CÓMO FOTOGRAFIAR EN LA REGIÓN ULTRAVIOLETA CON CÁMARAS DIGITALES.

Por Luis Monje 2006

Desde los años 80 venimos realizando fotografía ultravioleta e infrarroja convencional con las siguientes combinaciones de películas y filtros:

INFRARROJO:

IR en color: Kodak Ektacrhome Infrarred + filtro naranja o amarillo y procesadas en E6 de 4 baños (Hobby-Pack) en vez del estándar E4.
IR en B/N: Kodak High Speed Infrarred, con filtro de gelatina Wratten 87A

ULTRAVIOLETA:

UV Color: Fuji 64 Type II Tungsteno, que es una diapositiva usada ajustada para la luz de wolframio del quirófano, cuya emulsión creo que es la única que carece de la capa filtro Antiultravioleta. Como filtro para excluir la porción visible del espectro usamos inicialmente los filtros de gelatina coloreada Wratten 18A y luego el de vidrio negro B+W 403. Ambos tienen una transmisión espectral similar.
UV en B/N: Película Panatomic-X de 32 ISO, filtro negro B+W 403 y revelado en D76 o HC110
En mayo del año 2001, cuando llegaron las primeras cámaras digitales de precio asequible, tal como la Nikon Coolpix 990, publiqué con éxito las que creo que fueron las primeras fotografías infrarrojas digitales publicadas al menos en los países hispanohablantes empleando un Wratten 87 sujeto a mano sobre la Coolpix 990. Como aún no existía el formato RAW las imágenes eran JPG em B/N de muy bajo contraste que mejoraron sustancialmente con la llegada del formato RAW y las cámaras Nikon D100 y Nikon D70.
ULTRAVIOLETA DIGITAL
Cuando al Jardín Botánico de Montjuic, regentado por el Dr. Montserrat, le llegaron noticias de mis experimentos, me encargaron la Exposición del Año de la Ciencia 2007 basada en los colores ocultos de la Naturaleza.

Con la idea de que todas las fotos fuesen digitales, a primeros de 2006 intentamos realizar las primeras pruebas UV digitales anteponiendo un filtro B+W 403 a la recién comercializada Nikon D70. Resultando un completo fracaso ya que se obtenía una imagen púrpura que no mostraba los elementos típicos de absorción UV.

Diente de león en visible y con filtro B+W 403 sobre Fuji 64 Type II Tungsteno

Como test usábamos la flor del diente de león (Taraxacum dens-leonis), una flor disponible todo el año, cuyo centro, donde se encuentre el néctar, aparecía oscuro o coloreado cuando se fotografiaba en UV con película. También usábamos cartulina blanca con marcas realizadas con un protector solar blanco total a base de óxido de titanio, con idénticos resultados.
En aquel tiempo manteníamos contacto con el inspector Caballero, jefe de la división de fotografía científica de la central de la Policía Científica de Canillas, que compró un equipo idéntico y cosechaba los mismos fracasos y con un profesor de la Universidad de Oporto que investigaba en este campo.
Al final el secreto del problema estaba en la falta de coincidencia entre la curva espectral del filtro y la respuesta espectral del sensor que eran muy diferentes a las de la película.

La mayoría de los filtros UV son vidrios de Wood, basados en colorantes (también los hay de interferencia de ondas pero muy difíciles de conseguir y de adaptar a cámaras convencionales).
En concreto, los filtros de Wood están fabricados con vidrios de silicatados de bario o de sodio con un 9% de óxido de níquel. Este vidrio es violeta muy oscuro, casi negro y al mirar directamente al sol se ve como un disco azul oscuro. Es el mismo que se usa para obtener la “luz negra” de las discotecas. Es permeable a las radiaciones UV entre 300 y 400nm y opaco al visible.

Curva espectral del filtro opaco ultravioleta B+W 403, mostrando su ventana permeable al infrarrojo entre los 650 y 1000nmn

¡¡Pero OJO, porque también es permeable al infrarrojo entre los 700 y 900nm!!! Como casi ninguna película fotográfica tiene una sensibilidad espectral superior a los 600nm, esta ventana espectral, que es un coladero de infrarrojo, había pasado desapercibida y por su culpa cualquier intento de realizar UV digital con el mismo sistema estaba condenado al fracaso por la contaminación infrarroja de la imagen ultravioleta.

La solución que encontramos fue el “tapar” esa ventana espectral con un filtro Anti-Infrarrojo. Estos filtros, llamados “hot mirror” o espejos de calor, se pueden conseguir on line en páginas de material óptico-científico, tal como Edmund Optics, pero son filtros de uso científico, cuadrados y con medidas distintas al estándar fotográfico, por lo que optamos por comprar uno cuadrado de 55x55m y sujetarlo chapuceramente con cinta aislante negra sobre un parasol de goma de 55mm que, mediante un adaptador se atornillaba sobre un filtro B+W 403 de 52mm de diámetro y éste, a su vez, se enroscaba sobre el frontal del objetivo.

LOS SENSORES UV:

El sensor de la Nikon D70 tiene un sensor del tipo CCD con una sensibilidad espectral ligeramente superior a las de los CMOS y abarca desde los 300-320 a los 950-1050nm aproximadamente y digo aproximadamente porque la caída de sensibilidad en los límites se pude compensar con un mayor tiempo de exposición. Existen también Súper CCD especialmente sensibles al ultravioleta pero por su coste y su dificultad para conseguirse, quedan fuera de este artículo.

Dado que la sensibilidad espectral del ojo humano (400-700nm) es bastante inferior a la del sensor (300-1000nm) este exceso de radiación invisible puede suponer un problema para los fabricantes en su meta por conseguir unos colores lo más reales posibles. Por ello el fabricante coloca un filtro sobre el sensor que elimina tanto el Infrarrojo por encima de los 680nm (hot mirror) como el ultravioleta (anti UV) por debajo de los 400. Cuando se extrae este filtro en la Nikon D700 se observa que son dos filtros adosados: uno con el típico color verdoso del hot mirrror que elimina el infrarrojo y otro transparente que tiene la doble función de eliminar el UV y actuar como filtro de paso bajo o antialissing que elimina los patrones de moiré inherentes del patrón del mosaico de Bayer.

El éxito de la Nikon D70 es que los filtros anteriores son bastante malos y su curva de corte espectral tiene una pendiente con una caída tan suave, que por los extremos podemos captar infrarrojo y ultravioleta con tan solo prolongar los tiempos de exposición. Las cámaras desarrolladas después tienen unos filtros mucho más efectivos. Tanto que los tiempos de exposición habría que prolongarlos tantos que a imagen resulta imposible de aprovechar.

LOS OBJETIVOS PARA ULTRAVIOLETA

El vidrio óptico es opaco al ultravioleta desde los 290-260 nm hacia abajo. Esta indeterminación hace puedan captarse imágenes ultravioletas hasta los 260nm en función del tipo de vidrio óptico, del grosor de la capa de vidrio que debe atravesar el UV y del tiempo de exposición que demos a la toma.
Profesionalmente existen objetivos para trabajar en la región del ultravioleta cuyas lentes son todas de cuarzo, como el mítico Micro Nikkor UV 105/f2.8, diseñado para película, que muestra una transmisión espectral del 50% hasta los 200nm. Lo cual parece más que suficiente si se tiene en cuenta que los sensores CCD más sensibles no captan más allá de los 300nm. Este objetivo fue descatalogado en 1999, aunque se puede conseguir en subasta al desorbitado precio de 4.000-6.000 U$. Existen réplicas con o sin licencia Nikon, como el Coastal Optics 105 Quartz, pero que tampoco baja de los 3.000€ lo cual impide experimentar con él.
Como alternativas usamos, o bien objetivos de barrilete corto, como ciertos grandes angulares de 24 y 28 mm de focal fija en los que en ocasiones hemos pulido la parte frontal para eliminar el recubrimiento UV, aunque si bien es cierto el incremento de sensibilidad espectral no siempre compensa la falta de nitidez que causa el pulido. Como habrán deducido, estamos usando objetivos de barrilete corto para intentar que la capa de vidrio óptico que frena la radiación UV sea los más fina posible.
Para primeros planos y fotos de flores, empleo objetivos de ampliadora de la serie EL-Nikkor de los años 60 que carecen de cualquier tipo de recubrimiento y tienen una construcción óptica simétrica, lo que facilita el uso de tubos de extensión para primeros planos.
El problema de los objetivos de ampliadora es:

• Que son 100% manuales (se enfoca a diafragma abierto y se cierra éste al disparar).
• Que no tienen anillo de enfoque. Así que la magnificación se lleva a cabo usando tubos de extensión y el enfoque se realiza acercando o separando la cámara y el trípode.
• Que no llevan ninguna de las monturas fotográficas estándar, así que resulta obligado acudir a un tornero de precisión que talle un adaptador a rosca para sujetarlo a los anillos de extensión y éstos a la cámara y otro adaptador que conecte el frontal del objetivo con una rosca estándar de 52mm para sujetar a ella el filtro UV, el parasol y el filtro hot mirror cuadrado, sujeto chapuceramente al mismo con cinta aislante.

ILUMINACIÓN EN UV

Podríamos dar solo un curso sobre sistemas de iluminación para UV, su eficiencia, rendimiento, emisión espectral, etc. Pero en la práctica y para quienes quieran entrar en el mundo del ultravioleta digital, solo recomendamos dos fuentes:

EL SOL

La mejor la más barata y en ocasiones la única posible cuando se fotografían praderas de flores. La desventaja es su poca direccionalidad si se intenta fotografiar los tubos florales o regiones en sombra. Destacar que, si se usan reflectores, han de ser plateados o fabricados con cartulina y papel de aluminio, ya que telas, papeles y cartones, aunque no lo veamos tienen sustancias fluorescentes que convierten el UV en visible y azulado.

FLASH ELECTRÓNICO

Los flashes electrónicos, casi todos de gas xenón, tienen emisiones espectrales parecidas a las del sol, entre los 300 y los 800nm, con lo que vale indistintamente para IR o UV, pero el fabricante, que al igual que con los sensores es enemigo de toda emisión que no coincida con la visible, recorta ese exceso mediante filtros. Esto filtros pueden consistir en un recubrimiento amarillento de oro sublimado en el propio tubo de flash (habitual en los de estudio) o en la colocación de un filtro en la ventana de salida (lo más corriente en los flashes de mano). Yo empleo dos flashes de mano Vivitar 285 HV en los que he cortado el plástico difusor delantero con un cuchillo caliente y sustituido por una fina tapa de CD. Estos potentes flashes, debidamente manipulados, son ideales también para fotografía de alta velocidad con los que alcanzo velocidades del orden de 1/48.000 de segundo. Con estos flases uno en cada mano, pinto con destellos durante 30 segundos y revelo con RawShooter o Nikon Capture obteniendo unos resultados excelentes.
Entre mis mejores recuerdos como fotógrafo científico está el día en que logré ser el primer español que, tras casi medio año de pruebas, vio los colores ocultos de las flores. Y sobre todo la recuerdo la infantil excitación con que bajaba desde su despacho, arrastrando de mi brazo, al venerable dr. Montserrat, a la sazón director del jardín bnotánico barcelonés, cada vez que salían colores espectaculares en algunas de los cientos de flores que durante varios meses fotografié en los laboratorios del Jardín Botánico de Montjiuc.
Las siguientes imágenes creo que han sido las primeras imágenes digitales ultravioletas tomadas al menos en España. Todas fueron capturadas en el Parque de la Fuente de la niña el 23 de marzo de 2006 entre las 13:30 y las 14:50h

Imagen JPG ditecto procedente de RAW de Nikon D70 con un Nikon 28mm/f2.8 a 1/60”, sin filtros.
El objetivo era uno antiguo manual y no graba datos EXIF de focal y apertura

Imagen UV en bruto, usando la misma combinación de cámara y objetivo, montando un filtro B+W 403 y un hot mirror de Edmund Optics

La misma imagen tras equilibrar los colores durante el revelado RAW con el extinto RawShooter y Photoshop

Pradera mostrando margaritas y dientes de león con su característica mancha negra central usada como test. La imagen es JPG directo procedente de RAW de Nikon D70 con un Nikon 28mm/f2.8 a 1/60” montando un filtro B+W 403 y un hot mirror de Edmund Optics .

La imagen anterior tras equilibrar los colores durante el revelado RAW con el extinto RawShooter y Photoshop

Ejemplo de empleo de flash UV sobre flor de Graznia spelendens. Jardin Botánico de Montjuic junio de 2006.