La diferencia entre el binning de ZWO y QHY, y cómo funciona el binning de píxeles por software

El artículo anterior trató el procedimiento práctico del binning de píxeles por software (Bin); este profundiza en los principios: por qué las cámaras de las dos marcas, ZWO y QHY, tienen un comportamiento de Bin distinto, y por qué «hacer el Bin en la computadora» pierde datos con menos facilidad que «hacer el Bin en la cámara».

ZWO y QHY tienen valores de Bin por defecto distintos

Tomando como ejemplo la ZWO 6200mm y la QHY600M, en realidad ambas usan el mismo sensor Sony IMX455 BSI, pero su comportamiento de Bin por defecto no es igual:

1. El binning de píxeles de ZWO solo hace un «promediado de píxeles». Puedes fotografiar con el mismo panel de flats de brillo uniforme y comprobarás que el brillo es prácticamente el mismo antes y después del Bin—esa es la firma del promediado.
2. El binning de píxeles de QHY, en cambio, por defecto es una «suma de píxeles» (parecida al comportamiento de los CCD tradicionales), aunque por supuesto también se puede cambiar a promediado.

Hay que tener en cuenta que, si se configura QHY en suma, los valores pueden superar los 16 bits; en ese caso hay que ajustar el comando de lectura y activar la transferencia de 32 bits para poder sacar los datos completos. Además, el método de ZWO sirve tanto para cámaras monocromas como de color; la suma Bin de QHY, en cambio, solo sirve para cámaras monocromas.

Por qué hacer o no Bin en CMOS sigue una lógica distinta a la del CCD

En las cámaras CMOS, configurar el Bin por software o firmware en el momento de la captura tiene como principal objetivo reducir el tamaño del archivo o aumentar la tasa de fotogramas. Pero hay que fijarse en el comportamiento del ruido de lectura:

• CMOS: después del Bin, el ruido de lectura se duplica;
• CCD: después del Bin, el ruido de lectura, por el contrario, baja.

Esta es la diferencia fundamental entre CMOS y CCD en lo que al Bin se refiere, y también la razón por la que, en la era CMOS, el incentivo para «binnear en la cámara» no es tan fuerte como lo era con el CCD. El binning de píxeles del CMOS, en realidad, se presta mejor a hacerse después, en el software durante el posprocesado, con mejores resultados.

Ventajas y desventajas de hacer el Bin en el software de la computadora

Llevar el Bin al software de la computadora tiene varias ventajas tangibles:

1. También mejora la relación señal-ruido, pero el cálculo es más flexible

El Bin por software aporta igualmente una mejora de 2× en la relación señal-ruido (S/N), y la eficiencia de cálculo de la computadora es mejor, con más algoritmos entre los que elegir.

2. No descarta ningún dato

Este es el punto clave. El llamado promediado en binario no es realmente «sumarlos y dividir entre 4» (tomando el Bin 2 como ejemplo). Sumar cuatro números binarios de 16 bits requiere 18 bits (se produce un desbordamiento, porque supera los 16 bits), y la división binaria entre 4 consiste en realidad en sumar y luego descartar los dos bits menos significativos (equivale a desplazar la coma dos posiciones hacia la izquierda).

Por lo tanto, si un usuario de ZWO configura el Bin directamente en la cámara, pierde esta parte de los datos; un usuario de QHY, por su parte, necesita activar la transferencia de 32 bits para enviar los datos completos a la computadora, pues de lo contrario la parte desbordada se descarta igual. En cambio, al hacer el Bin en la computadora, el cálculo emplea 32 bits, no se pierde ningún dato y se mantiene la plena profundidad de pozo y profundidad de bits.

3. El precio es tener que transferir y almacenar más datos

El binning de píxeles sacrifica resolución y la nitidez baja, pero el tamaño del archivo se reduce enormemente. Dicho al revés, si no binneas en la cámara, necesitas transferir más datos y también gastar más espacio para almacenar los archivos originales. Este es el precio que se paga al elegir el «Bin en la computadora»—cargar primero con los archivos originales más grandes a cambio de una flexibilidad completa y sin pérdidas durante el posprocesado.

Nota adicional

Para las instrucciones sobre cómo activar la transferencia de 32 bits en QHY, puedes consultar el manual de usuario oficial. Hay que tener en cuenta que esta función solo la admiten unos pocos modelos más recientes (como la QHY600, QHY268, QHY411, QHY461, etc.).