Como hemos visto en anteriores artículos, la sensibilidad del ojo humano a las diferentes longitudes de onda que conforman el espectro visible varía de forma notable. Es la fotometría la ciencia que se encarga de la medición de la luz según la percepción del brillo por parte del sistema de visión humano.

Las unidades genéricas de medida que empleamos a día de hoy para la iluminación cinematográfica fueron establecidas en su día –entre otras muchas– como parte del Sistema Internacional de Unidades International System of Units– conocido simplemente por las siglas SI.

Dentro del SI se identificaron siete unidades básicas mutuamente independientes para medir otras tantas magnitudes:

  1. Longitud (metro)
  2. Masa (kilogramo)
  3. Tiempo (segundo)
  4. Corriente eléctrica (amperio)
  5. Temperatura termodinámica (kelvin)
  6. Cantidad de sustancia (mole)
  7. Intensidad luminosa (candela)
Diagrama de Intensidad Luminosa
Diagrama de Intensidad Luminosa

La candela es, por tanto, la unidad fundamental en iluminación (1). Equivale a la intensidad luminosa de 1/600.000 de m² de un cuerpo negro a la temperatura de solidificación del platino (2045 ºK). Es decir, dado un crisol con platino fundente, la intensidad luminosa de una ventana en dicho crisol de un área de 1/600.000 m² es de una candela.

Relación entre distancia y número de lúmenes
Relación entre distancia y número de lúmenes

Un punto luminoso con intensidad de una candela radia en todas direcciones un flujo luminoso de 4π lúmenes. Esto implica que un lumen (lm) –la unidad estándar de flujo luminoso– es igual al flujo emitido dentro de los límites de un estereorradián (2)por un foco puntual que tenga la intensidad de una candela.

Relación entre lúmenes y luxes
Relación entre lúmenes y luxes

Para el SI, la unidad de iluminación es el lux (lx), o lo que es lo mismo, la iluminación que produce un flujo de un lumen uniformemente distribuido sobre una superficie de un metro cuadrado; o también la iluminación de una superficie a la distancia de un metro de una candela. En EE.UU. la unidad empleada es el foot-candle (pie-candela), la iluminación que produce el flujo de un lumen sobre una superficie de un pie cuadrado.

Suponiendo una esfera de un metro de radio con un foco puntual con una intensidad de una candela en su centro, la luz que sale por una ventana en dicha esfera –de un metro cuadrado de área– es un lumen. La iluminación que cae sobre la superficie interior de esa esfera de un metro cuadrado es un lux. Si la esfera midiera un pie de radio, la iluminación sobre la superficie de un pie cuadrado sería un pie-candela.

Cualquier fotómetro de cine actual medianamente digno permite realizar mediciones tanto en luxes como en pies-candela. No obstante, resulta muy conveniente conocer cuál es la equivalencia entre ambos estándares de medida. Para ello es útil partir de la ley de decrecimiento de la intensidad lumínica según el cuadrado de la distancia al manantial luminoso:

1 pie-candela / 1 lux = D² / d² (siendo D = 1 metro y d = 1 pie).

Ergo, si consideramos que un metro es igual aproximadamente a 3,3 pies, un pie-candela debería ser equivalente a 3,3², es decir, a 10,89 luxes.

La siguiente unidad a tener en cuenta es la de luminancia, el nit. Dicho nit es la luminancia de una superficie plana uniformemente luminosa que en dirección perpendicular a sí misma emite luz con intensidad de una candela por metro cuadrado (3).

Definición gráfica de apostilb
Definición gráfica de apostilb

Cuando se trata de medir la luminancia en superficies difusoras se ha utilizado otra unidad denominada apostilb (4) equivalente a la luminancia de una superficie perfectamente difusa (en un 100%) cuya iluminación sea igual a un lux.

Fuente luminosa artificial HMI
Fuente luminosa artificial HMI

Para determinar el rendimiento de las fuentes luminosas artificiales se recurre al lumen por vatio (lm/w). A día de hoy las fuentes profesionales con mayor rendimiento siguen siendo las HMI (5) –que llegan incluso a superar los 100 lm/w y proporcionan temperaturas de color equivalentes a luz día, de 5600 K– con las fuentes LED ocupando un meritorio –pero aún distante– segundo lugar.


(1) La denominación de “candela” es idéntica y literal a nivel internacional con independencia del idioma del país donde se utilice, aunque los estadounidenses insisten en traducirla como candle. Tamaña tozudez y prepotencia no debería extrañarnos en absoluto cuando proviene del único país del mundo que persiste en la utilización de las unidades imperiales en lugar de las métricas. Recordemos que –al menos, oficialmente– el propio Reino Unido ha renunciado al uso de tales unidades imperiales pese a ser el Estado que las creó.

(2) Unidad de ángulo sólido.

(3) De hecho, el empleo de la palabra nit para referirse a esta unidad cayó en desuso hace décadas, usándose en su lugar cd/m² que es la denominación oficial del SI.

(4) Al igual que ocurre con el nit, el apostilb dejó de emplearse de forma generalizada cuando el SI lo sustituyó en 1978 por la cd/m².

(5) Las lámparas de descarga HMI deben su nombre al de una marca registrada por el fabricante Osram en 1972 que se ha convertido en sinécdoque para toda la familia, sea cual sea el fabricante. Responde a las iniciales H de Hg –símbolo químico del mercurio–, M de medium arc e I –símbolo químico del yodo–. Una HMI consiste en una ampolla de cuarzo rellena de argón y vapor de mercurio, de bromo y óxidos metálicos, que encierra dos electrodos de tungsteno recubiertos de molibdeno.

En su atmósfera enrarecida existe una mínima ionización inicial que tiende a ir aumentando indefinidamente –y con ella lo hace el paso de corriente que acabaría en cortocircuito–. Para evitar este problema se alimentan las HMI con corriente alterna, que produce un apagón cada cambio de polaridad, y al conectar en serie, entre la lámpara y la fuente de energía, una bobina de autoinducción que frena el aumento de la corriente. Junto a esa bobina se conecta un transformador necesario para obtener el alto voltaje inicial de cebado. Ambos están situados en una unidad externa denominada ballast.

Toda lámpara de descarga, debido a su alimentación con corriente alterna, sufre cien apagones por segundo con corriente de 50 Hz, doble número de veces que la frecuencia de la corriente que la alimenta. Por ello hay que tener en cuenta la cadencia de imágenes por segundo y el ángulo de obturación adecuados a ese parpadeo. Se puede rodar a plena seguridad a 25 fotogramas por segundo y ángulo de obturación de 180º o bien a 24 fotogramas por segundo y ángulo de obturación de 172,8º.

       

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