El origen del diseño de las primeras ópticas retrofoco no podría entenderse sin el triángulo constituido por tres compañías que han formado parte de la historia del cine: Cooke, Technicolor y Angénieux. Sin las dos primeras, nunca se hubiera creado un objetivo telefoto invertido en el momento en el que se hizo. Sin la tercera, jamás se hubiera aplicado esa tecnología al diseño de ópticas fotográficas para cámaras SLR. En el presente artículo, profundizaremos en el contexto empresarial e histórico en que tuvieron lugar tales avances en la ingeniería óptica.

Cooke

La compañía que hoy conocemos como Cooke Optics tan sólo adaptó ese nombre –el mismo que identifica a su línea de ópticas cinematográficas– en fechas muy recientes –1998, para ser exactos–. Sus inicios fueron parecidos a los de muchas otras firmas de su época. En 1885, los hermanos William y Thomas Smithies Taylor se mudaron a Leicester para abrir un negocio en la calle Slate –un nombre premonitorio– como “fabricantes de instrumentos ópticos”.

Puede que el nombre de la ciudad no le diga nada al lector, pero se podría decir que fue el Silicon Valley de la Revolución Industrial. La abundancia de carbón alimentaba las máquinas de vapor, que a su vez contribuyeron al desarrollo de las industrias del ferrocarril, del punto –durante años la mayoría de los calcetines del mundo se elaboraban allí– y de las ópticas para cámaras. La empresa se fundó bajo la denominación “T.S. & William Taylor”.

Linterna mágica de los hermanos Taylor. © Cooke Optics.
Linterna mágica de los hermanos Taylor. © Cooke Optics.

Ambos hermanos eran genios de la mecánica. Habían abierto su primer taller cuando aún acudían a la escuela. Construyeron su propio torno y se concentraron en la ingeniería óptica. Ya en 1881 construían linternas mágicas de latón y caoba, con lentes pulidas a mano a partir de bloques de vidrio óptico sólido. Se trataba de un diseño muy simple que conjugaba dos proyectores –uno encima del otro– iluminados por sendos hornillos de gas para candilejas. Se empleaban alternativamente en la misma pantalla para proporcionar fundidos y transiciones entre diapositivas –algo así como un “Power Point” de la época–.

Triplete de Cooke.
Triplete de Cooke.

En 1887, contrataron como jefe de ventas a William Hobson y renombraron la compañía como “Taylor, Taylor & Hobson”. En 1894, una empresa de fabricantes de telescopios basada en York –T. Cooke & Sons– les ofreció los derechos de fabricación de una óptica Triplett –de tres secciones– que resolvía el problema de la falta de resolución en los bordes de la imagen. El director del departamento óptico que diseñó el célebre triplete se llamaba H. Dennis Taylor –pero no tenía relación de parentesco alguno con los hermanos Taylor–. A partir de este diseño, Taylor, Taylor & Hobson presentó su primera óptica Cooke, ese mismo año. Sus prestaciones ópticas y su probada resistencia a las inclemencias del tiempo pronto situaron a las ópticas Cooke a bordo de expediciones a la Antártida –Shackleton las adoraba– o de numerosos intentos de coronar el Everest.

El "Endurance" de Shackelton atrapado por el hielo durante su expedición fallida más célebre a la Antártida. El explorador británico empleaba ópticas Cooke en todas sus expediciones y una de sus cartas a la compañía, alabando la resistencia y calidad de los objetivos fue empleada por la firma en una campaña publicitaria.
El “Endurance” de Shackelton atrapado por el hielo durante su expedición fallida más célebre a la Antártida. El explorador británico empleaba ópticas Cooke en todas sus expediciones y una de sus cartas a la compañía, alabando la resistencia y calidad de los objetivos fue empleada por la firma en una campaña publicitaria.

A pesar de contar con una nómina de empleados altamente cualificados cada vez más amplia, William Taylor jamás dejó de inventar soluciones para sus dos pasiones en la vida: la óptica y el golf. En 1892 había desarrollado el sistema de enfoque helicoidal para objetivos fotográficos y a lo largo de su vida construyó numerosas máquinas de grabado y dispositivos de fabricación de ópticas, cuyas tolerancias podrían competir con los equipos contemporáneos. En 1905, diseñó una bola de golf con “hoyuelos” o “alveolos, al darse cuenta de que una bola lisa no podía recorrer más de 60 metros por golpe. Continúa siendo la base de todas las bolas de golf que se fabrican hoy en día.

El diseño de bola de golf de William Taylor se vendió bajo la marca "Spalding". A finales de 1913 sus ventas ya alcanzaban las 60.000 docenas.
El diseño de bola de golf de William Taylor se vendió bajo la marca “Spalding”. A finales de 1913 sus ventas ya alcanzaban las 60.000 docenas.

En 1912, William contrató al diseñador óptico Arthur Warmisham, quien lideró 70 patentes ópticas desde 1922 hasta finales de la década de los 30 –más que ninguna otra persona o compañía del sector– entre las que se encontraba el primer zoom para cinematografía –el Cooke Varo de 1931–.

Catalogo de 1938 de Bell & Howell. A mediados de la década de los 30, se convirtieron en accionista minoritario de "Taylor, Taylor & Hobs" y eran sus distribuidores exclusivos en EE.UU. Tras la muerte de los hermanos Taylor (en 1937 y 1938) la empresa pasó a llamarse Taylor-Hobson.
Catalogo de 1938 de Bell & Howell. A mediados de la década de los 30, se convirtieron en accionista minoritario de “Taylor, Taylor & Hobs” y eran sus distribuidores exclusivos en EE. UU. Tras la muerte de los hermanos Taylor (en 1937 y 1938) la empresa pasó a llamarse Taylor-Hobson.

Warmisham, a su vez, contrató a Horace W. Lee en 1913. Lee no sólo fue uno de los diseñadores de ópticas más destacado y original del Reino Unido, sino también un maestro que cambiaría la historia del cine en varias ocasiones. Con la irrupción del sonoro, los ruidosos arcos de carbón dejaron de emplearse como fuentes de iluminación y se contaba con mucha menos intensidad lumínica en los platós. Además, la velocidad de filmación cambió de 16 o 18 fps a 24 fps, lo que suponía una reducción de medio stop en la exposición.

Lee fue el principal responsable de diseñar la primera gama completa de ópticas cinematográficas con apertura f/2 –las míticas Cooke Speed Panchro– que en 1930 contaba con 11 distancias focales. Su comercialización llevó a la firma a dominar el mercado mundial de una manera nunca vista antes, ni después. A finales de esa década, más del 80% de las películas que se filmaban a nivel global utilizaban ópticas Cooke y seguiría siendo así hasta la década de los 50.

Catálogo de las ópticas Cooke Speed Panchro de 1935.
Catálogo de las ópticas Cooke Speed Panchro de 1935.

Es con la aparición de las Speed Panchro, cuando la tecnología de Technicolor y la vida de Lee se entrelazan.

Technicolor

La Technicolor Motion Picture Corporation se fundó en Boston en 1914. Sus socios originales fueron Herbert Kalmus, Daniel Frost Comstock y W. Burton Wescott. Kalmus se había graduado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Más tarde, obtuvo un doctorado en la Universidad de Zurich y pasó a enseñar física, electroquímica y metalurgia en el citado MIT y en la Universidad de Queens, Kingston, Ontario, Canadá. Junto a Comstock, compañero de clase en Boston, y el ingeniero mecánico Wescott formaron una firma de investigación y desarrollo –Kalmus, Comstock & Wescott– en 1912.

Cuando los contrataron para analizar un sistema de filmación cinematográfica libre de parpadeo, los tres socios quedaron fascinados con la ciencia que había detrás de la cinematografía. Les llamaron la atención, en particular, los procesos de aplicación del color a las películas. Ya no habría vuelta atrás.Las primeras patentes de la compañía las firmaron Comstock y Wescott, mientras Kalmus ejercía como presidente de la compañía. La inclusión de la palabra “Tech” en el nombre de la firma fue un homenaje al pasado común de los socios en el MIT.

Walt Disney se aseguró los derechos en exclusiva de la tecnología de Technicolor para animación y ganó dos Oscar consecutivos con sus cortos “Flores y árboles” (1933) –en la imagen– y “Los tres cerditos” (1934).
Walt Disney se aseguró los derechos en exclusiva de la tecnología de Technicolor para animación y ganó dos Oscar consecutivos con sus cortos “Flores y árboles” (1933) –en la imagen– y “Los tres cerditos” (1934).

A partir de 1916, “Technicolor” se convirtió también en la marca registrada para una serie de procesos de impresión fotoquímica en color. Wescott abandonó la empresa en 1921, justo antes de que empezara a ser reconocida internacionalmente. Desde 1922 a 1952, las diferentes versiones del proceso Technicolor constituyeron el sistema de color más utilizado en el planeta. Sus primeras encarnaciones se basaban en un sistema de dos colores, pero fue la versión tricromática la que supondría el despegue definitivo de la compañía.

Cámara Technicolor y prisma del proceso de tres tiras.
Cámara Technicolor y prisma del proceso de tres tiras. Tres emulsiones en blanco y negro se transportan a través del ensamblaje del prisma. La luz procedente de la óptica, (A), llega hasta el doble prisma, (B), y una porción de esa luz pasa directamente a la emulsión situada detrás del filtro verde, (C). El resto de la luz se refleja en la superficie dorada y pasa a través de un filtro magenta, (D) que elimina la luz verde y transmite sólo la roja y azul. Las películas roja y azul, (F) avanzan conjuntamente, en contacto de emulsión a emulsión. Como esta luz debe pasar a través de la base de la película azul, las imágenes impresionadas en las emulsiones del azul y del rojo son ligeramente menos nítidas que aquellas de la emulsión del verde, aunque la diferencia es mínima. La película del azul tenía un revestimiento de colorante rojo anaranjado en la parte superior de la emulsión que actuaba como un filtro que evitaba que cualquier luz azul alcanzara a la película del rojo –que era sensible a la luz tanto roja como azul. Durante el revelado, los colorantes de filtrado se aclaraban y se retiraban del negativo en blanco y negro. Las películas del rojo y del verde eran pancromáticas –sensibles a todos los colores del espectro visible– mientras que la del azul era ortocromática (sensible a las luces azules, verdes y violetas, pero no a las rojas).

El sistema Technicolor de tres tiras comenzaba en la propia cámara. Dos tiras de negativo en blanco y negro de 35 mm –una sensible a la luz azul y otra a la roja– pasaban juntas a través de una ventanilla situada detrás de un filtro magenta, que permitía pasar esos dos componentes de la luz. Una tercera tira de negativo en blanco y negro de 35 mm pasaba por una ventanilla separada, situada detrás de un filtro verde. Las dos ventanillas estaban posicionadas a 90 grados la una de la otra. Un espejo dorado  –que más tarde pasó a ser plateado– situado a 45 grados detrás de la óptica, permitía que un tercio de la luz pasará directamente a través de la ventanilla con el filtro verde y dejaba que el resto llegara hacia la ventanilla con el filtro magenta. Como consecuencia de esta división de la luz entre los tres negativos, la fotografía en Technicolor precisaba mucha más luz que la fotografía en blanco y negro.

Los tres negativos en blanco y negro del sistema Technicolor de tres tiras.
Los tres negativos en blanco y negro del sistema Technicolor de tres tiras.

La producción de las copias comenzaba con una película “en blanco”, que consistía en una emulsión en blanco y negro con revestimientos químicos denominados “mordientes colorantes”. La función de un mordiente es atraer y mantener los colorantes para que no se extiendan o se contaminen entre ellos durante su aplicación a alta presión. La película “en blanco” también incluía la banda sonora, líneas negras para enmarcar el cuadro y –por regla general– una copia del componente verde expuesto al 50% de densidad. En ocasiones, se usaba el componente azul en lugar del verde.

Película "en blanco".
Película “en blanco”.

A pesar del gran esfuerzo y del alto coste que implicaba crear esta película “en blanco”, sus beneficios sobre otros métodos alternativos tenían gran importancia. Al tratarse de una emulsión en blanco y negro, se podía optimizar la banda sonora para una mejor reproducción. Con las bandas sonoras con colorantes del Cinecolor y otros sistemas inferiores, no era posible alcanzar tal calidad. De hecho, la pista –o pistas– de sonido del Technicolor se consideraban superiores, incluso, a aquellas de películas convencionales en blanco y negro –en las cuales, las variaciones a la hora de producir la imagen afectaban a la naturaleza del sonido–. Cada estudio llegó a tener un tipo de imagen y de sonido distintivos. Las líneas negras del marco cubrían los bordes de las imágenes de forma que las diferencias en el tamaño de los colorantes de cada componente no resultaban visibles. Y la imagen en blanco y negro al 50% mejoraba el contraste e incrementaba la nitidez aparente de la fotografía.

Las tres matrices de impresión comienzan teniendo el mismo aspecto que el de unas películas en blanco y negro convencionales con diferentes tonos, a causa de su exposición a la luz roja, verde o azul. Los negativos se impresionan en la emulsión de la matriz y se aclaran los haluros de plata de la impresión resultante. De este modo, queda una impresión que supone un “mapa topográfico” de gelatina del contenido de color en cada matriz. la gelatina es transparente y la imagen casi invisible.<br /> Cada matriz se tiñe con un colorante complementario: la roja con cien, la verde con magenta y la azul con amarillo. Una a una las matrices entran en contacto con la película “en blanco” bajo alta presión y se transfiere el colorante a esa película. Con cada paso sucesivo, la imagen en color va tomando forma en la impresión final (l profundidad de la impresión en gelatina está exagerada en la imagen para ilustrar el proceso.<br /> La impresión final requiere una precisión de registro de al menos 8/10000 de pulgada (o superior).
Las tres matrices de impresión comienzan teniendo el mismo aspecto que el de unas películas en blanco y negro convencionales con diferentes tonos, a causa de su exposición a la luz roja, verde o azul. Los negativos se impresionan en la emulsión de la matriz y se aclaran los haluros de plata de la impresión resultante. De este modo, queda una impresión que supone un “mapa topográfico” de gelatina del contenido de color en cada matriz. la gelatina es transparente y la imagen casi invisible.
Cada matriz se tiñe con un colorante complementario: la roja con cien, la verde con magenta y la azul con amarillo. Una a una las matrices entran en contacto con la película “en blanco” bajo alta presión y se transfiere el colorante a esa película. Con cada paso sucesivo, la imagen en color va tomando forma en la impresión final (l profundidad de la impresión en gelatina está exagerada en la imagen para ilustrar el proceso.
La impresión final requiere una precisión de registro de al menos 8/10000 de pulgada (o superior).

El problema con el que se enfrentaba Technicolor, era que el prisma de su sistema ocupaba un espacio considerable en la cavidad de su cámara, por lo que no había manera de utilizar los objetivos angulares generalmente disponibles en 1931. Era necesaria una óptica de distancia focal corta y apertura muy grande, pero a la vez con la distancia de registro lo suficientemente grande como para dejar espacio a dicho prisma, sin perder los niveles de definición que se esperaban de un objetivo de cine profesional.

Telefoto invertido

Horace W. Lee acudió al rescate con una modificación especial de las ópticas Speed Panchro. J. A. Ball, vicepresidente y director técnico de la Technicolor Motion Picture Corporation la describió de forma sencilla: “La característica más notable de estas ópticas es la inclusión de lo que podríamos llamar el principio del telefoto invertido, mediante el cual la distancia de registro es considerablemente más larga que su distancia focal equivalente”.

Óptica Cooke Speed Panchro telecéntrica modificada por el principio de telefoto invertido para Technicolor.
Óptica Cooke Speed Panchro telecéntrica modificada por el principio de telefoto invertido para Technicolor.

El diseño de Lee fue más allá de lo que se esperaba. Desde la primera óptica, una 30 mm f/1,3, su corrección inusualmente elevada de las aberraciones cromáticas y su contenido viñeteo la convertía en la opción ideal para la reproducción en color. Sin ese diseño, el proceso Technicolor –que definió el cine en color de manera definitiva– probablemente no hubiera llegado a ninguna parte. La mayoría de las películas que se filmaron en el proceso Technicolor de tres tiras se rodaron, hasta 1952, con ópticas Cooke Speed Panchro modificadas. A partir de ahí, la competencia de formatos más espectaculares y económicos impusieron el desarrollo de un sistema de una sola emulsión –y de menor calidad– con lo que Technicolor languideció hasta mediados de los años 70.

Angénieux

Resulta extraño que desde la modificación original de Lee –que patentó el 12 de julio de 1930 en el Reino Unido y a escala internacional en 1931– nadie intentará realizar un diseño equivalente para cámaras fotográficas SLR hasta que lo hiciera Pierre Angénieux en 1950. La Exakta salió al mercado en 1936, la Alpa-Reflex lo hizo en 1939 y para 1949 ya había modelos como la Contax S, con montura M42 y pentaprisma.

SLR Kine Exakta de 1936.
SLR Kine Exakta de 1936.

Es cierto, que el formato del negativo de 35 mm de cine era de 16 x 22 mm con una proporción de aspecto de 1,375:1 frente al 24 x 36 mm –y su proporción 3:2– del negativo de paso horizontal, pero la dificultad técnica de trasladar la misma tecnología de uno a otro formato no justificaría un impasse tan enorme, salvo quizá, por un argumento de calado, como es el estallido de la Segunda Guerra Mundial. Angénieux, era otro coloso de la ingeniería óptica, hasta el punto de que sus cálculos –basados en el número de rayos relevantes en lugar de en la totalidad de los presentes– redujeron el número de horas necesarias para diseñar un objetivo por un factor de 10.

Pierre Angénieux
Pierre Angénieux

Sin duda, el maestro francés conocía de sobra el trabajo de Lee. Tras graduarse en la l’Ecole des Arts et Métiers de Cluny en 1928, se había especializado como ingeniero óptico en la Ecole Supérieure d’Optique en 1929. Allí, su profesor de diseño óptico fue Henri Jaques Chrétien –inventor de las ópticas anamórficas–. En el momento en que Lee modifica las Speed Panchro, Angénieux estaba trabajando para Pathé –por lo que su contacto con el mundo del cine era directo y constante–. Desde 1938 ya diseñaba y fabricaba ópticas fotográficas en pequeñas cantidades para Alpa en formato de 24 x 36 mm. Se sabe que su primer diseño retrofoco estaba pensado para cámaras telemétricas. Sin embargo, nunca llegó al mercado, porque Angénieux no tardó en darse cuenta de que el espacio extra era una bendición para las SLR –en aquel momento, la distancia de registro de una Leica era de 27,80 mm y el de una Praktica SLR de 44,40 mm–.

Fábrica de Angénieux en la década de los 50.
Fábrica de Angénieux en la década de los 50.

Su empresa llegó a fabricar 45.000 ópticas retrofoco anuales durante la década de los 50. No es de extrañar que al final de su vida afirmara que siempre se había arrepentido de no haber registrado su diseño retrofoco.

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