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Hace 15 años
viernes, 6 de febrero de 2009
martes, 3 de febrero de 2009
Camara Estenopeica
FOTOGRAFÍA ESTENOPEICA
Introducción
Las cámaras fotográficas han avanzado técnicamente hasta cotas impensables hace unos años, pero todas ellas se siguen basando en los mismos principios que dieron lugar a esta técnica hace algo más de siglo y medio.
Lo que hacemos al tomar una fotografía, es controlar la cantidad de luz que llega a una película sensible. De lo avanzado de la cámara dependerá la exactitud con que podamos controlar esa cantidad de luz, y los márgenes entre los cuales podemos ejercer ese control.
Las cámaras fotográficas habituales, constan de un diafragma, que controla la cantidad de luz que llega a la película, y de un obturador, que controla el tiempo durante el cual está expuesta la película. Todos los demás controles que lleve cualquier cámara, son simplemente ayudas para controlar estos dos factores, principálmente para calcular los valores adecuados para cada toma.
Pero las cámaras que estamos acostumbrados a ver constan además de un sistema óptico para enfocar el sujeto, creando una imagen de éste sobre la superficie de la película.
La mayoría de nosotros tendemos a pensar que este sistema óptico es imprescindible, y que sin él no se puede hacer fotografía. Pero esto no es cierto, hay un tipo de fotografía en el que no existe este sistema óptico, es la llamada "Fotografía estenopeica".
En esta página, sólo pretendo dar una visión general de la fotografía estenopeica, para que la puedas conocer un poco más. La parte de introducción histórica y las tablas y fórmulas para el cálculo de los diámetros del estenopo han sido traducidas por mí desde la página de Jon Grepstad, una de las más completas recopilaciones técnicas que hay en la red sobre este tema, y que te aconsejo que visites.
¿Qué es una cámara estenopeica?
En pocas palabras, una cámara estenopeica es aquella que no tiene sistemas ópticos basados en la refracción de la luz, siendo sustituidos por un orificio, llamado estenopo, que es el encargado de formar la imagen.
Como luego comentaremos, estas cámaras no tienen algunos de los problemas que los sistemas ópticos basados en la refracción causan en las cámaras convencionales.
Historia (recogido de Jon Grepstad)
Primeras observaciones y experiencias
Los principios básicos de los estenopos se encuentran ya en textos chinos del s. V a. C. Los chinos habían des cubierto que la luz viaja en linea recta. El filósofo Mo Ti es el primero, que nosotros sepamos, que constató la formación de una imagen, invertida, en una pantalla a través de un orificio. Mo Ti se percató de que los objetos reflejan la luz en todas las direcciones, y que los rayos procedentes de un objeto, cuando pasan a través de un orificio, producen una imagen invertida en una pantalla, describiendo el fenómeno de la cámara oscura (Hammond 1981:1). De acuerdo con Hammond, no hay más referencias a la cámara oscura in textos chinos haste el s. IX d.C., cuando Tuan Cheng Shih se refiere a una imagen en una pagoda. Shen Kua, más tarde, corrigió la explicación de la formación de la imagen. Yu Chao - Lung, En el s.X d.C. usó modelos de pagodas para formar imágenes estenopeicas en una pantalla. De todos modos, de estos experimentos no se derivá ninguna teoría geométrica sobre la formación de la imagen (Hammond 1981:2).
En el hemisfério occidental, Aristóteles (s. IV a. C.) comenta la formación de imágenes estenopeicas en su obra "Problemas". En el Libro XV,6, pregunta: "¿Por qué cuando la luz atraviesa un orificio cuadrado, o por ejemplo a través de un trabajo de cestería, no forma imágenes cuadradas sino circulares?[...]". En el Libro XV, 11 va más allá y se pregunta "¿Por qué en un eclipse de Sol, si uno mira a través de un tamiz o de una hoja de árbol, como las del platanero, o si uno une los dedos de una mano sobre los de la otra y mira al través, los rayos siguen formando una imagen en forma de creciente? ¿es por la misma razón por la que cuando los rayos brillan a través de un orificio cuadrado, siguen apareciendo en forma de un cono?[...]"(Aristóteles 1936: 333, 341). Aristóteles no encontró respuestas satisfactorias a estas observaciones, que permanecieron sin resolver hasta el s. XVI (Hammond 1981:5)
El médico y matemático árabe Ibn Al-Haitam (Albazen) experimentó con la formación de imágenes en el s. X d.C.. Dispuso tres velas alineadas y colocó una pantalla con un pequeño orificio entre estas y la pared. Notó que las imágenes eran formádas sólo a través de pequeños agujeros y que la vela de la derecha formaba la imagen de la izquierda, y así sucesivamente. De aquí dedujo la linealidad de la transmisión de la luz (Hammond 1981:5).
En los siguientes siglos, la técnica estenopeica fué utilizada por investigadores de la óptica en varios experimentos para investigar la luz solar proyectada a través de un pequeño orificio.
Renacimiento y Post-renacimiento.
En el Renacimiento y los siglos siguientes la cámara oscura fué utilizada sobre todo para fines científicos en astronomía y, ayudados por las lentes, como ayudas para el dibujo por pintores y dibujantes amateurs.
Leonardo Da Vinci (1452-1519) describe la formación de imágenes estenopeicas en su "Codex atlanticus". En él describe la formación de imágenes del sol a través de orificios practicados en las paredes de una iglesia.
En 1475, el matemático y astrónomo renacentista Paolo Toscanelli colocó un anillo de bronce con una apertura en una ventana de la catedral de Florencia, que todavía está en uso. En días soleados, una imagen solar se proyecta a través del orificio sobre el suelo de la catedral.A mediodía, dicha imagen coincide con una marca en el suelo de la catedral. Este efecto fué utilizado para conocer la hora (Renner 1995:6).
En 1580 los astrónomos papales usaron un orificio y una marca similar en el Observatorio Vaticano de Roma para probar al papa Gregorio XIII que el equinoccio de primavera se había fijado incorrectamente en el 11 de marzo y no en el 21 de marzo. Dops años más tarde, después de cuidadosas consideraciones, Gregorio XIII corrigió el calendario Juliano en 10 días, creando con ello el calendario Gregoriano vigente hoy en día (Renner 1995:7).
Giovanni Battista della Porta (1538-1615), un científico napolitano, ha sido considerado el inventor de la cámara oscura por su descripción de una cámara oscura estenopeica en la primera edición de su "Magia Naturalis" (1558). Su descripción ha sido muy conocida, pero el no fué de ningún modo el inventor.
La primera imagen de una cámara oscura estenopeica es aparéntemente un dibujo en "De Radio Astronomica et Geometrica"(1545), de Gemma Frisius. Gemma Frisius, un astrónomo, utilizó un estenopo en una habitación oscura para estudiar el eclipse solar de 1544. El término cámara oscura fué acuñado por Johannes Kepler (1571-1630). En ese momento el término indicaba una habitación o una tienda con un orificio y una lente usados por los artistas para dibujar paisajes. La lente permitía obtener una imagen más brillante y enfocarla a cierta distancia. Este tipo de cámara es distinto del usado por Frisius, que no tenía lente. En la década de 1620, Kepler inventó una cámara oscura portatil. Estas cámaras, utilizadas como ayuda al dibujo, se encontraron pronto en diversas formas y tamaños.
Durante el s.XIX, varias grandes cámaras oscuras fueron utilizados como lugares de educación y entretenimiento. Las lentes de menisco, superiores en calidad a las biconvexas, mejoraron las imágenes proyectadas. Varios edificios con cámaras oscuras permanecen en pie hoy en día. La Cámara Oscura en Royal Mile (Edimburgo); La Great Union Camera en Douglas (Isla de Man); El Observatorio Clifton en Bristol (Inglaterra); la cámara oscura de Portmeirion, (Gales del Norte); la Cámara Gigante de Cliff House (San Francisco); La cámara oscura de Santa Mónica (California) y otras muchas. Unas pocas cámaras oscuras de gran tamaño se han construido durante el s.XX
Primeras fotografías estenopeicas
Sir David Brewster, un científico inglés, fué uno de los primeros que practicó la fotografía estenopeica, en la década de 1850. Él también fué el que acuñó el término "pinhole" (denominación en inglés de las cámaras estenopeicas) utilizado por primera vez en su libro "The Stereoscope", en 1856. Joseph Petzval usaba el término "cámara natural", en 1859, mientras Dehors y Deslandres, en los últimos 1880,s propusieron el término "stenopaic photography". En las lenguas latinas se ha optado por esta última raíz, "stènopé" en francés, "stenopeico" en italiano y "estenopeica" en español, mientras que las lénguas germánicas optaron tomaron como modelo "Pinhole", Lochkamera" en alemán, "hullkamera", "holkamera" y "hålkamera" en las lenguas escandinavas, aunque en estas también se usa el término latino "camera obscura".
Sir William Crookes, John Spiller yWilliam de Wiveleslie Abney, todos en Inglaterra, fueron otros de los pioneros de la fotografía estenopeica. Las fotografías estenopeicas más antiguas que se conservan son, probablemente, las hechas por el arqueólogo inglés Flinders Petrie (1835-1942) durante las excavaciones en Egipto alrededor de 1880, dos de las cuales se reproducen en Renner (1995:39,40). Pero hay que hacer notar que la cámara de Petrie contaba con una lente simple delante del estenopo.
Pictorialismo y fotografía estenopeica popular.
Al final de la década de 1880, el movimiento impresionista en la pintura ejerció una cierta influencia en el naciente arte fotográfico. Diferentes escuelas y tendencias se desarrollaron en la fotografía. La "vieja escuela" creía en imágenes nítidas y en lentes perfectas, mientras la nueva escuela, el "pictorialismo", intentaba captar la atmósfera de la nuevas tendencias en pintura. Algunos de estos pictorialistas experimentaron en la fotografía estenopeica. En 1890, George Davidson ganó el primer premio de la Exhibición Anual de la Photographic Society de Londres con una fotografía estenopeica, "An Old Farmstead", luego conocida como "The Onion Field". Este premio fué tan controvertido que provocó la escisión de la Photographic Society, para formar el grupo "Linked Ring". La fotografía de Davidson es reproducida en la obra de Renner (1995:42), y en varios libros de historia de la fotografía.
En 1892, el dramaturgo sueco August Strindberg comenzó a experimentar con la fotografía estenopeica. Alrededor de 100 obras de este autor se conservan todavía y 3 o 4 de ellas son imágenes estenopeicas.
La fotografía estenopeica se popularizó en la década de 1890, con la comercialización de varias cámaras estenopeicas en Europa, EEUU y Japón. En Londres, 4000 cámaras estenopeicas "Photominibuses" se vendieron en 1892. Estas cámaras parecían tener un status similar a las actuales cámaras desechables, y ninguna de ellas se ha conservado en las colecciones actuales. Unos años más tarde, una compañía americana inventó una cámara estenopeica desechable, la "Ready Photographer", consistente en una placa seca un estenopo en una lámina metálica y un fuelle. Otra compañía americana vendía la "Glen Pinhole Camera", que incluía seis placas secas, químicos de procesado, cubetas, un marco de positivado y papel rojo para la luz de seguridad. Pero la primera estenopeica reálmente comercial fué diseñada por Dehors y Deslandres en Francia en 1887. Esta cámara tenía un disco rotatorio con 6 estenopos, en tres pares de similar tamaño. Imágenes de estas cámaras se pueden ver en Renner (1995:43).
La producción en masa de cámaras convencionales y el "neorealismo" del s. XX pronto arrinconaron la foptografía estenopeica. Por los años 30 la técnica apenas era recordada y sólo se utilizaba en la enseñanza. Frederick Brehm, en lo que luego sería el Rochester Institute of Technology, fué posiblemente el primer profesor universitario en desarrollar el valor educativo de la tecnica estenopeica. Él fué quien diseñó la Kodak Pinhole Camera alrededor de 1940.
El renacer de la fotografía estenopeica.
A mediados de los 60, varios autores comenzaron a experimentar independientemente con la técnica estenopeica. Paolo Gioli en Italia, Gottfried Jäger en Alemania, David Lebe, Franco Salmoiraghi, Wiley Sanderson y Eric Renner en EEUU. Por pura coincidencia, muchos de estos artistas trabajaron con cámaras de varios estenopos. Sanderson era profesor de fotografía en la Universidad de Georgia, y enseñó fotografía estenopeica desde 1953 a1988. Durante dicho periodo sus alumnos construyeron 4356 cámaras estenopeicas (Renner 1995:53)
Dos científicos estaban también trabajando en fotografía estenopeica, Kenneth A. Connors en EEUU y Maurice Pirenne en Gran Bretaña. Connors investigó sobre la definición y la resolución en las cámaras estenopeicas, sus resultados los publicó en su propio periódico, Interest. Pirenne, por su parte, utilizó los estenopos para estudiar perspectiva, publicando sus resultados en el libro "Optica, pintura y fotografía" (1970). En 1971, Time-Life Books publicó "The Art of Photography", en el que se incluyeron varias de las imágenes estenopeicas panorámicas de Eric Renner. El ejemplar de Junio de 1975 de Popular Photography publicó el artículo "Pinholes for the People", basado en una experiencia de Phil Simkin en el Museo de Arte de Philadelphia, donde puso a disposición del público 15.000 cámaras estenopeicas cargadas, cuyas imágenes eran reveladas y expuestas en el propio museo.
En la década de los 70, la fotografía estenopeica fué ganando popularidad, muchos fotógrafas experimentaron con ella y con procesos alternativos. Se comenzaron a publicar artículos y algunos libros, entre los que destaca "The Hole Thing" de Jim Shull. Stan Page, historiador sobre fotografía de Utah, recopiló más de 450 artículos sobre el tema desde 1850. Los críticos, sin embargo, continuaban ignorando la fotografía estenopeica como arte, sobre todo en EEUU. En Japón, Nobuo Yamanaki comenzó a construir cámaras en los principios de los 70. Aunque la fotografía estenopeica iba ganando popularidad, pocos artistas conocían la obra de otros, puesto que no había entrado en los círculos establecidos para el arte.
En 1985, Lauren Smith publicó "The Visionary Pinhole", que constituyó la primera amplia recopilación de documentos sobre los diversos campos de la fotografía estenopeica. La primera exposición nacional de EEUU fué organizada por Willie Anne Wright, en el Institute of Contemporary Art del Virginia Museum en 1982. En 1988 la primera exhibición internacional "Through a Pinhole Darkly" se organizó en el Fine Arts Museum de Long Island, contando con cámaras e imágenes de 45 artistas. El mismo año se organizó en España, otra exhibición , en el Museo de Arte Contemporaneo de Sevilla, co la obra de 9 fotógrafos. Una tercera exposición se celebró, el mismo año, en el Centro para las Artes Contemporáneas de Santa Fé, en México. En el catálogo de esta última aparecía el artículo "Notes Toward Stenopaesthetic" de James Hugunin, uno de los más exahustivos análisis de la situación de la fotografía estenopeica en los 80 (Renner, 1995:94). El libro de Eric Renner (1995) menciona un gran número de artistas de este tipo de fotografía que estuvieron activos en los 80, y da muestras de su trabajo. De acuerdo con este mismo autor, al menos seis cámaras estenopeicas comerciales se fabricaron durante esta época.
Eric Renner fundó en 1984 "The Pinhole Resource", un centro internacional de archivo y documentación sobre fotografía estenopeica. Los archivos incluyen más de 2000 imágenes. El primer número del "Pinhole Journal" apareció en diciembre de 1985. Hasta hoy,ha publicado la obra de más de 200 artistasde varios paises.
Con el advenimiento de la WWW, la fotografía estenopeica se introdujo en la Red. Uno de los primeros artistas en publicar su trabajo en Internet fué Harlan Wallach. En enero de 1995, Richard Vallon, de Louisiana estableció "The Pinhole Resource" en la Red.
Hoy en día la información sobre fotografía estenopeica en la Red es abundante, como se puede combrobar con una búsqueda en cualquiera de los buscadores más extendidos.
Fotografía estenopeica en la ciencia.
La fotografía estenopeica se comenzó utilizando para fines científicos en el s. XVI, sobre todo en Astronomía y en el estudio de los eclipses solares. Ya en nuestro siglo, se descubrió que el principio de las cámaras estenopeicas podía ser aplicado en física nuclear, para la fotografía de alta energía, con rayos X y gamma. En los últimos años, también han sido utilizadas en la fotografía de alta energía de láser plasma. (Renner 1995:21)
Sobre este tema puedes encontrar más información en:
Ariel V: October 1974 - March 1980
The MOnitoring X-ray Experiment (MOXE)
Indiana University Astronomy Department: Solar eclipse 10 June 1994
Por qué de la fotografía estenopeica.
La fotografía estenopeica supone, de algún modo, una vuelta a los orígenes de la fotografía. Para un aficionado a este tipo de fotografía, el proceso de toma comienza con la construcción de la cámara. Pero no es sólo un planteamiento"romántico" de vuelta a los orígenes y abandono de la tecnología lo que nos mueve a internarnos en este tipo de fotografía.
Esta fotografía también salva algunas de las limitaciones de los sistemas ópticos, y , además, las fotografías tomadas por este método tienen una atmósfera que las hace distintas de las tomadas por cámaras habituales.
Limitaciones de los sistemas ópticos.
Las lentes utilizadas en fotografía tienen como misión formar sobre la película 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.
La 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 laa que se encuentre.
Los factores que influyen en la profundidad de campo de un sistema óptico son principálmente dos:
Distancia focal de la lente: es la distancia desde el centro de la lente hasta el plano en el cual dicha lente forma la imagen virtual. 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 pués, 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, todos.
Distancia mínima de enfoque.
Esta no es una limitación intrínseca a los sistemas ópticos sino una limitación derivada de la forma en que los objetivos son construidos
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 y, si 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 la distancia focal efectiva del conjunto, y la distancia del centro óptico de éste a la película, varíe.
Pero estos cambios tienen limitaciones de 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 foacla 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 lineas rectas.
Si bien este no es un problema general de los sistemas ópticos, si que lo es en los objetivos de distancias focales cortas. Consiste en una distorsión de las lineas 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 lineas de un edificio al fotografiarlo en "contrapicado" con un objetivo gran angular.
¿Y en las estenopeicas?
Las cámaras estenopeicas no utilizan sistemas ópticos basados en la refracción, es decir, el rayo de luz procedente del sujeto no es desviado de su trayectoria por ninguna lente, sino que sigue siempre una trayectoria recta desde el sujeto al plano de la película.
Esto elimina los problemas que hemos descrito, en una cámara estenopeica todo lo que entre dentro del campo de visión aparecerá enfocado en la película. Su profundidad de campo es infinita y su distancia mínima de enfoque cero, además, puesto que no se producen efectos de refracción, las lineas rectas serán rectas estén donde estén respecto al centro del fotograma y formen el ángulo que formen con el plano de la película, independientemente de la longitud focal de la cámara.
¿Cómo funciona una estenopeica?
Cada punto del sujeto refleja la luz que recibe en forma de un haz que se extiende en todas direcciones. Lo que hace una cámara estenopeica es seleccionar un único rayo de ese haz, de forma que todos los demás son rechazados y sólo uno llega a la superficie sensible, formando un punto de la imagen. Esto es una situación ideal, las cámaras estenopeicas reales lo que hacen es restringir la anchura de dicho haz luminoso, de tal manera que lo que se forma sobre la película son pequeños círculos.
Cómo hacer una cámara estenopeica
Las posibilidades para construir una cámara estenopeica son prácticamente infinitas. Básicamente, consisten en una caja oscura, en uno de cuyos lados se coloca un material sensible y en el lado opuesto un pequeño prificio. Se pueden hacer a partir de elementos tan comunes como una caja de zapatos, una lata de galletas, una lata de conservas cualquiera, cartuchos de película de formato 110 o 126, etc. También se pueden hacer a partir de una cámara a la que se le quita el sistema óptico, o construirlas desde cero.
El estenopo.
Se conoce como estenopo el orificio encargado de restringir la entrada de luz en la cámara, esta es la parte fundamental de una cámara estenopeica. De su tamaño depende la calidad de la toma fotográfica.
Cuanto más pequeño sea este estenopo, más pequeño será el círculo de luz que forme sobre la placa sensible. Podría pensarse, pues que dicho estenopo debería ser tan pequeño como sea posible, pero a partir de cierto tamaño comienza a ser importante el fenómeno de la difracción, que podríamos describir como desviaciones del rayo luminoso que se producen en los bordes del orificio. Cuanto menor sea el agujero, mayor importancia cobrarán los fenómenos de difracción.
Esto reduce los tamaños utilizables a un estrecho margen en el cual el orificio es lo suficiéntemente pequeño como para que la formación de la imagen sea aceptable, y lo suficiéntemente grande como para que los fenómenos de difracción no disminuyan la calidad de imagen. Este margen variará con la distancia del orificio a la película (asimilable a la distancia focal en las cámaras convencionales). Se han propuesto muchas tablas de tamaños, de las cuales incluyo las más utilizadas.
Existen varias fórmulas para calcular el diámetro más adecuado para el estenopo, Jon Grepstad ha recopilado las más utilizadas:
Fórmula de Lord Rayleigh.
d = 1.9 * sqrt(l * f),
Donde d = diámetro del estenopo l = longitud de onda de la luz y f = Distancia focal o distancia del estenopo al material sensible.
Para la longitud de onda de la luz, se pueden utilizar distintos valores medios, pero normálmente se utiliza el valor de la luz amarilla. i.e. 0.00055 mm.
Renner propone distintas fórmulas con la forma general
r = sqrt (l * c * f)
r = radio del estenopo
l = longitud de onda de la luz
c = constante, normálmente entre 0.5 y 1
f = longitud focal
Platt (1989) utiliza la siguiente fórmula:
d² = f/k,
donde K es una constante (aprox.1300)
Dobson (1991) sugiere la siguiente fórmula.
d = sqrt (f)/25
Varias de las tablas que se han propuesto para diámetros de estenopo
Bogre (1988)
Longitud Focal (mm)
Diámetro Estenopo (mm)
Nº f
Factor de exposición para f/22
50
0.29
f/174
63 x
75
0.35
f/213
94 x
100
0.41
f/246
125 x
125
0.45
f/275
157 x
150
0.50
f/203
188 x
200
0.57
f/348
250 x
250
0.64
f/389
313 x
300
0.70
f/426
376 x
Platt (1989)
Longitud Focal (mm)
Diámetro Estenopo (mm)
Nº f
130
0.33
380
210
0.40
500
260
0.46
550
320
0.50
650
420
0.58
690
550
0.66
800
650
0.74
930
750
0.79
960
1000
0.91
1120
Holter (1990)
Longitud Focal (mm)
Diámetro Estenopo (mm)
Nº f
Factor de exposición para f/16
10
0.14
70
20
20
0.20
100
40
30
0.24
125
60
40
0.28
140
80
50
0.31
160
100
60
0.34
180
125
70
0.37
190
140
80
0.40
200
160
90
0.42
214
180
100
0.45
220
190
150
0.54
280
300
200
0.63
318
400
250
0.70
360
500
300
0.78
380
560
350
0.84
418
700
400
0.89
450
800
Fuller (1992)
Longitud Focal (mm)
Diámetro Estenopo (mm)
Nº f
50
0.26
200
75
0.32
220
100
0.45
240
150
0.55
270
200
0.63
320
250
0.71
350
300
0.77
390
350
0.83
420
400
0.89
450
500
1.00
500
La cámara y el material sensible.
Como ya he mencionado, la cámara se puede hacer a partir de muy variados elementos. El interior de la cámara debe ser pintado con pintura negra mate.
La zona donde se coloca el material sensible puede ser plana o cóncava. Si es plana, y el ángulo de cobertura de la cámara es muy amplio, la fotografía aparecerá viñeteada, esto es, con los bordes más oscuros que la parte central.
El material sensible puede ser película fotográfica en sus diferentes tipos, tales como placas película en rollo 120 o 220, cartuchos de formato 110 y 126, etc. Pero también se puede utilizar como material sensible papel fotográfico, con la ventaja de que no hará falta estar en total oscuridad para cargar la cámara, se puede utilizar una luz de seguridad. La principal desventaja del papel es su baja sensibilidad (alrededor de ISO8). Hay que tener en cuenta que en papel se obtendrá un negativo, que luego habrá que copiar para obtener un positivo.
Algunos cálculos
Para trabajar con una cámara estenopeica, hace falta primero conocer las características de dicha cámara, principálmente su número f/ para poder calcular la exposición necesaria.
Número f/
En una cámara estenopeica la apertura, o número f/, es constante, y viene dado por la distancia del estenopo al plano de la película y el diámetro del orificio, la relación es definida por la siguiente fórmula.
f= F/d
Siendo f el número f/, d el diámetro del estenopo y F la distancia de este al material sensible.
Se pueden hacer cámaras estenopeicas con distancias F variables, en cuyo caso habrá que calcular el número f/ para cada distancia.(suele construirse una escala que se fija al cuerpo de la cámara)
Ángulo de cobertura.
A veces es importante conocer el ángulo de cobertura de la toma, para poder ajustar el encuadre, o poder construir un visor para la cámara.
A partir del siguiente esquema, podemos deducir por trigonometría el ángulo de cobertura, que será igual a 2a
a=atan(L/2F)
Siendo L la anchura de la película y F la distancia del estenopo a la película. Por lo tanto, el ángulo de cobertura es
A=2atan(L/2F)
Ejemplo práctico. Construcción de una estenopeica a partir de una cámara TLR.
Compré una Lubitel 166 hace unos años y, al cabo de un tiempo de uso, se me estropeó el sistema de enfoque, perdiendo la sincronización de los dos objetivos. Así que le quité el objetivo de toma y lo sustituí por una placa de metal con un agujero muy fino. Yo utilicé un trozo de plomo del que sirve para cerrar las botellas de cava, lo aplasté y alisé bien y le hice un agujero con una aguja de inyección subcutanea de 32G, el agujero hay que hacerlo girando la aguja lo más rápido que puedas y sobre una superficie dura para eliminar al máximo las rebabas de metal.
Posteriormente, pegué este trozo de plomo en el hueco de donde había quitado el objetivo (con masilla epoxi). Es importante que el agujero quede bien centrado.
Cálculos.
Medí el diámetro del orificio con un cuentahilos graduado, dando una medida de aproximádamente 0.3 mm (Ø), puesto que la distancia del orificio a la película (d) es de 75 mm, el número f será:
f = d/Ø = 75/0.3 = 250
Como las escalas de números f siguen un orden determinado, doblando el Nº f/ cada dos pasos, el punto más cercano es f256, que es el que he utilizado en todos los cálculos de exposición.
Por supuesto, mi fotómetro de mano no llega a ese número f, así que construí una tabla de EV frente a tiempo para cada sensibilidad de la película.
Este sistema permite poder encuadrar la fotografía, ya que el objetivo de enfoque permanece en funcionamiento, aunque ya sólo sirve como objetivo de "encuadre", puesto que no hace falta enfocar.
Ejemplos
Puedes encontrar dos muestras de fotos tomadas con esta cámara en mi galería de fotos:
Escritorio y Teclado
Son simples vistas de mi mesa de trabajo, que sólo tienen como fin demostrar las características de estas cámaras.
Asímismo, en la página citada de Jon Grepstad encontrarás múltiples ejemplos comentados.
En la página de enlaces de fotografía, encontrarás varias referencias sobre fotografía estenopeica.
Nabil Azañón
Introducción
Las cámaras fotográficas han avanzado técnicamente hasta cotas impensables hace unos años, pero todas ellas se siguen basando en los mismos principios que dieron lugar a esta técnica hace algo más de siglo y medio.
Lo que hacemos al tomar una fotografía, es controlar la cantidad de luz que llega a una película sensible. De lo avanzado de la cámara dependerá la exactitud con que podamos controlar esa cantidad de luz, y los márgenes entre los cuales podemos ejercer ese control.
Las cámaras fotográficas habituales, constan de un diafragma, que controla la cantidad de luz que llega a la película, y de un obturador, que controla el tiempo durante el cual está expuesta la película. Todos los demás controles que lleve cualquier cámara, son simplemente ayudas para controlar estos dos factores, principálmente para calcular los valores adecuados para cada toma.
Pero las cámaras que estamos acostumbrados a ver constan además de un sistema óptico para enfocar el sujeto, creando una imagen de éste sobre la superficie de la película.
La mayoría de nosotros tendemos a pensar que este sistema óptico es imprescindible, y que sin él no se puede hacer fotografía. Pero esto no es cierto, hay un tipo de fotografía en el que no existe este sistema óptico, es la llamada "Fotografía estenopeica".
En esta página, sólo pretendo dar una visión general de la fotografía estenopeica, para que la puedas conocer un poco más. La parte de introducción histórica y las tablas y fórmulas para el cálculo de los diámetros del estenopo han sido traducidas por mí desde la página de Jon Grepstad, una de las más completas recopilaciones técnicas que hay en la red sobre este tema, y que te aconsejo que visites.
¿Qué es una cámara estenopeica?
En pocas palabras, una cámara estenopeica es aquella que no tiene sistemas ópticos basados en la refracción de la luz, siendo sustituidos por un orificio, llamado estenopo, que es el encargado de formar la imagen.
Como luego comentaremos, estas cámaras no tienen algunos de los problemas que los sistemas ópticos basados en la refracción causan en las cámaras convencionales.
Historia (recogido de Jon Grepstad)
Primeras observaciones y experiencias
Los principios básicos de los estenopos se encuentran ya en textos chinos del s. V a. C. Los chinos habían des cubierto que la luz viaja en linea recta. El filósofo Mo Ti es el primero, que nosotros sepamos, que constató la formación de una imagen, invertida, en una pantalla a través de un orificio. Mo Ti se percató de que los objetos reflejan la luz en todas las direcciones, y que los rayos procedentes de un objeto, cuando pasan a través de un orificio, producen una imagen invertida en una pantalla, describiendo el fenómeno de la cámara oscura (Hammond 1981:1). De acuerdo con Hammond, no hay más referencias a la cámara oscura in textos chinos haste el s. IX d.C., cuando Tuan Cheng Shih se refiere a una imagen en una pagoda. Shen Kua, más tarde, corrigió la explicación de la formación de la imagen. Yu Chao - Lung, En el s.X d.C. usó modelos de pagodas para formar imágenes estenopeicas en una pantalla. De todos modos, de estos experimentos no se derivá ninguna teoría geométrica sobre la formación de la imagen (Hammond 1981:2).
En el hemisfério occidental, Aristóteles (s. IV a. C.) comenta la formación de imágenes estenopeicas en su obra "Problemas". En el Libro XV,6, pregunta: "¿Por qué cuando la luz atraviesa un orificio cuadrado, o por ejemplo a través de un trabajo de cestería, no forma imágenes cuadradas sino circulares?[...]". En el Libro XV, 11 va más allá y se pregunta "¿Por qué en un eclipse de Sol, si uno mira a través de un tamiz o de una hoja de árbol, como las del platanero, o si uno une los dedos de una mano sobre los de la otra y mira al través, los rayos siguen formando una imagen en forma de creciente? ¿es por la misma razón por la que cuando los rayos brillan a través de un orificio cuadrado, siguen apareciendo en forma de un cono?[...]"(Aristóteles 1936: 333, 341). Aristóteles no encontró respuestas satisfactorias a estas observaciones, que permanecieron sin resolver hasta el s. XVI (Hammond 1981:5)
El médico y matemático árabe Ibn Al-Haitam (Albazen) experimentó con la formación de imágenes en el s. X d.C.. Dispuso tres velas alineadas y colocó una pantalla con un pequeño orificio entre estas y la pared. Notó que las imágenes eran formádas sólo a través de pequeños agujeros y que la vela de la derecha formaba la imagen de la izquierda, y así sucesivamente. De aquí dedujo la linealidad de la transmisión de la luz (Hammond 1981:5).
En los siguientes siglos, la técnica estenopeica fué utilizada por investigadores de la óptica en varios experimentos para investigar la luz solar proyectada a través de un pequeño orificio.
Renacimiento y Post-renacimiento.
En el Renacimiento y los siglos siguientes la cámara oscura fué utilizada sobre todo para fines científicos en astronomía y, ayudados por las lentes, como ayudas para el dibujo por pintores y dibujantes amateurs.
Leonardo Da Vinci (1452-1519) describe la formación de imágenes estenopeicas en su "Codex atlanticus". En él describe la formación de imágenes del sol a través de orificios practicados en las paredes de una iglesia.
En 1475, el matemático y astrónomo renacentista Paolo Toscanelli colocó un anillo de bronce con una apertura en una ventana de la catedral de Florencia, que todavía está en uso. En días soleados, una imagen solar se proyecta a través del orificio sobre el suelo de la catedral.A mediodía, dicha imagen coincide con una marca en el suelo de la catedral. Este efecto fué utilizado para conocer la hora (Renner 1995:6).
En 1580 los astrónomos papales usaron un orificio y una marca similar en el Observatorio Vaticano de Roma para probar al papa Gregorio XIII que el equinoccio de primavera se había fijado incorrectamente en el 11 de marzo y no en el 21 de marzo. Dops años más tarde, después de cuidadosas consideraciones, Gregorio XIII corrigió el calendario Juliano en 10 días, creando con ello el calendario Gregoriano vigente hoy en día (Renner 1995:7).
Giovanni Battista della Porta (1538-1615), un científico napolitano, ha sido considerado el inventor de la cámara oscura por su descripción de una cámara oscura estenopeica en la primera edición de su "Magia Naturalis" (1558). Su descripción ha sido muy conocida, pero el no fué de ningún modo el inventor.
La primera imagen de una cámara oscura estenopeica es aparéntemente un dibujo en "De Radio Astronomica et Geometrica"(1545), de Gemma Frisius. Gemma Frisius, un astrónomo, utilizó un estenopo en una habitación oscura para estudiar el eclipse solar de 1544. El término cámara oscura fué acuñado por Johannes Kepler (1571-1630). En ese momento el término indicaba una habitación o una tienda con un orificio y una lente usados por los artistas para dibujar paisajes. La lente permitía obtener una imagen más brillante y enfocarla a cierta distancia. Este tipo de cámara es distinto del usado por Frisius, que no tenía lente. En la década de 1620, Kepler inventó una cámara oscura portatil. Estas cámaras, utilizadas como ayuda al dibujo, se encontraron pronto en diversas formas y tamaños.
Durante el s.XIX, varias grandes cámaras oscuras fueron utilizados como lugares de educación y entretenimiento. Las lentes de menisco, superiores en calidad a las biconvexas, mejoraron las imágenes proyectadas. Varios edificios con cámaras oscuras permanecen en pie hoy en día. La Cámara Oscura en Royal Mile (Edimburgo); La Great Union Camera en Douglas (Isla de Man); El Observatorio Clifton en Bristol (Inglaterra); la cámara oscura de Portmeirion, (Gales del Norte); la Cámara Gigante de Cliff House (San Francisco); La cámara oscura de Santa Mónica (California) y otras muchas. Unas pocas cámaras oscuras de gran tamaño se han construido durante el s.XX
Primeras fotografías estenopeicas
Sir David Brewster, un científico inglés, fué uno de los primeros que practicó la fotografía estenopeica, en la década de 1850. Él también fué el que acuñó el término "pinhole" (denominación en inglés de las cámaras estenopeicas) utilizado por primera vez en su libro "The Stereoscope", en 1856. Joseph Petzval usaba el término "cámara natural", en 1859, mientras Dehors y Deslandres, en los últimos 1880,s propusieron el término "stenopaic photography". En las lenguas latinas se ha optado por esta última raíz, "stènopé" en francés, "stenopeico" en italiano y "estenopeica" en español, mientras que las lénguas germánicas optaron tomaron como modelo "Pinhole", Lochkamera" en alemán, "hullkamera", "holkamera" y "hålkamera" en las lenguas escandinavas, aunque en estas también se usa el término latino "camera obscura".
Sir William Crookes, John Spiller yWilliam de Wiveleslie Abney, todos en Inglaterra, fueron otros de los pioneros de la fotografía estenopeica. Las fotografías estenopeicas más antiguas que se conservan son, probablemente, las hechas por el arqueólogo inglés Flinders Petrie (1835-1942) durante las excavaciones en Egipto alrededor de 1880, dos de las cuales se reproducen en Renner (1995:39,40). Pero hay que hacer notar que la cámara de Petrie contaba con una lente simple delante del estenopo.
Pictorialismo y fotografía estenopeica popular.
Al final de la década de 1880, el movimiento impresionista en la pintura ejerció una cierta influencia en el naciente arte fotográfico. Diferentes escuelas y tendencias se desarrollaron en la fotografía. La "vieja escuela" creía en imágenes nítidas y en lentes perfectas, mientras la nueva escuela, el "pictorialismo", intentaba captar la atmósfera de la nuevas tendencias en pintura. Algunos de estos pictorialistas experimentaron en la fotografía estenopeica. En 1890, George Davidson ganó el primer premio de la Exhibición Anual de la Photographic Society de Londres con una fotografía estenopeica, "An Old Farmstead", luego conocida como "The Onion Field". Este premio fué tan controvertido que provocó la escisión de la Photographic Society, para formar el grupo "Linked Ring". La fotografía de Davidson es reproducida en la obra de Renner (1995:42), y en varios libros de historia de la fotografía.
En 1892, el dramaturgo sueco August Strindberg comenzó a experimentar con la fotografía estenopeica. Alrededor de 100 obras de este autor se conservan todavía y 3 o 4 de ellas son imágenes estenopeicas.
La fotografía estenopeica se popularizó en la década de 1890, con la comercialización de varias cámaras estenopeicas en Europa, EEUU y Japón. En Londres, 4000 cámaras estenopeicas "Photominibuses" se vendieron en 1892. Estas cámaras parecían tener un status similar a las actuales cámaras desechables, y ninguna de ellas se ha conservado en las colecciones actuales. Unos años más tarde, una compañía americana inventó una cámara estenopeica desechable, la "Ready Photographer", consistente en una placa seca un estenopo en una lámina metálica y un fuelle. Otra compañía americana vendía la "Glen Pinhole Camera", que incluía seis placas secas, químicos de procesado, cubetas, un marco de positivado y papel rojo para la luz de seguridad. Pero la primera estenopeica reálmente comercial fué diseñada por Dehors y Deslandres en Francia en 1887. Esta cámara tenía un disco rotatorio con 6 estenopos, en tres pares de similar tamaño. Imágenes de estas cámaras se pueden ver en Renner (1995:43).
La producción en masa de cámaras convencionales y el "neorealismo" del s. XX pronto arrinconaron la foptografía estenopeica. Por los años 30 la técnica apenas era recordada y sólo se utilizaba en la enseñanza. Frederick Brehm, en lo que luego sería el Rochester Institute of Technology, fué posiblemente el primer profesor universitario en desarrollar el valor educativo de la tecnica estenopeica. Él fué quien diseñó la Kodak Pinhole Camera alrededor de 1940.
El renacer de la fotografía estenopeica.
A mediados de los 60, varios autores comenzaron a experimentar independientemente con la técnica estenopeica. Paolo Gioli en Italia, Gottfried Jäger en Alemania, David Lebe, Franco Salmoiraghi, Wiley Sanderson y Eric Renner en EEUU. Por pura coincidencia, muchos de estos artistas trabajaron con cámaras de varios estenopos. Sanderson era profesor de fotografía en la Universidad de Georgia, y enseñó fotografía estenopeica desde 1953 a1988. Durante dicho periodo sus alumnos construyeron 4356 cámaras estenopeicas (Renner 1995:53)
Dos científicos estaban también trabajando en fotografía estenopeica, Kenneth A. Connors en EEUU y Maurice Pirenne en Gran Bretaña. Connors investigó sobre la definición y la resolución en las cámaras estenopeicas, sus resultados los publicó en su propio periódico, Interest. Pirenne, por su parte, utilizó los estenopos para estudiar perspectiva, publicando sus resultados en el libro "Optica, pintura y fotografía" (1970). En 1971, Time-Life Books publicó "The Art of Photography", en el que se incluyeron varias de las imágenes estenopeicas panorámicas de Eric Renner. El ejemplar de Junio de 1975 de Popular Photography publicó el artículo "Pinholes for the People", basado en una experiencia de Phil Simkin en el Museo de Arte de Philadelphia, donde puso a disposición del público 15.000 cámaras estenopeicas cargadas, cuyas imágenes eran reveladas y expuestas en el propio museo.
En la década de los 70, la fotografía estenopeica fué ganando popularidad, muchos fotógrafas experimentaron con ella y con procesos alternativos. Se comenzaron a publicar artículos y algunos libros, entre los que destaca "The Hole Thing" de Jim Shull. Stan Page, historiador sobre fotografía de Utah, recopiló más de 450 artículos sobre el tema desde 1850. Los críticos, sin embargo, continuaban ignorando la fotografía estenopeica como arte, sobre todo en EEUU. En Japón, Nobuo Yamanaki comenzó a construir cámaras en los principios de los 70. Aunque la fotografía estenopeica iba ganando popularidad, pocos artistas conocían la obra de otros, puesto que no había entrado en los círculos establecidos para el arte.
En 1985, Lauren Smith publicó "The Visionary Pinhole", que constituyó la primera amplia recopilación de documentos sobre los diversos campos de la fotografía estenopeica. La primera exposición nacional de EEUU fué organizada por Willie Anne Wright, en el Institute of Contemporary Art del Virginia Museum en 1982. En 1988 la primera exhibición internacional "Through a Pinhole Darkly" se organizó en el Fine Arts Museum de Long Island, contando con cámaras e imágenes de 45 artistas. El mismo año se organizó en España, otra exhibición , en el Museo de Arte Contemporaneo de Sevilla, co la obra de 9 fotógrafos. Una tercera exposición se celebró, el mismo año, en el Centro para las Artes Contemporáneas de Santa Fé, en México. En el catálogo de esta última aparecía el artículo "Notes Toward Stenopaesthetic" de James Hugunin, uno de los más exahustivos análisis de la situación de la fotografía estenopeica en los 80 (Renner, 1995:94). El libro de Eric Renner (1995) menciona un gran número de artistas de este tipo de fotografía que estuvieron activos en los 80, y da muestras de su trabajo. De acuerdo con este mismo autor, al menos seis cámaras estenopeicas comerciales se fabricaron durante esta época.
Eric Renner fundó en 1984 "The Pinhole Resource", un centro internacional de archivo y documentación sobre fotografía estenopeica. Los archivos incluyen más de 2000 imágenes. El primer número del "Pinhole Journal" apareció en diciembre de 1985. Hasta hoy,ha publicado la obra de más de 200 artistasde varios paises.
Con el advenimiento de la WWW, la fotografía estenopeica se introdujo en la Red. Uno de los primeros artistas en publicar su trabajo en Internet fué Harlan Wallach. En enero de 1995, Richard Vallon, de Louisiana estableció "The Pinhole Resource" en la Red.
Hoy en día la información sobre fotografía estenopeica en la Red es abundante, como se puede combrobar con una búsqueda en cualquiera de los buscadores más extendidos.
Fotografía estenopeica en la ciencia.
La fotografía estenopeica se comenzó utilizando para fines científicos en el s. XVI, sobre todo en Astronomía y en el estudio de los eclipses solares. Ya en nuestro siglo, se descubrió que el principio de las cámaras estenopeicas podía ser aplicado en física nuclear, para la fotografía de alta energía, con rayos X y gamma. En los últimos años, también han sido utilizadas en la fotografía de alta energía de láser plasma. (Renner 1995:21)
Sobre este tema puedes encontrar más información en:
Ariel V: October 1974 - March 1980
The MOnitoring X-ray Experiment (MOXE)
Indiana University Astronomy Department: Solar eclipse 10 June 1994
Por qué de la fotografía estenopeica.
La fotografía estenopeica supone, de algún modo, una vuelta a los orígenes de la fotografía. Para un aficionado a este tipo de fotografía, el proceso de toma comienza con la construcción de la cámara. Pero no es sólo un planteamiento"romántico" de vuelta a los orígenes y abandono de la tecnología lo que nos mueve a internarnos en este tipo de fotografía.
Esta fotografía también salva algunas de las limitaciones de los sistemas ópticos, y , además, las fotografías tomadas por este método tienen una atmósfera que las hace distintas de las tomadas por cámaras habituales.
Limitaciones de los sistemas ópticos.
Las lentes utilizadas en fotografía tienen como misión formar sobre la película 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.
La 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 laa que se encuentre.
Los factores que influyen en la profundidad de campo de un sistema óptico son principálmente dos:
Distancia focal de la lente: es la distancia desde el centro de la lente hasta el plano en el cual dicha lente forma la imagen virtual. 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 pués, 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, todos.
Distancia mínima de enfoque.
Esta no es una limitación intrínseca a los sistemas ópticos sino una limitación derivada de la forma en que los objetivos son construidos
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 y, si 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 la distancia focal efectiva del conjunto, y la distancia del centro óptico de éste a la película, varíe.
Pero estos cambios tienen limitaciones de 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 foacla 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 lineas rectas.
Si bien este no es un problema general de los sistemas ópticos, si que lo es en los objetivos de distancias focales cortas. Consiste en una distorsión de las lineas 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 lineas de un edificio al fotografiarlo en "contrapicado" con un objetivo gran angular.
¿Y en las estenopeicas?
Las cámaras estenopeicas no utilizan sistemas ópticos basados en la refracción, es decir, el rayo de luz procedente del sujeto no es desviado de su trayectoria por ninguna lente, sino que sigue siempre una trayectoria recta desde el sujeto al plano de la película.
Esto elimina los problemas que hemos descrito, en una cámara estenopeica todo lo que entre dentro del campo de visión aparecerá enfocado en la película. Su profundidad de campo es infinita y su distancia mínima de enfoque cero, además, puesto que no se producen efectos de refracción, las lineas rectas serán rectas estén donde estén respecto al centro del fotograma y formen el ángulo que formen con el plano de la película, independientemente de la longitud focal de la cámara.
¿Cómo funciona una estenopeica?
Cada punto del sujeto refleja la luz que recibe en forma de un haz que se extiende en todas direcciones. Lo que hace una cámara estenopeica es seleccionar un único rayo de ese haz, de forma que todos los demás son rechazados y sólo uno llega a la superficie sensible, formando un punto de la imagen. Esto es una situación ideal, las cámaras estenopeicas reales lo que hacen es restringir la anchura de dicho haz luminoso, de tal manera que lo que se forma sobre la película son pequeños círculos.
Cómo hacer una cámara estenopeica
Las posibilidades para construir una cámara estenopeica son prácticamente infinitas. Básicamente, consisten en una caja oscura, en uno de cuyos lados se coloca un material sensible y en el lado opuesto un pequeño prificio. Se pueden hacer a partir de elementos tan comunes como una caja de zapatos, una lata de galletas, una lata de conservas cualquiera, cartuchos de película de formato 110 o 126, etc. También se pueden hacer a partir de una cámara a la que se le quita el sistema óptico, o construirlas desde cero.
El estenopo.
Se conoce como estenopo el orificio encargado de restringir la entrada de luz en la cámara, esta es la parte fundamental de una cámara estenopeica. De su tamaño depende la calidad de la toma fotográfica.
Cuanto más pequeño sea este estenopo, más pequeño será el círculo de luz que forme sobre la placa sensible. Podría pensarse, pues que dicho estenopo debería ser tan pequeño como sea posible, pero a partir de cierto tamaño comienza a ser importante el fenómeno de la difracción, que podríamos describir como desviaciones del rayo luminoso que se producen en los bordes del orificio. Cuanto menor sea el agujero, mayor importancia cobrarán los fenómenos de difracción.
Esto reduce los tamaños utilizables a un estrecho margen en el cual el orificio es lo suficiéntemente pequeño como para que la formación de la imagen sea aceptable, y lo suficiéntemente grande como para que los fenómenos de difracción no disminuyan la calidad de imagen. Este margen variará con la distancia del orificio a la película (asimilable a la distancia focal en las cámaras convencionales). Se han propuesto muchas tablas de tamaños, de las cuales incluyo las más utilizadas.
Existen varias fórmulas para calcular el diámetro más adecuado para el estenopo, Jon Grepstad ha recopilado las más utilizadas:
Fórmula de Lord Rayleigh.
d = 1.9 * sqrt(l * f),
Donde d = diámetro del estenopo l = longitud de onda de la luz y f = Distancia focal o distancia del estenopo al material sensible.
Para la longitud de onda de la luz, se pueden utilizar distintos valores medios, pero normálmente se utiliza el valor de la luz amarilla. i.e. 0.00055 mm.
Renner propone distintas fórmulas con la forma general
r = sqrt (l * c * f)
r = radio del estenopo
l = longitud de onda de la luz
c = constante, normálmente entre 0.5 y 1
f = longitud focal
Platt (1989) utiliza la siguiente fórmula:
d² = f/k,
donde K es una constante (aprox.1300)
Dobson (1991) sugiere la siguiente fórmula.
d = sqrt (f)/25
Varias de las tablas que se han propuesto para diámetros de estenopo
Bogre (1988)
Longitud Focal (mm)
Diámetro Estenopo (mm)
Nº f
Factor de exposición para f/22
50
0.29
f/174
63 x
75
0.35
f/213
94 x
100
0.41
f/246
125 x
125
0.45
f/275
157 x
150
0.50
f/203
188 x
200
0.57
f/348
250 x
250
0.64
f/389
313 x
300
0.70
f/426
376 x
Platt (1989)
Longitud Focal (mm)
Diámetro Estenopo (mm)
Nº f
130
0.33
380
210
0.40
500
260
0.46
550
320
0.50
650
420
0.58
690
550
0.66
800
650
0.74
930
750
0.79
960
1000
0.91
1120
Holter (1990)
Longitud Focal (mm)
Diámetro Estenopo (mm)
Nº f
Factor de exposición para f/16
10
0.14
70
20
20
0.20
100
40
30
0.24
125
60
40
0.28
140
80
50
0.31
160
100
60
0.34
180
125
70
0.37
190
140
80
0.40
200
160
90
0.42
214
180
100
0.45
220
190
150
0.54
280
300
200
0.63
318
400
250
0.70
360
500
300
0.78
380
560
350
0.84
418
700
400
0.89
450
800
Fuller (1992)
Longitud Focal (mm)
Diámetro Estenopo (mm)
Nº f
50
0.26
200
75
0.32
220
100
0.45
240
150
0.55
270
200
0.63
320
250
0.71
350
300
0.77
390
350
0.83
420
400
0.89
450
500
1.00
500
La cámara y el material sensible.
Como ya he mencionado, la cámara se puede hacer a partir de muy variados elementos. El interior de la cámara debe ser pintado con pintura negra mate.
La zona donde se coloca el material sensible puede ser plana o cóncava. Si es plana, y el ángulo de cobertura de la cámara es muy amplio, la fotografía aparecerá viñeteada, esto es, con los bordes más oscuros que la parte central.
El material sensible puede ser película fotográfica en sus diferentes tipos, tales como placas película en rollo 120 o 220, cartuchos de formato 110 y 126, etc. Pero también se puede utilizar como material sensible papel fotográfico, con la ventaja de que no hará falta estar en total oscuridad para cargar la cámara, se puede utilizar una luz de seguridad. La principal desventaja del papel es su baja sensibilidad (alrededor de ISO8). Hay que tener en cuenta que en papel se obtendrá un negativo, que luego habrá que copiar para obtener un positivo.
Algunos cálculos
Para trabajar con una cámara estenopeica, hace falta primero conocer las características de dicha cámara, principálmente su número f/ para poder calcular la exposición necesaria.
Número f/
En una cámara estenopeica la apertura, o número f/, es constante, y viene dado por la distancia del estenopo al plano de la película y el diámetro del orificio, la relación es definida por la siguiente fórmula.
f= F/d
Siendo f el número f/, d el diámetro del estenopo y F la distancia de este al material sensible.
Se pueden hacer cámaras estenopeicas con distancias F variables, en cuyo caso habrá que calcular el número f/ para cada distancia.(suele construirse una escala que se fija al cuerpo de la cámara)
Ángulo de cobertura.
A veces es importante conocer el ángulo de cobertura de la toma, para poder ajustar el encuadre, o poder construir un visor para la cámara.
A partir del siguiente esquema, podemos deducir por trigonometría el ángulo de cobertura, que será igual a 2a
a=atan(L/2F)
Siendo L la anchura de la película y F la distancia del estenopo a la película. Por lo tanto, el ángulo de cobertura es
A=2atan(L/2F)
Ejemplo práctico. Construcción de una estenopeica a partir de una cámara TLR.
Compré una Lubitel 166 hace unos años y, al cabo de un tiempo de uso, se me estropeó el sistema de enfoque, perdiendo la sincronización de los dos objetivos. Así que le quité el objetivo de toma y lo sustituí por una placa de metal con un agujero muy fino. Yo utilicé un trozo de plomo del que sirve para cerrar las botellas de cava, lo aplasté y alisé bien y le hice un agujero con una aguja de inyección subcutanea de 32G, el agujero hay que hacerlo girando la aguja lo más rápido que puedas y sobre una superficie dura para eliminar al máximo las rebabas de metal.
Posteriormente, pegué este trozo de plomo en el hueco de donde había quitado el objetivo (con masilla epoxi). Es importante que el agujero quede bien centrado.
Cálculos.
Medí el diámetro del orificio con un cuentahilos graduado, dando una medida de aproximádamente 0.3 mm (Ø), puesto que la distancia del orificio a la película (d) es de 75 mm, el número f será:
f = d/Ø = 75/0.3 = 250
Como las escalas de números f siguen un orden determinado, doblando el Nº f/ cada dos pasos, el punto más cercano es f256, que es el que he utilizado en todos los cálculos de exposición.
Por supuesto, mi fotómetro de mano no llega a ese número f, así que construí una tabla de EV frente a tiempo para cada sensibilidad de la película.
Este sistema permite poder encuadrar la fotografía, ya que el objetivo de enfoque permanece en funcionamiento, aunque ya sólo sirve como objetivo de "encuadre", puesto que no hace falta enfocar.
Ejemplos
Puedes encontrar dos muestras de fotos tomadas con esta cámara en mi galería de fotos:
Escritorio y Teclado
Son simples vistas de mi mesa de trabajo, que sólo tienen como fin demostrar las características de estas cámaras.
Asímismo, en la página citada de Jon Grepstad encontrarás múltiples ejemplos comentados.
En la página de enlaces de fotografía, encontrarás varias referencias sobre fotografía estenopeica.
Nabil Azañón
Neibil
saludos gente! pues este blog va consistir en una serie de trabajos manuales, k ire presentandolos segun pase el tiempo. explicare como los e realizado,materiales k hay k utilizar para realizarlos,etc.
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