Reflexiones fotograficas

EL DESENFOQUE Y LA NITIDEZ

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Tue, 01 Mar 2011 21:47:00 +0000

Antes de que dejemos los objetivos como tales, debemos ver más de cerca un aspecto muy práctico de la formación de la imagen. Se da el caso de que la imagen dada por un objetivo no es imprescindible que sea críticamente nítida para que la aceptemos como nítida visualmente.

Existe alguna latitud tolerable en el enfoque y en las distancias de los sujetos que pueden reproducirse nítidamente en una graduación dada de enfoque.

TIPOS DE NITIDEZ

Imaginémonos que en nuestra cámara digital desenfocamos de manera que el sujeto quede demasiado cerca o demasiado lejos del objetivo para que pueda recibir una imagen nítida. Si tomamos una fotografía y la observamos, se verá que la luz reflejada desde cada una de las grandes luces del sujeto se reproduce en forma de disco o mancha circular de iluminación. En realidad, los puntos del sujeto aparecen representados como manchas circulares de luz superpuestas, dando naturalmente, un efecto general de «borrosidad».

Una imagen desenfocada es en verdad una masa de tales «círculos de confusión». También se suele utilizar el término japonés “bokeh” para referirse a la calidad que puede ofrecer el desenfoque.

Cuanto más alejada está la placa de enfoque de la posición de foco nítido para un sujeto, mayores serán dichos círculos. Las grandes luces de un fondo desenfocado pueden aparecer como grandes y nebulosos discos de luz, lo cual se emplea mucho como efecto en la fotografía publicitaria.

Por ejemplo, supongamos que se coloca un producto - un frasco de perfume - sobre una placa de vidrio y perfectamente delante de una lámina de papel de estaño arrugado. Las arrugas de este papel reflejan luz en forma de intensas grandes luces individuales, y si el objetivo está enfocado sobre el perfume, dichas grandes luces quedan suficientemente desenfocadas para que difundan unos grandes pero todavía individualizables discos de luz superpuestos. El efecto da una impresión visual de destello y misterio.

Frasco con papel de plata de fondo

Papel de plata arrugado utilizado

En cambio, otros objetos más técnicos exigen que su imagen sea nítida en su totalidad. Pero, ¿hasta qué punto debe estar a foco una imagen «nítida»? Afortunadamente, el ojo humano tiene un limitado poder de resolución.

Una imagen puede estar aceptablemente «a foco» aun cuando cada punto del sujeto sea reproducido, de hecho, por una diminuta mancha circular de luz. Esto nos procura una importante flexibilidad en el enfoque.

«Círculos de confusión»: Manchas circulares de luz que representan cada punto luminoso del objeto y que, superponiéndose, componen las imágenes «no nítidas».

Con tal que los círculos de confusión tengan un diámetro suficientemente pequeño, el ojo los acepta como puntos, y la imagen aparece «aceptablemente nítida».

Bokeh en papel de plata arrugado

El círculo de confusión máximo permisible que es aceptable visualmente en una fotografía como punto, debe depender, naturalmente, de la vista de la persona que observa la fotografía, y de la distancia a que tal persona se encuentre respecto de la copia. Una moneda de 1 euro vista a 100 metros de distancia puede parecer poco más que una motita de arena vista a 15 cm.

Se da generalmente por aceptado que en el caso de la mayoría de adultos un círculo de 0,25mm de diámetro aparece indistinguible de un punto, a la distancia normal de visión (unos 25cm).

Recuérdese, sin embargo, que la mayoría de copias son ampliaciones de fotogramas más pequeños. Los fotogramas digitales de 18x24 mm exigen mayores tipos de nitidez que los formatos más grandes (full frame o 6x6), si queremos que den copias aceptables de buen tamaño.

Esto nos llevaría al concepto de “profundidad de foco”, que será en el siguiente artículo ya que ahora vale la pena detenernos a experimentar sobre las posibilidades del desenfoque selectivo o “bokeh”.

En la calidad general del desenfoque, influye la construcción de la lente y el número de elementos que tenga el diafragma iris de nuestra cámara. Con un número de al menos 8 elementos, las formas en el desenfoque de luces empezarán a ser bastante redondeadas, mientras que en objetivos con menos elementos, las formas tenderán a ser más poligonales en vez de circulares. Así si por ejemplo usamos un objetivo con 5 aspas, las formas que veremos serán pentagonales, mientras que si usamos uno con 7 aspas, las formas serán heptagonales, que son los más comunes.

Además de la forma de la abertura, en el desenfoque influirá la focal que estemos usando, así como la distancia focal. Cuanto más cerca estemos del punto de enfoque y más alejado el fondo, obtendremos un mayor desenfoque, aunque no tiene porque ser mejor. La cantidad en este caso no tiene una relación directa con la calidad. Mientras que la calidad sí está en relación con la calidad general del objetivo y con el número de elementos del diafragma iris.

Forma de la abertura de nuestra lente

La forma de los círculos de confusión que forman las zonas borrosas pueden personalizarse utilizando un pequeño truco que nosotros mismos podemos hacer.

Lo principal para poder crear este tipo de efecto bokeh es tener una lente con suficiente abertura. Es recomendable usar una apertura de f2.8 o menos para que funcione el efecto.

Vamos a necesitar los siguientes elementos:

Cartulina negra
Cuchilla
Tijera
Lápiz
Cinta adhesiva

Bokeh con forma de T en papel de plata arrugado

Pasos a seguir:

Cortamos la cartulina negra de modo que cubra la lente de la cámara.
Cortamos un agujero con la forma que queramos en el medio de unos 2cm x 2cm aproximadamente.

Para que funcione el efecto se debe verificar lo siguiente:

Tomamos la foto en la máxima apertura.
Acercamos la plantilla al objetivo lo más que podamos.
Buscamos una fuente de luz pequeña como una vela, luces de navidad, focos de la calle… No funciona si apuntamos a una ventana , ya que la fuente de luz es muy grande.

Bokeh con forma de corazón

EL ANGULO VISUAL

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Tue, 22 Feb 2011 11:50:00 +0000

En la entrada OBJETIVOS e IMAGENES ya vimos que, cuanto menor es la distancia focal de un objetivo, más próximas (y por consiguiente más pequeñas) son las imágenes que forma.

Supongamos que preparamos una escena y obtenemos su imagen utilizando dos objetivos de distancias focales distintas, cada uno de ellos situado a la misma distancia del sujeto e instalados en cámaras de formato idéntico.

La imagen producida por el objetivo de distancia focal más corta verá que abarca mucha más superficie del sujeto que su compañero (suponiendo que el poder de cobertura del objetivo sea suficiente). Así debe ser porque las imágenes procedentes del objetivo de foco corto son más pequeñas, permitiendo con ello que se incluya más cantidad del sujeto dentro de un mismo formato.

Un objetivo de focal corta (arriba) cubre más cantidad del sujeto que otro de focal larga (centro) usado con el mismo formato. Sin embargo, el mismo objetivo de foco largo abarca más cantidad del sujeto cuando se usa con un formato más grande (abajo). Por lo tanto, la “inclusión del sujeto” varía con la distancia objetivo-imagen y el tamaño del formato del sensor.

Imaginemos ahora que tenemos dos objetivos de distancia focal idéntica, y que los colocamos en cámaras de formato muy distinto. También ahora, suponiendo en el objetivo suficiente poder de cobertura, la cámara de mayor formato abarcará mayor superficie del sujeto. Como es natural, ambos objetivos dan imágenes del mismo tamaño, pero la cámara mayor reproduce más cantidad del sujeto en su plano focal, que es asimismo mayor.

Angulo visual de una combinación objetivo-formato. El ángulo visual se ensancha al aumentar el formato del sensor CCD o CMOS y disminuir la distancia focal.

Por lo tanto, podemos decir que la cantidad de sujeto visto por una cámara depende de dos factores:

a) La distancia objetivo-imagen (tamaño de la imagen).

b) El tamaño del formato de la cámara.

Si trazamos la trayectoria de los rayos luminosos desde los límites de la superficie del sujeto que acaba de abarcar una combinación objetivo/formato, podemos trazar dos líneas imaginarias que denotarán el «ángulo visual», de la cámara.

En fotografía, el ángulo visual se considera referido a un objetivo enfocado al infinito, y en relación a la diagonal del formato del fotograma-sensor . Por esta razón, cuando se enfoca un objetivo a sujetos cercanos aumenta la distancia objetivo-imagen, y su ángulo visual efectivo se reduce.

La mayoría de tamaños de sensor son rectangulares, de modo que el ángulo horizontal visual difiere del vertical. Para evitar confusiones y la necesidad de tener que citar dos cifras, el ángulo visual se refiere siempre a la diagonal del fotograma-sensor.

«Ángulo visual»: Es el ángulo formado entre el objetivo y las partes más separadas de un sujeto distante que quedan incluidas dentro de los límites extremos de la diagonal del sensor-fotograma. El ángulo varía con la distancia focal del objetivo y la diagonal de los formatos dentro de su poder de cobertura.

El ángulo visual de un objetivo con relación a una serie de formatos utilizables viene señalado por el fabricante. Por lo demás, el ángulo visual correspondiente a cualquier combinación objetivo/formato puede determinarse rápidamente trazando un triángulo a escala, en el cual la diagonal del nsensor forma la base, y la distancia focal, la altura. El ángulo del vértice es entonces el ángulo visual de la combinación.

La mayoría de objetivos para uso general están diseñados de modo que den un ángulo visual de unos 60⁰. Los objetivos gran angulares de foco corto, construidos especialmente, tienen suficiente poder de cobertura para dar 100⁰ o más.

Un objetivo que no tiene suficiente poder de cobertura cuando se usa para un sujeto distante puede usarse satisfactoriamente para trabajo a corta distancia a causa del pequeño ángulo visual efectivo que se requiere en este caso.

Puesto que el ángulo visual cambia con la distancia focal, un juego de objetivos permite al fotógrafo lo siguiente:

1) Variar la cantidad de sujeto abarcada desde la misma distancia.

2) Tomar la misma cantidad del sujeto desde distancias distintas.

Volveremos a insistir más adelante sobre estos importantes puntos.

LA CAPACIDAD DE COBERTURA

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Mon, 21 Feb 2011 16:16:00 +0000

Ahora sabemos algo sobre lo que es un objetivo fotográfico y de qué se compone: un complejo juego de elementos que refractan la luz, con un poder colectivo de desviación de la misma, o distancia focal.

Para una determinada distancia del objeto, la distancia focal determina la posición y, por lo tanto, el tamaño de la imagen. La cantidad de luz que penetra por el objetivo viene regulada por una abertura variable, y el poder de admisión de la luz que tiene el objetivo (para objetos distantes) se indica mediante números f.

El otro aspecto que ahora nos toca determinar es el verdadero tamaño de la imagen que producirá el objetivo. Ello nos dirá qué tamaño de sensor (o de "cuadro") podemos utilizar, y la cantidad de sujeto que quedará registrada en este sensor o negativo.

Entonces podremos estudiar por qué motivo el profesional considera que merece la pena correr con los gastos de adquirir una serie de objetivos para su cámara, así como el efecto que éstos pueden tener sobre las fotografías que el fotógrafo profesional produzca.

LA CAPACIDAD DE COBERTURA

Por desgracia, hasta un objetivo compuesto forma una imagen fotográfica aceptable sólo en una porción limitada del plano focal. Podemos comprobarlo instalando una cámara de modo que mire por una ventana. Córranse unas cortinas opacas y sujétense con alfileres alrededor de la cámara a fin de bloquear toda iluminación, salvo la que penetre por el objetivo.

Ahora, sosteniendo una hoja grande (50 x 40 cm) de cartulina blanca como pantalla, examínese cuidadosamente la imagen proyectada.

El objetivo reproducirá tan sólo una imagen de la escena exterior de un círculo de iluminación, algo así como una vista a través del ojo de una cerradura. Todo alrededor del centro de esta porción luminosa, en el eje del objetivo, la imagen aparece definida con claridad y sin deformación.

Avanzando a través del plano focal hacia zonas más alejadas del eje del objetivo, se ve, sin embargo, que los detalles de la imagen van haciéndose confusos y que la iluminación disminuye rápidamente.

Objetivo colocado en posición

Existen tres razones para esta «disminución»:

1) Las aberraciones de los objetivos sólo pueden corregirse en un grado limitado, a lo largo del plano focal. Los rayos que forman imagen cerca del eje del objetivo son corregidos más fácilmente que los rayos oblicuos que llegan a las zonas exteriores.

2) La luz procedente del objetivo y que llega hasta las zonas exteriores de la imagen, se desplaza a mayor distancia que la luz que se dirige al área central. Cada punto objeto cuya imagen se forma oblicuamente en las zonas exteriores resulta por este motivo cada vez mayor y más tenue (ley del cuadrado inverso).

3) Visto oblicuamente desde las zonas de imagen exteriores, el diafragma del objetivo aparece como una elipse, en lugar de un círculo. La profundidad del cuerpo metálico del objetivo bloquea también la iluminación en proporción creciente, hasta quedar oscurecidos todos los rayos angulares extremos. Este efecto es conocido con el nombre de viñeteado.

Si diafragmamos el objetivo se reducen la mayoría de aberraciones de este último, y la calidad de imagen de las zonas exteriores puede verse que mejora constantemente. También se reduce algo el viñeteado, ya que al diafragmar, la mayoría de rayos que normalmente son recibidos tan sólo por las porciones centrales de la imagen y oscurecidos para las zonas exteriores, son detenidos por la abertura.

Por lo tanto, un objetivo producirá una iluminación y una definición de imagen aceptables sólo en una porción limitada del plano focal. A esta porción se le da el nombre de campo «cubierto» por el objetivo.

El campo cubierto por un objetivo debe ser, naturalmente, mayor que el tamaño del fotograma (negativo o sensor) con el cual se quiere emplear. En cambio, sería una tontería gastar dinero para corregir aberraciones innecesariamente, utilizando un objetivo que tuviera un «poder de cobertura» excesivo. Tal objetivo echaría a perder gran parte de su iluminación en el fuelle de la cámara, donde puede reflejarse algo de luz, hasta, incluso, velar la imagen producida.

Un objetivo debe estar diseñado para un formato determinado de fotograma o cuadro. Debe cubrir este formato a la abertura máxima, con una razonable superficie sobrante, a fin de que podamos utilizar los movimientos de cámara (de los que ya hablaremos).

Poder de cobertura: Es la superficie de iluminación circular proyectada por un objetivo dentro de la cual puede dar imágenes con una definición e iluminación aceptables. El campo cubierto por un objetivo (a abertura máxima y enfocado al infinito) debe ser mayor que el formato de cuadro de la cámara que se use: este exceso debe ser considerable si se intenta emplear movimientos de cámara.

EL DIAFRAGMA

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Fri, 18 Feb 2011 11:39:00 +0000

El diafragma es la parte de la cámara que determina el tamaño de la abertura. En su forma más elemental, usada en las cámaras más antiguas, no era más que una placa perforada.

Los primitivos diafragmas ajustables consistían en una pletina metálica con varios orificios de tamaños diferentes que se deslizaba o giraba ante el objetivo. Las aberturas de los objetivos primitivos se graduaban mediante un juego de placas metálicas independientes, cada una de ellas con un orificio del diámetro adecuado. A estas graduaciones se les dio el nombre de su creador, John Waterhouse. La abertura Waterhouse deseada se introducía en el objetivo a través de una ranura que existía en el barrilete. (Un fotógrafo decía, por ejemplo, a su ayudante: «trae el f/16».) Estas aberturas se siguen utilizando para cámaras de reproducción en las artes gráficas.

Dichas aberturas se fueron mecanizando con la creación de un único disco metálico en el que figuraba una serie de orificios correspondientes a las distintas aberturas. Este disco se hacía girar hasta que la abertura deseada quedaba situada en la trayectoria de los rayos luminosos por el interior del objetivo. Todavía se encuentra aberturas «giratorias» en las sencillas cámaras de cajón, debido a la baratura de su coste.

Tanto las aberturas giratorias como las Waterhouse son poco exactas y, como es natural, permiten dar tan sólo una pequeña serie de números f.

De ahí el casi universal uso del «diafragma iris», que está constituido por una serie de láminas hábilmente diseñadas que son compactas y variables infinitamente, entre graduaciones de números f.

Actualmente casi todos los diafragmas ajustables adoptan el diseño llamado iris, que consiste en un juego de laminillas metálicas imbricadas que determinan entre sí una abertura de forma aproximadamente circular y diámetro continuamente variable que se controla por medio de un anillo dispuesto en el cuerpo del objetivo.

El diafragma puede ir montado por delante o por detrás de aquel, aunque en los diseños compuestos va casi siempre en el centro del sistema óptico. El llamado diafragma-obturador es un mecanismo similar en el que las laminillas pueden cerrar por completo la abertura y combinan así en un solo dispositivo las funciones del diafragma y el obturador. Esta disposición impide naturalmente la lectura y encuadre a través del objetivo.

Resumiendo:

El diafragma se identifica mediante una serie de números denominados números f .
El número f es una referencia al tamaño de la apertura de la lente
El diafragma controla la cantidad de luz con el que es expuesto el material sensible
El salto de un valor f al siguiente se denomina paso
Un número f menor significa una apertura mayor, y por tanto, más cantidad de luz.
La serie comienza con el número 1 y los números siguientes se obtienen multiplicando el anterior por 1,4 (raíz cuadrada de dos).
Los números f se calculan dividiendo la longitud focal del objetivo entre el diámetro del diafragma.
La longitud focal es la característica más representativa de un objetivo y básicamente podemos decir que es a la distancia del centro de las lentes que queda enfocado un objeto cuanto enfocamos a infinito
La profundidad de campo, la profundidad de la nitidez de la escena, será mayor cuanto mayor sea el número f (esto lo veremos en detalle más adelante)

LA EXPOSICION Y LOS NUMEROS F

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Wed, 16 Feb 2011 10:34:00 +0000

¿Cuál es, exactamente, el efecto de la abertura del diafragma sobre la luminosidad de la imagen?, ¿Por qué tienen los números f una sucesión numérica tan curiosa?

Los parámetros más importantes a la hora de fotografiar son los que determinan que la cantidad de luz que recibirá el sensor de la cámara será la adecuada para que nuestra fotografía resulte correctamente expuesta. El que vamos a tratar es la abertura de diafragma, que como ya sabemos es una relación entre la distancia focal(en mm) y la abertura relativa (en mm de Ø) de nuestra lente. Esta división nos da el número f.

En definitiva, los números f son una medida del poder de admisión de luz de un objetivo.

Reduciendo a la mitad el diámetro de una abertura circular, se reduce su superficie a una cuarta parte.

Los objetivos de la misma abertura efectiva reproducen la imagen de un sujeto distante con cuádruple aumento de la luminosidad al reducirse a la mitad la distancia focal.

Manteniendo una relación constante entre la abertura efectiva y la distancia focal, cada lente da una imagen de luminosidad igual. (Todos los objetivos de los gráficos tienen una abertura relativa de f/3)

Recordemos la fórmula:

LA ESCALA DE NÚMEROS f

Cuanto mayor es el número f, menor será el haz luminoso que penetrará en el objetivo, y menos luminosa la imagen que se formará. Necesitamos ahora una serie útil de trabajo de los números f con los cuales indicar el control de la abertura. La elección evidente será esta serie:

f/1; 2 ; 4; 8; 16, etc.

La desventaja está en que cada cambio implica reducir a la mitad la abertura efectiva, y según vimos, cada vez que se reduce el diámetro a la mitad, se reduce asimismo la iluminación a una cuarta parte. La escala de números f que dejamos anotada nos daría, por lo tanto, esta reducción a cuartas partes, por cada aumento del número f.

Desde el punto de vista fotográfico resultaría más útil disponer una escala para reducir la iluminación a la «mitad». Esto puede hacerse añadiendo más números f a la escala, en posiciones intermedias. En lugar de una progresión de dos veces, podemos aumentar cada número f por la raíz cuadrada de dos (√2=1,4). De este modo, la escala anterior se convierte en la siguiente:

f/1; 1,4; 2; 2,8; 4; 5,6; 8; 11; 16; 22; 32; etc.

Otros valores de número f que no se indican en la escala precedente son utilizados a menudo por los fabricantes para indicar la graduación más amplia de la abertura relativa de los objetivos que fabrican. Evidentemente, habiendo formulado un objetivo con suficiente corrección a las aberraciones para dar una calidad aceptable de imagen a f/1,8, por ejemplo, sería absurdo que un fabricante pusiera en el mercado un objetivo reducido a f/2, sólo para adaptarse a dicha escala.

La distancia focal equivalente (poder de desviación de la luz), la abertura relativa máxima (poder de iluminación) y los nombres del objetivo suelen aparecer en la parte delantera del cuerpo del objetivo, junto con el número de fabricación (que en ocasiones se localiza en el lateral) del objetivo en sí, de este modo:

“300mm f/5.6 Nikkor 1234567”

Los objetivos suelen citar la abertura relativa máxima en forma de relación proporcional, seguida de la distancia focal en mm, de esta forma:

Schneider - Kreuznach Xenar 1:4,5/240 1234567

fabricante - población Diseño núm. f/dist. focal núm. de fabricación

EXPOSICIÓN Y NÚMEROS f

Ya hemos dicho que en la serie normal de números f, cada uno de ellos reduce progresivamente la intensidad de la imagen a la mitad. Dado que la exposición fotográfica puede compensar considerablemente la tenuidad de una imagen alargando el tiempo de su duración, no es difícil calcular el aumento de exposición que será preciso dar si se «diafragma» el objetivo.

Si un exposímetro indica 1/2 segundo a f/8, esto implica 1 segundo a f / 11, 2 segundos a f/16, etc.

Sin embargo, este sencillo procedimiento no resulta práctico cuando se trata de grandes cambios de números f, o si deseamos establecer comparación entre exposiciones hechas en cámaras calibradas a diferentes escalas de números f. Afortunadamente, podemos comparar las exposiciones necesarias cuadrando los números f:

f/1 1,4 2 2,8 4 5,6 8 11

Exposición relativa necesaria (velocidad de obturación en segundos):

1 2 4 8 16 32 64 128

LUMINOSIDAD DE LA IMAGEN: EL NÚMERO f

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Tue, 15 Feb 2011 07:22:00 +0000

Antes del nacimiento de la fotografía, las lentes se utilizaban para proyectar imágenes sobre un papel, las cuales eran seguidamente contorneadas a mano. La luminosidad de la imagen proyectada carecía relativamente de importancia, con tal que el ojo pudiera descubrir suficiente detalle. En cambio, la fotografía es un proceso que exige un control absoluto de la luminosidad de la imagen. Un exposímetro nos dirá la claridad de nuestro sujeto; pero el mismo sujeto puede proyectar una imagen de claridad y brillo muy variados, según los distintos objetivos.

Para un mismo sujeto, la claridad de la imagen proporcionada por un objetivo, depende de dos factores principales:

1) Diámetro del haz de luz que penetre en el objetivo.

Es de la mayor influencia. La cantidad de luz que penetra por un objetivo puede restringir y regularse mediante una abertura o diafragma. Este orificio circular, que suele ser de diámetro graduable, está colocado entre los componentes, hacia el centro del objetivo compuesto.

Aunque la abertura regula el haz de luz que entra en el objetivo, suele ser en si misma de diámetro menor que este haz de luz. La razón de ello está en que la mayor parte de componentes ópticos frontales son positivos, haciendo converger un ancho haz de luz de modo que llegue a la abertura.

Cuando se cierra ésta, el diámetro de este haz luminoso incidente, llamado «abertura efectiva» se estrecha proporcionalmente. Sin embargo, siempre será de un diámetro diferente a la abertura, salvo en el caso extraordinario de una abertura montada delante de todos los componentes ópticos.

Definición: La «abertura efectiva» es el diámetro del haz luminoso incidente que, al penetrar en el objetivo, llena por completo la abertura verdadera o «diafragma».

La cantidad en que se atenúa la imagen al reducirse la abertura se explica simple geometría. Si el diámetro de un círculo se reduce a la mitad, su superficie queda reducida a una cuarta parte. Esto significa que cada vez que se reduce a la mitad la abertura efectiva, se reduce a la cuarta parte la cantidad de rayos de luz que pueden penetrar en el objetivo.

Por lo tanto, la claridad de la imagen se reduce a una cuarta parte cuando se reduce a la mitad la abertura efectiva.

2) Distancia entre el objetivo y la imagen.

Pero la abertura, como acabamos de ver, es tan sólo uno de nuestros dos factores. El segundo es la distancia entre el objetivo y la imagen, la distancia focal, que determina la luminosidad de la imágen.

Para demostrarlo, trátese de graduar dos cámaras idénticas, situadas una al lado de otra, mirando a un mismo sujeto distante. Colóquese en una de ellas un objetivo de 100mm, y en la otra un objetivo que tenga la mitad de esta distancia focal (50mm), pero gradúense los dos diafragmas al mismo diámetro. (Hágase esto comparando visualmente las dos aberturas de objetivo, prescindiendo de cifras). Ambos objetivos están ahora admitiendo la misma cantidad de luz.

Sin embargo, las fotografías resultantes revelan que la imagen del objetivo de 100mm es considerablemente menos luminosa que la de su compañero de 50mm, y tiene un aumento doble. En realidad, si tuviéramos que hacer las dos exposiciones, la primera imagen exigiría cuatro veces más exposición que la segunda para producir la misma luminosidad.

Un indicio que explica el motivo de esta diferencia se obtiene comparando las distancias focales de los objetivos de ambas cámaras. El objetivo de 100mm, que tiene el poder de refracción más débil, necesita el doble de distancia que el de 50mm para poner la luz a foco. La luz que atraviesa el objetivo de 100mm recorre una distancia doble, y por lo tanto forma una imagen del doble de altura y una superficie cuadruplicada.

El sensor de la cámara con objetivo de 100mm, que tiene el mismo tamaño que el situado en la cámara del objetivo de 50mm, recibe por consiguiente sólo una cuarta parte de la iluminación: el resto de la luz se pierde en el interior del cuerpo de la cámara.

Por lo tanto, la claridad de la imagen se reduce a una cuarta parte al duplicarse la distancia objetivo-imagen.

Pero también acabamos de ver que la claridad de la imagen se reduce a una cuarta parte al ser reducida a la mitad la abertura efectiva.

EL NÚMERO f

Debe existir un modo de combinar estas dos variables en una sola unidad, del mismo modo que antes combinamos el índice de refracción y la curvatura en una sola «distancia focal».

La claridad de la imagen disminuye con la distancia focal y aumenta con el diámetro de la abertura efectiva: una relación constante entre ambas tiene que significar una claridad constante.

La abertura efectiva expresada con relación a la distancia focal de este modo, dícese que es la «abertura relativa» del objetivo. En los casos que he mencionado, la abertura relativa se puede escribir de este modo:

DISTANCIA FOCAL EN LOS OBJETIVOS COMPUESTOS

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Mon, 14 Feb 2011 10:39:00 +0000

Podemos aplicar lo aprendido sobre el objetivo positivo simple para entender mejor cómo funciona el objetivo compuesto y cómo podría hallarse el plano principal de la imagen y del objeto (y por lo tanto la distancia focal). Es cuestión de asumirlo y entenderlo, porque en la práctica hallarlos supondría un trabajo ímprobo.

Físicamente, el objetivo compuesto de varias lentes con diferentes formas de nuestra cámara puede tener varios centímetros de espesor, entre sus superficies ópticas anterior y posterior.

Dentro del cuerpo del objetivo se encuentran varios elementos positivos y negativos, cada uno de ellos con una distancia focal propia, y que colectivamente producen una única distancia focal para el conjunto del objetivo.

¿Desde qué punto de este conjunto de elementos ópticos medimos la distancia focal general? ¿Será el centro del mismo, las superficies de los componentes anterior o posterior, o cualquier otra cosa? Sería una tarea muy complicada seguir la trayectoria de los rayos luminosos a través de tantas superficies refractantes.

Podemos resolver nuestro problema de medición de un modo más sencillo: Si un haz de rayos luminosos paralelos se dejan pasar por el frente de un objetivo compuesto, aparecerá por el elemento posterior un haz convergente.

Si trazamos líneas que indiquen el avance de los rayos incidentes y el retroceso de los rayos refractados descubriremos que se encuentran en un plano imaginario situado en el interior del objetivo.

Naturalmente, sabemos en realidad que ha habido refracción en las muchas superficies interiores del objetivo, pero por razones de comodidad podemos decir que la luz se ha curvado en este único e imaginario «plano principal de imagen» de refracción.

Explicación de los gráficos:

1) Los rayos luminosos paralelos son refractados por una lente compuesta como si fuera un imaginario "plano principal de la imagen".

2) Un objetivo simple de idéntica distancia focal situado en el plano principal de la imagen refractaría luz igualmente.

3) Pasando rayos paralelos a través del componente posterior del objetivo puede hallarse el plano principal y el punto nodal frontal del objeto.

En el lugar donde el plano principal de la imagen cruza el eje encontramos el «punto nodal» posterior, que es el punto de medición de la distancia focal que estamos buscando. La distancia entre el punto nodal posterior y el punto en el cual se concentran los rayos luminosos paralelos al eje es la «distancia focal equivalente» del objetivo compuesto.

La palabra «equivalente» entra aquí porque el plano principal es, a fin de cuentas, imaginario.

Sólo podemos decir que el plano es equivalente a la posición en que debería colocarse una lente de esta distancia focal para que refractara la luz de la misma manera.

Estrictamente hablando, la distancia focal «equivalente» debería utilizarse siempre en relación con un objetivo compuesto. Pero en la práctica tendemos a prescindir de esta palabra, llamándolo "distancia focal" a secas.

Por lo tanto, llamamos distancia focal de un objetivo compuesto a la distancia focal equivalente o focal simplemente de un objetivo compuesto, que es la distancia que hay desde su punto nodal posterior hasta la placa de enfoque, cuando el objetivo está reproduciendo nítidamente la imagen de un objeto situado en el infinito.

De paso, merece la pena hacer observar que si la luz paralela penetra hasta la parte posterior de nuestro objetivo compuesto, puede establecerse otro plano principal más cerca del frente del objetivo. Tal es el plano principal de objeto. El punto nodal frontal se encuentra allí donde el plano corta al eje del objetivo, y es el punto de medición de la distancia focal equivalente de un objetivo compuesto cuando la luz pasa en esta dirección.

Así, se presupone que un objetivo compuesto tiene planos principales de objeto y de imagen, y puntos nodales frontal y posterior. La mayoría de objetivos fotográficos (no los teleobjetivos) para fines generales tienen distancias focales anterior y posterior idénticas.

Sin embargo, debe irse con cuidado: los objetivos para cámaras son diseñados frecuentemente de modo que tengan una corrección máxima a las aberraciones cuando el sujeto está distante, y la imagen próxima al objetivo.

RESUMEN

1) Los objetivos compuestos son necesarios porque los elementos ópticos simples no pueden estar muy corregidos de aberraciones.

2) Los objetivos compuestos están constituidos por elementos positivos y negativos, neutralizándose mutuamente muchas de sus aberraciones, y produciendo un resultado combinado igual a un objetivo positivo casi «perfecto».

3) Un objetivo está corregido para que dé el mejor rendimiento bajo unas condiciones de trabajo establecidas.

4) Por razones de comodidad, decimos que los rayos paralelos entrantes se desvían formando una imagen de «plano principal de refracción».

5) En los objetivos fotográficos, el plano principal de imagen corta al eje del objetivo en el «punto nodal» posterior, punto de medición para la «distancia focal equivalente».

6) El fotógrafo puede determinar fácilmente la distancia focal de un objetivo compuesto, comparando las posiciones objetivo-imagen al infinito y a tamaño natural.

LOS OBJETIVOS Y LA ILUMINACION

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Tue, 08 Feb 2011 16:19:00 +0000

IMÁGENES CON LENTE SIMPLE

Autorretrato en el espejo con cámara y objetivo simple (lupa) © GUILLERMO PASCUAL

Hasta aquí hemos venido estudiando nuestra lente u objetivo simple, y localizamos la imagen que forma en variadas condiciones.

Ahora tocaría volverse más realistas, y echar un vistazo inicial a los objetivos que utilizamos realmente en nuestra cámara: los objetivos compuestos. Pero esto lo haremos más adelante.

También sería un buen punto de partida empezar a pensar en el control de la cantidad de luz que pasa por el objetivo. ¿Cuál es, exactamente, el efecto de la abertura del diafragma sobre la luminosidad de la imagen?, ¿Por qué tienen los números f una sucesión numérica tan curiosa? ¿Y por qué debe ser aumentado el tiempo de exposición cuando el sujeto está muy próximo?

Para responder a éstas y otras preguntas tendremos que utilizar nuestra ley del cuadrado inverso, algo de geometría sencilla y matemáticas. Sin embargo, ante todo seamos un poco más realistas sobre la construcción de un objetivo.

OBJETIVOS COMPUESTOS

Hasta aquí tanto en el texto como en los diagramas e imágenes los objetivos son elementos simples. Esto facilita ver cómo se forman las imágenes, porque lo relativo a las zonas imagen/objeto y ampliación sirve tanto para los objetivos sencillos como para los compuestos.

Fotografía realizada con cámara digital y lupa en vez de objetivo © GUILLERMO PASCUAL

La deficiente calidad de imagen producida por sólo una lente hace que ésta sea inaprovechable como objetivo fotográfico comercial y de alta calidad. Puede probarse esta afirmación sustituyendo el objetivo de la cámara por un simple cristal de aumento o lupa, y mirando la imagen resultante en la placa de enfoque. En estas fotografías que ilustran el articulo, se ha utilizado un cuentahilos (lupa) sencillo, fijado a la cámara con un soporte rígido, excepto en la siguiente fotografía, en la que muestro la lupa utilizada.

Lupa utilizada para acoplar en el hueco del objetivo

Ciertamente produce una imagen, pero no llega a ser nítida en los bordes y en el centro del plano focal al mismo tiempo; los objetos blancos aparecen con franjas de color; las líneas rectas se curvan; y el conjunto de la imagen tiene un aspecto «neblinoso». Éstos son los efectos combinados de varios defectos o aberraciones propios de las lentes.

Fotografía realizada con cámara digital y lupa en vez de objetivo © GUILLERMO PASCUAL

No hay ningún elemento óptico que pueda ser «curado» individualmente de sus aberraciones. Lo mejor que puede hacerse es utilizar sólo la luz que pase por la zona central de la lente, que es donde las aberraciones son menos pronunciadas. Éste es el motivo por el cual las cámaras sencillas que utilizan un solo elemento óptico (que a veces es plástico moldeado) deben tener aberturas muy pequeñas.

Detalle de aberración cromática producida por la refracción y las longitudes de onda de la luz

Un objetivo actual para trabajo profesional de calidad es un instrumento óptico complicado, y por lo tanto es caro. La selección del vidrio, curvatura de superficies y espaciado de cada elemento se calculan en la actualidad mediante dispositivos de metrología con software avanzado. La posición exacta definitiva de cada elemento en el «barrilete» del objetivo exige una elevada precisión técnica.

Fotografía realizada con cámara digital y lupa en vez de objetivo © GUILLERMO PASCUAL

El perfeccionamiento de los objetivos fotográficos depende de los progresos de la química de los nuevos vidrios ópticos, de la matemática del diseño y de la técnica en el montaje. Ésta es una de las razones por la cual los objetivos fotográficos de calidad tienden a ser fabricados en tan sólo unos pocos países con tecnología y capacidad suficiente.

ALGUNOS EJEMPLOS

En esta serie de fotografías comprobamos el efecto especial que tiene la lente simple en una cámara réflex digital. La distancia de la lente al sensor debe variarse ligeramente para conseguir "algo" de foco. No existe diafragma, y sólo puede regularse la velocidad de obturación y la sensibilidad.

By-pass norte madrileño © GUILLERMO PASCUAL

Ya que el experimento es de fabricación casera, nos es posible mover de diferente manera el soporte de la lente . El efecto de foco diferencial oblícuo de algunas de las fotografías es debido al desplazamiento de la lupa en sus dos ejes vertical y horizontal (este efecto lo veremos más adelante en el artículo sobre los movimientos en la cámara (shift y tilt).

De paseo, futura mediana © GUILLERMO PASCUAL

Contraluz de Chamartín © GUILLERMO PASCUAL

Destellos geodésicos © GUILLERMO PASCUAL

FORMAS DE LAS LENTES: POSITIVAS, NEGATIVAS y OTRAS

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Sun, 06 Feb 2011 12:03:00 +0000

Para terminar nuestra exposición de las lentes positivas simples y convergentes, merece la pena identificar algunas de las formas más características en ellas:

Todas las lentes positivas son más gruesas en su parte central que en los bordes; de lo contrario, no podrían hacer converger la luz.

Todas estas formas de elementos ópticos y otras muchas se hallan incorporadas en los modernos objetivos «compuestos», muy corregidos. Algunos objetivos contienen más de ocho elementos o lentes.

Objetivo compuesto CANON y disposición de elementos

Hasta aquí hemos venido considerando tan sólo las lentes positivas simples.

Las lentes «negativas» o divergentes no pueden utilizarse solas para hacer fotografías, ya que las imágenes que producen son siempre virtuales.

Obsérvese que las formas de todas estas lentes negativas son más delgadas en su parte central que por los bordes.

Algunos de estos elementos ópticos negativos se utilizan dentro de los objetivos compuestos para contribuir a reducir los defectos o «aberraciones» de la imagen. Siempre tienen que ser de menor potencia que los elementos positivos; de lo contrario, el objetivo compuesto en su conjunto no podría hacer converger la luz. Las lentes negativas se utilizan también en los visores.

PROPIEDADES DE LAS LENTES NEGATIVAS

De acuerdo con las propiedades de la refracción, y por razón de su forma, los objetivos y lentes negativas hacen que los rayos luminosos que divergen del sujeto acentúen todavía más su divergencia.

Un ojo que mire por el objetivo imagina que los rayos de luz fuertemente divergentes proceden de un punto situado en el mismo lado del sujeto real, y más próximo al objetivo.

Para encontrar la distancia focal de uno de estos objetivos o lentes, se deja que lo atraviesen los rayos de luz paralelos procedentes de un objeto situado en el infinito.

Al contrario del comportamiento de la lente positiva, estos rayos no pasarán por un punto común. Sólo podemos seguir los rayos refractados hacia atrás, para hallar el punto de donde parecen emerger. Éste es el punto focal principal, y su distancia respecto al centro del objetivo puede considerarse como la distancia focal de la lente.

La posición y tamaño de la imagen formada por una lente negativa puede ser representada gráficamente por dos rayos.

a) un rayo procedente de la parte superior del sujeto que se desplaza hacia la lente paralelo al eje, es refractado en sentido ascendente y parece proceder del punto focal principal.

b) Un rayo procedente del mismo punto del sujeto que pase por el centro de la lente no sufre alteración en su dirección.

Un ojo que mire por la lente puede imaginar que ambos rayos divergen del punto en el que a) parece cruzar a b). Este punto señala la parte superior de la imagen.

A medida que un sujeto se acerca a una lente negativa, el único cambio discernible en la imagen es que va haciéndose ligeramente más grande y parece más próxima, pero nunca llega a ser tan grande como el propio sujeto.

La imagen permanece siempre sin ninguna inversión.

Esta propiedad de presentar la imagen sin inversión, aunque disminuida, que tienen los elementos ópticos negativos, hace que resulten ideales para la construcción de visores.

Grandes y dilatadas extensiones de terreno aparecen en miniatura inmediatamente delante del visor. Unas piezas rectangulares de cristal, cortadas a la forma del negativo y empleadas con una débil lente positiva (para reducir la fatiga visual del observador), forman la base de muchos visores ópticos modernos de visión directa.

LA DISTANCIA FOCAL Y EL TAMAÑO DE LA IMAGEN

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Sat, 05 Feb 2011 07:21:00 +0000

¿Para qué sirve saber qué es la distancia focal? ¿Porqué estudiar una disciplina que puede desarrollarse sin tener conocimientos? Eso pasa con la fotografía y sus muchos conceptos y campos.

Para concretar, la distancia focal nos sirve de referencia para saber el tamaño que tendrá en nuesto fotograma el sujeto que estemos enfocando. También nos serviría para fabricar nuestra cámara de fotos, pero esto es demasiado ambicioso en este punto del conocimiento de los fundamentos de la fotografía. Paso a paso y llegaremos en este blog.

En fin, a lo que vamos. Es tan sencillo como que para una misma distancia de sujeto, un objetivo de distancia focal corta produce una imagen más próxima y por lo tanto más pequeña que un objetivo de distancia focal larga.

El tamaño de la imagen está en proporción directa con la distancia focal.

Por ejemplo, tres objetivos -de 100, 200 y 300mm de distancia focal- están enfocando por separado una luz reflejada por un sujeto distante (el Sol de forja de la plaza del ayuntamiento de Brunete, Madrid). Si la imagen del sujeto que recibe el objetivo de 100mm mide 1,25cm, de altura, el objetivo de 200mm dará una imagen de 2,5cm de altura, debido al hecho de que la luz está concentrada en un foco situado al doble de distancia del objetivo. Del mismo modo, el objetivo de 300mm formará una imagen de 3,75cm de altura.

©GUILLERMO PASCUAL

Esto explica por qué las cámaras de formato pequeño necesitan objetivos de distancia focal más corta que las cámaras grandes para abarcar la misma superficie de un sujeto.

La distancia a la imagen, y por lo tanto su tamaño, se ven afectados por la distancia a que se halla el sujeto respecto al objetivo.

A medida que el sujeto se acerca al objetivo, los rayos luminosos divergentes que proceden de cualquier punto del sujeto llegan al objetivo con ángulos de incidencia cada vez más pronunciados. Dado que el objetivo tiene un poder de desviación fijo, debe producir un haz menos convergente de luz refractada: la posición de la imagen se hace más alejada del objetivo (y la imagen aumenta de tamaño) a medida que el sujeto se acerca.

Antes de pasar a estudiar las posiciones y tamaños de imagen que se producen en las variadas condiciones de la fotografía, merece la pena resumir lo que hemos expuesto hasta aquí sobre los objetivos.

1) Un objetivo (o lente) es un disco de cristal con superficies no paralelas, normalmente curvadas esféricamente.

2) Como la luz se desplaza en línea recta, un objetivo debe proyectar una imagen invertida del sujeto.

3) Un objetivo se llama «positivo» si hace converger la luz.

4) El poder de curvatura de la luz de un objetivo depende de su índice de refracción, así como de la relativa inclinación de las curvaturas de su superficie. Ambos factores se toman en consideración en el factor «distancia focal».

5) Cuanto mayor es el poder de desviación de la luz de un objetivo, más corta es su distancia focal, y más próximas y, por lo tanto, más pequeñas son las imágenes que forma.

6) Para una misma distancia de sujeto, la distancia y el tamaño de la imagen son proporcionales a la distancia focal.

7) Cuando un sujeto se acerca al objetivo, su imagen se forma más lejos de este último, y por lo tanto aumenta de tamaño.

OBJETIVOS E IMAGENES: LA DISTANCIA FOCAL

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Fri, 04 Feb 2011 07:14:00 +0000

¿A qué le llamamos distancia focal? ¿Qué se tiene en cuenta para calcular la distancia focal en nuestros objetivos? Antes de responder a estas preguntas, y para poder entenderlo mejor, veamos como desvía la luz una lente positiva simple:

El « poder de desviación de la luz» de un objetivo es una combinación de todos los factores que regulan la refracción: índice de refracción, ángulo de incidencia y longitud de onda.

El efecto de la longitud de onda (la aberración cromática, por ejemplo) queda prácticamente reducido a cero mediante el uso de varios elementos en un objetivo «compuesto», que son los utilizados más extensamente.

Para una distancia dada del sujeto, el poder de desviación de la luz de un objetivo depende de los factores siguientes:

1) El índice de refracción del vidrio del objetivo, y

2) El no paralelismo de las superficies anterior y posterior (que determinarían el ángulo de incidencia en cada uno de estos límites).

Un cristal de bajo índice de refracción convertido en un objetivo «grueso» puede producir la misma desviación general de la luz que otro cristal de alto índice de refracción convertido en objetivo «delgado». Por lo tanto, el índice de refracción no es por sí mismo ninguna guía para determinar el poder de desviación de nuestro objetivo.

Al contrario, combinamos la forma y el índice de refracción en una nueva unidad, llamada distancia focal.

Supongamos que un objetivo se emplea para hacer converger luz procedente de un objeto situado a una distancia relativamente tan grande que los rayos luminosos llegan al objetivo virtualmente paralelos (o sea un objeto situado «en el infinito»).

El punto en que se enfocan estos rayos se conoce con el nombre de «foco principal» del objetivo. La medición de la distancia entre el foco y el centro de un objetivo positivo simple, como el de la figura de abajo, nos da la distancia focal del objetivo.

Un cristal de aumento, por ejemplo, cuando concentra los rayos solares hasta quemar un trozo de papel debe estar a su distancia focal respecto de dicho papel.

La distancia focal es una medición del poder que tiene un objetivo de desviación de la luz, tomando en cuenta el índice de refracción y la forma. En el caso de un objetivo positivo simple, puede considerarse la distancia entre el centro de la lente y el punto en que los rayos incidentes paralelos quedan reunidos a foco.

El conocimiento secreto. LA CÁMARA OSCURA

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Thu, 03 Feb 2011 07:29:00 +0000

Os recomiendo, para abundar en la teoría fotográfica al hilo de los artículos ya publicados en este blog, un libro que postula cómo podría haberse utilizado la cámara oscura por los pintores del siglo XV hasta nuestros días. En aquellos tiempos lejanos, los estudios de los pintores disfrutaban de presupuestos y medios que podrían compararse con los que ahora tienen los grandes estudios de Hollywood.

El dispositivo en cuestión se llama "Camera obscura" (del latin "habitación oscura"). Es literalmente un cuarto oscuro o una caja con un agujero pequeño en una pared, en el que se encajaba una lente positiva simple. En la habitación, una imagen invertida fuera del agujero aparecería en la pared opuesta, y podía corregirse y dirigirse con ayuda de espejos. Este dispositivo se podría haber utilizado para las primeras proyecciones de cine en vivo de la historia, pero también como ayuda para el dibujo de los pintores (el artista podría repasar el contorno de la imagen en una tela o papel colgado en la pared).

La invención de la cámara oscura se le atribuye a un matemático islámico, astrónomo y físico llamado Ibn al-Haitham, más conocido como Alhazen, en el siglo XI en Egipto. Sin embargo, el principio de la cámara oscura era conocido probablemente por los pensadores desde Aristoteles (300 D.C.).

La Cámara oscura fue estudiada extensamente por los científicos antiguos: Roger Bacon, Leonardo da Vinci, Johannes Kepler, y Athanasius Kircher escribieron sobre este dispositivo óptico.

Esta (curiosamente controvertida) teoría la investiga David Hockney en su libro “El conocimiento secreto” (Editorial Destino) y trata de demostrar con todo tipo de pruebas que hacia el 1430 los pintores flamencos empiezan a utilizar la óptica y el principio de la cámara oscura para calcar los perfiles y contornos claves de sus cuadros y después continuar pintando de forma ortodoxa (globoculizada según término del autor).

El cuadro de la izquierda es de Masolino da Panicale, de 1425. El de la derecha de Robert Campin, de 1430. Sólo hay 5 años de diferencia. El avance es significativo. ¿solamente debido a la maestría de Campin?

Este descubrimiento, aunque se mantiene en secreto por los propios artistas (hoy le llamaríamos propiedad industrial, know-how o ventaja competitiva), acaba en manos de la escuela italiana unos 50 años después y para principios del siglo XVI es de uso común entre los artistas y artesanos occidentales. La tecnología permite dar un salto en la veracidad de las pinturas de muchos de los grandes maestros de la pintura occidental. Empiezan a aparecer cuadros que son casi como fotografías.

En el cuadro de Holbein de los embajadores hay una anamorfosis de un cráneo (resuelto a la derecha con Photoshop) que necesitaba de medios ópticos para conseguir una exacta y científica deformación...

David Hockney (Bradford, Reino Unido, 1937) es uno de los pintores británicos más importantes de la segunda mitad del siglo XX. A pesar de sus declaraciones en sentido contrario, se le considera generalmente un artista pop, por la extrema legibilidad de sus cuadros en los que se plasma con aparente ingenuidad el mundo cotidiano.

Hockney vive en Los Ángeles desde el año 1963 y ha sido profesor en las universidades de Iowa y California. Además de ser un pintor prolífico, es un dibujante extraordinariamente dotado. Inquieto, original, hizo famosas sus investigaciones fotográficas de finales de los setenta, en que utilizaba imágenes captadas con cámara polaroid para crear escenas combinando diferentes puntos de vista.

Mother, de David Hockney

Creo que es importante conocer al autor para valorar el contenido del libro. Este, en esencia, plantea una tesis ciertamente revolucionaria, pues adelanta en varios siglos las fechas aceptadas para la utilización de instrumentos ópticos en la ejecución de cuadros.

Hasta el momento, la opinión de los expertos era que sólo a partir del siglo XVII y en casos muy concretos -solía citarse a Vermeer o Canaletto- se había empleado la cámara oscura. La tesis de David Hockney es que desde comienzos del siglo XV muchos artistas occidentales utilizaron la óptica -espejos y lentes, o una combinación de ambos- para crear proyecciones vivas que sirvieran de punto de partida a sus creaciones.

Concretamente, entre los años 1420 y 1430, en algún lugar del norte de Europa, se empezó a desarrollar su técnica, permaneciendo como un conocimiento más o menos secreto hasta que se filtró en algunos talleres italianos. El resto sería ya una historia conocida.

Y este es precisamente uno de los mayores logros de este libro: no solo mira al pasado, también mira al futuro. Hoy no hace falta pintar la realidad de forma fotográfica como en el siglo XV, pero tampoco nos podemos fiar de las imagenes fotográficas o de video, como consecuencia de la manipulación por ordenador. Lo que vemos fotografiado o filmado no es el reflejo cierto de algo que tuvo lugar de forma real como ocurría en el siglo XX.

Hoy el artista vuelve a meter la mano en la imagen producida por medios tecnológicos, un poco al estilo de lo que sucedió en el siglo XV con los pintores que usaban la cámara oscura. Hoy los manipuladores informáticos de la imagen digital vuelven a estar en un punto parecido al de los pintores flamencos de principios del siglo XV.

EL OBJETIVO POSITIVO SIMPLE

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Wed, 02 Feb 2011 07:22:00 +0000

Para poder producir una imagen brillante y clara, necesitamos las lentes u objetivos, que nos van a permitir dirigir la luz hacia el lugar (concretamente el "plano" donde va a formarse la imagen).

Como hemos visto en anteriores artículos de este blog, la luz es refractada hacia la línea normal cuando penetra oblicuamente en un medio más denso.

Si al pasar a un medio menos denso (por ejemplo del vidrio al aire) la luz acelera, su frente de onda se «tuerce» y su dirección es desviada, apartándose de la normal trazada pasando por el punto de contacto.

Comportamiento de la luz al pasar por un vidrio de caras paralelas

Por lo tanto, si hacemos pasar un haz de rayos de luz a través de un bloque de vidrio de caras paralelas, el haz se aproxima a la normal en el primer límite del vidrio, y se aleja de la normal al pasar el segundo limite del vidrio. Así, el haz luminoso se ha desplazado pero es paralelo a la dirección original.

Comportamiento de la luz al pasar por un vidrio de caras no paralelas

Cuando incide luz oblicua sobre un bloque de vidrio de caras no paralelas, el haz se acerca a la primera normal v se aleja de la segunda, como sucede con los prismas. No obstante, puesto que estos dos límites no son paralelos, se produce un cambio general en la dirección del rayo.

Comportamiento de la luz al pasar por un vidrio de caras esféricas

Ajustando un bloque de vidrio en un disco con superficies esféricas no paralelas puede hacerse converger un haz de rayos divergentes sobre el sujeto. Este objetivo se conoce con el nombre de convergente simple o «Positivo».

Lente convergente simple

Obsérvese que cada rayo debe aún obedecer las leyes de la refracción en los dos límites. Sólo un rayo que se aproxime perpendicularmente a los dos límites del vidrio es transmitido sin refracción.

Todo objetivo tiene un eje que pasa por su centro óptico. Las dos superficies de vidrio están conformadas como partes de esferas y el eje del objetivo puede considerarse que une los centros imaginarios de las dos esferas.

Los rayos luminosos que divergen a partir de un punto del sujeto son reunidos por el objetivo hasta un solo punto de foco, creando una imagen del punto sujeto. Una placa o película fotográfica colocada a través del eje en el punto de foco se dice que está en el plano focal de este sujeto.

La lente convergente capta más luz y crea imágenes más brillantes y más nítidas que cualquier abertura puntual

En este plano focal quedarán también enfocados nítidamente los sujetos que estén a la misma distancia del objetivo, pero encima o debajo del eje.

Después de crear así nuestro objetivo simple, podemos hacer que sustituya al primitivo orificio de la cámara sin objetivo, y comprobemos la mejoría que experimenta la imagen. Inmediatamente, ésta aparece mucho más luminosa y brillante porque la gran apertura reúne más rayos luminosos procedentes del sujeto.
También aparece más nítida a medida que el objetivo va reproduciendo los puntos del sujeto como puntos (si no hubiese lente, serían manchas, también llamadas círculos de confusión).
Pero al mismo tiempo la imagen sólo se produce nítidamente (en foco) a una determinada distancia entre el objetivo y el plano focal, para cada distancia del sujeto.

Esto puede comprobarse con una placa de enfoque situada en el plano focal.

OBJETIVOS E IMÁGENES

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Tue, 01 Feb 2011 07:08:00 +0000

Podemos empezar a aplicar algunas propiedades de la luz a la creación de un objetivo, y con ello formar imágenes. Debería ser posible ver cómo y cuándo se forman imágenes en las variadas condiciones de la práctica fotográfica.

Fotografía realizada con cámara estenopéica. ©GUILLERMO PASCUAL

Para hacer imágenes debe haber algún método con el cual restringir la luz que nos viene reflejada desde el sujeto. Si alguien se limitara a colocar un trozo de película o una pantalla blanca delante de un sujeto y esperase que con ello se reprodujera la imagen del mismo, sería muy optimista… para decirlo amablemente.

La razón de ello está, naturalmente, en que todos los puntos del sujeto reflejan luz hacia todos los puntos de la pantalla. El conjunto de rayos luminosos no hace más que iluminarla en su totalidad.

Sabemos que los rayos de luz se desplazan en línea recta. Haciendo que la luz procedente de un sujeto pase a través de un pequeño orificio antes de llegar a la pantalla, cada parte de esta última podrá tan sólo «ver» luz procedente de una única parte del sujeto. Éste es el principio de la «cámara sin objetivo» o cámara estenopéica.

Funcionamiento de la cámara estenopéica

La «imagen» del sujeto creada de este modo tiene tres características interesantes :

1) La imagen está invertida de arriba abajo; se debe a la trayectoria rectilínea de la luz.

2) La imagen es muy tenue; la mayor parte de la luz no ha podido penetrar hasta la pantalla.

3) La imagen no está definida muy nítidamente. Ello se debe a que los rayos luminosos divergentes a partir de cada punto del sujeto siguen divergiendo después de atravesar el orificio, llegando hasta la pantalla, donde reproducen estos puntos en forma de diminutos discos de iluminación, también llamados "círculos de confusión".

¿Cómo puede mejorarse la brillantez de la imagen? Podría ampliarse el conjunto, pero esto reduce la claridad de la imagen al agrandar cada disco de iluminación. El hacer dos orificios produce dos imágenes superpuestas puesto que la luz procedente de cada punto del sujeto es recibida en dos lugares de la pantalla.

La claridad de la imagen puede ser ligeramente mejorada colocando la pantalla más cerca del orificio: pero esto hace que la imagen sea más pequeña.

El hacer el orificio más pequeño parece ser un remedio evidente para mejorar la claridad, pero desgraciadamente los orificios muy pequeños no hacen más que reducir la luz, pero no mejoran la claridad; ello es debido a la difracción. Por lo tanto, pocas mejoras se obtienen variando el tamaño o la distancia del orificio. Una imagen estenopeica es de por si confusa y poco nítida.

Fotografía realizada con cámara estenopéica. ©GUILLERMO PASCUAL

Sus limitaciones prácticas son fácilmente comprobables.

Ajústese una hoja de aluminio, del que se utiliza en la cocina, a la montura de un objetivo y con mucho cuidado hágase un agujero en la hoja con una aguja gruesa.

Los resultados pueden ser al menos tan buenos como con una cámara de cajón de tipo económico, pero desde luego están muy por debajo del nivel profesional… y el tiempo de exposición es casi imposible para un retrato.

Fotografía con cámara digital realizada con papel de plata y orificio en lugar de objetivo. ©GUILLERMO PASCUAL

¿Existe un medio para desviar la luz que pasa por una abertura grande y producir así una imagen brillante y clara?

Obviamente la respuesta es... ¡LOS OBJETIVOS!

LA DISPERSIÓN DE LA LUZ

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Mon, 31 Jan 2011 11:42:00 +0000

La última propiedad básica de la luz -del comportamiento de la luz- que vamos a tratar es la dispersión.

El tratamiento separado de las longitudes de onda por la refracción aunque ligero, «dispersa» la luz blanca en sus colores componentes del espectro. El arco iris es un ejemplo clásico de dispersión.

La luz solar que atraviesa la lluvia es refractada por este medio más denso, y su contenido azul sigue un curso más alterado que las longitudes de ondas rojas.

Por lo tanto, este color dispersado se hace visible en forma de fajas distintas.

Desde el punto de vista del diseñador de objetivos, la dispersión es un desgraciado efecto secundario de la refracción. Provoca el que la luz azul se desplace a un foco diferente del de la luz roja.

Aberración cromática producida por el uso de lente simple

Este efecto puede ser neutralizado utilizando elementos ópticos construidos con vidrios diferentes.

La dispersión es una de las principales razones por las cuales no podemos emplear un sencillo objetivo de una sola lente para hacer fotografía en serio (fotografía profesional, se entiende, aunque en el arte todo está permitido, pero esa es otra cuestión).

Cámara de lente simple

Por razones de comodidad, hemos venido examinando algunos de los cambios que producen en la luz la absorción, la reflexión, la transmisión, etcétera, como si ocurrieran totalmente por separado con unos materiales dados. De hecho, nunca es posible producir uno solo de estos fenómenos sin que por lo menos se produzca alguno de los demás.

Observemos algún material bien conocido. El papel blanco puede reflejar el 90% de la luz incidente: el resto puede ser absorbido y transformado en calor, o ser transmitido a la superficie inferior.

La placa de enfoque de una cámara transmite la mayor parte de la luz, refleja otra parte hacia el interior de la cámara y absorbe el resto. Un filtro de vidrio rojo transmite la mayor parte de las longitudes de ondas rojas (refractando rayos oblicuos), refleja una parte de esta luz roja y absorbe una pequeña cantidad, calentándose. Otras longitudes de onda son absorbidas en su mayor parte, un porcentaje de ellas es reflejado, y tal vez un diminuto porcentaje es transmitido.

Otro ejemplo: La superficie exterior del fuelle de la cámara de gran formato absorbe la mayor parte de la luz, refleja algo de ello y (por lo menos, así lo esperamos) no transmite nada de ella.

PROPIEDADES DE LA LUZ: LA REFRACCIÓN

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Fri, 28 Jan 2011 10:36:00 +0000

Una propiedad de la luz que es de primera importancia en fotografía puede apreciarse cuando un rayo luminoso atraviesa oblicuamente un material transparente para penetrar en otro. El cambio de dirección que se produce entonces se conoce con el nombre de «refracción».

Refracción en gotas de agua

Cada rayo luminoso, si bien se desplaza en línea recta, tiene también un movimiento ondulante (de ondas). Su “frente de onda” puede dibujarse en forma de una línea perpendicular a la dirección general de desplazamiento, algo parecido a una hilera de crestas de olas que avance sobre las aguas del mar.

Ya sabemos por anteriores artículos de este blog que la velocidad de la luz varía con el material a través del cual pasa. Alcanza su velocidad máxima cuando se transmite a través del vacío (300.000 kilómetros por segundo), es ligeramente más lenta en el aire y todavía más lenta en el vidrio.

Cuanto más denso es el material, más lenta es la velocidad de la luz.

Cuando la luz pasa desde el aire en ángulo recto y penetra en un bloque de vidrio transparente, disminuye también la velocidad de todo su frente de ondas. No se produce ningún cambio de dirección. Sólo disminuye imperceptiblemente la velocidad.

Pero observemos lo que ocurre cuando un rayo luminoso pasa oblicuamente del aire al interior de un vidrio transparente o un vaso lleno de agua: Un lado del frente de ondas llega al material denso primeramente y disminuye su velocidad. El extremo opuesto del frente de ondas sigue a su velocidad originaria un poquitín más, lo suficiente para «pisar los talones» del frente de ondas, y, por lo tanto, “doblegar” la dirección del rayo luminoso, alejándolo del punto limítrofe.

Refracción en un vaso de agua

El efecto viene a ser como una fila de bañistas que penetren corriendo diagonalmente en el mar: los que llegan primero al agua disminuyen de velocidad, alterando con ello la dirección de desplazamiento de toda la hilera.

Gráfico de refracción de la luz

La refracción de la luz es la clave de la óptica fotográfica, porque sin ella los objetivos no podrían desviar la luz para formar imágenes fotográficas.

¿Cómo podemos medir la magnitud de desviación de la luz?

Suponiendo que proyectamos un estrecho haz de luz oblicuamente para hacerlo penetrar en un bloque de vidrio, las posiciones de la superficie aire/vidrio y la dirección de la luz incidente y la refractada las podemos registrar en un gráfico.

Medición del índice de refracción

Se traza una línea «normal», perpendicular a la superficie del vidrio, en el punto de contacto. Como en el caso de la reflexión, el ángulo descrito por el rayo de luz incidente con esta normal recibe el nombre de «ángulo de incidencia».

El ángulo formado por el rayo refractado con la normal dentro del vidrio se conoce con el nombre de “ángulo de refracción”), el cual es (por razón de ser el vidrio más denso que el aire) menor que el ángulo de incidencia.

Por lo tanto, puede decirse que el «poder de desviación de la luz» de un material transparente viene indicado por su índice de refracción.

La luz que incide en la superficie del nuevo material y formando ángulo recto (o sea, desplazándose a lo largo de la normal) no se refracta nada, por cuanto resulta afectado uniformemente el frente de ondas. Cuando aumenta el ángulo de incidencia con la normal, aumenta también el cambio en dirección por refracción.

Refracción de la luz blanca en sus longitudes de onda

Una última cuestión: Hasta aquí hemos venido diciendo que la “luz” es refractada. La luz blanca es una banda de longitudes de onda, cada una de las cuales es refractada por una cantidad ligeramente diferente. Por lo tanto, suelen usarse los valores del índice de refracción de las longitudes de onda situadas hacia la mitad del espectro visible (verde). Las longitudes de onda azules son refractadas un poco más y las rojas un poco menos.

Resumiendo:

«Refracción» es la desviación de la luz que pasa oblicuamente desde un medio transparente a otro de densidad distinta. La luz se desvía hacia la normal en el medio más denso.

El cambio general en la dirección de la trayectoria de la luz depende de lo siguiente:

Del tipo del material (su índice de refracción).
La dirección desde la cual la luz incide en el material (ángulo de incidencia).
La longitud de onda de la luz.

Refracción en tres copas

LOS ESPEJISMOS: FENÓMENOS DE LA LUZ

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Thu, 27 Jan 2011 07:00:00 +0000

Antes de continuar repasando las propiedades de la luz, vamos a pararnos en un fenómeno -los espejismos- que tiene que ver con las propiedades que ya hemos visto y con la refracción, que es la siguiente que veremos.

¿Qué son y porqué se producen los espejismos?

Espejismo en el desierto

Un espejismo es una ilusión óptica en la que los objetos lejanos aparecen reflejados en una superficie lisa como si se estuviera contemplando una superficie líquida que, en realidad, no existe.

¿PORQUÉ SE PRODUCEN?

En contacto con el suelo caliente, el aire transmite ese calor y su densidad varía a partir de aquél de tal manera que, contrario a lo usual, el aire más frío se mantiene encima del más caliente, el cual fue calentado por la radiación reflejada por el suelo.

Esto crea una densidad desigual en el aire que le otorga varios índices de refracción (propiedad de la luz que ya he dicho que veremos más adelante).

Diagrama de un espejismo

Por tanto, un rayo de luz reflejado por un objeto lejano que va hacia abajo, y en la dirección del observador, va experimentando refracciones sucesivas al atravesar las distintas capas de aire; su inclinación hacia el suelo es cada vez menor y, tras llegar a la horizontal, el rayo sufre nuevas refracciones, aunque esta vez hacia arriba.

Así es como, tras haber descrito una trayectoria curva de convexidad dirigida hacia abajo, llega al ojo del observador, que ve en el suelo (espejismo inferior) una imagen poco neta del objeto.

Ahora bien, como otros rayos de procedencia real llegan también directamente al ojo del observador, éste tiene la impresión de ver a la vez el objeto (por ejemplo, los camellos o una palmera del desierto) y, al pie del mismo, una segunda imagen invertida, como si esta palmera se reflejara en una superficie líquida inexistente.

Espejismo inferior

Así, en las horas más calurosas del verano, la imagen del cielo parece venir del asfalto de la carretera caliente, a la vez que ésta parece mojada o encharcada para el observador.

Espejismo superior

Es excepcional que la trayectoria de los rayos luminosos sea convexa hacia arriba (espejismo superior). Cuando se produce, un barco, una montaña, el sol etc., parecen flotar en la atmósfera.

Espejismo superior

PROPIEDADES DE LA LUZ: LA TRANSMISIÓN

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Wed, 26 Jan 2011 10:31:00 +0000

Transmisión + reflexión de la luz en el agua

La transmisión de la luz, o paso de la misma a través de una sustancia no opaca, se dice que es difusa cuando los rayos se dispersan en muchas direcciones.

Esto ocurre con los materiales translúcidos, como el vidrio deslustrado, el vidrio opal y muchos plásticos. Por razón de esta dispersión, los rayos luminosos directos procedentes de un pequeño manantial pueden ser dispersados por un material translúcido, de modo que la luz producida pueda ser vista por observadores que pueden encontrarse fuera de la trayectoria directa de la luz original.

De ahí que se empleen pantallas translúcidas detrás de las transparencias en color, cuando se las mira en visores manuales. Como fondo iluminado por debajo, ofrecen una superficie uniforme y sin sombras para fotografías de bodegones. También se emplea en los accesorios de los flashes de estudio (en concreto las ventanas o "softbox") para crear una iluminación con sombras difusas.

Soft box o ventana de luz

Ingrid Rubio iluminada con "softbox" octogonal

Las ampliadoras provistas de placas difusoras entre la lámpara y el negativo proporcionan una iluminación uniforme, sin necesidad de que la columna de la linterna tenga demasiada altura para separar el foco de luz y el negativo.

La luz se transmite de forma directa cuando puede desplazarse a través de un material transparente sin dispersarse. Constituyen ejemplos muy sabidos el vidrio corriente, el aire, el agua, etcétera.

La luz se transmite de forma selectiva (difusa o directamente) por materiales de color que absorben ciertas longitudes de onda. Un filtro de color verde intenso absorbe las longitudes de onda rojas y azules de la luz blanca, transmitiendo en su mayoría las verdes. Como en el caso de los reflectores de color, los materiales transmisores de color cambian de aspecto según el contenido de la luz incidente en longitud de onda. Así, un vidrio teñido de azul, por ejemplo, parece negro cuando se mira contra el anaranjado del sol en un ocaso.

Una vidriera es un transmisor selectivo de luz de diferentes longitudes de onda

PROPIEDADES DE LA LUZ: LA REFLEXIÓN

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Tue, 25 Jan 2011 11:30:00 +0000

Fele Martínez fotografiado con un espejo flexible

La luz puede ser reflejada «especularmente» (como en un espejo) cuando incide en sustancias lisas, tales como agua, vidrio, cromados pulimentados, etc.

Cada rayo que llega hasta la superficie es reflejado en una dirección determinada por su «ángulo de incidencia».

Diagrama de reflexión de la luz

Si se traza una línea imaginaria perpendicular a la superficie donde incide un rayo luminoso, el ángulo comprendido entre esta línea «normal» y el rayo de luz recibe el nombre de ángulo de incidencia. El rayo que parte de la superficie, después de reflejado especularmente, forma un ángulo de reflexión con el normal, igual al ángulo de incidencia.

El conocimiento de esta sencilla ley es fotográficamente útil en la iluminación y la selección del punto de mira. Las lámparas o el flash pueden ser situados instintivamente en puntos donde las ventanas y vitrinas no puedan proyectar la luz que reflejan de modo que llegue hasta el objetivo... o, al contrario, podemos utilizar el reflejo de la imagen con intenciones creativas.

Reflexión difusa

De noche, los escaparates pueden fotografiarse desde un ángulo predeterminado en el cual las luces de la calle no puedan reflejarse en la cámara. Tampoco podrá situarse una ampliadora en una habitación cuyas paredes sean de superficie brillante, puesto que reflejarían luz dispersa de la linterna hacia el papel de positivado.

La reflexión «difusa» tiene lugar a partir de superficies irregulares o «mates». Se la puede considerar como reflexión especular desde un número infinito de superficies con inclinaciones diferentes. Esto dispersa o interrumpe el haz luminoso original, reflejándolo uniformemente en todas direcciones. ,

La luz que incide en un papel fotográfico blanco mate, o bien en una superficie de nubes iluminadas por el sol, suele ser reflejada de un modo difuso.

Doble horizonte

La propiedad que tienen los reflectores difusores en orden a la dispersión de la luz incidente es particularmente útil para atenuar las sombras violentas que proyectan las lámparas de bombilla pequeña o los rayos solares. Una gran hoja de papel blanco mate colocada de modo que refleje esta violenta iluminación direccional, la dispersa sobre las zonas oscuras del sujeto, sin que llegue producir sombras complementarias propias.

La reflexión especular y difusa procedente de distintas superficies de papel para el positivado fotográfico tiene una influencia importante sobre la calidad de la copia positiva final.

LA REFLEXIÓN Y LA LONGITUD DE ONDA

Muchas superficies tienen la propiedad de reflejar únicamente ciertas longitudes de onda, y absorber las restantes. De ahí que aparezcan coloreadas.

Por ejemplo, una tela de un color rojo intenso absorbe los colores violeta, azul, verde y amarillo de la luz blanca, y refleja las longitudes de onda restantes. Es un reflector «selectivo». El aspecto de dicha tela variará según la longitud de onda de la luz incidente: si dicha tela es iluminada tan sólo por longitudes de onda azules, no puede reflejar ninguna radiación, por lo tanto, parece negra.

Avenida especular

PROPIEDADES DE LA LUZ: Cambios cuando la luz incide en una superficie

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Mon, 24 Jan 2011 11:22:00 +0000

¿Qué ocurre cuando la energía luminosa llega finalmente a la superficie de una materia? Cuando esto ocurre, la luz puede ser:

Absorción, reflexión y refracción de la luz al mismo tiempo

PROPIEDADES BÁSICAS DE LA LUZ

a) Absorbida

b) Reflejada (especular o difusa)

c) Transmitida (directa o difusa)

d) Refractada

e) Dispersada.

ABSORCIÓN:

Puesto que la energía no puede ser destruida, la aparente «captura» o absorción de la luz por una materia opaca, tal como un paño negro, es en realidad una conversión de la longitud de onda.

La luz absorbida suele convertirse en calor. Así, un coche negro se calienta más rápidamente al ser expuesto a los rayos del sol que un coche blanco; en un proyector, las transparencias oscuras se calientan más que las claras.

La energía luminosa absorbida puede provocar también cambios químicos. Nuestros materiales fotográficos experimentan una transformación química; los colorantes cambian de color, o lo pierden.

Los exposímetros de célula «fotoeléctrica» producen electricidad, lo mismo que los sensores CCD o CMOS en las cámaras fotográficas digitales, que convierten la luz que reciben en señales eléctricas y las envían al procesador de la cámara.

Sensor CCD-CMOS de cámara fotográfica

DISTRIBUCIÓN DE LA LUZ: LEY DEL CUADRADO INVERSO

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Sun, 23 Jan 2011 10:58:00 +0000

No os asustéis por lo que parece... no es tan árido el asunto. Ya nos vamos acercando a cuestiones más prácticas, aunque la siguiente es muy importante para entender y poder prever el comportamiento de la luz frente a nuestras cámaras, sobre todo cuando empezamos a iluminar nosotros mismos...

Dado que la luz se desplaza en línea recta, los rayos procedentes de un manantial puntiforme (con forma de punto) se difunden cada vez más separados entre sí, a medida que aumenta la distancia respecto al manantial luminoso. Dicho con otras palabras, divergen (se separan). Debido a esta constante divergencia, una pequeña superficie sostenida cerca del manantial de luz recibirá la misma cantidad de energía luminosa que otra superficie mayor, sostenida a mayor distancia.

Cuanto más cerca está la superficie pequeña del manantial luminoso, más rayos intercepta.

Hágase un sencillo experimento. Sosténgase una cartulina blanca de 15 x 15 cm a 25 cm de distancia de un manantial de luz intenso, pero de reducidas proporciones (tal como una bombilla blanca de 100 vatios).

Tómese una lectura con el exposímetro de la luz que refleja esta cartulina. Ahora desplácese la misma hasta situarla a 50 cm de la lámpara, y tómese otra lectura con el exposímetro. Esta segunda lectura será la cuarta parte la primera.

El motivo de esta debilitación está en que la luz que fue capturada por la cartulina de 15 x 15 cm a 25 cm de distancia ha divergido hasta difundirse por una superficie de 30 x 30 cm en el momento en que se encuentra a 50 cm de distancia de la lámpara. Nuestra cartulina no ha cambiado de tamaño y ocupa tan sólo una cuarta parte de la superficie total que está ahora iluminada: por lo tanto, recibe tan sólo una cuarta parte de la luz original.

Ley del cuadrado inverso

Esta proporción en que se reduce la intensidad de la luz a medida que aumenta la distancia tiene importantes aplicaciones prácticas. Nos permite calcular cambios de exposición cuando desplazamos las luces del estudio o preparamos nuestro flash. Ello significa que (considerando al objetivo como un foco de luz puntiforme dentro de la cámara) debemos dar exposición extra cuando fotografiamos objetos cercanos, por cuanto el objetivo se ha apartado más de lo corriente de la película.

Ya trataremos de estas y otras aplicaciones más adelante. Por el momento será suficiente recordar el coeficiente y causa de esta reducción de la luz.

Su efecto general se resume en la ley del cuadrado inverso, que dice: «Cuando una superficie está iluminada por un manantial puntiforme de luz, la intensidad de la iluminación de la superficie es inversamente proporcional al cuadrado de su distancia respecto al foco luminoso».

Sería absurdo aprenderse esta ley física simplemente cde memoria, sin comprender lo que quiere decir. Al efecto, vamos a analizarla punto por punto:

“Cuando una superficie está iluminada por un manantial de luz puntiforme…”

La ley se aplica a manantiales pequeños a partir de los cuales divergen rápidamente los rayos luminosos como si procedieran de un punto. No tiene estrictamente aplicación a las lámparas situadas en reflectores. El Sol es un caso de manantial luminoso situado a una distancia tan grande que la diferencia que puede haber entre dos superficies terrestres cualesquiera iluminadas por él no tiene importancia en comparación con la distancia que las separa del Sol.

“…la intensidad de la iluminación es inversamente proporcional…”

Cuanto mayor es la distancia, menor es la iluminación que recibe una superficie de un mismo tamaño.

…al cuadrado de su distancia respecto al foco de luz…”

Si se dobla la distancia, la iluminación original se reducirá no a la mitad, sino a 1/2² (o sea a una cuarta parte).

EL ESPECTRO VISIBLE: LOS COLORES

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Sat, 22 Jan 2011 09:00:00 +0000

Hoy algo breve (la disciplina y la voluntad hacen más feliz): Por qué el color es como es, o cuál es la razón de que la luz tenga color y nuestro ojo la perciba con ese atributo.

La luz, tal como la conocen nuestros ojos, es una faja relativamente estrecha de energía electromagnética irradiada, con longitudes de onda que van desde unos 4,000Å hasta 7.000Å (Å = Angstrom). Pero dentro de este “espectro visible” cada longitud de onda produce un estímulo ligeramente diferente en la parte posterior de nuestros ojos. Cada tipo de estímulo es reconocido por el cerebro como un «color». Una mezcla de todas las longitudes de onda, o de las más visibles, es considerada la luz “blanca”.

El espectro electromagnético

Imaginando que nos encontráramos en una habitación oscura mirando a un foco que irradiara luz de sólo una longitud de onda cada vez, pero que variase de modo que recorriera todo el espectro visible, veríamos lo siguiente:

Trabajando a 4.000Å, la luz aparece como un rico color violeta oscuro, haciéndose cada vez más azul a medida que va cambiando la longitud de onda para pasar a 4.500Å. En 5.000Å, el azul empieza a ceder al azul-verde: entre esta longitud de onda y unos 5.800Å, nuestra impresión del verde va haciéndose cada vez menos azul y cada vez más amarilla. En 6.000Å, el amarillo empieza a volverse anaranjado, y hacia los 6.500Å el color naranja ha perdido todo el amarillo para dejar paso al rojo. Este rojo pierde amarillo, sube de intensidad, se oscurece hasta que al llegar a 7.000Å es tan oscuro y difícil de identificar como la luz de 4.000Å.

El espectro visible da una «mezcla» continua de impresiones de color, tal como lo vemos nosotros, sin que presente divisiones abruptas en longitudes de onda determinadas. Sin embargo, por razones de comodidad, solemos dar por supuesto que el «violeta» es una faja de longitudes de onda comprendida entre unos 4.000 Å y 4.500 A; el «azul», de 4.500 a 5.000 Å; el «verde», de 5.000 a 5.800 Å ; el «amarillo», de 5.800 a 6.100 Å ; y el «rojo», de 6.100 a 7.000 Å. Es importante recordar estos colores, su distribución en el espectro y sus longitudes de onda aproximada.

Resumiendo sobre la naturaleza de la luz

1) La luz es una forma de «energía en tránsito»: una franja relativamente estrecha de radiación electromagnética entre el ultravioleta y el infrarrojo.

2) La velocidad de la luz varía con la densidad del medio que ella atraviesa.

3) Las ondas luminosas se desplazan en una trayectoria general recta con una forma ondulante de fuerza electromagnética: la longitud de onda la medimos (para entendernos) en unidades Angstrom.

4) Mezcladas en las adecuadas proporciones, las longitudes de onda comprendidas entre 4.000Å y 7.000Å crean una sensación de luz «blanca».

Unas fajas más estrechas son las que se identifican con los nombres de: violeta, azul, verde, amarillo y rojo, por el orden de su longitud de onda creciente.

LA LUZ Y SU LONGITUD DE ONDA

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Fri, 21 Jan 2011 09:12:00 +0000

A pesar de que pueda parecer excesivamente científico, comprender la naturaleza de la luz y sus fundamentos nos sirve, como fotógrafos, para comprender su comportamiento en las innumerables situaciones de iluminación que nos encontramos durante la tarea de fotografiar y para decidir en cada momento qué hacer para controlar esas situaciones de luz.

Aún es pronto para entrar en cuestiones prácticas, aunque estas serían, en cuanto a este asunto de la longitud de onda, comprender cómo se comporta la luz cuando se desplaza hasta nuestra cámara y los principios del color, básicamente.

LA LONGITUD DE ONDA DE LA LUZ

La cuestión importante del movimiento de las ondas es que, si bien toda la «familia» de las radiaciones electromagnéticas parece desplazarse de este modo, cada tipo de radiación tiene su propia longitud de onda. Estas diferencias en longitud de onda son grandes, y dan a cada forma de radiación electromagnética sus peculiares propiedades, muy diferentes de todas las demás. Por ejemplo, algunas ondas pueden medir más de un kilómetro y medio de cresta a cresta, y son muy conocidas como ondas largas en radiotelefonía.

Otras pueden tener menos de una diez mil millonésima de milímetro (rayos gamma).

Podemos relacionar la posición de las radiaciones luminosas dentro de la familia de las radiaciones electromagnéticas dibujando una sencilla escala de longitudes de onda, o espectro electromagnético. Uno de los problemas que plantea hacerlo es escoger la adecuada unidad de medición. Si, por ejemplo, escogiéramos centímetros, nuestras ondas de radio se calibrarían en millones, y los rayos gamma en centenares de millonésimas. Por consiguiente, las escalas de medición cambian a lo largo del espectro, a fin de mantener los números dentro de proporciones manejables.

Las radiaciones electromagnéticas que tienen longitudes de onda comprendidas entre 1 y 100 unidades X (diez mil millonésimas de milímetro) poseen propiedades entre las cuales figura la posibilidad de penetrar metales densos o destruir los tejidos humanos. A medida que aumentan las longitudes de onda en millares de unidades X, las radiaciones cambian, pasando de rayos gamma y rayos X «duros» hasta la radiación X «suave», rayos que poseen potencia menos penetrante y de reducidos efectos mortales, por lo cual se utilizan en medicina. Las longitudes de onda más largas suelen calibrarse en unidades Angstrom o milimicras.

1 Unidad Angstrom (1 Å) = 1/10 millonésima de milímetro = cm.

1 milimicra (1 mμ) = 1 millonésima de milímetro = 10^-7 cm.

(Emplearemos la mayoría de longitudes de onda apropiadas para la fotografía en Angstroms.)

La radiación con longitudes de onda superiores a unos 50Å hasta 4.000Å tiene poca capacidad de penetración, y, en cambio, posee la posibilidad de blanquear colorantes y producir «fluorescencia» en algunas sustancias.

Esta radiación electromagnética se conoce con el nombre de ultravioleta.

Fotografía de luz ultravioleta

El cuerpo humano no puede sentir la presencia de los rayos gamma, X, o ultravioleta, si bien todos ellos pueden ser nocivos para los tejidos humanos.

Afortunadamente, la mayoría de estas radiaciones procedentes de focos “naturales”, situados en el espacio exterior, ven interceptado su camino hasta nosotros por las capas ionizadoras que se encuentran en la atmósfera superior de la Tierra. Los focos hechos por la mano del hombre se utilizan en circunstancias rigurosamente controladas, para fines médicos o industriales.

La radiación electromagnética dentro de la estrecha franja comprendida entre 4.000Å y 7.000Å tiene la capacidad de estimular la retina que hay en el fondo de nuestros ojos, dándonos la sensación de luz. De ahí que tal radiación se conozca con el nombre de luz visible.

Ojo humano

A partir de 7.000Å y hasta una longitud de onda de 1/10 mm, la radiación ya no estimula al ojo, sino que se hace cada vez más sensible a la piel en forma de sensación de calor. Se conoce con el nombre de radiación infrarroja y de calor radiante.

Fotografía de luz infrarroja de un ser humano

Más allá de 1 cm de longitud de onda, la radiación va cambiando gradualmente de naturaleza hasta adquirir la forma que se utiliza en el radar. Esta radiación sólo puede percibirse mediante equipo electrónico, si bien algunas de las radiaciones de radar de mayor longitud de onda pueden ser perjudiciales para los tejidos humanos. Es peligroso acercarse a un potente disco transmisor de radar. La radiación de longitudes de ondas superiores a 10 m se emplea progresivamente como ondas de radio cortas, medias y largas.

Parece extraño que no podamos percibir biológicamente una cantidad tan importante del espectro electromagnético. Sin embargo, a pesar de existir en la naturaleza longitudes de onda de radio, infrarrojas, ultravioletas, rayos X y rayos gamma, procedentes del espacio exterior, el hombre ha evolucionado sin necesidad de dispositivos de detección (o de defensas biológicas) para estos tipos de radiación.

Pudiera darse el caso de que seres existentes en otro planeta, con un medio ambiente diferente, disfrutaran de órganos capaces de sentir, por ejemplo, las ondas de radio, pero ser completamente ciegos a la luz visible, tal como la conocemos los seres humanos de la tierra.

LA LUZ: ENERGÍA ELECTROMAGNÉTICA

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Thu, 20 Jan 2011 09:57:00 +0000

Los físicos saben que la luz no es más que una forma de “energía electromagnética”.

Concepción elemental de la energía electromagnética

Como si fuera miembro de una enorme familia de “transmisores de energía”, la luz está relacionada con la radio, el radar, los rayos X y los rayos cósmicos. Todas estas formas de energía electromagnética poseen las siguientes propiedades en común:

1) Son «irradiadas» a partir de un manantial o fuente energética (lámpara de filamento, antena transmisora, el Sol, etc.). De ahí que reciban a menudo, colectivamente, el nombre de energía radiante.

2) Son capaces de salvar un vacío tal como el espacio o pasar a través de cualquier sustancia que sea “transparente” a su energía. (Al contrario del sonido, que debe ser transmitido por vibración dentro de una sustancia portadora, tal como aire, agua, etc.)

3) Todas ellas se desplazan a una velocidad colosal. En el vacío, esta velocidad llega a ser unos 300.000 kilómetros por segundo (igual a una vuelta alrededor de la Tierra en 1/7 de segundo). En otras materias transparentes - agua, vidrio, etc. - la velocidad disminuye a medida que aumenta la densidad del material.

4) Son irradiadas en líneas o «rayos» virtualmente rectos. En el caso de la luz lo podemos comprobar visualmente por la dirección de las sombras, observación de los “rayos solares”, etcétera.

5) Se desplazan en “forma de ondas”. Nos lo podemos imaginar por el ejemplo de la superficie del agua, en la cual la caída de una piedra forma ondas que van expandiéndose o irradiando desde el centro hasta el exterior.

CONCLUSIÓN

La energía electromagnética es energía que se desplaza rápidamente a partir de un manantial en forma de rayos rectos (longitudinales). Dentro de esta trayectoria recta, la energía parece describir «ciclos» en forma de ondas regulares que vibran perpendicularmente a la dirección de su desplazamiento.

Comienzo de Reflexiones fotográficas

noreply@blogger.com (Guillermo Pascual) — Wed, 19 Jan 2011 09:22:00 +0000

Comienzo este blog con la intención de aprender más de la técnica y la filosofía de la fotografía. Entiendo la fotografía como un compromiso con la escritura con la luz y las imágenes e ideas que esto crea en nuestro cerebro. Pero aprender sobre la luz con la intención de manejarla para la creatividad fotográfica obliga a empezar desde sus fundamentos o principios básicos.

Como fotógrafos, la luz es nuestra “primera materia” básica de comunicación. Nos transmite información sobre objetos que quedan fuera del alcance de otros sentidos: tacto, olfato y oído. Canaliza información sobre objetos, a través del objetivo de la cámara, hacia el material fotográfico sensible. Después del revelado, nuestra impresión fotográfica sería inútil si la luz no comunicara su contenido a la vista.

En este mismo instante, la luz que emite esta página transmite a nuestros ojos la forma de las palabras, del mismo modo que lo haría el sonido si estuviésemos hablando. Pero, como hemos vivido con luz desde el mismísimo momento del nacimiento, no damos importancia a esta silenciosa e impalpable forma de energía.

Cabe preguntarnos: ¿Qué es exactamente la luz?

Teoría ondulatoria

Esta teoría considera que la luz es una onda electromagnética, consistente en un campo eléctrico que varía en el tiempo generando a su vez un campo magnético y viceversa, ya que los campos eléctricos variables generan campos magnéticos (ley de Ampère) y los campos magnéticos variables generan campos eléctricos (ley de Faraday). De esta forma, la onda se autopropaga indefinidamente a través del espacio, con campos magnéticos y eléctricos generándose continuamente. Estas ondas electromagnéticas son sinusoidales, con los campos eléctrico y magnético perpendiculares entre sí y respecto a la dirección de propagación .

Vista lateral (izquierda) de una onda electromagnética a lo largo de un instante y vista frontal (derecha) de la misma en un momento determinado. De color rojo se representa el campo magnético y de azul el eléctrico.

Para poder describir una onda electromagnética podemos utilizar los parámetros habituales de cualquier onda:

Amplitud (A): Es la longitud máxima respecto a la posición de equilibrio que alcanza la onda en su desplazamiento.
Periodo (T): Es el tiempo necesario para el paso de dos máximos o mínimos sucesivos por un punto fijo en el espacio.
Frecuencia (v): Número de oscilaciones del campo por unidad de tiempo. Es una cantidad inversa al periodo.
Longitud de onda (λ): Es la distancia lineal entre dos puntos equivalentes de ondas sucesivas.
Velocidad de propagación (V): Es la distancia que recorre la onda en una unidad de tiempo. En el caso de la rapidez de propagación de la luz en el vacío, se representa con la letra c.

Teoría corpuscular

La teoría corpuscular estudia la luz como si se tratase de un torrente de partículas sin carga y sin masa llamadas fotones, capaces de portar todas las formas de radiación electromagnética. Esta interpretación resurgió debido a que, la luz, en sus interacciones con la materia, intercambia energía sólo en cantidades discretas (múltiplas de un valor mínimo) de energía denominadas cuantos. Este hecho es difícil de combinar con la idea de que la energía de la luz se emita en forma de ondas, pero es fácilmente visualizado en términos de corpúsculos de luz o fotones.

CONCLUSIÓN

La luz se comporta como onda electromagnética en los fenómenos de propagación, interferencias y difracción y como corpúsculo en la interacción con la materia.

No hay por qué aferrarse a la idea de incompatibilidad entre las ondas y los corpúsculos, se trata de dos aspectos diferentes de la misma cuestión que no solo no se excluyen sino que se complementan.