El Sofista

El arte de la fotografía extraterrestre

Cuando alguien observa las sorprendentes imágenes captadas por el Hubble o los robots exploradores marcianos —o Mars Exploration Rovers (MER)—, alguna vez se habrá preguntado si esa imagen corresponde a lo que realmente veríamos con nuestros propios ojos.

Lamentablemente, la respuesta probable es no. En algunos casos, como en los rovers marcianos, los científicos tratan de calibrarlos para ver las imágenes con los "colores verdaderos", pero en la mayoría de los casos se eligen los colores para obtener el máximo rendimiento científico. He aquí cómo los científicos calibran sus maravillosos instrumentos y la diferencia entre colores verdaderos y falsos.

Pregunta: Cuando vemos las magníficas y típicas imágenes del Telescopio Espacial Hubble o los impresionantes panoramas de los robots exploradores marcianos, ¿representan esas imágenes lo que los ojos humanos verían si observasen esas vistas directamente? ¿Es esto verdadero o falso?

Respuesta: Esto es generalmente falso para el Hubble. Pero para los rovers es en gran parte cierto, ya que estos robots proporcionan una combinación de imágenes en colores denominados "verdaderos" y "falsos". Pero resulta que el término "color verdadero" está bastante discutido y muchos de los científicos involucrados en el campo de la fotografía extraterrestre rehuyen su utilización.

—En realidad evitamos utilizar el término "color verdadero" porque nadie sabe con precisión cual es el "color verdadero" de Marte —dijo Jim Bell, el científico a cargo del sistema de fotografía en color Pancam usado en los robots marcianos—. De hecho, destacó Bell, tanto en Marte como en la Tierra los colores cambian todo el tiempo: si está nublado o despejado, si el Sol está alto o bajo, o si hay variaciones en la cantidad de polvo atmosférico. —Los colores cambian de un momento a otro, es algo dinámico. No queremos establecer una separación tan estricta como si dijéramos "¡Esta es la verdad!".

A Bell le gusta utilizar el término "color verdadero aproximado", porque las imágenes de la cámara panorámica de los MER son estimaciones de lo que vería un humano si estuviese en Marte. Otros colegas, dice Bell, usan "color natural".

Zolt Levay, del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial, genera imágenes del Telescopio Espacial Hubble. Para las imágenes preparadas del Hubble, Levay prefiere el término "color representativo".

—Los colores en las imágenes del Hubble no son ni "verdaderos" ni "falsos", sino que por lo general son representativos de los procesos físicos subyacentes a los sujetos de las imágenes —dijo—. Son una manera de representar en una única imagen toda la información posible que esté disponible en los datos.

Color verdadero sería el intento de reproducir visualmente los colores exactos. Por otra parte, color falso es una selección arbitraria de colores para representar algunas características en la imagen, tales como la composición química, la velocidad o la distancia. Además y por definición, es necesario representar toda imagen infrarroja o ultravioleta en "color falso", ya que esas longitudes de onda son invisibles para los seres humanos.

Sin embargo, las cámaras del Hubble o de los MER no toman imágenes en color. Las imágenes a color de ambas naves son combinaciones de imágenes independientes en blanco y negro tomadas a través de filtros de color. Para cada imagen la nave tiene que tomar tres fotografías, por lo general a través de un filtro rojo, otro verde y un tercero azul, y cada una de esas fotografías se envía a la Tierra. Aquí se combinan digitalmente en una imagen a color. Esto mismo se hace de manera automática dentro de las cámaras a color que usamos normalmente en la Tierra. Pero las Pancams de los MER tienen 8 filtros de color diferentes, mientras que Hubble tiene casi 40, que van desde el ultravioleta ("más azul" de lo que nuestros ojos pueden ver) y pasando por el espectro visible llegan hasta el infrarrojo ("más rojo" de lo que es visible a los seres humanos). Así los equipos de fotografía gozan de una flexibilidad infinitamente mayor y, a veces, de licencias artísticas. Según los filtros de color empleados, el color puede estar más cerca o más lejos de la "realidad".

En la imagen: La misma roca fotografiada en color verdadero y falso por el Opportunity, uno de los robots marcianos. Crédito: NASA/JPL.

En el caso del Hubble, explica Levay, las imágenes están más ajustadas para aumentar el contraste y refinar los colores y el brillo, buscando enfatizar ciertas características de la imagen o hacer una imagen más atractiva.

Pero cuando el equipo Pancam de los rovers quiere generar una imagen que muestre lo que un ser humano parado en Marte vería, ¿cómo obtienen el color correcto? Los rovers tienen una herramienta a bordo conocida como MarsDial, utilizada en un proyecto educativo sobre relojes de sol. —Pero su verdadero trabajo es ser un blanco de calibración —dijo Bell—. Cuenta con anillos de escalas de grises con chips de colores en las esquinas. Los medimos con mucha precisión y los fotografiamos antes de lanzarlos, y por eso sabemos qué colores son y cuáles son las gamas de grises.

Una de las primeras imágenes tomadas por los rovers fue del MarsDial. —Tomamos una imagen del MarsDial y lo calibramos y procesamos con nuestro software —dijo Bell—. Si el resultado muestra lo que sabemos que se debería ver, entonces estaremos muy confiados en que cuando apuntemos la cámara a cualquier otro lado y tomemos una imagen, si repetimos el mismo proceso obtendremos los colores correctos.

El Hubble también puede generar imágenes de color calibrado. Su "UniverseDial" serían las estrellas comunes y las lámparas del interior de las cámaras cuyo brillo y color se conocen con mucha precisión. Sin embargo, el propósito del Hubble no es generar imágenes que reproduzcan colores fidedignos. "Por un lado, eso tendría poco sentido para la mayoría de las imágenes", dijo Levay, "debido a que por lo general no podemos ver los objetos, ya que son demasiado tenues y nuestros ojos reaccionan de forma distinta a los colores de una luz tan débil". Pero el objetivo más importante del Hubble es generar imágenes que transmitan tanta información científica como sea posible.

Las Pancams de los rovers también hacen esto. "Resulta que hay una gran variedad de minerales ferruginosos que tienen distinta respuesta de color en longitudes de onda infrarroja a las que la cámara es sensible", dijo Bell, "por lo que podemos hacer imágenes en falso color muy chillonas, al estilo de Andy Warhol". Bell añadió que estas imágenes cumplen con una doble finalidad, ya que proporcionan información científica y buscan el agrado del público.

Por consiguiente, tanto en el Hubble como en los MER se usa el color como una herramienta, para resaltar los detalles de un objeto o para visualizar lo que de otra manera el ojo humano no podría ver. Sin el falso color, nuestros ojos nunca verían (y nunca sabríamos), por ejemplo, los gases ionizados que forman una nebulosa o los minerales ferruginosos que yacen en la superficie de Marte.

En cambio, para el "color verdadero" hay una gran comunidad académica y erudita que estudia el color en áreas como la industria de la pintura, y que a veces se enoja cuando el grupo de imágenes astronómicas utiliza el término "color verdadero". —Ellos tienen una teoría bien establecida sobre el color verdadero y cómo cuantificarlo. Pero en realidad nosotros no trabajamos dentro de ese marco teórico y en ese nivel. Por eso queremos mantenernos apartados del término "color verdadero".

Levay señaló que ninguna reproducción en color puede ser precisa al 100% a causa de las diferencias tecnológicas entre la película y la fotografía digital, entre las técnicas de impresión o, incluso, entre los diferentes ajustes del monitor de una computadora. Además, existen variaciones en la manera en que la gente percibe los colores.

Y la conclusión de Bell es que "en realidad, lo que hacemos en Marte es una estimación, es la mejor conjetura que podemos hacer al basarnos en nuestro conocimiento de las cámaras con el blanco de calibración. Pero para averiguar si es absolutamente verdadera al 100%, creo que será necesario que la gente vaya allá para descubrirlo".

Para más información pueden visitar hubblesite.org o consultar el libro de Jim Bell "Postcards From Mars" —cuya traducción sería Postales desde Marte—, de 2006.

Fuente: Nancy Atkinson para Universe Today (enlaces en inglés).

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escrito por el sofista @ jueves, mayo 29, 2008