Sólo los visores digitales más novedosos se pueden girar o disponen de una pantalla en color TFT con un cable extraíble, lo que permite una posición de trabajo cómoda y ergonómica. Sin embargo, estos visores digitales conectables (preferentemente con un zoom 2.5x) cuestan lo mismo que una réflex digital a buen precio!

Algunas cámaras réflex digitales disponen adicionalmente de la posibilidad de examinar la vista previa de la imagen en modo “Live View” con un zoom digital de 10x y de enfocar la imagen con precisión y exactitud y que permite obtener la mejor definición de la imagen posible con un punto más de nitidez.

En la mayoría de los casos, también disponen de una salida de vídeo (PAL/NTSC) o un puerto digital HDMI, que permite mostrar las imágenes en Visión en directo mediante un monitor externo.

4. Número de píxeles del sensor

En microscopía, el número de píxeles no es el único factor que determina la calidad, la nitidez y el contraste de una imagen. El principal factor que influye en el poder de resolución es el sistema óptico que se emplee. Otro factor importante son las lentes del microscopio. Dado que una cadena sólo es tan fuerte como su eslabón más débil, el sistema óptico siempre ha de estar integrado por componentes con la máxima calidad posible, y que se complementen entre sí de la forma más óptima posible.
Para lograr una mejor calidad en fotos microscópicas, se recomienda utilizar al menos el plan acromático y, sin duda, aún mejor son los objetivos plan apocromático o plan fluor.

Cuanto mayor sea el zoom que se emplee, menor es la influencia que tiene el número de píxeles de la cámara digital. En base a principios físicos, un elevado número de píxeles es de gran utilidad para pequeños aumentos y, en particular, en la fotomicrografía.

5. Bloqueo de espejo antes de la exposición (punto de valoración: Si la respuesta es afirmativa 2000 puntos)

La más mínima vibración durante la toma de la fotografía reduce la calidad de la microfotografía. Los espejos móviles internos de la cámara son una de las principales causas de que las fotos salgan borrosas o movidas.
Durante la exposición, el espejo de una cámara réflex se pliega hacia arriba. Esto libera el camino óptico del obturador de cortina y tras su apertura permite al chip sensor un tiempo de exposición. Desafortunadamente, el espejo es bastante grande y por ello al plegar el espejo así, se generan movimientos que se transmiten a todo el sistema. Estos movimientos por lo general provocan que la cámara vibre, reduciendo en mayor o menor grado significativamente la nitidez de la imagen.
Las réflex DSLRs que tengan la función de "bloqueo de espejo SRL antes de la exposición” son óptimas para el examen microscópico. Tras la toma de la imagen, primero se pliega el espejo  y luego tiene lugar la exposición. En algunos modelos se puede ajustar el tiempo de retardo por segundos entre el pliegue hacia arriba del espejo y la apertura del obturador de cortina.
El bloqueo de espejo SRL antes de la exposición impide que las vibraciones causadas por el pliegue del espejo, ocurran durante el período de exposición "sensible". Esta función de la cámara mejora significativamente la calidad de la fotomacrografía.

Algunos  fabricantes de cámaras ya han diseñado modelos que eliminan las vibraciones provocados por los espejos móviles
- Cámaras con objetivos intercambiables sin espejos (por ejemplo: la serie Sony-Nex  o la serie Olympus Pen)
- Cámaras con espejos y cierre que se accionan por separado (por ejemplo: Canon EOS 5D Mark II + III, Nikon D7000, etc. ), Nikon 7D –
- Cámaras con espejos parcialmente transparentes "translucent mirror" (por ejemplo: serie Sony Alfa)

Este punto es, en general, irrelevante para todas las videocámaras y cámaras compactas, ya que en comparación con las cámaras SLR, el cierre de los obturadores centrales no provoca un desenfoque de movimientos.

[Further information on mirror lock-up] 

6. Visor de imagen cerrable

Los fotogramas de microscopio con DSLRs que sean óptimas para microscopios, por lo general, son evaluados en la pantalla LCD de la cámara sin necesidad de usar el visor óptico. Esto hace que sea necesario cerrar la tapa del visor girando la palanquita del cierre del visor. Si esto no se hiciera, la luz ambiente penetraría en el visor y alteraría los resultados de las mediciones de exposición. Y como consecuencia de ello la microfotografía recibiría una exposición incorrecta. Este efecto le ha dado a los microfotógrafos más de un quebradero de cabeza. Esto se puede evitar temporalmente colocando una lámina negra a prueba de luz en el visor ocular para evitar estos efectos tan perturbadores.

7. Cámara móvil pantalla LCD (punto de valoración: Si la respuesta es afirmativa 1000 puntos)

En la fotomicrografía el fotógrafo suele estar sentado, por lo general, delante del microscopio con una cámara digital montada, resultando muy incómodo si el fotógrafo se tiene que  levantar y mirar  a través de la pantalla LCD no regulable de la cámara o a través del visor óptico para examinar el encuadre y/o la composición de imágenes.

Por tanto, una cámara réflex digital con pantalla LCD es ideal para la microfotografía. Tras colocar la pantalla LCD perpendicularmente inclinando la pantalla ligeramente hacia la persona que maneja el microscopio, se consigue un ángulo de visibilidad óptimo, y por tanto la imagen se puede examinar y evaluar cómodamente estando sentado. Otra opción puede ser, si se utiliza la cámara LCD no regulable, la visualización de la imagen en un monitor externo. Muchas cámaras digitales disponen de una salida de vídeo PAL/NTSC y un cable AV es un componente estándar del equipo. Si se utiliza una tarjeta gráfica, la pantalla del PC también se puede convertir en un monitor de video.

8. Control remoto

La definición y nitidez de la imagen se puede mejorar muy fácilmente mediante el control remoto. Por lo general, la función de control remoto están incluidos en el equipamiento básico de una cámara digital. Dependiendo del modelo de la cámara, en el mercado se venden también dispositivos de control remoto por cable, por infrarrojos y, más raramente, por radio. Si no se usa ningún control remoto, es inevitable que, como consecuencia de ello, las imágenes salgan desenfocadas. Este motion blur o "trazo confuso de movimiento" se caracteriza mediante estructuras dobles descoloridas que crean un efecto de desenfoque importante en toda la imagen.

Si en ese momento no se dispone de ningún control remoto, en último caso se puede activar la función del autodisparador, aunque sea algo laboriosa.

9. Sensor de formato completo [24mm x 36mm], (punto de valoración: Si la respuesta es afirmativa 2000 puntos) 

Si para Usted es importante que las fotos en microscopio sean de una calidad extraordinaria, en tal caso debería elegir siempre una cámara réflex digital con un sensor de formato completo (full-frame). Cabe señalar, sin embargo, que las cámaras con un sensor de medio fotograma o chip de cuatro tercios (Four Thirds Chip ) suelen dar también muy buenos resultados.

Using full-frame digital SLR cameras in microscopy Micro-Tech-Lab  Newsletter from 20.11.2008

10. Salida de vídeo HDMI (punto de valoración: Si la respuesta es afirmativa 1000 puntos)

El interfaz vídeo del antiguo sistema  AV analógico con el estándar PAL/NTSC ha sido reemplazado por el nuevo interfaz multimedia de alta definición (HDMI). Mediante la transmisión digital de los datos de audio y vídeo, se incrementa notablemente la calidad. Con las cámaras full HD se logra una resolución de 1920 x 1080 píxeles.

11. Grabación de vídeo en HD (punto de valoración: Si la respuesta es afirmativa 1000 puntos)

La cámara ofrece la posibilidad de guardar secuencias de vídeo con una calidad de alta definición (1280x720 píxeles) en la tarjeta de memoria.

Are HD single lens reflex cameras the better HD camcorders?
USB (universal serial bus) video cameras in microscopy – quite simply far too slow!

12. Modo vídeo Full HD 1920x1080 píxeles (punto de valoración: Si la respuesta es afirmativa 500 puntos)

Las cámaras compactas digitales y las cámaras SLR modernas son capaces de grabar secuencias de vídeo en la tarjeta de memoria con una calidad de alta definición (1920 x 1080 píxeles).

13. Software de control remoto para la cámara digital (punto de valoración: Si la respuesta es afirmativa 8000 puntos)

Mediante una conexión al PC, generalmente a través de cable USB2 o LAN/WLAN (WIFI), la cámara se puede controlar de forma remota desde el PC. Sin necesidad de tener que manipular la cámara, se puede configurar desde el PC todos los ajustes y resoluciones de la imagen. Tras capturar la imagen, ésta se guarda automáticamente en el PC y se puede analizar inmediatamente en pantalla. Gracias a esta separación de funciones, se evitan las vibraciones  o movimientos que se producen al capturar una imagen manualmente (véase el punto 8: Control remoto)
Los modelos más novedosos como la Canon EOS 600D pueden incluso transmitir al PC la imagen “Live view" a través del cable USB2. Las imágenes y vídeos se transfieren casi sin retraso en la pantalla. Puede encontrar una información más detallada en nuestro informe de ensayo:

Controlling Olympus digital SLR cameras from your PC with the OLYMPUS Studio 2 software

Nikon Camera Control Pro 2 software: A milestone in digital microscopy and microphotography – the Nikon D300 and D3

14. Objetivos especialmente adecuadas en cámaras compactas y  vídeo cámaras  (punto de valoración: Si la respuesta es afirmativa 1000 puntos)

En principio, las cámaras réflex digitales son mejores que las cámaras compactas, ya que en las cámaras compactas el objetivo forma una unidad no desmontable junto con el cuerpo de la cámara. El elevado número de lentes ópticas que constituyen el objetivo zoom dificulta el ajuste entre microscopio y la cámara, reduciendo notablemente la calidad de la imagen.

Algunas cámaras compactas / cámaras de vídeo tienen un objetivo que se puede adaptar al microscopio de una forma relativamente aceptable. Una construcción del objetivo simple con pocas lentes ópticas suelen proporcionar los mejores resultados. En una posición excepcional se sitúan las cámaras con objetivos pequeños con una distancia focal permanente. Todos ellos tienen un máximo de tres lentes y, por consiguiente, dentro del grupo de cámaras compactas / cámaras de vídeo son las que mejor se pueden colocar el microscopio.

15. Función de magnificación en modo Visión en Directo “Live View” ( punto de valoración: Si la respuesta es afirmativa 5000 puntos)

En microscopia la función de aumento en modo de Visión en Directo es muy útil, ya que esta función permite enfocar los detalles con mayor exactitud.

En primer lugar debe activar la función de aumento (1) y, a continuación, debe ajustar la posición del espécimen, que desea ampliar, mediante el botón de posición Multi-Controller (2). Lamentablemente no en todos los modelos de cámara es posible ajustar de forma autónoma la posición. En caso de que no sea posible elegir la posición, la cámara encuadra el centro de la imagen.

En pantalla ahora aparecería el símbolo de “función de aumento” con la información de cuánto se ha aumentado la imagen. Con el botón de “función de aumento” se puede seleccionar el aumento que se desea. A continuación debe enfocar la imagen y darle al disparador.

16. Alta definición en el modo “Live View “ en puerto HDMI (punto de valoración: Si la respuesta es afirmativa 1000 puntos)

Algunas cámaras ofrecen la posibilidad de mostrar una imagen en modo Live View directamente en un monitor apto para HD o incluso un proyector (para conferencias y ponencias) a través de la interfaz HDMI. Esto es, en particular, muy ventajoso si varias personas colaboran en un mismo proyecto y quieren hablar sobre el espécimen.

17. Valores ISO 

El valor ISO describe la sensibilidad a la luz de los sensores de la cámara. Cuanto más bajo sea el valor ISO, menos sensible es el sensor a la luz. Los valores ISO altos permiten captar buenas imágenes aun cuando la iluminación no sea buena. No obstante, al aumentar la sensibilidad a la luz se intensifica de igual modo el ruido, la imagen aparece más pixelada ( más granulada) y más desenfocada. Por lo tanto, los ajustes ISO altos sólo son recomendable siempre y cuando los sensores sean de alta calidad.

18.  La profundidad de color o bits por píxel

La profundidad de color representa el número máximo de colores disponibles para representar un solo píxel en una imagen. En el modelo de color RGB esto mismo ocurre en los tres canales de color (rojo, verde, azul). Por ejemplo, con 12 bits por canal se lograrían 4.096 matices/combinaciones para cada canal de color. Para los tres canales de color la intensidad de bits representa 36 bits de información de color por píxel, que permite un total de 68.719.476.736 posibles combinaciones de colores. Dependiendo del modelo de la cámara, la intensidad de color en su mayoría oscila entre 24bits y 42bits RGB.

Qué cámara digital es la que mejor funciona en microscopía?[Lista de cámaras]