Temperatura de color en la producción cinematográfica

En la producción cinematográfica el sistema más común para describir el color de la luz es la temperatura de color. Esta escala se deriva del color de un cuerpo negro perfecto teórico (un objeto metálico que no posee ningún color propio inherente) denominado técnicamente radiador planckianio. Cuando se calienta dicho cuerpo hasta el punto de la incandescencia absorbe completamente toda radiación incidente sea cual sea la longitud de onda, la dirección de incidencia o la polarización y adquiere distintos tonos de color dependiendo de su temperatura.

Lord y Lady Kelvin, el capitán Henry Lomb y George Eastman en lo que debía ser una distendida pose para la época

La temperatura de color se expresa en Kelvin en honor a William Thomson, primer barón Kelvin, físico y matemático británico que desarrolló, en el siglo XIX, la escala de temperatura que lleva ese nombre. (1)
En la escala Celsius el punto de congelación del agua equivale a cero grados. La escala Kelvin, sin embargo, toma el cero absoluto como referencia (equivalente a -273º Celsius). Por lo tanto, 5500 Kelvin serían 5227º Celsius. La abreviatura de Kelvin es K y se omite el símbolo “º” en su nomenclatura.

Comparación de la SED de una fuente HMI con una de Xenón
Comparación de la SED de una fuente HMI con una de Xenón

Cuando se calienta un filamento de tungsteno hasta la incandescencia su respuesta es muy similar en el mundo real al comportamiento hipotético de un radiador planckiano. Por ese motivo la equivalencia de temperatura de color en las lámparas de tungsteno halógenas es casi idéntica. No ocurre lo mismo con las luminarias HMI, LED, fluorescentes, de vapor de mercurio, de neón o de plasma.
La representación gráfica de las diferentes longitudes de onda se denomina distribución de la energía espectral (SED) o distribución de potencia espectral (SPD). La SED de los filamentos de tungsteno es bastante uniforme y la transición entre las diferentes longitudes de onda muy suave. La mayoría de los LED y (en particular) los fluorescentes presentan –en cambio– picos muy pronunciados en las longitudes de onda correspondientes al verde.

Comparación de la SPD de una fuente de plasma con un LED
Comparación de la SPD de una fuente de plasma con un LED

El uso de temperaturas de color puede inducir a error en aquellas fuentes de luz que exhiben una SED muy discontinua. En estos casos se emplea la denominación temperatura correlativa de color. Un valor de temperatura de color correlativa es una aproximación a la fuente luminosa incandescente más cercana. Gracias al termocolorímetro, se puede emplear un muestrario de gelatinas de corrección de color para determinar la gelatina correcta necesaria para el equilibrio de color en cada supuesto.

Temperatura de color para varias fuentes lumínicas. No hay que confundir luz del sol con luz día. La luz del sol es únicamente la luz directa del sol. La luz día es una combinación de luz del sol más la luz del cielo (Fuente: Kodak)

La temperatura de color nos proporciona mucha información sobre los componentes azul/naranja de la luz pero muy poco sobre los componentes verde/magenta, que pueden producir dominantes muy desagradables incluso con lecturas correctas de dicha temperatura. La medición aproximada de la mayor o menor similitud de cualquier luminaria con un radiador planckiano se realiza mediante el índice de rendimiento cromático (CRI). Una escala de 1 a 100 que nos indica la capacidad de cada fuente lumínica para ajustar el color de forma precisa a nuestro ideal teórico. En cinematografía sólo se consideran aceptables las fuentes con un CRI superior a 90. (2)

Como ya hemos señalado, una luminaria puede mostrar dominante verde o magenta con independencia de cuánto azul o naranja contenga. Los termocolorímetros miden estos dos ejes por separado. La mayoría de las fuentes de luz no se corresponden con una banda estrecha del espectro electromagnético visible y –por tanto– no representan un tono puro.

Termocolorímetro
Termocolorímetro

Los termocolorímetros proporcionan dos lecturas, una para la escala cálida/fría y otra para la escala magenta/verde. Algunos modelos (típicamente, los Gossen) nos dan en la segunda lectura la cantidad de filtración necesaria para corregir el color en lugar de un valor numérico absoluto (índice de corrección de color o CC).

Algunas cámaras permiten incluir valores de CC en sus controles de temperatura de color (en la imagen vemos un ejemplo del menú de equilibrio de blanco de la ARRI ALEXA. Fuente: ARRI)

Pero la visión selectiva de los sensores a través de la estrecha banda de sus filtros puede darnos una lectura distorsionada o completamente errónea con ciertas fuentes de luz. Los termocolorímetros no nos darán información fiable acerca de la temperatura de color o el componente verde/magenta para lámparas de descarga o HMI, y tampoco para lámparas fluorescentes.

Luminaria de tubos (aparentemente fluorescentes, pero en realidad compuesta por LED) Film Gear LED Flo 4x40w
Luminaria de tubos (aparentemente fluorescentes, pero en realidad compuesta por LED) Film Gear LED Flo 4x40w

Con los LED el espectro parece más suave, pero en el área de las longitudes de onda del azul presentan un valle profundo para después continuar sin cambios abruptos en el resto del espectro. Dicho valle profundo a la derecha del pico de azul es la razón por la cual los termocolorímetros nos dan lecturas completamente erróneas cuando miden las fuentes de luz con esta tecnología.

Espectrómetro LR1 de ASEQ Instruments para Dedolight
Espectrómetro LR1 de ASEQ Instruments para Dedolight

Es necesario –en este caso– el análisis con espectrómetros (y sólo los de gama alta dan información suficientemente fiable al respecto). El espectro debe ser trasladado mediante un software a una tabla de valores CRI para su evaluación con mediciones expandidas (mucho más amplias que con las tablas tradicionales).

Mediciones expandidas del CRI de antiguas fuentes LED (de primera generación y con valores aún muy bajos) realizadas con espectrómetro

Otro factor a tener en cuenta es que los cambios equivalentes en la temperatura de color no se perciben necesariamente como cambios equivalentes en el color. Una variación de apenas 50K de 2000K a 2050K redundará en un cambio visible en los tonos de color, mientras que para conseguir un efecto similar a 5500K haría falta un desplazamiento de 150K y a 10000K precisaríamos un cambio de aproximadamente 500K para percibir una diferencia parecida. (3)

Escala mired
Escala mired

Por todo ello se emplean los valores mired, acrónimo de grado microrrecíproco. Los mired se obtienen dividiendo un millón por la temperatura de color expresada en Kelvin (3200K equivaldrían por tanto a 312 mireds). Para calcular cuánta corrección de color es necesaria en los filtros, se usan estos valores y la temperatura final que deseamos. Si tenemos una fuente a 5500K y queremos convertirla a 3200K solo tenemos que restarle los mired de la temperatura deseada a los de aquella que tenemos (5500K = 200 mireds. 3200K = 312 mireds. Ergo 312 – 200 = 112 mireds.

Ese es precisamente el valor de corrección del típico filtro naranja Nº 85 (+ 112). Dentro de esta escala, los valores positivos implican dominante amarillenta y los negativos dominante azulada. Cuando combinemos filtros debemos sumar los mireds. Muchas fuentes fluorescentes (tipo Kino) o LED profesionales permiten el cambio de temperatura de color en la propia luminaria (más precisa en el caso de los LED que de los fluorescentes), pero nunca está de más conocer estos principios básicos de filtrado de todos modos.


(1) William Thomson fue el primer científico invitado a formar parte de la Cámara de los Lores británica. Adoptó el título de Barón Kelvin de Largs en referencia al río Kelvin, que transitaba muy cerca de su laboratorio en la Universidad de Glasgow. En 1899 George Eastman lo reclutó como vicepresidente del consejo de administración de Kodak Limited, sucursal británica de Eastman Kodak.

(2) Llama la atención poderosamente que en el momento de escribir estas líneas una de las fuentes de luz más utilizadas en grabaciones de muy bajo presupuesto (sobre todo en entrevistas) sean los asequibles paneles LED, que no sólo no permiten apenas controlar el haz de luz sino que, por lo general, producen múltiples sombras no deseadas en la imagen. El consumidor medio de estas fuentes desconoce que sólo existe un modelo en el mercado -cuyo precio es más elevado que la media- cuya CRI supere 90 en todos los cuadrantes del espectro. Todos los demás producen unas espantosas dominantes verdes irregulares y de muy dificil corrección en el etalonaje.  De nada nos sirve ahorrar dinero en adquirir basura. Como de costumbre lo barato sale caro.

(3) En algunas cámaras profesionales podemos encontrarnos con un rendimiento cromático diferente al seleccionar los preset de tungsteno o luz día comparándolos con los mismos valores introducidos de forma manual. Este fenómeno se debe a que dichos preset incluyen corrección en los dos ejes cálido/frío y verde/magenta, mientras que el ajuste manual sólo afecta al primer eje.

       

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