En nuestro anterior artículo abordamos la importancia de la profundidad de campo y cómo el cálculo de la distancia hiperfocal podía influir en ella. A continuación, estableceremos la diferencia existente entre aquella y la profundidad de foco.

Profundidad de foco

Constituye el rango diminuto detrás de la óptica –en el plano focal– en el que está situado el sensor o la película durante la exposición. Cuando más crítico resulta es en el caso particular de objetivos con distancias focales pequeñas. Si la película o el sensor se desplazan de esa posición precisa, tanto hacia delante como hacia atrás, causará la pérdida de nitidez en las imágenes como consecuencia de un incremento en el diámetro del círculo de confusión. Dicho círculo deja de ser un punto de nitidez aceptable para convertirse en una superficie más grande y borrosa.

Distancia de registro (o de brida) entre el último elemento del bloque óptico y el sensor
Distancia de registro (o de brida) entre el último elemento del bloque óptico y el sensor

En las cámaras de película, el emplazamiento preciso de la emulsión en la ventana de apertura es una de las consideraciones más importantes para sus diseñadores. Deben evitar la deformación de la película, su respiración o cualquier otro tipo de problemas mecánicos como el de las placas de presión variable o de registro defectuoso que causan el mentado desplazamiento de la película detrás de la óptica durante la exposición. Cada fotograma debe permanecer asegurado en posición y proporcionar la distancia de registro perfecta en el plano focal exacto y no moverse en absoluto durante dicha exposición. De igual modo, las diferencias bruscas y/o constantes de temperatura y humedad pueden provocar que el sensor de cámara termine estando en una posición más adelantada o retrasada de la óptima, y ese es un factor que todo fabricante debe tener en cuenta.

Cualquier tiempo pasado NO fue mejor. En la imagen, el director de fotografía Robert de Grasse, ASC que a lo largo de una larga carrera trabajó en el cine mudo, el sonoro y la televisión (filmó al menos 87 películas y shows tan populares como el de Dick Van Dyke y el de Lucille Ball). A finales de los años 30 su trabajo en la RKO le hizo destacar entre sus colegas y en 1939 -un año muy competitivo- llegó a ser candidato al Oscar por la película "Vivacious lady". Todo ello no le ahorró tener que ejercer como burro de carga como se puede observar en la foto.
Cualquier tiempo pasado NO fue mejor. En la imagen, el director de fotografía Robert de Grasse, ASC que a lo largo de una larga carrera trabajó en el cine mudo, el sonoro y la televisión (filmó al menos 87 películas y shows tan populares como el de Dick Van Dyke y el de Lucille Ball). A finales de los años 30 su trabajo en la RKO le hizo destacar entre sus colegas y en 1939 -un año muy competitivo- llegó a ser candidato al Oscar por la película «Vivacious lady». Todo ello no le ahorró tener que ejercer como burro de carga como se puede observar en la foto.

La fórmula de aproximación que nos permite calcular la profundidad de foco de una óptica dado un f/stop específico es más menos:

(Distancia focal x f/stop) / 1000

Por lo tanto, un objetivo de 50mm a f/2.8 tendrá una profundidad de foco de:

(50mm x 2.8) / 1000 = 0.14mm

o de aproximadamente ± 0,07 mm.

Esta cifra representa un valor tan solo ligeramente superior al diámetro del círculo de confusión para una cámara de 35mm y muestra el grado de precisión que requiere el diseño de cámaras de cine.

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Tamaño de la ventana de cámara o de sensor

¿Cómo afecta el tamaño de la ventana de cámara o de sensor a la imagen que obtenemos de las ópticas? Antes de que la cinematografía digital se convirtiera en el método de captación mayoritario, utilizábamos películas negativas de 16 mm y 35 mm. Sus respectivas resoluciones resultaban agradables para el espectador y eran suficientemente buenas para la mayoría de sus aplicaciones posibles en televisores y salas de cine. Cuanto mayor era la superficie del negativo menor era el grano presente en la imagen y mayor la resolución que se alcanzaba.

En la variedad está el gusto. He aquí una pequeña muestra de los diferentes formatos de película que más se han utilizado en la <historia del cine. © Frédéric Rolland
En la variedad está el gusto. He aquí una pequeña muestra de los diferentes formatos de película que más se han utilizado en la historia del cine. © Frédéric Rolland

La gama de sensores digitales actuales varía desde tamaños mucho más pequeños que el negativo de 16mm a tamaños mayores al negativo de 35mm. Estos captores se las arreglan para reproducir de manera fidedigna imágenes con buen rendimiento de color, latitud y resolución. Por regla general, aunque el resultado final depende de muchos más factores que el mero tamaño, cuanto mayor es el sensor digital más fielmente puede reproducir la imagen que graba.

Óptica portátil Canon CJ20ex7.8B IASE S diseñada para cámaras con tres sensores de 2/3 de pulgada y montura B4
Óptica portátil Canon CJ20ex7.8B IASE S diseñada para cámaras con tres sensores de 2/3 de pulgada y montura B4

El tamaño del sensor también influye en el tamaño de la imagen y en el ángulo de visión. Un sensor más grande obtendrá un ángulo de visión más amplio en comparación con otro sensor ligeramente más pequeño empleando la misma óptica. A pesar de que el factor de aumento del objetivo permanece constante, el sensor más amplio es capaz, en realidad, de grabar más información luminosa –en los bordes del círculo de cobertura de la óptica– que la que puede capturar un sensor más pequeño.

Óptica Leica Summilux-C T1.4, diseñada para sensores S35
Óptica Leica Summilux-C T1.4, diseñada para sensores S35

Las ópticas que se fabrican para el formato de 35mm no son necesariamente óptimas para su uso en cámaras con sensores de formato más pequeño, y las ópticas que se fabrican para cámaras con sensores de formato inferior al 35mm no son necesariamente buenas para su uso en cámaras de formatos superiores. Un objetivo fabricado para un sensor de 35mm se diseña y se optimiza para la cobertura de una superficie mucho mayor –y monoplanar– que la superficie de los sensores de 2/3 de pulgada y, por tanto, su rendimiento en ese caso sería bastante pobre. Los fabricantes de cámaras con tres sensores de 2/3 de pulgada sitúan tales sensores –correspondientes a los tres colores básicos– a diferentes distancias de registro entre la grabación de un color y la de otro. Lo hacen así a propósito. ¿Por qué?

La respuesta es sencilla. La luz roja ha sido tradicionalmente mucho más difícil de enfocar en un sensor monoplanar. Por eso, sitúan el sensor correspondiente a ese color a una distancia del nodo de la óptica muy diferente de la de los sensores correspondientes al verde y al azul. A sabiendas de este hecho, los fabricantes de ópticas para estas cámaras dedican un considerable esfuerzo para enfocar los componentes de la luz del rojo, verde y azul a distancias individuales únicas. Al mismo tiempo, deben alterar las trayectorias de cada grupo de longitudes de onda para mitigar los efectos de la aberración cromática.

Ejemplo de prisma de separación de color, habitual en cámaras con tres sensores de 2/3 de pulgada.
Ejemplo de prisma de separación de color, habitual en cámaras con tres sensores de 2/3 de pulgada.

Puede parecer una verdad de perogrullo, pero no queremos dejar de recordar que si estamos usando una cámara de tres sensores lo más sensato es combinarla con ópticas diseñadas para el tamaño de esos sensores. De igual modo, si estamos usando una cámara con sensor monoplanar de 35mm, lo más adecuado es utilizar ópticas diseñadas para ese tamaño de sensor. Los múltiples adaptadores son una fuente constante de problemas y de imágenes espantosas –sobre todo cuando son de montura B4 a PL y no tanto cuando son a la inversa–.

Ejemplo de diferentes monturas para cámara de cine de 35mm. En este caso, PL, EF y B4 (2/3 de pulgada).
Ejemplo de diferentes monturas para cámara de cine de 35mm. En este caso, PL, EF y B4 (2/3 de pulgada).

La proporción en tamaño entre un sensor de 2/3 y uno de 35 mm es aproximadamente de 2,5 a 1. Su equivalencia en el campo de visión de las ópticas es aproximadamente de 2,5 a 1 también. Por ejemplo, el campo de visión de un objetivo de 20 mm en un sensor de 2/3 de pulgada es muy parecido al campo de visión de una óptica de 50 mm en un sensor de 35 mm.

Los factores de recorte estándar entre los formatos de sensor más comunes son:

  • De 2/3 de pulgada a Super 16 mm = 1,24
  • De 2/3 de pulgada a Super 35 mm = 2,47
  • De 2/3 de pulgada a 35 mm («full-frame») = 3,56
  • De Super 35 mm a 35 mm («full-frame») = 1,62
  • De Scope a 35 mm = 2,0
Comparativa entre tamaños de sensor de diferentes modelos de cámara y fabricantes (y sólo estamos incluyendo sensores de S35 o mayores)
Comparativa entre tamaños de sensor de diferentes modelos de cámara y fabricantes (y sólo estamos incluyendo sensores de S35 o mayores)

No obstante, el lector deberá tener en cuenta que, en la actualidad, cada fabricante de cámaras se pasa los estándares de tamaño por salva sea la parte –no hay dos iguales entre marcas, aunque en ambos casos se refieran al mismo estándar– y el cálculo exacto dependerá de las dimensiones específicas del sensor.

Comparativa –un pelín añeja ya– entre tamaños de sensores digitales y formatos estándares de película.
Comparativa –un pelín añeja ya– entre tamaños de sensores digitales y formatos estándares de película.

Se ha discutido mucho sobre las diferencias –claramente aparentes– de características de la profundidad de campo entre los sensores monoplanares de 35 mm y los de 2/3 de pulgada. En última instancia, la profundidad de campo no deja de ser un valor sujeto a fórmulas matemáticas muy simples. De manera harto simplista, podemos decir que las características de profundidad de campo de las ópticas diseñadas para sensores de 2/3 de pulgada se igualan en sus equivalentes de 35 mm modificando la apertura de diafragma como un factor de escala del tamaño de sensor, es decir, por un factor de cerca de 2,5.

Fotograma de la película "Zodiac" (David Fincher, 2007) con fotografía de Harris Savides, ASC, rodada íntegramente con una cámara Viper de Thomson/Grass Valley de 2/3 de pulgada y ópticas Zeiss DigiPrime diseñadas para ese tipo de cámaras.
Fotograma de la película «Zodiac» (David Fincher, 2007) con fotografía de Harris Savides, ASC, rodada íntegramente con una cámara Viper de Thomson/Grass Valley de 2/3 de pulgada y ópticas Zeiss DigiPrime diseñadas para ese tipo de cámaras.

Al igual que la distancia focal equivalente de un sensor de 35mm difiere en un factor de 2,5 de la distancia focal equivalente de un sensor de 2/3 de pulgada, también varía –en teoría– la profundidad de campo en el mismo factor. La distancia focal equivalente a una óptica de 5 0mm en una cámara de 35 mm es una óptica de 20mm en una cámara de 2/3 de pulgada. La profundidad de campo equivalente a f/5,6 en una cámara de 35mm es 2,4 –que corresponde a una apertura mayor en 2,5 stops– en una cámara de 2/3 de pulgada.

Insistimos, en teoría.

Fotograma de la película "Rogue One: Una historia de Star Wars" (Gareth Edwards, 2016) con fotografía de Greig Fraser, ACS, rodada íntegramente con cámaras ARRI Alexa 65 de 65mm y ópticas Panavision APO Panatar y Vantage Hawk65 diseñadas para ese formato de cámaras.
Fotograma de la película «Rogue One: Una historia de Star Wars» (Gareth Edwards, 2016) con fotografía de Greig Fraser, ACS, rodada íntegramente con cámaras ARRI Alexa 65 de 65mm y ópticas Panavision APO Panatar y Vantage Hawk65 diseñadas para ese formato de cámaras.

Remarcamos que este es un cálculo teórico porque –como hemos mencionado con anterioridad– la colocación de los tres sensores a diferentes distancias de registro en las cámaras de 2/3 de pulgada produce una gran diferencia en la percepción de la profundidad de campo. Ningún fabricante de elementos ópticos de vidrio –para ópticas de 35 mm– ha conseguido enfocar los tres componentes de color de manera perfecta en un sensor monoplanar. Tampoco lo consiguieron sobre una película.

Las tres tiras de película (rojo, verde y azul) que componían el sistema Technicolor.
Las tres tiras de película (rojo, verde y azul) que componían el sistema Technicolor.

Y aquí llega el momento de desvelar uno de los sucios «secretitos» más escandalosos de la historia de las ópticas cinematográficas: La impresión del componente de color rojo de la luz en todas las películas que se han filmado –en emulsión fotoquímica de una sola tira– está desenfocada.

Sí, en todas.

Fotograma de "Vértigo" (Alfred Hitchcok, 1958), obra maestra imperecedera con fotografía de Robert Burks, ASC, cuyo uso del rojo es imposible de olvidar para cualquier persona que la haya visto, aunque sólo sea una vez.
Fotograma de «Vértigo» (Alfred Hitchcok, 1958), obra maestra imperecedera con fotografía de Robert Burks, ASC, cuyo uso del rojo es imposible de olvidar para cualquier persona que la haya visto, aunque sólo sea una vez.

Si nos paramos a pensar en la cantidad de tiempo, esfuerzo de diseño y ciencia aplicada que algunas de las mentes más brillantes de la historia de la óptica han dedicado a procurar que las cámaras digitales de 2/3 de pulgada enfocaran correctamente la luz roja, hay que reflexionar sobre los motivos. ¿De qué color es el rostro humano? En su mayor parte, rojo –sea cual sea la etnia del individuo–. ¿Cuál será el resultado de conseguir enfocar a la perfección la luz roja en una cámara de 2/3 de pulgada? En cualquier caso, sería algo muy distinto al aspecto al que nos ha acostumbrado el cine y la televisión en toda su existencia, dado que hasta ahora ese componente siempre ha estado fuera de foco.

El uso que hizo Vincente Minelli de un tono particular de rojo en toda su filmografía en color llevó a que se acuñará la expresión (todavía en uso) de "rojo Minelli" para referirse a ese tono en concreto. En la imagen, fotograma de la incomparable suite final de 19 minutos del espléndido musical "Un americano en París" (Vincente Minelli, 1951) con fotografía de Alfred Gilks por la que ganó un merecidísimo Oscar.
El uso que hizo Vincente Minelli de un tono particular de rojo en toda su filmografía en color llevó a que se acuñará la expresión –todavía en uso– de «rojo Minelli» para referirse a ese tono en concreto. En la imagen, fotograma de la incomparable suite final de 19 minutos del espléndido musical «Un americano en París» (Vincente Minelli, 1951) con fotografía de Alfred Gilks por la que ganó un merecidísimo Oscar.

No hay que desesperar. Hay numerosos remedios o parches para lidiar con estas diferencias. El más empleado es aplicar un desenfoque Gaussiano selectivo de 1/2-, 1/3- y 1/4- píxeles al componente rojo de la película en su integridad. Y el resultado es notable.

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