Hubo una época en que las cámaras competían por ofrecer cada vez más megapíxeles para seducir a clientes ansiosos por tomar las fotos de mayor calidad. Hoy sabemos que la óptica, el procesamiento y las cualidades finas del sensor importan mucho más allá de la resolución pura. Pero, por un tiempo, las empresas actuaron como si los megapíxeles fueran lo único que contaba.
¿Y si se pudiera ir más lejos, capturando no millones, sino miles de millones de píxeles en una sola imagen? Eso es exactamente lo que Yannick Richter fue a contar a la Hackaday Europe con su proyecto Project Gigapixel.
Más píxeles
Para construir una cámara de consumo con mayor resolución, los fabricantes crean un sensor con más elementos sensores. Esto se vuelve caro y difícil a medida que se quiere escalar, sobre todo si se intenta meter más elementos en un tamaño de sensor estándar.
Sin embargo, existen otras formas de capturar imágenes de mayor resolución que no exigen un sensor más grande. Es decir, se puede usar un sensor sencillo de resolución limitada e ir moviéndolo por distintas posiciones, capturando luz todo el tiempo. Luego basta con unir la salida y se obtiene una imagen de resolución notablemente alta. Puede sonar complicado, pero como explica Yannick, es una manera perfectamente válida de construir una imagen de gigapíxeles.
De un escáner Epson a una cámara portátil
El proyecto de Yannick comenzó con un viejo escáner plano Epson. Resultó el donante perfecto, ya que traía un sensor de imagen lineal con muy buena resolución para digitalizar fotos y documentos. El único problema es que necesita moverse en línea recta para capturar una imagen completa. La meta era convertirlo en una cámara tipo escáner realmente portátil, lo que requirió ingeniería inversa y un diseño creativo para volverlo una herramienta práctica de fotografía real.
Yannick no quiso simplemente meter el escáner en un cuerpo de cámara improvisado. Buscó interconectar el sensor de forma directa y construir desde cero una cámara de barrido lineal, con el sensor lineal de alta resolución montado detrás de una buena lente Pentax de formato medio.
¿Cómo logra 3,2 gigapíxeles?
Yannick conectó una Raspberry Pi para leer el sensor. La clave estuvo en que el escáner elegido, un Epson V370, usaba un elemento de barrido CCD de Sony en lugar de un sensor CIS más barato. Un sensor CCD adecuado es más costoso, pero produce mejor salida y es más apto para este tipo de imágenes. Así, al desplazar el elemento de barrido detrás de una lente de formato medio, la cámara captura imágenes de hasta 40.800 por 80.000 píxeles, es decir 3,2 gigapíxeles si se multiplica.
La charla cubre todo el trabajo que Yannick hizo para volverla una cámara funcional. Eso incluyó bucear en la documentación de Epson para descubrir cómo interconectar el sensor. Por suerte, los manuales de servicio detallaban lo suficiente sobre el sensor RGB de 12 líneas como para sacar el proyecto adelante. La interfaz del sensor se logró reutilizando el ADC y el hardware de generación de tiempos del propio escáner, conectados a una Raspberry Pi 5 y a un RP2350.
Hizo falta bastante trabajo para alinear correctamente los píxeles R, G y B en una imagen a color coherente. Yannick también aborda el diseño mecánico: el sensor se montó sobre un accionamiento lineal de 100 milímetros para barrerlo detrás del conjunto de la lente. Otro reto fue generar una vista previa en vivo, algo poco práctico desde un sensor de barrido. La solución fue incluir una cámara estándar de Raspberry Pi para la vista previa y ayudar a encuadrar la toma.
Quizás lo mejor de la charla es cuando Yannick muestra los resultados finales. Una imagen de 3,2 gigapíxeles captura una enorme cantidad de detalle cuando se toma bien y con el foco correcto. Una foto simple de instrumentos de banco no parece gran cosa, hasta que Yannick hace zoom y se puede leer el código impreso en una resistencia SMD 0603. Como es obvio, la cámara está limitada en velocidad y no captura bien objetos en movimiento. Pero para tomas de altísima resolución de escenas estáticas rinde de maravilla. Si te atraen los paisajes de detalle exquisito o las tomas arquitectónicas impactantes, un montaje así puede resultar muy tentador.
Hardware accesible para replicarlo
Lo interesante de este proyecto es que su lista de materiales cae dentro de lo que un aficionado en Chile o LatAm puede conseguir: un escáner plano usado, una Raspberry Pi 5 (cerca de USD 80 en su versión de 8 GB) y un RP2350, más una lente de formato medio de segunda mano. El grueso de la dificultad no está en el costo, sino en la ingeniería inversa del sensor y en el software de alineación de color. Frente a una cámara de medio formato comercial, que fácilmente supera los miles de dólares, la ruta del escáner reciclado ofrece resoluciones inalcanzables a una fracción del precio, siempre que la escena se quede quieta.
