La formación de la imagen

Fotografía I – clase teórica 2.

Esquema de la reflexión de la luz de un objeto en múltiples direcciones
©Photography, 5th edition, HarperCollins College Publisher.
Tener esta ilustración siempre en mente es clave para comprender la disciplina.

La forma en que se crea una imagen es cosa tremendamente compleja, aunque se conozca desde hace muchos siglos.

Conociendo la luz como vimos en el post pasado (que dejo aquí), sabemos que uno de los comportamientos que tiene aquélla es que rebota en los objetos en los que se encuentra a su paso. Esos haces de luz que rebotan viajan de vuelta hacia un lugar, nuestro ojo, que consigue mediante un complejo sistema biológico (jamás igualado con tecnología artificial), proyectar ese haz de luz (es decir, alterar su camino) hacia el fondo de la retina e impactar y estimular los conos y bastones que tenemos en ella. Ese haz de luz, que no viaja solo, sino con muchos otros que son rebotados de los objetos que hay en el entorno, son proyectados de diferente manera e impactan diferentes zonas de la retina estimulando conos y bastones de diferente forma (exactamente con la diferente intensidad y longitud de onda –color visible– de cada uno de esos haces). Por eso mismo, vemos diferentes cosas de diferente color e intensidad de luz (más claras o más oscuras según la cantidad de fotones que hayamos percibido).

Un poco de historia

Ya en el s.V a. de C., Mozi, filósofo chino, descubrió el fenómeno que la luz produce cuando ésta se transmite hacia el interior de una habitación oscura a través de un pequeño orificio -o al menos es de cuando tenemos constancia-, creando un curioso efecto de imagen invertida en la pared opuesta a la ubicación de dicho orificio. Aristóteles y Euclides en el s. IV a. de C., el físico árabe Ibn al-Haytham en el s. VI, y otros ilustres científicos también descubrieron fenómenos de la luz relativos a la proyección de imágenes, sombras, y su trayectoria en línea recta a lo largo de los siglos. Se puede entender que alguno de los principios básicos de la luz se conocían desde hace siglos, y que desde luego era objeto de estudio.

esquema medieval-renacentista de camara obscura para pintar
el propio Leonardo da Vinci experimentó con artilugios primitivos de camara obscura.

Es bien cierto que estas imágenes proyectadas son tenues, más cuanto más alejada está una pared del orificio, más cuanto más oscuro sea el día o la hora, y además el entorno en el que se proyecta debe ser completamente oscuro ya que en cuanto la luz empiece a invadir la estancia, esta proyección comienza a desvanecerse. Además, como puede entenderse a poco que reflexionemos, una proyección nítida se consigue solamente con un orificio de entrada de la luz relativamente pequeño, por lo que la luz disponible en la estancia será mínima, la vivacidad de los tonos pues, minúscula. Lo explicamos a continuación.

Con un orificio minúsculo, esta discriminación de haces de luz, consigue que los sobrantes no contaminen la proyección en el plano opuesto:

vemos el sujeto de ejemplo reflejando la luz que recibe en múltiples direcciones y como un elemento discriminador consigue que se proyecte la imagen del sujeto en el plano opuesto ©Fotografía Básica, Michael Langford. Ediciones Omega.
un elemento discriminador tan sencillo como una cartulina agujereada es eficaz para comprender el funcionamiento de la formación de la imagen. ©Photography, Barbara London & John Upton. Harper Collins Publisher
y cuanto más pequeño el orificio, más discriminación de haces de luz, más precisa la imagen proyectada, ergo más nítida, aunque también más oscura. ©Photography, Barbara London & John Upton. Harper Collins Publisher

Pero, ¿cómo conseguimos nosotros ver los objetos nítidos y brillantes?

Pues fundamentalmente disponiendo de una maravilla biológica que es la visión humana. La visión humana se compone de los órganos relacionados con los ojos, que es donde se proyecta la imagen del entorno, y también con la parte neurológico-cerebral, que es la que interpreta la proyección que sucede en la retina. Así pues, el ojo proyecta la imagen en la retina, y el sistema neurológico, cerebro incluido, le da sentido. Recordamos el “apunte” del primer post del ojo humano:

corte de sección del ojo humano

El órgano clave por el que pasa la luz proyectada hacia el interior de la retina es el cristalino, una estructura flexible, adaptable en forma y tensión, que permite hacer nítido (enfocar) instantáneamente lo que estamos viendo ante nosotros y que los conos y bastones se estimulen consecuentemente, conectada con la estructura neurológica que envía la información (ya enfocada) al cerebro para su interpretación.

Ahora bien, los artilugios no disponen de ojos biológicos, por lo que hubo que inventar algo que consiguiera crear un efecto similar. Ese artilugio es la lente. Y su material es el vidrio.

Otro poco de historia

Se ubican en Mesopotamia en el año 2.000 a. de C. los primeros descubrimientos del vidrio a través de la experimentación de calentar una mezcla de minerales (arena de sílice y un álcali como la sosa o potasa) que al llegar a alta temperatura se licuaban creando una masa densa maleable con herramientas, y que se solidificaba al enfriarse posibilitando la manufactura de objetos de uso cotidiano en un material con propiedades innovadoras, que además producían efectos extraños en la luz. Los vidrios primitivos son poco depurados, sucios, y con muchas deformidades o tonalidades extrañas (bellos en cualquier caso) pero ya fue un salto de gigante la posibilidad de transformación de arenas simples. En la historia, hay ejemplo claro de trabajo de elementos que hacen diversos efectos con la luz; ni que decir tiene que el vidrio es uno de los elementos más comunes en nuestras vidas unos 4.000 años después. Es importante destacar que vidrio y cristal no son lo mismo, como veremos en el capítulo de objetivos, pese a que a los fabricantes les estimule especialmente hablar de cristal.

Se han fabricado lentes desde hace siglos, no siempre para aplicaciones fotográficas, sino especialmente para elementos de observación (telescopio, inventado en el año 1611 ; lupas, 1000; gafas, 1248, microscopios, 1590; catalejos, 1608), o de control térmico (hacer fuego, año 710).

Lente Nimrud, Mesopotamia. British Museum.

Las lentes primitivas se componen de un elemento de vidrio simple, moldeados artesanalmente de forma que concentren la luz que reciben en un plano opuesto, conformando una imagen de manera similar a como acabamos de ver, con las ventajas de producir una proyección más luminosa (dado que el diámetro de la lente es muy superior al de los orificios usados en las camara obscura), y mayor nitidez con esos niveles de brillo, con lo que mejor representación de los colores y el contraste de la escena.

Ya que conocemos cómo se comporta la luz al atravesar un elemento que la transmite, y uno de esos comportamientos es el cambio de dirección (bueno, dos, la refracción y la difracción), podemos deducir que los elementos que pueden proyectar imágenes fotográficas son los que tengan diseños divergentes o convergentes. Esto es, diseños cóncavos o convexos, o cuyas superficies sean cóncavas o convexas. Así pues, el elemento óptico fotográfico más simple, de una sola pieza, es simétrico, tal que así:

cómo una lente convergente simétrica proyecta una imagen en el plano opuesto. ©Photography, Barbara London & John Upton. Harper Collins Publisher
cómo se transmite la luz en el vidrio, y su descomposición en la lente óptica. ©Fotografía Básica, Michael Langford. Ediciones Omega.

Claro que, como vemos en las ilustraciones de estos fantásticos libros, la lente consigue converger los haces de luz en un punto; esto es en realidad, en un único plano paralelo al de la lente. Eso es lo que denominamos en fotografía plano focal. Con una posición dada, sólo un plano de la escena será proyectado con nitidez (enfocado) en el plano focal.

izq.: cómo la lente proyecta la imagen en el plano focal.
dcha.: el esquema de viaje de los haces de luz, y cómo sólo su coincidencia en un plano concreto produce una imagen nítida, y los planos anteriores y posteriores no.
©Fotografía Básica, Michael Langford. Ediciones Omega.

De hecho, una de las primeras aplicaciones prácticas (a parte de todos los campos de la ciencia arriba mencionados) fue en las camara obscura portátiles para que los artistas consiguieran estudios de perspectiva mejorados.

artilugio diseñado para dibujar por encima del cristal la imagen proyectada, supongo que alrededor del s. XVII-XVIII, ya con lente y sistema de enfoque.

Se aprecia que los artilugios disponen de un mecanismo de enfoque, consistente en unos raíles donde se monta el tubo donde va alojada la lente que la permite desplazar hacia adelante y hacia atrás, desplazando el plano de convergencia de esos haces para poder verse la imagen con suficiente nitidez, o plano de enfoque. No confundir plano focal (donde sucede la proyección nítida de la escena) con plano de enfoque (el plano de la escena que se proyecta con nitidez). Estas diferencias pueden parecer sutiles pero no dominarlas pueden conllevar numerosos fallos de funcionamiento, y no tener la capacidad de solucionarlos.

ilustración de la época que representa un artista empleando una camara obscura como artilugio para simplificar su trabajo. Tecnología punta del s.XVIII.

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Bibliografía:

http://www.photographyhistoryfacts.com/photography-development-history/camera-obscura-history/

https://mymodernmet.com/camera-obscura/

https://amaraandrew.com/camera-obscura/

https://www.researchgate.net/figure/The-camera-obscura-sketched-by-Leonardo-da-Vinci-in-Codex-Atlanticus-1515-preserved-in_fig1_291379167

https://curiosfera-historia.com/historia-del-vidrio-inventor-origen/

https://en.wikipedia.org/wiki/Nimrud_lens

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