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Propiedades y Características de la Luz

COMPORTAMIENTO Y CUALIDADES DE LA LUZ

La luz es un fenómeno físico debido a una radiación electromagnética que viajan en línea recta, a este fenómeno es lo que llamamos rayos de luz. La luz son campos eléctricos y magnéticos vibratorios que se propaga a través de ondas electromagnéticas que dependiendo de su longitud, determina el tipo de Rayo de luz; Luz Visible, Infrarroja, Ultravioleta, Rayos Gamma, o Rayos X.

espectro

Dentro de la luz visible que percibimos los colores podemos distinguir entre luminosidad o intensidad y gama o tono en función de la frecuencia de onda con la que se propaga e incida sobre la materia percibiendo su aspecto entre luminosidad y tono o color.

Sin embargo la luz puede encontrarse algunos obstáculos a su paso que puede interferir en nuestra dinámica perceptiva, además en el campo de la fotografía, la luz la captamos y catalizamos a través de un tubo con lentes no planas, controlando el flujo de luz a través de un diafragma, ello hace que se altere la información con algunos fenómenos físicos.

Reflexión y Absorción

La luz incide sobre los objetos y dependiendo de la naturaleza de este se produce los fenómenos de Reflexión y Absorción de la Luz, Los objetos oscuros reflejan menos la luz y por ende los claros la reflejan más, un objeto es negro porque absorbe todas las frecuencias de las ondas electromagnéticas, el color de los objetos dependerá entonces de las diferentes frecuencias que absorban y reflejen.

Reflexion

La Reflexión es la propiedad por la cual podemos ver los objetos, la luz incide en ellos, rebota y es percibida por nuestro cerebro a través de los ojos. Como ves no he dicho que son nuestros ojos que lo ven, sino, nuestro cerebro que la percibe, ya que la percepción juega un papel importantísimo en como recibimos la información, pero ese es un tema para tratar largo y tendido y no es este el lugar ni el momento. Pero para que le des unas vueltas, aquí te pongo una imagen que te hará plantearte lo que no es y una pregunta para que te lo replantees.

-Si en una habitación totalmente opaca y carente de iluminación, es decir totalmente oscura, metemos un tomate maduro frente a un espejo:

1-¿De qué color es el tomate?

2-¿Se refleja el tomate en el espejo?

tomates

No te voy a dar respuesta, te dejo que la pienses un poco, o te hagas más preguntas.

Refracción y Dispersión

El fenómeno de Refracción se da cuando la luz sufre un cambio velocidad y dirección de una onda, al incidir sobre un medio no opaco, de esta manera la luz atraviesa el medio sufriendo alteraciones al atravesar un cristal, una lente, el agua, etc…

El cambio de medio hace que veamos reflejos propiciados por ese cambio de dirección de la luz creándonos una sensación de imagen velada o reflejada.

Refraccion_1
Three glasses filled with blue, green and red liquids.

En un medio como el de las lentes de fotografía, hace que cuando la luz pasa por las esquinas de las lentes, hace más difícil la corrección del cambio de dirección afectando a la calidad de la imagen, por eso, con aberturas muy grandes del diafragma f: 1,4 – f: 2,8 es muy habitual tener perdida de nitidez en las zonas laterales de la imagen.

También sufrimos de los problemas de la refracción cuando se nos interponen imágenes con elementos susceptibles a este fenómeno, cristales de escaparates, el agua de la lluvia o del rocío, o simplemente partículas microscópicas en suspensión, que por su condensación no tenemos una imagen clara, la luz entra en un medio propicio para la refracción, cuando la luz cambia de dirección pasa a ser una luz polarizada y para estos casos podemos recurrir a una lente polarizadora que nos corrige en gran medida este fenómeno.

Pero podemos hacer uso de los efectos de Refracción de la luz y dotarla de algunos aspectos más creativos, como es el caso de la primera fotografía de bajo, donde confluyen en el mismo plano, retratado y retratador. O en la siguiente foto, donde el reflejo de un escaparate sobre otro en una calle muy estrecha, configura un escaparate confuso donde no se sabe si se venden botellas, botijos y otros envases y bebidas o son sombreros y bolsos lo que se pretende, en esta ocasión se ha creado un escenario confuso al estilo de una doble exposición, sin serlo.

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refraccion

El Fenómeno de Refracción y Dispersión en una lente, hace que las imágenes que la luz que capta el sensor de la cámara no lleguen a tener toda la nitidez y color que podamos desear, debido a esta característica óptica en las fotografías, decaerá la calidad en ciertas zonas de la imagen, debido a la construcción de la lente.

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La incidencia de la luz en las zonas laterales de las lentes generan los problemas de Refracción y Dispersión (Fotografía tomada con doble Iluminación de Flash, f:4 1/200 ISO-100 Focal:50mm)

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Vemos como la luz entra por la parte central de la lente (fotografía de la izquierda) obteniendo un buen resultado en la nitidez. Sin embargo cuando la luz entra por las esquinas de la lente (Fotografía de la derecha) se aprecia una caída importante de nitidez.

A diferencia de la Refracción, el fenómeno de Dispersión se origina al separarse las diferentes longitudes de onda que componen los colores espectrales del rayo luminoso al traspasar un prisma o una lente, la dispersión es una consecuencia del cambio de dirección y velocidad de la luz, es decir, es consecuencia de la Refracción de la luz, de tal forma que las longitudes de ondas más extremas (las más largas, rojo o Magenta y las más pequeñas, azul o cian) se separan dando como consecuencia las tan odiadas aberraciones cromáticas.

A pesar de que los fabricantes cada vez se esmeran más en conseguir objetivos que minimicen este problema es casi imposible conseguir eliminarlos completamente. En el mercado es posible encontrar algunos objetivos con el distintivo “APO” que significa Apocromático, que está más corregido este defecto de los objetivos.

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Las Aberraciones Cromáticas son más habituales en las esquinas y con grandes contrastes de luz.

No obstante, hoy día es posible corregir este problema mediante software, por poner un ejemplo, un software como Lightroom tiene calibrados, para la gran mayoría de objetivos, perfiles para que con solo un click de ratón se corrige de manera automática, con unos resultados muy buenos, simplemente importando la información del objetivo de los datos Exif del archivo.

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Aparición de Aberraciones en laterales

Corrección de Aberraciones con Lightroom

 

Difracción

Es un factor que debemos de tener en muy en cuenta cuando buscamos nitidez a través de la distancia hiperfocal o la profundidad de campo, la Difracción, es una cualidad física de la luz, es un fenómeno que consiste en la desviación que experimenta una onda (en nuestro caso una onda de luz) cuando encuentra un obstáculo en su camino. Bien, ya conocemos la definición de difracción, pero… ¿cómo puede influir en nuestras fotografías? Un objetivo fotográfico recoge la luz y la traslada al plano del sensor que es donde se forma la imagen, en ese camino se encuentra con el diafragma, que nos encargamos de abrir o cerrar para dejar pasar más o menos luz según necesitemos para nuestras fotografías. La relación entre la distancia focal del objetivo y el diámetro efectivo del objetivo nos da el valor del número f o Diafragma. Así, para un mismo objetivo el número f: será mayor cuanto más pequeña sea la abertura y viceversa.

Ahora bien, como ya hemos visto hasta ahora, para conseguir mayor profundidad de campo, utilizaremos aberturas más pequeñas, es decir, números f: más altos, con lo que es fácil pensar que para obtener mayor nitidez en una fotografía, lo mejor es cerrar al máximo el diafragma. Esto sería correcto si no existiera el fenómeno de la difracción, ya que al cerrar mucho el diafragma limitamos la superficie de entrada de luz limpia al mínimo y casi toda la luz que pasa al sensor es luz distorsionada por los bordes del propio diafragma.

esquema_difracciónEn la imagen se puede apreciar como al cerrar el diafragma las ondas entran desviadas generando imágenes distorsionadas, quedando los puntos de foco desviados, esto provoca sensación de desenfoque.

 

DifraccionEn la imagen de simulación, intento interpretar como el rayo de luz, al llegar de manera oblicua, tiene mayor pérdida de acutancia o contraste, llegando la información desdibujada teniendo una gran pérdida de nitidez.

Llegados a éste punto alguien podría pensar: vale pues para evitar la difracción abro al máximo el diafragma y así obtengo unas fotos totalmente limpias. Claro, pero entonces tenemos otros problemas, como el reducir la profundidad de campo con lo que también conlleva a perdida de nitidez, además de aparecer los problemas propios de las lentes y que también afectan a la calidad de la imagen, como son la Dispersión y Refracción de la luz, creando también aberración cromática y distorsión geométrica, el problema es que estos efectos suelen aparecer más en los bordes de las lentes, así que tampoco es recomendable (en cuestión de nitidez) abrir el diafragma al máximo.

Así pues, es fácil adivinar que para obtener mayor nitidez en las fotografías, deberemos usar diafragmas intermedios, así evitamos por un lado la difracción y por otro las aberraciones y distorsiones. Por regla general los mejores resultados de nitidez en los objetivos se encuentran al utilizar valores intermedios entre f:5.6 y f:11 estos valores no son constantes en todos los objetivos, cuanto mayor es la calidad del objetivo mayor es el rango efectivo de aperturas, es decir, puede ser que un objetivo tenga el rango de mayor calidad óptica entre f:7.1 y f:8 y a partir de ese rango empieza a perder nitidez, desvirtuándose mucho en los extremos, sin embargo otros objetivos de mayor calidad pueden tener un rango mayor como el f:5.6 y f:11 y poca pérdida de calidad en aperturas fuera de ese rango.

IMPORTANTE

Mi consejo es que cuando adquieres un nuevo objetivo, hagas las pruebas de Difracción para saber cuáles son las aperturas en las que no obtienes pérdida de calidad de la imagen, de esta manera sabrás el rango de utilización del diafragma que tienes cuando buscas máxima definición en tus fotografías.

No es una regla perfecta, pero te puede servir como premisa a la hora de elegir un objetivo nuevo, aquellos objetivos que el diafragma está construido con un mayor número de láminas, son los que no se acentúan en exceso los problemas de Difracción. Lo habitual en la mayoría de objetivos, es que tengan entre 5 y 7 láminas para controlar el flujo de luz del diafragma, los que se construyen con 8 ó 9 láminas suelen ser de ópticas de focal fija. Pocos objetivos tienen 9 palas en la construcción del diafragma, pero eso es una señal de calidad.