Sol, cámara y acción

De vez en cuando se hacen virales en redes sociales fotografías en las que aparecen la Luna o el Sol junto a edificios o personas, en las que los astros se presentan con un tamaño mucho mayor del que apreciaríamos al mirar a simple vista. Es bastante común encontrar comentarios que avisan que esas fotos son falsas, que están trucadas mediante Photoshop o cualquier otro software. Pero lo cierto es que las fotos suelen ser auténticas, aunque sean acusadas de lo contrario como ocurrió recientemente con una foto tomada por Michael Shainblum durante el eclipse total de sol ocurrido el 21 de agosto, en el Smith Rock State Park en Oregon (EE.UU), donde se observa a un escalador en la ladera de una montaña con el sol eclipsado a sus espaldas. 

Hay versiones de la imagen antes y durante la totalidad e incluso un vídeo que sirvió para despejar dudas sobre la veracidad de la fotografía. En el siguiente enlace podéis ver dicho vídeo.

Si estuviésemos mirando a esa persona a ojo desnudo a una distancia tal que su tamaño fuese el mismo que en la foto, el tamaño del sol eclipsado sería mucho menor que en la imagen. Por eso, nuestra intuición nos dice que la imagen no puede ser auténtica. Pero con una cámara fotográfica dotada de un teleobjetivo sí es posible conseguir ese efecto. Es cuestión de óptica, de perspectiva y del aprovechamiento que hace la fotografía de esta.

Todos hacemos fotografías y miramos montones de ellas cada día. Pero ¿sabemos realmente cómo se obtiene una?
En esta entrada vamos a explicar algunos conceptos básicos que nos ayuden a entender ese proceso y que nos aclaren por qué la fotografía del inicio es auténtica.

Empecemos por el principio. Las cámaras fotográficas modernas están basadas en un aparato  bastante simple denominado "cámara oscura".

La cámara oscura

Una cámara oscura es una caja o una habitación cerrada con un pequeño agujero por el que entra una cantidad mínima de luz que refleja en una de sus paredes interiores la imagen del exterior, invertida, eso sí.

Trazado de rayos de una cámara oscura

El principio de la cámara oscura ya era conocido por Aristóteles en el siglo IV a.C. Los eruditos árabes lo aprendieron de sus escritos y Alhacen lo utilizó para examinar indirectamente los eclipses de Sol hace más de 800 años. Leonardo da Vinci (1452-1519) también recoge en sus libros descripciones de la cámara oscura pero la primera descripción detallada aparece en Magia naturalis (1558) de Giovanni Battista della Porta, quien lo recomendaba como ayuda para dibujar. Pintores y topógrafos se sirvieron de esta utilidad, ya que solo tenían que seguir una plantilla al copiar la realidad proyectada en la pared de la cámara. Otro gran astrónomo y matemático, Johannes Kepler (1571-1630) ya tenía una versión portátil para trabajar y, un poco más adelante, a finales del siglo XVII, la pequeña cámara oscura portátil era muy conocida.

En la naturaleza hay animales con ojos tan primitivos que no son, en realidad, mas que cámaras oscuras. Es así en el caso del cangrejo herradura, la almeja gigante o el de una pequeña sepia llamada nautilo. Es curioso, ¿verdad?

En Sevilla podemos vivir la experiencia de la cámara oscura en la Torre de los Perdigones, una torre que formaba parte de la antigua fábrica San Francisco de Paula en la calle Resolana. Se trataba de una fundición dedicada a la fabricación de perdigones, balas y planchas de zinc para hacer bañeras. Del edificio de la fábrica queda en pie la torre, que fue restaurada y convertida en cámara oscura en 2007. 

Torre de los Perdigones

La luz entra, se refleja en un espejo y se proyecta en una pantalla. De esta forma se consigue una proyección plana de una imagen externa. Desde la cámara oscura de la Torre de los Perdigones podemos ver el casco antiguo de la ciudad, los alrededores de la torre, los peatones y los coches circulando por las calles... 

Puente del Alamillo visto en la pantalla de la cámara oscura

Además, si salimos al exterior podremos disfrutar de las vistas de la ciudad desde 45 metros de altura.

Vistas desde la Torre

Es una visita totalmente recomendable. Pero volvamos a la cámara fotográfica.

La cámara fotográfica

El proceso es un poco más complicado que en la cámara oscura pero muy similar. También tenemos un orificio por el que entra la luz a una cámara oscura y una superficie plana de formación de la imagen en el otro extremo. Pero al reemplazar la pantalla de visualización por una superficie fotosensible, como una película fotográfica o un sensor de imagen electrónico, la cámara oscura se convierte en un cámara fotográfica en el sentido moderno de la palabra. 

Imagen tomada de atrazemilia.blogspot.com

En la imagen superior tenemos un esquema de los componentes esenciales de un tipo de cámara moderna muy conocida y representativa, la réflex de un solo objetivo o RLS (single lens reflex). Estas cámaras se llaman así porque también existen las reflex de dos objetivos o TLS (twin lens reflex en inglés) aunque no son comunes como en la primera mitad del siglo pasado, pero lo cierto es que se siguen fabricando. Así de peculiares eran estas cámaras:

Twin lens reflex

En la reflex RLS la luz entra a través del objetivo (que es una composición de varios elementos de vidrio óptico) lo atraviesa y es reflejada en un espejo. Este hecho da el nombre a este tipo de cámaras ya que reflex es reflejo en inglés. 
En el cuerpo del objetivo se encuentra alojado el diafragma que es un dispositivo para controlar la luz que entra por él. Cuanto mayor sea la apertura del diafragma, más luz entrará a través del mismo. La apertura se conoce también mediante el número f, que es la relación entre la longitud focal del objetivo y el diámetro de apertura. A mayor número f, menor apertura del diafragma y viceversa. 
La luz emergente del objetivo choca, como hemos dicho antes,  contra un espejo móvil que se encuentra inclinado 45º, dirigiéndose hacia arriba a través de la pantalla de enfoque al pentaprisma para luego salir por el ocular del visor. De esta manera podemos ver en tiempo real la escena que pretendemos fotografiar. 
Al presionar el disparador se cierra el diafragma a un valor prefijado, el espejo gira hacia arriba para dejar el camino libre y el obturador (un dispositivo que controla el tiempo que la luz incide sobre el elemento fotosensible) se abre para exponer la película o el sensor. En este momento hemos tomado nuestra fotografía.
Después, el obturador se cierra, el diafragma se abre completamente y el espejo vuelve de nuevo a su posición inicial. 

Cámara reflex Canon

Las cámaras reflex pueden utilizar distintos tipos de objetivos y en ello está la clave de cómo se van a ver los objetos que fotografiamos. 
Los objetivos normales son los que nos proporcionan un campo de visión y unas características que se aproximan a la visión humana. Es decir, respetan las proporciones de los objetos tal como las vemos nosotros. Esto lo consiguen con un conjunto de lentes con una distancia focal de 50 mm pero, sin ser demasiado estrictos, podríamos considerar objetivos normales los que se encuentran en una distancia focal entre los 35 y los 70 mm.
Pero ¿qué es la distancia focal? Al objeto que pretendemos fotografiar llegan rayos de luz en todas direcciones, se reflejan en distintas direcciones también y algunos llegan hasta la lente en dirección perpendicular a la misma. Estos rayos van a converger en un punto que llamamos foco. La distancia entre el centro de la lente y el punto donde convergen los rayos de luz originados en el objeto que fotografiamos es la distancia focal.

Distancia focal

Si el objetivo de nuestra cámara tiene una distancia focal mayor, el efecto que conseguimos es distinto. Ya no obtendremos una imagen tal como la ven nuestros ojos. A los objetivos con una distancia focal entre 60 y 2000 mm se los conoce con el nombre de teleobjetivos. 

No vamos a utilizar fórmulas de óptica para demostrarlo, pero el caso es que el teleobjetivo al tener una distancia focal mayor acerca todos los elementos del paisaje, permitiéndonos aproximarnos a objetos que están realmente lejos. En otras palabras, los vemos mucho más grandes.  Otras características del teleobjetivo son un ángulo de visión menor que el del ojo humano y, por tanto, menor que el del objetivo normal y la tendencia a comprimir los planos en el eje z de la imagen de forma que todo parezca más próximo entre sí. ¿Reconoceis estas características en la foto de Michael Shainblum? Seguro que sí.
En el caso de esta fotografía, vemos al Sol mucho más grande que a simple vista y al escalador, también. El fotógrafo juega con la perspectiva colocándose muy lejos del escalador para que la proporción entre el Sol y éste sea la que se observa en la imagen y luego, al aumentar el tamaño de ambos con el teleobjetivo, conseguir el efecto que vemos en la fotografía. No hay ningún truco. Es pura óptica. Física, al fin y al cabo.

Hasta pronto.

Bibliografía

• Hecht, Óptica (2000)
• Antonio Martínez Ron, El ojo desnudo (2016)
• Peter K. Burian y Robert Caputo, Guía práctica de fotografía, National Geographic (2005)