Curso de Iniciación a la Fotografía Científica (Luis Monje Arenas)

Sumario

1. El diafragma
2. Profundidad de campo
3. Círculos de confusión y anillos de difusión
4. Distancia hiperfocal
5. El obturador
6. El valor de exposición (EV)
7. Autoevaluación


1.- EL DIAFRAGMA

Acabamos de ver como la máxima luminosidad de un objetivo se expresa relacionando su abertura efectiva con su distancia focal.

El valor de luminosidad indicado en números f/ es válido, para todas las cámaras, formatos y objetivos. De esta manera, la medida de la luminosidad de una escena, ofrecida por un fotómetro en números f/, se puede extrapolar a cualquier equipo fotográfico, ya que su valor es universal.

Si utilizamos un teleobjetivo de 400 mm. de distancia focal, con una abertura efectiva de 100 mm. de diámetro y un teleobjetivo de 200 mm. con una abertura de 50 mm., encontraremos que ambos ofrecen la misma luminosidad, que será 1/4 de la distancia focal, esto se abrevia representándose f/4.

Por tanto la LUMINOSIDAD de un objetivo ó NUMERO F, es el cociente entre su distancia focal y el diámetro de su abertura.

Como vimos al principio, los dos parámetros que controlan el valor de exposición en fotografía son el tiempo de exposición a la luz y su intensidad.

En una cámara, el mecanismo que controla el tiempo de exposición es el OBTURADOR y el que regula la intensidad de la luz se denomina DIAFRAGMA, que actúa estrechando el cono de luz que penetra por el objetivo.

Inicialmente se emplearon simples láminas taladradas con agujeros de distinto diámetro, independientes, o agrupadas en un tambor giratorio. Hoy en día todas las cámaras de calidad van equipadas con un DIAFRAGMA DE IRIS, que está formado por un conjunto de laminillas, situadas en el interior del objetivo, que se cierran formando un abertura poligonal más o menos circular. Las cámaras automáticas pueden cerrar el diafragma a un valor standard correcto, el mismo que les dicta el fotómetro, sólo con presionar el botón de disparo.

Si intentamos estandarizar una serie de aberturas hemos de recordar que, según la ley del cuadrado inverso, si cerramos la abertura del diafragma a la mitad, la luminosidad se reduce, no a la mitad, sino a la cuarta parte. Una serie así, que redujese cada paso el diámetro a la mitad, podría ser:

f/1 - f/2 - f/4 - f/8 - f/16 - f/32 ....

El problema de esta es que los saltos entre punto y punto cuadruplican la luminosidad. En la práctica resulta más conveniente que la luz se vaya reduciendo en pasos de 1/2, en vez de 1/4; para ello, el diámetro, en vez de seguir una progresión de razón 2, sigue la de la raíz de 2, es decir 1,4.

Actualmente se ha adoptado esta escala como standard de valores de luminosidad para cada una de las posiciones a que puede cerrarse el diafragma sea universal para todos los formatos y objetivos.

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

Esta escala y la de tiempos prácticamente son las únicas que el fotógrafo debe memorizar; y es importante comprender desde el principio que cuanto más bajo sea el número f, mayor es su luminosidad y que cuanto más cerrado está el diafragma, mayor es su número f.

El diafragma tiene además de controlar la iluminación, otra importantísima función: graduar la profundidad de campo de la escena.

2.- PROFUNDIDAD DE CAMPO

Se entiende por profundidad de campo, la distancia comprendida entre los puntos del tema a fotografiar más próximos o más lejanos a la cámara que pueden ser reproducidos en la película con un enfoque aceptable.

En la práctica, la profundidad de campo es la zona limitada del espacio que se extiende por delante y por detrás del punto en que enfocamos. Los motivos situados en este área, se reproducirán con nitidez. Resulta obvio decir, que el saber controlar el valor de la profundidad de campo es importantísimo en fotografía.

Los factores que influyen en la mayor o menor profundidad de campo son tres: la distancia desde el objetivo al punto enfoque, la longitud focal del objetivo y el diafragma utilizado.

1. Distancia de enfoque: cuanto más lejos enfoquemos, mayor será la profundidad de campo. Por ello, si enfocamos a un objeto situado a 3 metros, manteniendo constante la distancia focal del objetivo y el diafragma, la profundidad de campo se extenderá por ejemplo desde unos 1,8m. hasta 5 metros; mientras que si enfocamos a 0,5 metros se extenderá sólo desde 0,4 a los 0,7m.
2. Distancia focal: cuanto mayor sea la distancia focal del objetivo, menor será la profundidad de campo.
3. Diafragma: cuanto mayor sea la apertura del diafragma (menor número f), menor será la profundidad de campo. Esto resulta obvio, ya que los diafragmas cerrados estrechan el cono de luz, y por consiguiente amplían la zona de nitidez.

Por tanto obtendremos una mayor profundidad utilizando objetivos de corta distancia focal (Grandes angulares), enfocando objetos alejados de la cámara y cerrando lo más posible el diafragma.

Por el contrario, si con un teleobjetivo con el diafragma totalmente abierto, enfocamos un objeto muy próximo, obtendremos una reducidísima profundidad de campo.

Esto puede sernos muy útil cuando intentamos hacer un retrato en exteriores, o cuando pretendemos fotografiar un insecto posado en una planta, ya que prácticamente sólo saldrá enfocado el objeto en cuestión, y el fondo borroso no distraerá la atención del objeto principal.

Esta técnica, utilizada para resaltar un sujeto del resto aislandolo de su fondo se denomina ENFOQUE SELECTIVO o DIFERENCIAL. Podréis ver, pulsando en el botón, dos imágenes de muestra.

La primera foto, tomada en el cementerio de Arlington (Washington), he resaltado la tumba del marine Paul Jhon Jones de respecto a las lápidas de alrededor.

La segunda imagen, es un retrato tomado al sur de Ankara, y resulta un jemplo típico de enfoque selectivo. Nótese como el desenfoque del fondo resalta la textura de la piel.


Dado que en la práctica muchas veces resulta imposible acercarse al sujeto, o cambiar la distancia focal del objetivo, el control de la profundidad de campo se realiza fundamentalmente con el diafragma.


Para comprobar la profundidad de campo existen varios métodos:

1. Recurrir a las hojas técnicas de los objetivos, que si son de buena calidad, suelen llevar una tabla con la profundidad de campo a diversos diafragmas y distancias de enfoque. En la práctica, estas hojas son muy engorrosas de usar.
2. En los objetivos de calidad media y alta suele venir grabada en el barrilete una escala con la profundidad de campo que, combinada con el anillo de enfoque y el valor del diafragma, resulta muy útil al fotografiar.
3. Las buenas cámaras réflex tienen además una palanca que permite cerrar el diafragma al valor elegido y observar por el visor la profundidad de campo. Aunque este dispositivo resulta muy útil, si el diafragma que usamos es muy cerrado, la imagen que aparece es tan oscura en el visor que resulta difícil distinguir algo si el tema no está fuertemente iluminado.
4. Utilizar alguna de las fórmulas matemáticas diseñadas al efecto. Este sistema aunque resulta muy engorroso, suele ser el único método fiable en macrofotografía o en situaciones en resulta imposible el uso de los métodos anteriores. (En el apéndice final incluimos algunas fórmulas de este tipo).
5. Utilizando el calculador Java adjunto. Acceso al calculador de Prof. de Campo

Dado que la profundidad de campo disminuye con puntos de enfoque cercanos a la cámara, el área de nitidez no se reparte de igual forma por delante y por detrás de ese punto, si no que lo hace de la siguiente forma: 1/3 de la profundidad de campo se sitúa desde el punto de enfoque a la cámara y los dos tercios restantes, desde el punto de enfoque hacia el infinito.


3.- CÍRCULOS DE CONFUSIÓN Y DISCOS DE DIFUSIÓN

Realmente el área de nitidez que conocemos como profundidad de campo no tiene unos limites concretos ya que un punto situado en este área, y que por tanto consideramos enfocado, lo está realmente en función de su distancia al punto exacto de enfoque, del tamaño final a que ampliemos la copia y de la distancia a que observemos ésta.

La profundidad de foco es lo mismo que la profundidad de campo pero en le interior de la cámra, a nivel del plano de la película.

Esto es debido a que cada punto que forma la imagen, observado a gran aumento, tiene forma de disco. Este disco, llamado CÍRCULO DE CONFUSIÓN, aumenta de tamaño según nos alejamos en ambas direcciones del punto de enfoque. Para considerar si un objeto está enfocado, los puntos que lo componen han de ser menores que el llamado diámetro del círculo de confusión aceptable. Lógicamente, con diafragmas muy cerrados los círculos de confusión disminuyen más lentamente su diámetro conforme nos alejamos del punto de enfoque, que con diafragmas muy abiertos. Este es el motivo por el que los diafragmas muy cerrados proporcionan una mayor profundidad de campo.

Según esto, podría pensarse que para conseguir mayor nitidez lo mejor sería cerrar al máximo el diafragma para disminuir así los círculos de confusión, pero al tener que penetrar la luz por un orificio muy cerrado los rayos rozan las laminillas del diafragma y aparece el fenómeno que describimos al principio del curso, la DIFUSIÓN. Esto provoca el que alrededor de cada círculo de confusión se forme un área en penumbra llamada ANILLO DE DIFRACCIÓN que resta nitidez a la imagen.

Por tanto, al diafragmar, los círculos de confusión disminuyen, en tanto que los discos de difusión aumentan. Esto tiende a demostrar un hecho muy conocido por los fotógrafos, y es que la mayor calidad de imagen se obtiene normalmente en los diafragmas intermedios, por lo general cerrando dos o tres diafragmas desde la máxima apertura. Si seguimos cerrando el diafragma iremos ganando profundidad de campo a costa de perder nitidez, aunque esta pérdida no resulta muy notable con objetivos de gran calidad.

Como hemos dicho el diámetro del círculo de confusión aceptable varía en función del tamaño final de la copia y de la distancia a que se observe ésta.

El ojo humano no puede distinguir entre un punto y un disco que tenga un diámetro inferior a los 0,25 mm. vistos a una distancia de 25 cm. Este valor de 0,25 cm. fija el diámetro del círculo de confusión aceptable para una copia destinada a observarse a 25 cm. que es la distancia de observación normal de un ojo sano. Por otra parte habría que considerar otro factor: el formato de la película con que se hace la toma, ya que ello nos permite saber el grado de ampliación que necesitaremos para lograr un determinado tamaño de la imagen y por tanto el aumento que sufrirá el círculo de confusión.

Debido a lo complicado que resulta realizar el cálculo del diámetro del círculo de confusión aceptable a causa de la interacción de todos estos factores, el aficionado puede considerar como correcto un valor aproximado 1/1000 de la distancia focal del objetivo, para copias menores de 18x24 cm. En este caso el diámetro del círculo de confusión aceptable sobre negativos de 35 mm. tendría un valor de unos 0,05 mm. Este valor es aproximadamente el mismo que utilizan los fabricantes al desarrollar las escalas de profundidad.

Todos estos cálculos resultan útiles si queremos realizar grandes ampliaciones o pretendemos obtener imágenes de extraordinaria nitidez para usos científicos.

4.- DISTANCIA HIPERFOCAL

La distancia hiperfocal se podría definir como aquella existente entre el objetivo y el primer punto nítido obtenido al enfocar al infinito.

El conocimiento de esta distancia por parte del fotógrafo, resulta muy útil pues enfocando exactamente a esa distancia se consigue la mayor profundidad de campo para un diafragma dado; por lo que, dentro de ciertos límites, uno no tiene que preocuparse de enfocar bien la escena.

Esto explica también el porqué las pequeñas cámaras compactas sin mecanismo de enfoque, son capaces de fotografiar nítidamente un objeto situado entre 1,5 m. y el infinito. Estas máquinas suelen llevar un objetivo de corta longitud focal (Gran angular), con el diafragma muy cerrado (f/11 o f/16) y enfocado exactamente a la distancia hiperfocal.

Este "truco" se basa en el hecho de que al enfocar un sujeto situado en el infinito, desperdiciamos los 2/3 de profundidad de campo que, como ya dijimos, se extienden por detrás el punto de enfoque. Si al fotografiar una escena, en vez de enfocar al infinito, con la consiguiente pérdida de espacio enfocado pord etrás del infinito, lo hacemos en el punto del primer tercio donde empieza el enfoque, la profundidad de campo se extenderá ahora desde ese punto hasta el infinito y... ¡además ganamos otro tercio por delante !.

En la practica (ver imágen) el fotógrafo lo que hace es enfocar al infinito, mirar en la escala de profundidad de campo grabada en el objetivo a qué distancia se encuentra el primer punto enfocado para un diafragma dado (en la imagen, a f/8, el punto está a 3 metros), y enfocar a continuación sobre ese punto.

La escasez de luz nos obliga muchas veces a abrir el diafragma, con la consiguiente disminución de profundidad de campo. En caso de duda sobre si la profundidad de campo cubrirá todo el objeto, lo más acertado será enfocar en su primer tercio, debido al desigual reparto de la profundidad.

5.- EL OBTURADOR

La exposición es una de las fases fundamentales del proceso fotográfico, y está determinada por la intensidad luminosa, que controla el diafragma y el tiempo de exposición, regulado por el obturador.

La evolución de los obturadores ha ido pareja a la de las emulsiones sensibles. Las primeras emulsiones eran tan lentas, que el tiempo de exposición podía controlarse cortando la luz con una simple gorra o con la tapa del objetivo.

Conforme aumentó la rapidez de las películas, los cortos tiempos de exposición obligaron a construir obturadores cada vez más rápidos formados por resortes y laminillas con mecanismos complejos, similares a los de relojería. Los obturadores de las cámaras más modernas están controlados por osciladores electrónicos de cuarzo o de niobato de litio.

En las cámaras actuales prácticamente sólo sobreviven dos tipos: el obturador central y el planofocal.

El OBTURADOR CENTRAL lo encontramos en las cámaras de formato 110 y 120 mm. de doble objetivo: las clásicas Rollei, Hasselblad, etc.. Consta de una serie de laminillas en el interior del objetivo, que a la vez hacen la función de diafragma y se abren desde el centro hacia los bordes, durante el tiempo fijado y a la abertura elegida. Tienen la ventaja de poder sincronizar con el flash a todas las velocidades, aunque no suelen sobrepasar el 1/500 de segundo, y encarecen y complican los objetivos, al tener que llevar cada uno su propio mecanismo de obturación.

El OBTURADOR PLANOFOCAL: Es el más avanzado entre las cámaras comerciales, lo llevan casi todas las cámaras réflex de un sólo objetivo (SLR). Se denomina así por que prácticamente se halla situado en el plano focal de la imagen, directamente sobre la película.
El modelo mas común, el de cortinillas, está formado por dos láminas paralelas que corren por el plano focal a gran velocidad. A bajas velocidades, se abre primero la lámina más cercana al objetivo, y la otra corre después como un telón tapando el espacio abierto por la primera. Según se eligen velocidades superiores, los dos telones se van aproximando en sus movimientos de cierre y apertura hasta avanzar casi juntos dejando una pequeña abertura entre ellos que actúa como una pequeña linea de luz que barre el fotograma.
Este obturador sincroniza con el flash, en las cámaras más avanzadas, a sólo 1/250, aunque con luz continua puede llegar a alcanzar 1/8000. Evidentemente, estas cámaras no utilizan ya resortes, sino laminillas de aleación movidas por complejos osciladores de cuarzo. Tienen también la ventaja de estar situadas en el cuerpo de la cámara, abaratando los costes y además se puede cambiar de objetivo sin que se vele la película ya que en reposo está cubierta por las dos láminas del obturador.

Por contra, los objetos que se mueven a gran velocidad pueden aparecer deformados, es muy conocido el fenómeno de las ruedas achatadas, que ocurre al fotografiar, por ejemplo un ciclista, con obturadores de recorrido vertical, en este caso las ruedas se deforman ligeramente en el sentido del movimiento, al igual que las de los coches de dibujos animados.

El problema de SINCRONIZACIÓN CON EL FLASH, ocurre por que a partir de ciertas velocidades, las dos cortinillas del diafragma, corren tan juntas que es una barra de luz la que recorre el fotograma, entonces el rapidísimo destello de un flash electrónico con una velocidad entre 1/1000 y 1/60.000 de segundo se encuentra con que sólo puede iluminar una pequeña franja de la escena. Esto le ocurre a mucha gente que usa el flash sin preocuparse de ajustar en la cámara la velocidad máxima de sincronización. El resultado final es una foto negra con una única banda correctamente expuesta.

Existen cámara (algunas Minoltas) cuyos flashes se presentan como capaces de sincronizar a cualquier velocidad (1/500, 1/2000 y speriores), pero no son flashes propiamente dichos, ya que su destello no es instantáneo sino contínuo (actuan como antorchas de vídeo) y debido a que reparten su potencia en el tiempo, su alcance es menor.


En la ESCALA DE OBTURACIÓN UNIVERSAL suelen aparecer al principio dos letras, B, inicial de Bulb (bulbo), para usar con disparador de cable; en esta posición el obturador permanece abierto tanto tiempo como apretemos el botón. En las escalas en que figura la letra T, el obturador se abre a la primera pulsación y se cierra a la segunda; resulta muy útil para las largas exposiciones nocturnas sin gastar pilas, aunque puede igualmente usarse la posición B con un cable provisto de tornillo de retención y los resultados son los mismos. En muchas de las nuevas cámaras este último sistema puede agotar las pilas.

Una de las velocidades de obturación ( entre 1/60 y 1/250 ) suele figurar acompañada de la letra X, esto indica que esa velocidad es la máxima velocidad de sincronización con el flash, a partir de ahí si lo utilizamos, sólo aparecerá en la foto una banda de la escena.

El resto de la escala de velocidades está formado por una serie de tiempos que se suceden duplicándose, con algunas aproximaciones, y es la siguiente:

.... 1", 1/2, 1/4, 1/8, 1/15, 1/30, 1/60, 1/125, 1/250, 1/500, 1/1000, ...

Si comparamos esta escala con la de diafragmas veremos que cada paso en ambas, equivale al doble del valor anterior y a la mitad del siguiente.

VELOCIDAD:.....1"....1/2....1/4....1/8....1/15....1/30....1/60....1/125....1/250....1/500....1/1000
DIAFRAGMA:....32.....22......16......11.......8.........5.6........4.........2.8..........2...........1.4............1

Para un cierto valor de iluminación, todos los pares de combinaciones que aquí figuran, tienen un valor equivalente; y para cada nivel de luz, existen tanto pares de combinaciones diafragma-velocidad como admita nuestro equipo. La elección de uno u otro dependerá del tipo de escena a tratar.

Parece obvio decir que la elección de la velocidad adecuada ha de hacerse en función de la velocidad del objeto a fotografiar si lo que queremos es congelar el movimiento. En el caso de escenas estáticas, la elección ha de hacerse teniendo en cuenta las condiciones de iluminación, y por tanto del diafragma utilizado, de la estabilidad del pulso del fotógrafo, y de la longitud focal del objetivo.

En el primer caso, la velocidad ha de ser inversamente proporcional al valor de la apertura de diafragma utilizado. Con lo que a mayor velocidad, mayor abertura y por tanto menor profundidad de campo. La elección de la combinación velocidad-diafragma tendrá que hacerla el fotógrafo en función la iluminación, del tema y del movimiento que quiera expresar en la foto.

Las vibraciones y el pulso del fotógrafo en el instante de disparar resultan factores decisivos en la calidad de la fotografía al usar bajas velocidades. Para ello resulta fundamental saber sujetar la cámara desde el principio y aprovechar el apoyo de cualquier objeto: columnas, arboles, o incluso tumbarse en el suelo. Un método muy bueno para aprender a sujetar la cámara consiste en sujetar un trocito de espejo sobre el frontal del pentaprisma, ponerse cerca de una bombilla encendida y mirar como vibra la mancha de luz reflejada en una pared en penumbra según pulsamos el disparador en diversas posturas. Esto vale para descubrir, por ejemplo, que al disparar con la cámara en formato vertical, hay un mayor riesgo de fotos movidas. El valor de obturación más lento aconsejado, está en función del objetivo que usemos. Vamos a ver esto más despacio.

La distancia focal del objetivo condiciona la velocidad por dos motivos: por el mayor peso y vibraciones de los teleobjetivos de larga distancia focal, y por el menor ángulo de cobertura de los mismos. Pensemos, por ejemplo, que si la cámara nos vibra un milímetro hacia bajo al disparar con un gran angular, la escena que contemplamos por el visor se moverá sólo unos centímetros, mientras que con un superteleobjetivo enfocado a 100 metros, la vibración puede desplazar la imagen una decena de metros. Quiém haya sujetado a mano unos potentes prísmáticos comprenderá sin duda este efecto.

Una buena regla para saber la velocidad mínima a usar con cada objetivo es ajustar un valor aproximadamente igual a su distancia focal. De esta manera, con un teleobjetivo de 500 mm. no se aconseja disparar a menos de 1/500 de segundo, y con uno normal de 50 mm. a no menos de 1/60.

En ocasiones las condiciones de luz o la apertura máxima de un teleobjetivo, impiden usar velocidades rápidas, en este caso lo mejor es usar un buen trípode y, si no queda más remedio, recurrir a películas más rápidas y sensibles con la consiguiente pérdida de nitidez. En caso de apuro es posible sustituir el trípode por una chaqueta doblada o un saquito de garbanzos, y acomodar la cámara sobre ello.

El pulso del fotógrafo puede educarse hasta ciertos límites. Con la experiencia puede llegarase a disparar hasta cerca de 1/4 de segundo con objetivos menores de 50mm. Una forma fácil de ejercitarse, es colocando un cachito de espejo sobre el pentaprisma y colocándose ante una bombilla en una habitación oscura. Si se adoptan ciertas poses (como enrrollarse la correa en el antebrazo, etc.) puede verse como vibra el punto de luz, reflejado por el espejito en la pared opuesta de la habitación al apretar el obturador y así, sin gastar película pueden irse corrigiendo las vibraciones.


6.- EL VALOR DE EXPOSICIÓN

Conviene recordar que una la calidad técnica de una foto está en función de la elección del valor de exposición correcto, y que este valor es producto de la velocidad de obturación y del diafragma elegido.

El valor de exposición no es una combinación concreta de diafragma y velocidad, sino una serie de combinaciones, la elección de una u otra combinación es la principal tarea del fotógrafo al efectuar la toma.

Las velocidades elevadas implican diafragmas muy abiertos y por tanto una escasa profundidad de campo; las velocidades lentas traen consigo gran profundidad de campo y peligro de vibraciones; todo esto está también condicionado por la luminosidad de la escena y la rapidez de la película que utilicemos.

Como medida de luminosidad se utiliza cada vez más (os encontraréis este dato por ejemplo al leer las especificaciones de una cámara) la escala EV (Exposure Value) cuyos valores indican una serie de combinaciones de velocidad-diafragma cuya luminosidad es equivalente.

Un EV = 0 equivale a una exposición de 1" a f/1.0, este nivel luminoso se consigue logicamente también con 2" a f/1.4, con 4" a f/2 y con todas las demás combinaciones equivalentes.

De igual forma, un EV=1 equivale a 1" a f/1.4, 1/2" a f/1.0, y todas las exposiciones similares. También existen valores EV negativos (EV=-2, equivaldría a 8" a f/1.5).

Cada cifra que aumentamos en la escala EV, conlleva una mayor luminosidad y por tanto habrá que cerrar un punto el diafragma o disminuir un paso en la escala de velocidad.

© Luis Monje Arenas 2008