El registro cinematográfico desde la cámara oscura hasta la cámara de cine

Transcripción

1 El registro cinematográfico desde la cámara oscura hasta la cámara de cine Naturaleza de la luz Lo que denominamos luz es una porción del espectro electromagnético. Las radiaciones electromagnéticas (denominadas así por formarse a raíz de campos eléctricos y magnéticos combinados) son ondas, y por ende tienen frecuencia y largos de onda. Los largos de onda caracterizan la onda y en el caso de las electromagnéticas, pasamos de los largos más cortos con los rayos gamma hasta las ondas de radio en los largos de onda más largos, pasando por los rayos x, ultravioletas, el espectro visible, los infrarrojos y las microondas. El espectro visible es una parte muy pequeña del total del espectro, con largos de onda entre los 400 nm (para los colores más fríos) y los 700 nm 1 (para los más cálidos) aproximadamente 2. ondas de radio infrarrojo ultravioleta rayos gamma microondas rayos x visible (largos de onda en m) 690 nm 430 nm Las radiaciones tienen entonces un largo de onda (que en el espectro visible nos caracteriza el color de la luz), una dirección y una amplitud, que nosotros podemos interpretar como intensidad de la luz. Resumidamente, esta concepción ondulatoria de la luz, se agrega a la teoría corpuscular, que utilizamos para interpretar como los fotones que impactan contra la fotocelda de nuestro fotómetro generan una tensión eléctrica que nos sirve para medir la intensidad de la luz, por ejemplo. El tercer modo de interpretar la luz es al que nos referiremos de aquí en adelante: la óptica geométrica. Se trata de una aproximación en la que damos por sentado que existe un frente de onda desplazándose uniformemente en línea recta, y tomamos la dirección del desplazamiento de dicho frente como rayo luminoso (principio de Huygens). Desde este punto de vista, para cada punto de un objeto luminoso, tenemos una infinidad de rayos que parten de él en línea recta y en todas direcciones. Esta aproximación es de duma utilidad para interpretar la formación de imagen en el proceso del registro fotográfico, y por ende también cinematográfico. 1 1 nm=0,001µm=0, mm 2 Los límites del espectro visible son aproximados ya que dependen de la sensibilidad del ojo humano, por lo cual se trata de un promedio entre distintos observadores que pueden diferir mínimamente en su percepción. Además, la sensibilidad en los extremos del visible se reduce asintóticamente, con lo cual es difícil establecer un límite preciso. Se tomaron 430 y 690 nm como límites por ser los largos de onda en los que la sensibilidad del ojo humano se reduce al 1%, aunque se sigue percibiendo la luz como tal en largos de onda por fuera de ese rango si es lo suficientemente intensa.

2 La cámara estinopéica La cámara estinopéica, o cámara oscura representa el modo más simple de formación de imagen fotográfica. Consiste sencillamente en una caja cerrada, con un orificio en uno de sus lados y una superficie fotosensible en la cara interior del lado opuesto. En principio, para una representación práctica, podemos pensar en una cámara oscura con la forma de un cubo con un orificio en el centro de una de sus caras. En la realidad una cámara oscura puede tener cualquier forma siempre y cuando podamos situar el material sensible en una cara plana opuesta a un orificio (la exposición sobre una superficie tridimensional puede dar efectos interesantes aunque en principio se aleja de la representación tradicional). El interior de nuestra cámara será negro para evitar cualquier clase de reflexión interna de la luz, y deberá estar totalmente sellado. En funcionamiento, la cámara oscura brinda una imagen invertida del sujeto hacia el cual se está encuadrando. El tamaño de la imagen depende de la distancia entre la cara sensible y la cara por la cual pasan los rayos de luz. El ángulo formado por los extremos del material sensible y el orificio, es exactamente el mismo que representa que porción del espacio estamos captando con nuestra cámara, es decir qué campo visual tenemos. La formación de imagen se debe a que en teoría, el orificio por el cual pasa la luz, no tiene dimensiones, aislando un único rayo proveniente de cada punto del sujeto fotografiado. Dado que aceptamos que la luz traza líneas rectas, existe un rayo luminoso único que una un punto del sujeto con un punto en el interior de la cámara sobre la superficie sensible. Dado que esto es válido para cada punto del sujeto, y que cada rayo proveniente de cada punto presenta diferentes intensidades y colores, la imagen obtenida, va a tener entonces, la misma forma, color y proporción de luminosidad que el sujeto. En realidad, el orificio por el cual pasa la luz tiene un diámetro real, de hecho, puede ser modificable si trabajamos con un diafragma regulable. Cuanto más abierto esté el diafragma, mayor será la cantidad de luz que exponga el material, pero menor será la definición de la imagen dado que estamos rompiendo con el principio básico de la cámara: aislar rayos únicos por cada punto, con lo cual, a mayor apertura del diafragma, mayor cantidad de rayos pasan por él, con lo cual aumentamos el diámetro del cono que se forma entre un punto del sujeto y el material

3 sensible, generando una imagen formada por discos superpuestos (las bases de cada cono) en lugar de puntos. Cuanto más cerrado esté nuestro diafragma, más definida resultará la imagen, pero menor será la luz que la forme 3. Para que nuestra cámara estinopéica sea operativa, tenemos que incorporar un obturador que permita controlar el paso de luz, sólo mientras lo necesitemos. El principal problema que presentan este tipo de cámaras (más allá de su poca versatilidad), es que los tiempos de exposición son muy largos, ya que por su propio principio de funcionamiento, es necesario limitar drásticamente la luz que forma la imagen. Comportamiento de la luz en medios ópticos diferentes. Las lentes. Todos hemos notado que al sumergir parte de un lápiz en el agua, a nuestros ojos, el lápiz parece quebrarse en dos en la línea de la superficie del agua. Esto se debe a que la luz se desplaza a velocidades levemente diferentes en el vacío y en otros medios como el aire, el agua, el cristal, etc. Se dice que los medios ópticos son diferentes y se caracterizan por su índice de refracción con respecto al del vacío (el índice de refracción parte de la relación entre la velocidad de la luz en dos medios diferentes, por ende siempre se lo toma con relación a algún medio, normalmente el vacío 4 ). 3 de todos modos, el diafragma se puede cerrar sólo hasta un cierto límite, dado que si el diámetro de la apertura es demasiado pequeño, comienza a intervenir el fenómeno de difracción reduciendo a su vez la calidad de la imagen de un modo equivalente a lo que se produce abriendo el diafragma. 4 a fines prácticos, los índices de refracción del aire y del vacío pueden asimilarse.

4 De acuerdo a los distintos índices de refracción entre dos medios ópticos, la luz varía de dirección al atravesar la dioptra (frontera entre ambos medios). Como esto tiene relación con el ángulo de incidencia de la luz sobre la dioptra, una superficie no plana generará un comportamiento no paralelo en rayos paralelos. Gracias a esto, existen las lentes. Las lentes están conformados en la mayoría de los casos por superficies esféricas que permiten converger todos los rayos provenientes de un mismo punto de un objeto, en un mismo punto de su imagen. En muchas apreciaciones de óptica geométrica asumimos que las lentes son lentes planas y delgadas. Planas porque, pese a contar con superficies esféricas, generalmente se trata de esferas de gran diámetro en comparación con el diámetro de la superficie útil del lente, por lo cual podemos aproximar la forma de la esfera a la de un plano. Delgadas porque, pese a que el cristal tiene espesor, ese espesor es lo suficientemente pequeño comparado a la distancia focal del lente, con lo cual podemos decir que ese espesor es prácticamente nulo. Las lentes reales utilizados en las cámaras (ya sean de foto, cine o video), están compuestos por varios elementos internos para lograr una mejor calidad de imagen con

5 el mayor aprovechamiento posible de la luz y teniendo en cuenta costos, tamaño y peso según los casos. Sin embargo, se obtendría una imagen equivalente (en cuanto a tamaño y forma) con lentes de un solo elemento. De hecho, para prácticamente todas las consideraciones que afectan a la utilización de las lentes en fotografía, cine y video (ya sea cálculo de aumento lateral, tamaños de imagen, gráficos, angulaciones, etc.), no tomamos en cuenta su tamaño real. Las interpretamos como lentes planas y delgadas de un solo elemento. La distancia focal Dado que los lentes hacen converger los rayos provenientes de un punto real hacia un mismo punto de su imagen, la imagen no está formada por rayos únicos punto por punto, sino por un sumatoria de rayos que convergen en un mismo punto formando un cono. Es indispensable entonces, para que la imagen de ese punto sea definida, que la superficie sobre la cual se forma (ya sea la pantalla de un proyector, o la película en una cámara), se encuentre en el plano sobre el que se forma la imagen. Dicho plano, depende de la distancia entre el objeto y la lente. A raíz de esto es que acostumbramos ver, en una imagen fotográfica, ciertos elementos en foco y otros fuera de foco. Lo que ocurre es que la imagen de un elemento que no está en foco, se está formando por detrás o por delante de la película con lo cual, la película corta el cono formado por los rayos dirigidos hacia dicha imagen, generando un disco en lugar de un punto. 5 Las lentes se caracterizan principalmente por su distancia focal. No debe confundirse con la distancia para la cual estamos enfocando. Es fija e invariable para cada lente y depende de su construcción. La distancia focal es la distancia entre el centro óptico de la lente y la imagen de un objeto situado en el infinito. La distancia focal tiene estricta relación con el ángulo que determina el campo visual de la lente y por ende, del tamaño de imagen. La distancia focal es la que provee a todo encuadre de su aspecto básico: la sensación de profundidad, la separación de los distintos planos del sujeto, la perspectiva (también la profundidad de campo, pero esto depende también del diafragma y la distancia entre los objetos y la cámara). La existencia de las lentes soluciona el problema fundamental de la cámara estinopéica, que es la falta de rapidez del sistema, pero además, resulta mucho más versátil dado que se pueden intercambiar permitiendo distintas posibilidades ópticas con la misma cámara. Controles de la exposición Mientras trabajamos con una cámara oscura, nuestro obturador, pese a ser indispensable, no es un elemento de gran complejidad. Puesto que los tiempos de exposición usuales son muy largos, el movimiento del obturador no requiere de gran precisión (sobre minutos de exposición, errores del orden del segundo son despreciables). Por el contrario, al utilizar lentes, los tiempos de exposición se acortan drásticamente, y necesitamos una gran precisión (de hasta 1/8000 s como proveen algunas cámaras). 5 Esto no ocurre con la cámara oscura que tiene profundidad de campo infinita: el total de los puntos que forman la imagen se encuentran en foco, independientemente de las distancias a las que están situados los objetos de donde provienen los rayos que forman dicha imagen.

6 El obturador nos provee de un medio para controlar el flujo de luz que llega sobre la película, disminuyendo o aumentando el tiempo de exposición a la luz del material sensible. El otro medio del que disponemos es el diafragma 6. El diafragma es un disco 7 de diámetro variable situado teóricamente sobre el plano en el que se encuentra el centro óptico de la lente. Al variar el diámetro de apertura, se reduce la superficie utilizada de la lente, y por ende el caudal de luz que recibe la película. Modos de visualización, el cristal esmerilado Hasta este punto, la cámara funciona perfectamente pero como usuarios todavía no sabemos qué es lo que estamos encuadrando. En las cámaras de visor directo, disponemos de dos lentes, colocados lo más cerca posible el uno del otro de modo tal que la imagen que forma uno sea la más cercana posible a la del otro. Uno de los lentes es el que usamos para tomar la fotografía propiamente dicha, mientras que el otro es el que utilizamos para visualizar y encuadrar. Este sistema tiene como problema fundamental que lo que ven ambas lentes es distinto. Algunas cámaras tienen la capacidad de desplazar la imagen a medida que se hace foco sobre el sujeto, de modo tal que aproximan el encuadre de ambas ópticas de acuerdo a la distancia a la que está situado el sujeto. Si bien mejora la situación, podemos decir que este método nos asegura ver el mismo encuadre que se fotografía a una distancia, sin tener en cuenta todo lo que se encuentra en profundidad. En algunas cámaras (de gran formato principalmente), tenemos la opción de ver la imagen formada exactamente en el mismo lugar donde se coloca la película. La imagen se proyecta sobre esa superficie, del mismo modo que la proyección de una sala de cine; en nuestro caso, la diferencia radica en que el espectador no se encuentra del mismo lado de la pantalla que el proyector (ya que en una cámara, eso significaría estar dentro de la misma), sino del lado opuesto. Entonces es necesario ver la imagen por transmisión desde fuera de la cámara. Imaginemos que queremos proyectar una diapositiva hacia una ventana de vidrio transparente y limpio, obviamente no veremos nada, pero sobre el vidrio colocamos un papel calco por ejemplo, veremos claramente la 6 Además también podemos controlar la exposición mediante el uso de filtros de densidad neutra, cuya función es reducir la intensidad de la luz que los atraviesa sin modificarla en ningún otro aspecto. 7 Lo ideal sería que se tratara de discos, en realidad, por necesidades de su construcción, habitualmente los diafragmas son polígonos, cuantos más lados tengan, obviamente más cercanos a un círculo están, aunque los hay de sólo tres lados

7 imagen proyectada desde ambos lados de la ventana. Del mismo modo, en las cámaras de esta clase, tenemos un cristal esmerilado (es decir con una superficie que transmite la luz de modo difuso). Cada partícula del cristal, al ser impactada por un rayo de luz, se ilumina con el color y la intensidad del rayo, con lo cual, para todas las partículas del cristal, formamos la misma imagen que formaríamos sobre la película. Este sistema, tiene como desventajas que requiere colocar el material fotosensible después de haber encuadrado, y por otro lado, la imagen se verá invertida. Finalmente, se creó el sistema reflex, que incorpora un espejo entre la lente y la película de modo tal que mientras no estamos exponiendo, el espejo refleja la imagen que se formaría sobre la película hacia un cristal esmerilado o dépolie, situado a la misma distancia del espejo reflex que la película. Sobre este cristal, la imagen formada es la misma que la que se formaría sobre la película de estar el obturador abierto y el espejo levantado, con la diferencia de que se encuentra invertida, a raíz de la reflexión. De acuerdo a los distintos diseños y formatos de cámaras, la imagen que se forma sobre el dépolie es eventualmente luego ampliada, redirigida y/o enderezada, por distintos sistemas ópticos hasta llegar al ojo del operador. La imagen que vemos entonces a través del ocular de una cámara reflex es la proyección sobre el dépolie, de la imagen que registraría la película. Cualquier modificación que hagamos sobre esta imagen, como cambiar la dioptría del view-finder por ejemplo, no tiene ningún efecto sobre la fotografía en sí. La cámara de cine La formación de imagen en la cámara de cine es equivalente a la que se produce en la cámara fotográfica. De hecho, se trata del mismo fenómeno repetido a una cierta frecuencia. La imagen cinematográfica es una sucesión de fotogramas que no son sino fotografías. Cada fotograma cumple un ciclo que consta del transporte de la película hasta el posicionamiento sobre la ventanilla con su correspondiente fijado, la exposición y el transporte fuera de la ventanilla con la consiguiente entrada de un nuevo fotograma. La frecuencia a la que se repite este ciclo, es decir, la velocidad de cámara, es lo que determina el modo según el cual se verá la imagen proyectada. Puesto que la película se proyecta siempre a la misma velocidad de 24 fps (frames per second o cuadros por segundo), una escena filmada a otra velocidad de cámara se ralentará o acelerará en proyección. Como caso general tenemos que una escena filmada a x fps, y proyectada a 24 fps, estará ralentada si x>24, y viceversa 8. En suma, la cámara lenta en realidad representa una velocidad de cámara rápida y viceversa. La cámara cinematográfica requiere entonces, de un sistema de transporte sincronizado con el obturador, de modo tal que cada fotograma esté fijo durante su tiempo de 8 Por ejemplo, si filmamos a 48 fps, en un segundo de filmación habremos expuesto 48 fotogramas, que en proyección duran 2 segundos.

8 exposición. En principio el tiempo de exposición está relacionado con la cadencia de filmación. Los obturadores de las cámaras de cine son rotativos, inscriptos en un arco de disco, de modo tal que al girar el obturador, su parte opaca tapa la película, y el resto del tiempo la película se expone. Habitualmente los obturadores son semidiscos, de modo tal que la mitad del ciclo la película está expuesta y la otra mitad el obturador está cerrado para su transporte. En algunas cámaras, es posible modificar la porción del disco que está cubierta para controlar el tiempo de exposición, lo que de otro modo es imposible a menos que modifiquemos la velocidad de cámara y así cambiemos radicalmente el modo en que se verá la escena. Dado que los obturadores están inscriptos en un disco, modificando el ángulo que marca la porción del disco que se encuentra cerrada, estamos posibilitando disminuir el tiempo de exposición de cada fotograma. Por ejemplo, dado que un disco cubre 360º, el obturador normal tiene una apertura de 180º 9, entonces, un obturador de 90º nos provee de la mitad del tiempo de exposición, uno de 45º de la cuarta parte, etc. No es posible abrir el obturador más allá del semidisco dado que ese tiempo es requerido para que la película se desplace 10. Cambiar el ángulo del obturador nos permite fijar más o menos cada fotograma. Si estamos filmando un movimiento rápido tal que 1/48 s de exposición brinda una imagen movida, podemos reducir el tiempo de exposición para fijar dicha imagen. El ojo está acostumbrado a leer ciertas imágenes pese a que cada fotograma por sí solo se encuentra movido (al menos en parte). Definir más o menos una imagen de algo en movimiento es principalmente una decisión estética 11. En las cámaras cinematográficas reflex, el espejo reflex está situado exactamente sobre el obturador, y, obviamente, gira con él, por lo cual, al igual que en las cámaras fotográficas reflex, durante la exposición, no hay imagen en el ocular. Pese a ser exactamente el mismo encuadre por tratarse de un sistema reflex, lo que vemos por el ocular, es lo que no estamos filmando. 9 en la mayoría de las cámaras, aunque hay algunas, como la Arri II, que tienen un obturador en otro ángulo (algunos modelos a 120º, la mayoría a 160º). 10 Existen sí algunas cámaras que tienen un obturador de 200º. 11 Por ejemplo, si filmamos una ducha, podemos verla de un modo más realista, o más cercano a como la vemos en la vida cotidiana si mantenemos un tiempo de exposición normal. Sin embargo, cerrar el obturador nos permite marcar las gotas individualmente de un modo que no acostumbramos ver en la realidad.

9 La mayoría de los sujetos son lo suficientemente estables para que no notemos ninguna diferencia entre lo que vemos y lo que se imprime en el negativo 1/48 s después. Sin embargo, algunos fenómenos son lo suficientemente rápidos para que esto haga una diferencia. Por ejemplo, el disparo de un flash; la duración del estallido es de 1/1000 s, con lo cual, a menos que podamos sincronizar de algún modo el flash con la cámara, el flash puede encontrarse en el período durante el cual el obturador está cerrado. En este caso la película no registrará el flash, pero sí lo verá el camarógrafo. Del mismo modo, fenómenos periódicos sostenidos como las luces de descarga (tubos fluorescentes, HMI, etc), pueden generar un problema que tiene el mismo origen. Si la frecuencia de filmación no es proporcional a la frecuencia de lo que se está filmando (los tubos por ejemplo), ocurrirá una desincronización de modo tal que algunos fotogramas se expondrán con más encendidas de los tubos que otros generando una diferencia en la exposición de alguna área de la imagen que llamamos fliqueo 12. Para empezar, es indispensable que el motor de la cámara cuente con un control cristal. Los cristales de cuarzo conectados a un circuito electrónico, mantienen un ciclo que no varía su período por años, con lo cual proveen un excelente métodos de control de sistemas periódicos, como los motores de las cámaras de cine. Si la cámara no dispone de un motor cristal, será muy probable que falle el sincronismo con algún otro sistema periódico (sencillamente, una pequeña baja en la carga de la batería, o el mayor peso de la película en el rollo expuesto pueden generar una pequeña baja en la velocidad de cámara). Es entonces indispensable en este tipo de situaciones, contar con un motor cristal. Por otro lado, existe el problema de diferentes frecuencias entre la cámara y el sujeto filmado. La frecuencia de la cámara está sincronizada con la frecuencia de la luz. Se exponen dos encendidas por fotograma, una de tensión positiva y otra negativa (otras dos ocurren con el obturador cerrado). 12 En realidad, la palabra correcta sería parpadeo, fliqueo" viene del inglés fliquering

10 Con una velocidad de cámara superior, se desincronizan ambos dispositivos y, en este caso, el primer fotograma registra dos encendidas, mientras que el segundo sólo una. La solución a este problema consiste en resincronizar la cámara con el parpadeo natural de las luces: lo logramos ajustando la velocidad de cámara proporcionalmente a la frecuencia de las luces, o, si disponemos de la posibilidad, ajustando el ángulo del obturador de modo tal que el tiempo de exposición sea proporcional al parpadeo de las luces, logrando una solución equivalente. Es muy habitual utilizar una velocidad de cámara de 24 fps, con un ángulo de obturación de 172,8º; es el ángulo necesario para filmar a 24 cuadros por segundo utilizando luces de descarga conectadas a una red de 50 hz como utilizamos en Argentina 13. De hecho, 1/24x172,8/360=0.02 lo que es igual a 1/50 s, es decir un tiempo de exposición proporcional a 50 hz. Al cerrar el ángulo del obturador con la misma velocidad de cámara, reducimos el tiempo de exposición, de modo tal que volvemos a mantener un ciclo parejo con la luz (en este ejemplo las bandas celestes representan el tiempo extra que mantenemos el obturador cerrado al cambiar el ángulo) Por el mismo motivo, las cámaras con obturador variable también cuentan habitualmente con una marca de 144º, que es el ángulo necesario para filmar en una red de 60 hz como en Estados Unidos por ejemplo. 14 Ninguno de los dos casos en que la velocidad de cámara no es proporcional a la de la luz, son representativos de un ejemplo real. Normalmente, el fliqueo suele notarse en varios fotogramas, así como la resincronización mediante el obturador es constatable en una escala de tiempo mayor.

11 Técnicamente, el transporte de la película en la cámara se realiza por medio de las perforaciones del material. La pieza que desplaza la película se llama grifa y, según las cámaras puede variar en diseño y cantidad. La mayoría de las cámaras cuentan además con una, o varias, contragrifas, que fijan la película sobre la ventanilla durante la exposición, mientras las grifas se desplazan retiradas de las perforaciones, a enganchar nuevamente y arrastrar la película para colocarla en posición de exponer un nuevo fotograma. La película dentro del cuerpo de cámara se desplaza a una velocidad no uniforme. A cada fotograma se detiene y vuelve a arrancar hasta el fotograma siguiente. Por el contrario, en el chasis, la película se mueve de modo uniforme, con lo cual, cíclicamente, la película se junta y se estira antes y después de la ventanilla según el fotograma está siendo fijado o desplazado. El bucle de película al cargar la cámara es fundamental, dado que si no tiene las proporciones correctas, el material podría tensarse demasiado y tironear sobre la película al fijarse restándole fijeza, o amontonarse y rallar contra alguna pared interior del cuerpo de cámara 15. En la mayoría de las cámaras, el bucle se hace en el chasis de modo tal que tras ser cargado, es invariable. En algunos modelos (como la Arri 16 st, o Arri 535), el bucle se cierra dentro del cuerpo de cámara, resultando la carga del chasis menos comprometida, con un bucle que se puede modificar a voluntad. La oferta de cámaras cinematográficas es muy variada. No sólo por las firmas que las fabrican, sino también por las posibilidades que proveen cada una. Para empezar, tenemos los diferentes formatos de película: 16 mm, 35 mm, 65 mm y el super 8 que se continúa utilizando, con renovados materiales y laboratorios. Además tenemos cámaras insonoras, de alta velocidad, cámaras con intervalómetros, con o sin video-assist, con time-code, distintas monturas que aceptan distintos lentes, distintos tamaños y pesos para utilizar como cámara de estudio, en mano o en steadycam, con la posibilidad de incorporar ciertos controles digitales, etc. Las necesidades específicas de cada filmación, balanceando con el presupuesto, son las que nos indicarán que cámara elegir. Información más detallada puede encontrarse en: Física, Halliday y Resnick, Cia Editorial Continental The camera, Ansel Adams, Little, Brown & Company Isuro, Piere Marie Granger, Sindicato de la Industria Cinematográfica Argentina P.G. 15 También puede golpear levemente, lo que a la alta velocidad que lleva el material durante el funcionamiento de la cámara puede provocar una exposición por impacto mecánico. Además, si el bucle queda largo puede engancharse y trabar la cámara y/o el chasis, así como si queda corto puede tironear y romper alguna perforación. Los problemas de una carga incorrecta de cámara pueden manifestarse de distintas formas.