¿Por qué aparecen los patrones de Moiré en las fotos? Una explicación científica
¿Qué es el efecto Moiré?
Si alguna vez has tomado una foto de una pantalla de computadora, una camisa a rayas o una pared de ladrillos, es probable que te hayas encontrado con los extraños patrones ondulados y de colores del arco iris conocidos como el efecto Moiré. Estos patrones no existen en el mundo real; son un artefacto óptico creado por la interacción entre el sujeto y tu cámara. Puede convertir una toma perfecta en un desastre psicodélico que distrae y es poco profesional.
El término "Moiré" (pronunciado muar-é) proviene de la industria textil francesa, describiendo una tela con una apariencia de aguas o rizos. Mientras que los tejedores de seda creaban este efecto intencionalmente por su belleza estética, en la fotografía digital, es casi siempre un error no deseado que los fotógrafos luchan por evitar.
La Ciencia: Patrones de Interferencia
En su núcleo, un patrón de Moiré es un patrón de interferencia. Ocurre cuando dos patrones similares a rejillas se superponen pero no están perfectamente alineados. En fotografía, estas dos rejillas son:
- El Patrón del Sujeto: El detalle fino en el objeto que estás fotografiando (por ejemplo, los píxeles en una pantalla, los hilos en una tela, las líneas de un rascacielos).
- El Patrón del Sensor: La rejilla fija de fotositos (píxeles) en el sensor digital de tu cámara.
Cuando la frecuencia del patrón del sujeto está cerca o excede la frecuencia de la rejilla de píxeles del sensor, la cámara no logra resolver el detalle con precisión. Este fenómeno se conoce como aliasing espacial. En lugar de capturar las verdaderas líneas finas, el sensor crea un nuevo patrón de ondas de baja frecuencia sobre la imagen: esto es el Moiré.
El Teorema de Muestreo de Nyquist-Shannon
Para entender por qué sucede esto, debemos mirar la teoría del procesamiento de señales. La tasa de Nyquist establece que para reproducir con precisión una señal (en este caso, detalle visual), debes muestrearla a una tasa de al menos el doble de la frecuencia de la frecuencia más alta presente en la señal.
En términos simples: si quieres capturar 100 líneas por pulgada de detalle, el sensor de tu cámara necesita tener una resolución capaz de resolver al menos 200 líneas por pulgada. Cuando el detalle es más fino de lo que el sensor puede capturar (violando el límite de Nyquist), los datos "extra" no desaparecen simplemente; se pliegan de nuevo en el espectro visible como patrones falsos: Moiré.
Moiré de Color vs. Moiré de Luminancia
Hay dos tipos principales de Moiré que podrías ver, y a menudo aparecen juntos:
- Moiré de Luminancia: Aparece como líneas curvas y onduladas de luz y oscuridad. Esto afecta los detalles y la textura de la imagen. Se parece a las ondas en un estanque y se ve a menudo en detalles arquitectónicos o telas en blanco y negro.
- Moiré de Color: Aparece como bandas de colores del arco iris (a menudo púrpura, verde o amarillo). Esto sucede debido a la matriz de filtro Bayer utilizada en la mayoría de los sensores digitales para capturar color. Los píxeles rojos, verdes y azules están dispuestos en una rejilla de mosaico específica. Cuando los detalles finos interfieren con esta rejilla de color, la cámara "adivina" el color incorrecto para ciertos píxeles, generando artefactos de color falsos.
El Papel de los Filtros Ópticos de Paso Bajo (OLPF)
Durante muchos años, los fabricantes de cámaras combatieron el Moiré desde el hardware instalando un Filtro Óptico de Paso Bajo (OLPF), también conocido como filtro anti-aliasing, directamente frente al sensor.
Este filtro funciona desenfocando intencionalmente la imagen entrante solo un poco, lo suficiente para suavizar los detalles más finos que causarían aliasing, pero (con suerte) no lo suficiente para arruinar la nitidez de la foto. Efectivamente corta las altas frecuencias antes de que lleguen al sensor.
Sin embargo, en la búsqueda de la máxima nitidez y resolución, las cámaras modernas de gama alta (como la serie Nikon Z, Sony Alpha R y Canon R5) a menudo omiten el OLPF. Confían en altos recuentos de megapíxeles para superar la resolución de los patrones. Si bien esto produce imágenes más nítidas, significa que el Moiré está regresando, especialmente en la fotografía de moda y arquitectura.
Por qué es Difícil de Arreglar
Los patrones de Moiré están "horneados" en los datos sin procesar de la imagen. Debido a que el sensor literalmente "vio" el patrón incorrecto, eliminarlo requiere una reconstrucción matemática compleja de cómo debería haber lucido la imagen. No es tan simple como "eliminar una mancha". Estás tratando de separar el patrón falso de la textura real.
Es por eso que las herramientas de edición tradicionales a menudo luchan: tienden a desenfocar la textura para ocultar el patrón. Las soluciones impulsadas por IA como Morie se están convirtiendo en el estándar porque pueden "alucinar" o reconstruir la textura original probable mientras restan el patrón de interferencia geométrico.