El brazo "listo" de la Ley (1)

Hay un buen puñado de leyes formuladas para poder aplicarlas en la práctica fotográfica (unas son más accesibles que otras, pero todas útiles). 

Si quieres ser un fotógrafo muy "legal", es bueno que las conozcas y las tengas presentes en tu trabajo. 

Aquí va mi granito de arena para que lo consigas.

Ley Bunsen-Roscoe

Alguno dirá: ¡Vaya hombrecito tenía en muchacho!. En realidad son dos señores, Robert Bunsen y Henry Roscoe los que formularon esta ley en 1862 -ya ha llovido- que ha regido desde entonces en fotografía.
¿Que no os suena?. Sí hombre, es más conocida como la ley de Reciprocidad. 

Roscoe

Bunsen

Pero ellos no fueron los únicos que estudiaron la reacción de los soportes fotosensibles a la exposición, son muchos los que han investigado sobre la relación entre la luz que reciben estos materiales y su reacción a ésta.

Por si no teníamos bastante con estos nombrecitos raros, el señor William de Wivesleslie Abney, unos 30 años más tarde, aportó sus descubrimientos sobre los casos en los que fallaba esta Ley. Aunque esas excepciones fueron fruto de mayores profundizaciones por parte de otro  científico de nombre impronunciable: el astrónomo alemán Schwarzschidl en 1899, y por otros estudiosos años más tarde.

Karl Schwarzschild

Este señor tan inteligente -que con ese nombre podría ser medio primo de Schwarzenegger, pero con menos músculos- estableció una coeficiente para corregir los fallos o excepciones a la ley que formularon Bunsen y Roscoe.

Pero después de hablar de sus creadores y "matizadores" de la Ley, vamos al grano:

- En la Ley de Bunsen-Roscoe se establece cómo se produce la Exposición (E), relacionando la cantidad de luz (I) -su intensidad, controlada por la apertura- y (T) el tiempo que el material está recibiéndola -velocidad de obturación-.
Dicho de otra forma, relaciona el diámetro del diafragma -responsable de la cantidad de luz- con la velocidad del obturador -encargado del tiempo que el material está siendo "bañado" por ésta-.

E = IxT

De esta forma, Bunsen-Roscoe establecían que el cambio de STOPs en cuanto a números f (abrir el diafragma o cerrarlo), se puede compensar con un modificación de STOPs en la velocidad del obturador, y la luz que recibiría el material sería la misma que antes de hacer ningún cambio.

Escala de diafragmas, Drescuela.com

Así establecen equivalencias de exposición o sea, que en la cámara entrará la misma luz si tenemos puesto un diafragma f8 y velocidad 1/8 seg., que si ponemos f16 y velocidad 1seg., o bien f1,4 y velocidad 1/125.

Todo esto se cumple para un mismo ISO -sensibilidad- del material fotosensible, ya que si modificáramos el ISO, entraría en juego otro "factor" más y cambiaría el asunto. Además, en los años que esta ley se formuló, los materiales tenían una sensibilidad fija, nada de darle a un botoncito y modificar los grados ISO, aunque los que sabéis un poquito sobre esto, sabéis que se podían "forzar", pero eso no es comparable con cambiar el material por otro de diferente sensibilidad.

Eso sí, el número ISO también serviría para establecer equivalencias si lo bajáramos o subiéramos en la misma proporción que las posiciones de apertura y obturación, pues cada Stop hace variar la entrada de luz en el doble o la mitad también.

Estructura de película B&N. Dimetilsulfuro.es

Las películas de diferentes sensibilidades, tenían esa posibilidad de hacer fotografías con más luz (películas conocidas como "lentas") o más luz (llamadas "rápidas"), eso sí, con resultados estéticos diferentes, ya que el grano (cristales de haluro de plata) se hacía más evidente cuanto mayor fuera los grados ISO, y si se forzaba la película (disparar con menos luz de la que le corresponde, y compensarlo con más tiempo de revelador), más granulada quedaba la imagen.

Imagen granulada por forzado. Glosariografico.com

Dimetilsulfuro.es

Ojo, no hay que confundirse vinculando siempre un número f con una misma determinada velocidad. Lo que sí podemos es modificar a nuestra conveniencia cualquiera de los dos controles, y respetar la cantidad la cantidad de luz que nuestro exposímetro nos dice que hace falta para exponer con una modificación opuesta en el otro control.

Es decir, si abrimos el diafragma, compensaremos aumentando la velocidad tantos puntos o STOPs como lo hayamos hecho en el diafragma, y así todas las imágenes quedarán con la misma exposición y se verán con la misma luminosidad pues habrán recibido la misma cantidad de luz.

Fotografía de Simon Pratley

Lo mismo ocurre si cerramos el diafragma, que podremos mantener la misma exposición si bajamos la velocidad respectivamente.

Eso sí, las cámaras de fotos actuales nos permiten situar los controles de exposición en puntos intermedios entre dos posiciones. Según configuremos nuestro equipo, podremos poner un punto medio entre dos diafragmas, velocidades, e incluso sensibilidad, o tercios de punto entre dos posiciones. Y ya esto no sería el doble de luz o la mitad que la posición contigua. Eso sí, ello no nos impide conseguir equivalencias si el desplazamiento en las escalas elegidas -nº f, velocidad o ISO- es el mismo.

Por que está claro que si no "respetamos" esta ley, y una vez calculada la exposición correctacambiamos un control de exposición manteniendo el resto inalterable, nuestra imagen quedará expuesta por encima o por debajo de lo que debería para ser óptima.

Subexposición, exposición correcta y sobreexposición. Western King

Y si es equivalente ¿para qué cambiar?. 

Pues para que el resultado visual de la imagen sea el buscado en cuanto a profundidad de campo corta o amplia gracias al nº f (aunque influyen más factores)...

Efectos del diafragma sobre la Profundidad de Campo. Pinterest.com

...impresión del movimiento congelado o capturado gracias al obturador (aunque influyen más factores como podéis ver en la tabla)...

Indicaciones para "congelar" algo en movimiento

...y ruido (menor a menor ISO, que es el factor más controlable por nuestra parte pues, sí, también influyen otras cosas)...

Variaciones del resultado en función del ISO. Diazr.com

Aquí os dejo unos gráficos que resumen los efectos de las diferentes opciones que podemos escoger para exponer y sus efectos:

- Sin embargo esa reciprocidad no se cumple siempre siempre en el material fotosensible analógico (fotografía hoy conocida como "química").

 En casos de situaciones de muchísima luz (donde las velocidades serán muy altas -a partir de unos 1/10.000 seg.) ni de muy poca (donde el obturador deberá estar mucho tiempo abierto -a partir de 1seg.-). Esto observaron nuestros científicos, cuando vieron que en estos casos extremos, las películas se quedaban subexpuestas (oscuras).

En B&N se puede solventar aumentando la exposición, pero en las de color, además se producían dominantes indeseadas.

Dominante azul-cian por efecto del fallo de Reciprocidad
Película instantánea Polaroid tipo 59

Dominate verde por fallo de Reciprocidad
Película instantánea Polaroid tipo 79
Fotos Erin Malone

Esto se debía a que las diferentes capas de color que tiene el material, no reaccionaban de idéntica forma a la subexposición, predominando un color sobre el resto -quedaban con un velo de color  que llamamos "dominante"-.

Dominate verdosa por efecto Schwarzrchildl.
Película Fujichrome Velvia (dispositiva)
Foto de Tomoko Yamamoto

A esas dominantes se las conoce como "efecto  Schwarzschidl " en honor al científico que las estudió, y para corregirlas habría que usar los específicos filtros de corrección (CC).

Exposición de 2 seg. con Fuji Velvia 50. Foto de Tony Was

Esto es lo que se conoce como Fallo de la Ley de Reciprocidad, que no tiene igual efecto en todos los materiales analógicos -varía con cada película y marca-, aunque siempre se produzca en ciertas situaciones ya citadas (más acentuado en las velocidades lentas).

Schwarzschidl estableció en su propia Ley que "el efecto de la luz sobre un material fotográfico depende del producto de la iluminación por el tiempo que actúa la luz elevada a una potencia -p- llamada factor de Schwarzschild o de reciprocidad".

Ese coeficiente de corrección para que la exposición fuera la correcta en exposiciones en las que falla la ley de Bunsen-Roscoe, es normalmente menor que 1, y el fabricante debería de incluirlo en las "instrucciones" de su material.

Instrucciones de la película a color Fuji Velvia

La fórmula para corregir el tiempo de exposición "tc" (tiempo corregido) es igual a velocidad de obturación más uno elevado a uno entre el coeficiente en cuestión, y al resultado se le resta uno.
Aún así, debo decir que la que os pongo es una derivación de la fórmula original del alemán

Pero este efecto derribado del fallo de la ley de Bunsen-Roscoe no es el único. También está el conocido como "Efecto de Intermitencia".

Consiste en una exposición insuficiente del material fotosensible analógico, vamos, una subexposición que se produce cuando se fracciona el tiempo en que se le da luz a dicho material.

O sea, que si debemos exponer durante 2 segundos para que la imagen quede correcta, y en lugar de hacerlo seguidos, fraccionamos en los exposiciones seguidas de 1 segundo sobre el mismo material, la foto quedará oscura, y para que quede correcta deberemos aumentar ligeramente la entrada de luz en la cámara con cualquiera de los controles a nuestro alcance.

¿Qué...vaya chorrada?. Pues más de uno disparando con una cámara de placas de las baratitas (Cambo) -con una velocidad mínima en el obturador de 1 segundo, sin contar con la posición "bulb"-, ha visto reflejado este efecto en su imagen. 

También los aficionados a la ampliadora del laboratorio analógico lo podéis comprobar: no sale igual la copia si le damos al reloj 3 veces 4 segundos, que 12 segundos de una sola vez.

Algunos estaréis ya mareados. ¡Menos mal que en nuestros sensores digitales, no se producen fallos de la ley de Reciprocidad, y no necesitamos todo esto!.

Una ciudad de ciencia ficción

Luminotecnia parece el nombre de ciudad de ciencia ficción. Pero no, es una disciplina que estudia cómo iluminar, para fines estéticos, artísticos o puramente funcionales.

¡Y no sólo eso!, También cómo se produce la luz y cómo se controla. Todo un mundo para los interesados en la fotografía, pero son muchas las áreas donde se aplican estos estudios: en arquitectura, industria, espectáculos teatrales...

Aquí va un documento que explica algunos de los conceptos que se estudian en este terreno.

Una de las cosas que hay que hacer en el estudio de la luz, es cuantificarla. Sí, igual que hablamos de kilogramos o de metros, la luz se puede medir y expresarse con una unidad concreta. A esas unidades se les llama Magnitudes o Unidades de Luminotecnia.

Ley inversa de los cuadrados, expresada con magnitudes de luminotecnia

La cuestión es que depende de si medimos la energía luminosa que sale de una fuente, o la que llega a una superficie (en fotografía a eso le llamamos luz incidente), o la que se refleja en un cuerpo -luz reflejada para los fotógrafos-, las unidades son diferentes y... ¡hay un montón!.

Para aclararnos, hay que ir definiendo qué medimos

Flujo Luminoso
Mide la cantidad total de luz visible -el ojo humano sólo ve una parte del espectro electromagnético- emitida por una fuente durante un segundo de duración, o sea, energía luminosa por unidad de tiempo. Sus unidad es el lumen. Se suelen usar para expresar la producción total de luz de una fuente.

Intensidad Luminosa (I)
Es el flujo luminoso emitido por una fuente, en una dirección en concreto, por unidad de ángulo sólido -denominado esteroradián-. Se mide en candelas. Lo del ángulo sólido suena un poco raro, pero no es otra cosa que una porción del espacio, como un cono concreto de una gran esfera generada por la energía luminosa que emite una fuente.

Iluminancia o Nivel de Iluminación (E)
Es el flujo luminoso que incide sobre una superficie, y se mide en Lux -a los más mayores nos suena a nombre de jabón-, que es el equivalente al lúmen por metro cuadrado lm/m2.
En algunos paises angloparlantes se utiliza la unidad foot-candle (pies por candela).

Medir los lux tiene muchas aplicaciones, por ejemplo para conocer las condiciones en las que se desarrolla un puesto de trabajo, si hay una iluminación adecuada para realizar determinadas tareas.

A la Iluminancia le influye, además de la potencia de la fuente, la distancia entre ésta y materia iluminada por ésta, por ello se le aplican La Ley Inversa de los Cuadrados (cuando el flujo incide de manera perpendicular a una superficie) y la Ley del Coseno (cuando el flujo no incide perpendicularmente). Estas leyes podéis repasarlas en otro post de este blog.

Luminacia (L) o Brillo Fotométrico

Intensidad luminosa emitida en una dirección concreta por una superficie iluminada. Es la luz procedente de los objetos iluminados por una fuente de luz. Se mide en Candelas por metro cuadrado. Se utiliza para hablar de la capacidad de reflejar luz visible (por el ojo humano) de una superficie, en una dirección en particular.

En esta presentación salen estas unidades y muchos más conceptos:

Esquema de las unidades fotométricas. Zelulazero.eltacnet.com

Pero hay más magnitudes que a los fotógrafos nos interesa saber manejar, como la Eficiencia luminosa y el Índice de Rendimiento de color.

Eficiencia Luminosa
Mide la capacidad de una fuente para convertir la energía eléctrica que consume en luz visible. Su unidad es el lumen por Watio. En la actualidad se buscan las fuentes de luz que consuman poco y produzcan mucho. Las más eficientes son las lámparas Leds.

Comparación de tecnología de lámparas

Índice de Rendimiento o de Restitución del color (IRC)

Mide la eficacia de una fuente de luz artificial de reproducir correctamente los colores, y que éstos se perciban como naturales. 

Como es lógico, tiene relación con los grados Kelvin, pero tiene otra unidad de medida, ya que la temperatura de color sólo hace referencia al color de la luz, pero no a su composición espectral -decisiva en la reproducción del color-. 

Así puede darse el caso de dos luces de color muy similar y de rendimiento de color muy diferente. Además, los grados Kelvin no nos sirven para clasificar con propiedad las luces de espectro discontinuo, ya que éstas no generan la energía luminosa por medio del calor -y no siguen la teoría del cuerpo negro que define la temperatura de color de una luz, cuya tonalidad puede ser sólo azulada, blanca o amarilla/anaranjada-.

El IRC indica la capacidad de la fuente de luz .de cualquier origen- para reproducir colores normalizados, en comparación con la reproducción de esos mismos colores conseguida por una luz de referencia (generalmente luz del sol).

El máximo de la escala Ra (o IRC) es el 100 (color totalmente fiel), y se pueden clasificar las lámparas dentro de grupos que tienen mayor o menor eficiencia en la reproducción del color: Grupo 1 (desde 100 a 85 Ra), grupo 2 (de 84 a 70 Ra), y grupo 3 (de 69 a 40 Ra).

Para ampliar, puedes consultar en esta página.

"Ratio" Futura

"Escuela de calor" es un título de una canción muy exitosa de mi añorado grupo Radio Futura.

Pero en esta escuela hoy vamos a hablar sobre luz, y no sobre el calor que ésta puede darnos, sino de cómo se relacionan las diferentes fuentes de luz entre sí en un montaje para fotografía.

En otra entrada ya hablamos sobre cómo se hace un montaje  de iluminación y los componentes que pueden intervenir: Luz Principal, Secundaria, de Efecto…

En este vídeo podéis refrescar esos conceptos. Aunque está aplicado a iluminación de imagen en movimiento, los esquemas son fundamentalmente iguales.

Un asunto que no se desarrolló entonces fué el de la diferencia de intensidad que puede haber entre la Luz Principal, a la que otorgamos el papel de "jefa" del cuartel, y el resto.

Esta diferencia marcará el resultado visual de la imagen, y el contraste que se obtenga en la misma, con lo que, decidido el aspecto que queremos conseguir en la fotografía, aplicaremos unas determinadas comparaciones entre fuentes de luz.

Por cierto, esto también vale para iluminaciones mixtas entre luz natural (sol) y artificial (focos de luz contínua o bien flashes).

A estas relaciones entre fuentes de luz se les denomina "Relación de Intensidades", y se pueden cuantificar numéricamente.

Para hacerlo, debemos comenzar midiendo con nuestro Exposímetro (externo si podemos, colocado para luz incidente), qué diafragma nos indica la escena, iluminando primero únicamente con la Luz Principal. 

A continuación, y apagada la luz principal, encendemos la Secundaria y volvemos a medir. Analizaremos ahora cuántos pasos (stops o valores de Exposición) hay de diferencia entre ambas fuentes de luz: pueden estar igualadas, o tener un paso, dos, tres o más de diferencia entre ellas. Podéis ampliar algo más aquí y también aquí.

No olvidéis mirar si el diafragma que nos proporciona la lectura del fotómetro es exacto o tiene algún decimal. Para daros más pistas, aquí os dejo al maestro Pere:

Una vez que tengamos bien contados los pasos que diferencian a ambas luces, podremos calcular la Ratio que las relaciona, un indicador numérico que representa esa distancia entre la intensidad de luz que llega al modelo procedente de cada fuente.

Cuando dos fuentes son de la misma intensidad - al medir con el exposímetro nos habrá salido el mismo diafragma -, la ratio es de 1:1. El resultado visual es plano, sin contraste, ya que la luz es uniforme.

Retrato de ratio 1:1 entre Principal y Secundaria (fijaos sólo en el rostro, porque en el fondo se intuye otra luz)

Algunos ejemplos de videos en castellano:

Unos vídeos ilustrativos, aunque no estén en español:

Si nos ha salido en la lectura de la luz que una de las fuentes tiene el doble de luz que la otra, o sea, al medir salió un diafragma de distancia (por ej. una da f 8 y otra f 11), la ratio es 1:2 ó 2:1- según si es un diafragma menos o uno más una fuente que otra-. En este caso, existe algo más de volumen en la imagen, aunque no estamos aún ante un caso de mucho contraste.

Retrato con ratio 2:1

Cuando la Luz Principal es más intensa que la Secundaria, cuatro veces (nos sale una posición de diafragma dos puntos más cerrado que la secundaria al medirla, por ej. f 16 para la principal y f 8 para la de relleno), la ratio entre ambas será de 4:1. Aumenta el contraste, y hay las formas están claramente modeladas.

Retrato ratio 4:1

Si por el contrario, tenemos una luz de efecto que nos aporta un brillo intenso en una zona de la imagen, ésta para hacerse notar será más intensa que la principal. Si la diferencia entre ambas es de 2 puntos (la principal pide al medir dos diafragmas más abiertos que la de efecto, es 4 veces menor en cantidad de luminosidad), la ratio entre ambas es de 1:4 (invertimos la fracción).

Debo advertiros que en este punto hay un poco de controversia , ya que algunos autores consideran siempre el "1" como la luz secundaria y otros no lo expresan así, por eso es fácil que nos liemos. Aunque yo opino que se debe considerar la secundaria como el "uno de la fracción", lo que siempre será inmutable es el hecho de que debemos invertir los números para indicar que hay una luz de efecto más intensa que la principal.

¿Pero exactamente cómo se obtiene ese número?. Pues se eleva una potencia con base 2 -eso nunca lo cambiaremos- al exponente que indique los stops que se distancian las luces.

Eso o hacer una cuenta más larga, ya que sabemos que cada diafragma de diferencia supone dos veces más luz que el siguiente paso más cerrado, o dos veces menos luz que el anterior más abierto.

De cualquier forma, cuanto mayor sea el número que aparezca en nuestra fórmula, más contraste existirá -más diferencia de intensidad- entre la luz "jefa" y su subordinada.


¿Y esos ratios que salen con números impares?.

Pues corresponden a relaciones entre luces que no se distancian puntos completos.

Por ejemplo ratio 5:1 es una principal que al medirla el exposímetro ha indicado dos diafragmas y un tercio (o medio diafragma según esté configurado nuestro equipo) de diferencia con la luz de relleno.

Como veis, las diferencias entre luces que no se corresponden a pasos "completos" son más complejas de ajustar, y más si nuestro exposímetro de mano nos indica las fracciones en tercios, o en décimos...Procuraremos acercarnos lo más posible en el caso de no poder ser tan precisos.

Os pongo unas tablas para que tengáis de chuletillas, pues ya véis que con los impares, el cálculo es más lioso (elevar una potencia en base dos a una fracción no tiene un cálculo tan sencillo):

Hay que decir que, a la hora de tomar las mediciones con el exposímetro externo, hay que saber colocarlo bien, y saber para qué estamos tomando la medición: para exponer o para calcular la ratio.

En este video se explica muy claro: no es igual apuntar hacia la cámara, que hacia la fuente de luz. La diferencia puede ser a veces imperceptible pero otras, puede arruinarnos la foto.

¿Que no os aclaráis?. Pues pensad que si al tomar la medición para calcular la relación de intensidades, apuntamos hacia la cámara siempre y no hacia la fuente, imaginaos qué valores nos saldrían si tenemos puesta un luz de contra (trasera). Pues eso.

Este tutorial, eso sí dirigido a video pero en gran parte aplicable a fotografía, explica muchas de las cuestiones que estamos tratando:

Por cierto, nunca olvidéis que la intensidad de la luz no depende sólo del aparato que la emite, que además podrá tener rendimiento diferente en función de su vida activa (muchas lámparas no tienen el mismo rendimiento si se han encendido 100 ó 10000 veces), sino que la distancia es fundamental -de eso trata la ley inversa de los cuadrados-.

A menos distancia, más intensidad y viceversa. Eso es algo que no podemos olvidar, y que podemos utilizar a nuestro favor para variar una ratio sin necesidad de tocar la potencia de la fuente de luz, sólo variando las distancias:

Siempre hay que medir la luz que está llegando y no conformarse con poner los focos a una potencia determinada.

Dos aparatos iguales, uno al máximo de potencia y el otro a la mitad, no es garantía de que salga la ratio 2:1.

Este video os puede ayudar a entender la ratio de contraste:

Finalmente recordaros que existen otras formas de organizar las luces en un montaje (no todos los fotógrafos eligen la misma manera de hacer las cosas). Por ejemplo, la que denomina a las fuentes de iluminación más importantes como "luz base" y " luz de contraste", y donde las ratios difieren ligeramente a lo explicado en esta entrada.

Para los curiosos, os dejo un enlace de Paco Rosso que lo explica.