Plano imagen. Sensibilidad ISO

El film (cámaras analógicas) o el sensor electrónico (cámaras digitales) en el que se forma la imagen a fotografiar es el plano imagen.

En las cámaras analógicas, el film más común es el de 35mm (realmente sus dimensiones son 36mm x 24mm, y por tanto, con una relación de aspecto 3:2), aunque existen otros tamaños. La captura de la imagen se realiza por exposición de la luz de la escena en el film, lo cual trae como consecuencia la alteración de las propiedades químicas del mismo. Tras un proceso químico de revelado, la imagen capturada en el film puede ser transferida a papel fotográfico.
Una de las características fundamentales del film es su sensibilidad. Cuanto más sensible sea un film a la luz, más rápidamente será capaz de capturar una escena. O dicho de otro modo: si fotografiamos una determinada escena con dos films de distinta sensibilidad (y manteniendo todos los ajustes de la cámara intactos), obtendremos una imagen más brillante con el film de mayor sensibilidad. La sensibilidad suele venir dada en valores ISO, siendo 100 el valor normal; el valor ISO crece proporcionalmente con la sensibilidad, de modo que un film con ISO 200 es el doble de sensible que otro con ISO 100, un film con ISO 400 es cuatro veces más sensible que otro con ISO 100, etc. La desventaja de usar un film más sensible es que la imágenes presentan un aspecto más granuloso (y que son más caros los carretes).

En las cámaras digitales, el sensor puede ser de tipo CCD o CMOS según el tipo de proceso de fabricación del mismo. En cualquier caso, el sensor puede verse como una agrupación de elementos individuales sensibles a la luz, denominados píxeles, organizados según un patrón matricial, esto es, en filas y columnas. Cuanto mayor sea el número de filas y columnas, más finos serán los detalles que se puedan registrar, es decir, tendremos mayor resolución. Precisamente, éste es uno de los parámetros fundamentales de una cámara digital: el número total de píxeles (habitualmente indicado en millones de píxeles, o megapíxeles). Típicamente la relación entre número de columnas y filas es 4:3, y por lo tanto, son comunes modos de resolución de 2048x1536 píxeles, 1600x1200 píxeles, etc. Cada píxel de la imagen, que almacena temporalmente (como carga eléctrica) el nivel de luz que ha incidido sobre su área correspondiente, es sometido a un proceso de digitalización (que tiene lugar en la propia cámara) cuyo objetivo es convertir el nivel de luz registrado en un valor numérico. La imagen, por tanto, queda representada como una matriz de números, uno por cada píxel, tras el proceso de digitalización. La cantidad de información asociada a una imagen con varios millones de píxeles tras el proceso de digitalización es bastante grande, y para ahorrar espacio en la memoria interna (en la que se almacenan las imágenes fotografiadas para luego ser transferidas al ordenador), son sometidas a un proceso de compresión que trata de reducir el tamaño ocupado eliminando redundancias (y a veces, detalles de la imagen, dependiendo del nivel de compresión que seleccionemos en la cámara -- la regla general es que cuanto mayor sea el nivel de compresión, más detalles se pierden, aunque la imagen resultante ocupa menos espacio en memoria).
Realmente, en las imágenes en color, un píxel está formado a su vez por varias zonas independientes, sensibles a diferentes tonos de luz, por ejemplo, rojo, verde y azul (RGB, Red Green Blue). El proceso de digitalización asigna valores numéricos a cada uno de los componentes de color de un píxel, de modo que la luz incidente en un píxel queda representada como una terna de valores numéricos (rojo, verde, azul) en lugar de como un único valor.
Una característica importante de las cámaras digitales es que, dentro de ciertos límites, permiten variar su sensibilidad. Ello es posible debido a que el nivel de luz registrado en un píxel del sensor se almacena como carga eléctrica, lo cual permite que, durante la lectura de los píxeles, la carga pueda ser amplificada electrónicamente en mayor o menor proporción. De este modo, cuanto mayor sea el nivel de amplificación, mayor será la sensibilidad apreciada. Ésta es medida, al igual que en el caso del film, en valores ISO. Desde luego, hay sensores electrónicos más sensibles que otros, lo que permite alcanzar mayores valores ISO en las cámaras que disponen de ellos.
Sin embargo, el aumento de sensibilidad no es gratuito. Los sensores, como cualquier otro componente electrónico semiconductor, está sometido a la generación de ruido térmico. Por el mero hecho de tener una temperatura mayor que la del cero absoluto, el sensor está liberando, continuamente y de forma aleatoria, cargas eléctricas que se acaban capturando en uno u otro pixel. Estas cargas eléctricas debidas al efecto térmico se suman a aquellas producidas por la incidencia de luz procedente de la escena a fotografiar. El proceso de digitalización no puede distinguir las cargas según su procedencia, sino que se comporta como si toda carga fuese debida a la imagen. De este modo, la imagen ha quedado contaminada con un ruido que se aprecia como pequeños puntos de colores distribuidos aleatoriamente en la imagen. Este efecto se hace más patente al aumentar la sensibilidad ISO, pues ello implica que cada carga eléctrica (procedente de la escena o generada por ruido térmico) es amplificada en mayor proporción: el efecto es que los puntos de colores aleatorios son más visibles.
Algunas cámaras digitales consiguen disminuir el efecto perjudicial del ruido térmico mediante una función de reducción de ruido (NR, Noise Reduction). El procedimiento consiste en, tras el disparo de la fotografía, realizar un segundo disparo con el obturador cerrado (es decir, bloqueando el paso de la luz): esta segunda imagen contendrá sólo ruido térmico. Sustrayendo a la primera imagen la segunda, conseguimos eliminar parte del ruido contenida en aquélla. El resultado no es perfecto porque el ruido térmico es aleatorio, de modo que sus efectos pueden diferir en ambas imágenes.