Fecha última modificación: 23/04/2017
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Fecha creación: 23/04/2017
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Versión: 1.0
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NIVEL:
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Iniciación - Bajo - Medio - Alto –
Avanzado
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Si
alguno de los lectores observa errores u omisiones importantes, o bien conoce
otros métodos y procedimientos interesantes, si lo desea puede compartirlos y
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En tal
caso lo podéis comunicar a través de los comentarios o directamente a mi correo
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DOCUMENTOS RELACIONADOS
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el presente documento o consultar algún término de los que aparecen y no está
suficientemente descrito, puedes buscar si existe otro artículo relacionado en
la página: ENLACES TÉCNICA.
En ella aparecen
los asuntos tratados en los tutoriales técnicos que hasta hoy he creado, todos
accesibles mediante enlaces, y los que se encuentran en fase de revisión para
su pronta publicación.
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ÍNDICE DEL TUTORIAL
Introducción
La
estenopeica como herramienta de aprendizaje
¿Qué
es una cámara estenopeica?
Conceptos
Básicos
Limitaciones
de los sistemas ópticos
Profundidad
de campo
Distancia
mínima de enfoque
Distorsión
de las líneas rectas
Introducción
Desde el inicio de la fotografía, el proceso
y las cámaras fotográficas han experimentado un continuo avance tecnológico
alcanzando hasta hoy cotas en su origen inimaginables. Las mayoría de las cámaras
actuales incorporan complejos dispositivos electrónicos con circuitos
integrados de última generación que simplifican los procesos de medición de luz, de enfoque, de selección,
etc; hasta el punto de dejar la toma de una fotografía convertida en un simple acto
de ‘mirar y apretar’.
Pero, al margen de su sofisticación
tecnológica, todas ellas siguen sustentando la realización del fotograma en los
mismos principios que dieron lugar a la técnica fotográfica hace algo más de
siglo y medio. De hecho, además de la composición mediante el encuadre, l
En
realidad lo
que hacemos al tomar una fotografía es ajustar la cantidad de luz que llega a
una película sensible o a un sensor digital.
Las mayoría de las cámaras fotográficas disponen
de un diafragma para regular la cantidad
de luz y de un obturador para ajustar
el tiempo de exposición. Combinando ambos dispositivos y otros complementarios
que sirven de ayuda para calcular
los valores adecuados para una exposición correcta de cada toma, se controla la
luz que llegará a la película o al sensor. Una mejor calidad técnica en la
cámara implica un control más preciso y una mayor tolerancia a los errores.
La estenopeica como herramienta de aprendizaje
La cámara estenopeica es una herramienta
excelente para aclarar algunos conceptos elementales de la práctica fotográfica
puesto que:
-
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Debemos calcular la distancia focal resultante de su cuerpo (caja), construir el diafragma y relacionar estos factores
a la hora de establecer el número f
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Se explica la necesidad que tienen los
materiales de una exposición dependiente de las condiciones de luz y se
introduce el concepto de valor de
exposición (VE)
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-
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Al necesitar este tipo de cámaras
exposiciones prolongadas, podemos observar cómo en ocasiones los sujetos que
pasan por la escena no aparecen representados en el negativo, o bien aparecen
como barridos nebulosos. Esta experiencia muestra lo maleable que es el tiempo fotográfico, y subraya las
posibilidades expresivas que se obtienen dependiendo de la velocidad de obturación empleada al
realizar una fotografía
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Los diferentes ángulos de campo, aberraciones
y cambios de perspectiva, se hacen patentes al observar lo distintas que
resultan las imágenes dependiendo de las cámaras
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-
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El concepto de profundidad de campo se aclara y se comprueba que en estas
cámaras tenemos foco desde cero
hasta infinito
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En general, es una forma sencilla de aclarar una serie de conceptos con los
que nos enfrentamos alguna vez, y que resultan más comprensibles con un apoyo
práctico. Conceptos que, además, hay que seguir utilizando cuando se toman
fotografías.
La cámara estenopeica es de fácil fabricación
por lo que no se requiere excesiva maña para construirla. Además, en el mercado
se pueden comprar cámaras incluso de cartón.
Tampoco se precisa de una ampliadora, pues el
tamaño normal del negativo facilita
que el positivo se pueda obtener por
contacto, y solo es necesario un
cristal para superponer al conjunto de negativo y positivo, una fuente de luz y
los químicos de revelado para montar un improvisado cuarto oscuro.
¿Qué es una cámara
estenopeica?</DIV>
El término de fotografía estenopeica proviene de la palabra griega ‘stenos opaios’, que significa provisto
de un pequeño agujero.
Una cámara
estenopeica o cámara oscura no
tiene sistemas ópticos sino que éstos han sido sustituidos por un orificio
llamado estenopo, que es el
encargado de formar la imagen evitando los problemas que los objetivos causan
en las cámaras convencionales.
En la figura
1 vemos algunos ejemplos de cámaras de fabricación artesanal. La de la
izquierda dispone de visor y la de la derecha tiene incluso la posibilidad de
intercambio del cajetín frontal donde se aloja el estenopo, por lo que es
posible graduar la distancia existente entre este último y el plano de material
sensible.
La imagen del exterior, debido a que los
objetos reflejan luz en todas las direcciones, se proyecta en el interior. Cada
punto de luz del exterior viaja en línea recta, entrando por el estenopo y proyectándose en la pared
opuesta como un punto de luz, más o menos intenso según las características del
objeto y su iluminación, formando así una imagen invertida sobre el material
sensible.
Se trata de una ‘visión trivial del problema
de las imágenes formadas a través de una apertura’, pues se reconoce desde la
antigüedad que aunque el orificio tenga unas dimensiones determinadas tales que
no pueda ser considerado puntual la luz pasa a su través y, bajo ciertas
condiciones, es capaz de formar una imagen. Así Alhazen llamaba la atención
sobre el Problema de Aristóteles, quien observó que si se hacía un orificio
cuadrangular y a través de él se dejaba pasar un rayo de luz la imagen que se
formaba seguía siendo circular.
Partiendo de la idea de que todo objeto es
visible por ser emisor de luz directa, caso de las fuentes luminosas: sol,
bombillas, estrellas, velas..., o reflejada; si consideramos el objeto O y la pantalla P1, de cada punto del objeto partirán infinidad de haces
luminosos hacia la pantalla.
Así, un punto A del objeto generará los puntos a, a’, a’’... en la pantalla y uno B los b, b’, b’’..., y todos ellos chocarán contra la
pantalla de forma totalmente indiscriminada superponiéndose unos a otros. Se
trata de una representación no unívoca en la que es imposible obtener una
representación enfocada del objeto en la pantalla (parte izquierda de la figura 2).
Ahora bien, si realizamos un pequeño orificio
en la pantalla P1 y situamos detrás
otra pantalla P2 de manera que se
obstruyan todos los rayos luminosos que parten del objeto salvo uno de cada
punto del objeto, podemos conseguir una aproximación bastante afortunada sobre
la pantalla P2 de la representación
unívoca (parte derecha de la figura 2).
A cada punto A y B del objeto le
corresponderá respectivamente un único punto a y b sobre la pantalla P2.
En la práctica, la dimensión física del
orificio permite que sean varios los rayos que lo atraviesan procedentes de un
mismo punto del objeto, formándose sobre el pantalla pequeñas manchas de luz
por cada punto del objeto (círculo de
confusión). De cualquier manera, podemos aproximarlo a la idea de punto,
cuando la mancha sea lo suficientemente pequeña como para que supere el poder
de resolución del ojo humano a la distancia adecuada para la visión de la
imagen.
La imagen que se forma en la pantalla, estará
invertida de izquierda a derecha y de arriba a abajo.
A partir de lo expuesto, se puede definir la cámara estenopeica como una cámara
oscura, sin objetivo, que tiene un diminuto orificio de bordes afilados y
tapado por un diafragma opaco de manera que forma una imagen cuya escala será
proporcional a la distancia que existe entre el orificio y el plano de la
imagen (figura 3).
Es decir, el tamaño del objeto es al tamaño
de la imagen como la distancia orificio/objeto es a la distancia
orificio/imagen. Tendremos una relación 1:1
cuando u = v (figura 3).
Aunque esencialmente la cámara estenopeica es una cámara fotográfica en cuanto que permite
‘obtener imágenes de la naturaleza por la intervención del sol’, tiene una
serie de características que la hacen difícilmente imitable:
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Definición atenuada, debido a las manchas
de luz
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No sufre ninguna aberración lineal, ni de
barrilete ni de cojín
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No tiene absorción espectral
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Tiene aberración cromática, que se soluciona
poniendo un filtro de selección de onda
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Tiene astigmatismo: las imágenes de los
objetos circulares situados fuera del eje de la cámara tienen forma elíptica
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Los objetos alejados del eje de la cámara
quedan algo desenfocados y su imagen es menos luminosa, debido al mayor
recorrido de los rayos de luz
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Tiene la máxima profundidad de campo: el
tamaño del orificio implica un diafragma muy cerrado
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Todo el sistema adolece de escasa
luminosidad. Para una distancia de 20 cm. y una abertura de 0,5 mm. de
diámetro, la luminosidad de la imagen de un objeto proyectado sobre una
pantalla blanca es aproximadamente cien millones de veces más oscura que el
objeto real.
Eso supone: incapacidad para registrar
nítidamente objetos en movimiento y necesidad de afirmar todo el sistema
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-
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Como la cámara tiene gran profundidad de
campo, la distancia entre orificio/plano de la imagen no es excesivamente
crítica
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La relación de tamaño (diámetro o radio)
del estenopo depende de la distancia de éste al plano de la imagen. El tamaño
está acotado por ambos lados, puesto que:
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a.
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Debe ser lo suficientemente pequeño como
para que las manchas de luz no se solapen, lo cual produciría una pérdida
considerable de definición
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b.
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No debe ser demasiado pequeño, puesto que
se produce efectos de difracción, observándose en la imagen círculos de luz
más oscuros en lo que deberían ser puntos o pequeñas manchas (el objeto debe
ser tal que se obstruyan todas las zonas de reflexión objeto/cámara, excepto
la central.)
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Conceptos
Básicos
Limitaciones de los sistemas ópticos
Las lentes utilizadas en fotografía tienen
como misión formar sobre el plano de la película o sensor una imagen ‘virtual’
de lo que hay al otro lado de la lente. Esto lo hacen concentrando en cada punto
de la película todos los rayos de luz que llegan a la lente procedentes de un
punto del sujeto.
Los objetivos utilizados en fotografía son
complejos sistemas ópticos compuestos de varias lentes (hasta una docena) de
distintas composiciones y formas, pero todos ellos (como conjunto) son
asimilables a una lente simple de determinada longitud focal. (Distancia a la cual los rayos luminosos paralelos
procedentes del infinito convergen en un punto)
La forma en que una lente hace esto, mediante
el fenómeno conocido por refracción,
impone la primera limitación de los sistemas ópticos.
Profundidad de campo
Se entiende por profundidad de campo el rango de distancias lente-sujeto, para el
cual un punto definido del sujeto aparece como un punto definido en el plano de
la película.
Todo punto del sujeto que esté fuera de ese
rango aparecerá en el plano de la película como un ‘círculo de confusión’. A efectos prácticos, se admite como
profundidad de campo el rango de distancias para el cual esos círculos de
confusión tienen un tamaño inferior a un límite que se acepta como la
resolución práctica del ojo humano (influyendo en esto, aunque no se suela
considerar, el grado de ampliación que vaya a tener la toma).
La profundidad
de campo es causada por los distintos ángulos con los que llegan a la lente
los rayos de luz procedentes de un punto del sujeto, dependiendo de la
distancia a la que éste se encuentre.
Los factores que influyen en la profundidad
de campo de un sistema óptico son principalmente dos:
-
|
Distancia
focal de la lente.
Distancia desde el centro de la lente hasta el plano en el cual dicha lente
forma la imagen virtual (figura 4). A mayor distancia focal
menor profundidad de campo. Hay que tener en cuenta que, en un objetivo
complejo, cuando cambiamos la distancia de enfoque estamos cambiando
ligeramente la distancia focal de la lente
|
-
|
Diámetro
del haz luminoso que llega a la película. A mayor diámetro, menor
profundidad de campo. En un objetivo complejo este factor se controla
mediante el diafragma
|
Así pues, la profundidad de campo es un fenómeno intrínseco a todo sistema
óptico que utilice la refracción
para formar la imagen, es decir, a todos los objetivos compuestos de lentes.
Distancia mínima de enfoque
Esta no es una limitación intrínseca a los
sistemas ópticos, sino una limitación derivada de la forma en que son
construidos los objetivos.
Un objetivo se compone de varias lentes,
cuyas potencias se suman para dar al conjunto una distancia focal efectiva. Dicha distancia focal se considera siempre con el objetivo enfocado a
infinito. Si el objetivo fuera invariable, sólo los objetos lejanos aparecerían
enfocados.
Para evitar esto, lo que se hace es dotar a
los objetivos de un sistema de enfoque, que permite cambiar la disposición de
determinadas lentes, de forma que varíe la distancia
focal efectiva del conjunto, y la distancia
del centro óptico de éste a la película.
Pero estos cambios tienen las limitaciones de
la propia construcción del objetivo, de forma que, si se quiere mantener la
capacidad de enfocar a infinito, para cada objetivo aparece una distancia mínima por debajo de la cual
el objetivo es incapaz de enfocar.
Esta distancia es la Distancia Mínima de Enfoque (DME), y es consustancial a la
construcción de cualquier objetivo. Los objetivos de longitud focal corta
suelen tener DME pequeñas, y los de
longitud focal larga, DME grandes.
Los objetivos llamados ‘Macro’ están
especialmente construidos para, entre otras cosas, tener una DME menor que los objetivos
equivalentes ‘no Macro’.
Distorsión de las líneas rectas
Si bien este no es un problema general de los
sistemas ópticos, sí que lo es en los objetivos de distancias focales cortas.
Consiste en una distorsión de las líneas rectas, más acusada cuanto más alejadas
estén del centro del fotograma y cuanto mayor sea el ángulo que formen con el
eje del objetivo.
Este fenómeno es debido al distinto ángulo
que forman los rayos luminosos al incidir en la lente y, en consecuencia, el
distinto ángulo con el que salen refractados para formar la imagen.
Un ejemplo práctico de este fenómeno es la distorsión ‘en barril’ que se produce
en las líneas de un edificio al fotografiarlo en "contrapicado" con
un objetivo gran angular.
© Gabriel
Díaz.
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