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

Sumario

1. Factores que determinan la iluminación
2. Luz y color
3. Sistemas de iluminación
4. Los filtros fotográficos
5. Autoevaluación


1.- FACTORES QUE DETERMINAN LA ILUMINACIÓN

Parece obvio decir que la luz es imprescindible en fotografía ya que sin luz resulta imposible ver los objetos e impresionar la película. Raramente se fotografían objetos con luz propia, como los fluorescentes, lo más normal es captar la luz que reflejan.

La luz puede provenir de fuentes naturales o artificiales, y en cada caso posee una serie de características.

La LUZ NATURAL es más difícil de controlar pues cambia constantemente de intensidad, dirección, calidad y color; sin embargo es intensa, cubre grandes extensiones y es gratuita.
La LUZ ARTIFICIAL todos estos parámetros pueden controlarse, pero resulta más cara e incómoda de usar y además limita la extensión de la superficie iluminable.

Aparte de ser un factor físico imprescindible en el proceso fotográfico, la luz posee una función plástica de expresión y modelado que confiere un significado y un carácter tal, que muchas veces ella sola determina la calidad de una fotografía.


Los principales factores que determinan la iluminación son:

1. El origen determina muchas veces el resto de los factores. Se entiende por luz natural la proporcionada por el sol aunque está oculto por las nubes o tras el horizonte. La luna y las estrellas e incluso el fuego, son también iluminación natural, aunque por su poca intensidad raramente se utilizan. La luz artificial puede ser a su vez continua (bombillas) o discontinua (flash).

2. El número de las fuentes influye sobre el contraste y el modelado de la imagen. En general se recomienda utilizar el menor número posible de fuentes y en aras a una mayor naturalidad en la foto, emplear siempre una como luz principal. Con luz natural puede usarse, como luz secundaria o de relleno, una pantalla reflectante o un destello de flash. Muchas veces las duras sombras de un retrato a mediodía, pueden mitigarse en parte, haciendo que el modelo utilice un simple libro abierto como reflector bajo su cara.

3. La dirección de la luz y la altura desde la que incide tiene una importancia decisiva en el aspecto general de la fotografía. Variando la posición de la fuente, pueden resaltarse los detalles principales y ocultarse los que no interesen. De la dirección de la luz también depende la sensación de volumen, la textura y la intensidad de los colores. Psicológicamente también pueden sugerirse tranquilidad o ambientes de atardecer si utilizamos la luz horizontalmente. Aunque las posiciones de la luz respecto al motivo y la cámara, pueden ser infinitas, todas ellas pueden incluirse en mayor o menor parte en unos de los tres tipos siguientes:

LUZ FRONTAL
La luz frontal produce aplanamiento de los objetos, aumenta la cantidad de detalles pero anula la textura. Los colores se reproducen con gran brillantez. En personas y con la luz cerca del eje del objetivo, el riesgo de que aparezca el efecto "ojos rojos" aumenta considerablemente.
(fot. izq.)

LUZ LATERAL
La iluminación lateral destaca el volumen y la profundidad de los objetos tridimensionales y resalta la textura; aunque da menor información sobre los detalles que la luz frontal y además aumenta el contraste de la imagen.
(fot. dcha.)

LUZ CENITAL

La iluminación Vertical (cenital o inferior) aísla los objetos de su fondo y el elevado contraste que da a la imagen les confiere un aire dramático. Especialmente en retratos, puede llegar a hacer el rostro tenebroso e irreconocible.
(fot. izq.)

CONTRALUZ

El contraluz simplifica los motivos convirtiéndolos en simples siluetas, lo cual puede resultar conveniente para simplificar un tema conocido y lograr su abstracción, a ello hay que añadir además la supresión que se consigue de los colores y la posiblidad de usarse como luz secundaria para marcar líneas brillantes que destaquen el motivo respecto a su fondo.
(fot. dcha.)

4. La difusión o calidad de la luz, determina la nitidez del borde de las sombras y por tanto la dureza o suavidad de la imagen.

LUZ DURA
La luz dura procede de fuentes pequeñas y alejadas, como el sol y las bombillas o flashes directos. La distancia y el tamaño determinan el grado de dureza. la luz dura es idónea para destacar la textura, la forma y el color; y proporciona el mayor grado de contraste.
(fot. izq.)

LUZ SEMIDIFUSA

La iluminación semidifusa procede de fuentes más grandes y/o próximas al objeto y, aunque produce sombras definidas, ya no tienen los borde nítidos. La luz semidifusa destaca el volumen y la textura, pero sin sombras negras y vacías y sin el elevado contraste de la luz dura. El color resulta más apagado.
(fot. dcha.)

LUZ SUAVE
La luz suave es tan difusa que no proyecta apenas sombras. La fuente luminosa ha de ser muy extensa como un cielo cubierto, o rebotarse sobre una superficie muy grande y próxima, como el techo, pantallas reflectoras, etc. Esta iluminación es la menos espectacular de todas pero la más agradable y fácil de controlar, además de proporciona un contraste ideal para reproducción impresa.
(fot. izq.)

En síntesis, la luz dura produce, en general, efectos fuertes y espectaculares, mientras que la suave resta importancia a las sombras y hace que sea el volumen del motivo el que domine sobre las lineas. Ambos tipos de iluminación están determinados por el tamaño y proximidad de la fuente luminosa.

5. La intensidad y
6. la duración influyen casi exclusivamente sobre la combinación diafragma-obturador que ya hemos visto en los capítulos anteriores.
7. El color viene determinado por la longitud de onda de la luz y por el color intrínseco del objeto, con la única excepción de las sustancias que emiten luz propia: fosforescentes, fluorescentes, biolouminiscentes, triboluminiscentes, etc.

En general, los seis primeros factores influyen casi de la misma forma sobre fotografía en blanco y negro y color. Por ello veremos este último factor por separado.


2.- LUZ Y COLOR

Ya dijimos que las longitudes de onda de la luz visible oscilan aproximadamente entre los 400 y 700 nanómetros. La luz solar combina homogéneamente rayos de todas estas longitudes que en conjunto producen la luz blanca. Pero en realidad, las proporciones en que se combinan varían a lo largo del día, lo que implica un cambio de color en los objetos.

El color de un objeto depende fundamentalmente de su constitución fisico-química, del acabado de su superficie y de la intensidad y longitud de onda de la luz que lo ilumina y, secundariamente, del color de las reflexiones difusas de los objetos que lo rodean.
Basándose en lo anterior, en teatro, ilusionismo y seudo espiritismo se utiliza un viejo truco para, por ejemplo, mover objetos por el aire sin hilos. La explicación consiste en que la escena se ilumina con una luz monocromática (generalmente roja-naranja) y una persona totalmente vestida (enguantada y encapuchada) del color complementario (verde) puede tomar y mover los objetos dando la apariencia de que estos vuelan. Esto es debido a que, con luz naranja un objeto aparece totalmente negro ya que esa luz carece del componente verde que es el único que podría reflejar el objeto.

La luz natural varía constantemente durante el día, fundamentalmente debido a la inclinación con que los rayos solares inciden en la atmósfera, desde el azul intenso hasta la naranja rojizo.

CIELO AZUL DE MEDIODÍA

La combinación de longitudes de onda en la luz natural varía con la hora del día debido a la diferente refracción de los rayos en la atmósfera. Al mediodía, al caer verticales, todos los rayos refractan por igual y la luz aparece blanca.
Las moléculas del aire (generalmente aerosoles, vapor de agua y gotitas en suspensión) dispersan parte de la luz, sobre todo las radiaciones más cortas que son las que más se refractan.
Esta luz con abundancia de radiaciones azules dispersa en la altura gracias al vapor y a los aerosoles en suspensión es la causa de que veamos el cielo azul.

¿POR QUÉ ES CIELO ROJIZO DEL OCASO?

Al atardecer, con el sol incidiendo de forma oblicua en la atmósfera, los rayos deben realizar un trayecto más largo y atravesar un capa más gruesa de aire y su refracción es mayor, tanto por el grosor a atravesar, como por el mayor ángulo de incidencia. Las radiaciones más cortas (azules) se refractan tanto que giran y descienden pronto hacia el suelo. Las rojas, por el contrario, sufren una menor refracción y tiñen de rojo el cielo durante el ocaso.
A esto hay que añadir el qué, los átomos de ozono, al tener una mayor absorción en la zona del UV, restan porcentaje de azul a la luz de sol tiñéndola de rojo.

La intensidad de la luz como factor determinante del color, es únicamente una ilusión óptica debida a la peculiar fisiología de nuestra retina.

Recordemos que los receptores luminosos de la retina son de dos tipos: conos y bastones. Los bastones son mucho más numerosos (entre 75 y 150 millones por ojo) y más sensibles a la luz (tanto por su número, como por su conexión en paralelo), pero sólo son capaces de ver en blanco y negro.
Por el contrario, los conos, que son de tres tipos distintos en función del color que los excite, son más escasos (entre 15 y 150 mil) y menos sensibles, pero distinguen perfectamente los colores.
Al descender el nivel de iluminación, los bastones poco a poco van siendo porcentualmente los responsables de la visión, con lo que la vista humana va perdiendo la capacidad de discernir los colores.

Este efecto (desplazamiento de Purkinje) que comienza con la extinción de los rojos y prosigue hacia los azules, este es el motivo por el que la imagen parece que va perdiendo color conforme el nivel de iluminación va descendiendo. De ahí lo de que: "de noche todos los gatos son pardos".

Sin embargo, la película ordinaria en color no sufre este efecto y es capaz de captar todo el colorido incluso a bajísimos niveles de iluminación (descontando el desequilibrio cromático producido por el llamado fallo de no reciprocidad que explicaremos más adelante).
Como prueba de ello, podemos ver a la derecha una foto tomada el plenilunio del 12 de diciembre de 1999 hacia la 1,15 horas de la madrugada, usando como única iluminación la luz de la luna (excepcionalmente esa luna, llamada luna negra, fue la mayor de los últimos 150 años debido a la conjunción del plenilunio, solsticio de invierno y máxima aproximación de la órbita lunar a la Tierra) pero con luna llena y tiempo claro, pueden lograrse tomas similares con película de 100 ISO y entre 1 y 2 minutos a f/1.4.

Si queremos expresar el valor de un color no podemos utilizar el de su longitud de onda debido a que la luz natural no es monocromática sino que está compuesta por la mezcla de muchas radiaciones de diferentes longitudes: de igual intensidad en el caso de la luz blanca, y en distintas proporciones en el caso de la luz coloreada.. En fotografía se utilizan varias escalas para describir el color de la luz, aunque la más utilizada hoy en día es la ESCALA DE TEMPERATURA DE COLOR expresada en GRADOS KELVIN que, indica la temperatura necesaria para calentar un teórico cuerpo negro ideal hasta que emita una luz de color equivalente.

La llamada luz de día tiene un valor de 5.500 ºK, el mismo que los flashes electrónicos. Esta es la que consideramos luz blanca. Entre los 2.000 y los 4.000 ºK las luces son ya algo rojizas o amarillentas y entre ellas se encuentran casi todas las bombillas halógenas y de incandescencia, y más abajo, con coloraciones aún más rojizas, se encuentran las velas, el fuego, etc. En días claros y soleados, si fotografiamos al mediodía un objeto a la sombra, veremos que las fotografías nos salen ligeramente azuladas, esto es debido a la elevada temperatura de color del cielo azul, hasta 12.000 ºK.

Al utilizar película normal para luz de día, DL ó "DAYLIGTH", si fotografiamos a la luz de una bombilla casera obtendremos fotografías anaranjadas por más que a nosotros nos siga pareciendo que esa luz es blanca (nuestro ojo tiene un poder acomodaticio enorme). Esta película tiene equilibrados los colores químicamente para dar blanco con luz de 5.500º K.

Existe otro tipo de película para focos de estudio, llamada T, ó DE TUNGSTENO que se fabrica (o al menos de fabricaba hqasta hace unos años) para dos temperaturas de color diferentes, la A equilibrada para luz 3.400º K, y la Tungsteno B, equilibrada para 3.200º K. Estas dos películas están calibradas para los sistemas de iluminación más usados en estudio.

Lógicamente, si usamos algunas de estas películas en exteriores, obtendremos una dominante azulada en todas las fotografías. Dado que cualquier desviación de más de 100 ºK resulta perceptible en una copia, ni con película Daylight, ni con Tungsteno podremos equilibrar con precisión el color con luz de cualquier otro tono. Para solucionar esto, el fotógrafo lo que hace es utilizar filtros azules, de distintas densidades, para aumentar la temperatura de color de la fuente luminosa, o de color ámbar para disminuirla. De esta manera, para fotografiar a la luz de una bombilla se utiliza un filtro azul, aunque muchas veces la tonalidad cálida que ofrece esa iluminación, puede ser muy adecuada para ciertos temas.

La medida de la temperatura de color se realiza en fotografía con un aparato llamado termocolorímetro.

Su empleo es muy similar al de un fotómetro de mano. Primero se introducen los datos el tipo de película a utilizar, en cuanto a su equilibrado de color, y luego se antepone ante la fuente de luz a analizar. Pulsando un botón, el termocolorímetro ofrece en su pantalla, tanto la temperatura de color de la luz analizada, como el valor de filtraje correcto para neutralizarla.
Es muy caro, así que en la práctica, siempre que no podamos recurrir directa o indirectamente a la luz del sol, emplearemos algún tipo de iluminación artificial cuya temperatura de color conozcamos de antemano.

Un alternativa sencilla y hasta cierto punto limitada, es el uso de nomogramas de películas, filtros y temperaturas, tal como el de la imagen derecha (pulse "nomogramas" para verla en una nueva ventana ampliada e imprimirla desde ahí, si lo desea).

El uso de esta gráfica se realiza trazando una línea desde la columna izquierda, que representa la temperatura de color de la luz utilizada (si se desconoce pueden usarse las descripciones aproximadas que hay en el margen izquierdo) con la columna derecha, que representa el tipo de película utilizada en función del equilibrio de color para la que fue diseñada.

Aunque el valor figura en Mired (unidad hoy prácticamente en deshuso), puede convertirse a ºK o mejor aún en MegaKelvins, mediante la siguiente fórmula:

Valor en Mireds = 1.000.000 * (Tª luz - Tª peli ) / (Tª luz - Tª peli)

El punto de la columna central que intersecta la recta así trazada, figuran los valores de filtraje corrector para neutralizar las dominantes de color causadas por la luz.
Las cifras de filtraje se corresponden con la nomenclatura estándar de filtros Kodak, a la que hacen referencia la mayor parte de los fabricantes en sus códigos de filtros.


3.- SISTEMAS DE ILUMINACIÓN

Dejando a un lado la débil iluminación por fuego, velas, candiles, etc., el primer intento de iluminación artificial para fotografía lo realizó Ibbetson en 1839 con la LUZ DE CALCIO, haciendo pasar a través de un cilindro de cal y una llama de hidrógeno, un chorro de oxígeno hasta poner la cal incandescente. Tras algunos intentos de emplear bengalas y pirotecnia, se pasó en 1864 a utilizar corrientemente las famosas luces de magnesio, con humareda incluida. Menos populares fueron las luces de gas, debido a su pobreza en radiaciones azul-verdosas, que son las más actínicas. Los primeros flashes no estrictamente electrónicos, se realizaron con hilos de aluminio introducidos en ampollas ricas en oxígeno.

Los actuales sistemas de iluminación artificial, están basados exclusivamente en el uso de energía eléctrica. Los más utilizados son: las bombillas domésticas, las sobrevoltadas, las halógenas y las lámparas de flash.

• LÁMPARAS DOMÉSTICAS:

Aunque su coste es muy barato, su potencia no suele sobrepasar los 250 W y a su escasa intensidad de luz hay que unir una temperatura de color muy baja (2.600 a 2.800ºK) y sin calibrar, es decir, que su temperatura de color, además de ser desconocida y variable en función del fabricante, también puede variar a los largo de su vida útil.

En color habría que utilizar filtros azules tan intensos que la iluminación se reduciría a menos de la mitad y por tanto no merecería la pena usarlas. Sin filtrar, proporcionan un tono excesivamente anaranjado.

• LÁMPARA SOBREVOLTADAS:

Son bombillas normales con filamento de tungsteno (wolframio) pero forzadas a producir el doble de luz con la misma potencia (por lo general 500 W), lógicamente la vida de la bombilla es mucho más corta y se sabe de antemano el número aproximado de horas que lucirá hasta fundirse. Existen dos tipos:

1. Las NITRAPHOT o "Nitras", funcionan a 500 W y duran unas 100 horas. Su temperatura de color es de 3.200º K. Todas las marcas de bombillas tienen varios modelos. En fotografía en color pueden utilizarse estas lámparas sin filtro cuando se usa película de tungsteno tipo B. Con película para luz de día es necesario colocar en el objetivo el filtro azul intenso Wratten 80B.

2. El otro tipo, las PHOTOFLOOD, están aún más sobrevoltadas y la mayoría también tienen una potencia de 500 W, por lo que su uso se reduce sólo a 6 ó 7 horas. Su temperatura de color es de 3.400º K, por lo que pueden utilizarse sin filtros con película de tungsteno de tipo A. o anteponiendo el filtro azul 80A cuando se usa película Dayligth.

• LÁMPARAS HALÓGENAS:

Estas lámparas, aún siendo de menor tamaño, producen una iluminación intensísima con potencias de 650 a 2.000 W. Lo específico de ellas es que su temperatura de color (3.400º K) no varía durante su vida útil (unas 15 horas), pero por desgracia, se recalientan tanto que precisan incorporar ventiladores y el ambiente en el estudio se hace al poco rato sofocante.
Ese mismo exceso de temperatura, hace que se eleve considerablemente el riesgo de incendios si anteponemos filtros o difusores.

Es importante destacar que, debido a al peculiar funcionamiento del ciclo tungsteno-halógeno, en el que se alcanzan en la ampolla temperatura máximas de 1.250ºC en el filamento y entre 250 y 800ºC en el vidrio externo, cualquier acúmulo de grasa o suciedad en el cristal, hace que el tungsteno evaporado no se restituya en el mismo punto del filamento del que salió y éste acabe por romperse, con el consiguiente fundido de la bombilla. De ahí la importancia que dan los fabricantes a no tocarlas nunca con los dedos. Si esto ocurriese, lo mejor sería limpiarlas a fondo con alcohol para eliminar cualquier vestigio de grasa.

Se emplea tanto en fotografía como en cine, comercialzándose en este último caso, lámparas de cuarzo de hasta 20.000 watios.
Con película en color, se actúa igual que con las Photoflood de 3.400º K.

• LÁMPARAS DE HALOGENUROS:

También llamadas HMI o "Sirios" en cine.
Se usan en cinematografía o cuando se precisan en estudio intensas fuentes de luz y baja emisión de calor.

Como ventajas presentan:

1. El mayor rendimiento de iluminación hasta el momento: 80-90 lúmenes por watio.
2. Temperatura de color (correlacionada, porque son lámparas de descarga) de 4000 a 6000º Kelvin.
3. Indice de reproducción cromática 95 (los usables para fotografía van de 85 a 100).

Las desventajas son:

1. Precio: Unas 125.000 Ptas. la lámpara PAR64 de Osram
2. Baja inercia, por lo que el parpadeo puede aparecer a simple vista y exige tiempos de exposición mínimos de 1/60 (La luz fluctua hasta un 60% de su valor 100 veces por segundo, y un 60% supone 2/3 de paso de subexposición si se disparara a más de 1/60 y coincidiera con el mínimo de iluminación).
3. Muy lentas en alcanzar el encendido de servicio: Tardan unos 5 minutos en poder emplearse desde que pulsas el interruptor para encenderlas. Los apagados de las lámparas realizados antes de alcanzar las condiciones de servicio reducen la vida de la lámpara.
4. Explosión. Las lámparas se funden explotando. No se pueden usar en ambientes con riesgo. Como la vida depende de la frecuencia de encendidos y apagados, no puede garantizarse cuando explotarán, por lo que hay que cambiarlas siempre cuando aún funcionan. Esto sumado al precio hace que la gente corra el riesgo de llevar las lámparas hasta sus últimos minutos.

• LÁMPARAS DE DESCARGA Y FLUORESCENTES:

Producen la luz por excitación eléctrica de un gas (xenon, mercurio sodio...) encerrado en una ampolla o en un tubo.

No suelen usarse en fotografía en color, por que su curva de emisión no es contínua. Al contrario que todas las anteriores, su spectro de emisión no es una curva más o menos suave, sino una serie de intensos picos y valles, situados en distintas zonas del espectro en función del gas que contienen.

En muchas ocasiones, llevan a faltar regiones de color completas, produciéndose entonces dominantes del color complementario.
El las lámparas de vapor de sodio, tan comunes en las farolas de las ciudades, llegan a faltar las regiones azul-cián, con lo que producen una fuerte dominante anaranjada. De igual forma, los tubos flourescentes ordinarios, carecen de la región correspondiente al púrpura, con lo que las fotos tomadas en ambientes industriales, en los que con tanta frecuencia se usan estos tubos, toman una dominante verdosa (véase la imagen izquierda).

En todos estos casos, resulta imposible un filtrado que los neutralize y, aunque en el caso de los tubos fluorescentes, se comercialicen fitros tipo FL o FLW, nunca llegan a eliminar por completo las dominantes.
Debido a que no tienen un espectro contínuo y a que su luz procede de excitación y no de incandescencia, no puede hablarse nunca en estos casos de una temperatura de color propia.

Como ventajas, presentan:

1. Uno de los mejores rendimientos de emisión por watio
2. Vida útil muy larga.
3. Fuertes intensidades en regiones concretas del espectro (UV en el caso de las de descarga de vapor de mercurio), lo que resulta muy útil para aplicaciones científicas.
4. Baja o nula emisión de calor
5. Su frecuencia de parpadeo puede aprovecharse sincronizada, para cinematografía de alta velocidad.
6. Ideales para fotografía de compuestos o placas fluorescentes.

Como desventajas:

1. Su falta de curva espectral impide su uso en fotografía en color.
2. El parpadeo inherente de la frecuencia de estas luces hace que los valores del fotómetro bailen e induzcan errores de exposición.

Más información en: http://edison.upc.es/curs/llum/lamparas/ldesc2.html

Segunda parte del capítulo: Flash y Filtros