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Fotómetros integrados a la cámara, historia y modos de medición actuales.

Una reseña histórica

La incorporación de exposímetros a las cámaras fotográficas fue muy próxima a la aparición de los primeros fotómetros de mano.

Probablemente la primer cámara con fotómetro incorporado haya sido la Contaflex 35 TLR de 1935, una reflex de dos objetivos y formato 6×6, mientras que la primera de 35 mm con fotómetro

incorporado fue la Contax III de 1936. Ambas fabricadas por Zeiss Ikon AG y por supuesto con fotómetros de selenio, la tecnología disponible en esa época. Si bien esto significaba una mejora importante en el camino de facilitar la obtención de buenas fotografías, el amplio ángulo de medición de estos fotómetros causaba dificultades para interpretar la lectura de la escena.

En 1936 la compañía Ihagee, había presentado la Kine Exacta, la primer cámara reflex de 35 mm. y casi simultáneamente se presentó la rusa Cnopm.

La primera reflex con pentaprisma fue la Contax S, cuyo diseño original databa de 1930, pero que fue fabricada después de la guerra en 1949 y presentó problemas mecánicos. Para la misma época se presentaron la Rectaflex de origen italiano y la Alpa Reflex suiza. En 1939 Karl Nüchterlein diseñador y mecánico de Ihagee había patentado un diseño de fotómetro TTL, (sigla de Through The Lens) es decir la medición de luz a través del objetivo, para perfeccionar el diseño de la Kine Exacta. Sin embargo la guerra paralizó estos avances, la patente del sistema TTL quedó en manos americanas, y la primer cámara con fotómetro TTL solo se produciría muchos años después, en 1962: la Topcon RE Super

Durante los primeros años de los 60´se generaliza el empleo de las cámaras reflex, y las marcas japonesas van superando en el mercado a las alemanas. Aparecen en esos años las reflex Asahi Pentax de 1957, la Nikon F en 1959, ambas sin fotómetro en su versión inicial, la Minolta SR 7 de 1962 fue la primera en incorporar un fotómetro de CDS pero no a través del lente, la ya mencionada Topcon RE Super, la Asahi Pentax Spotmatic en 1964 ahora si con fotómetro incorporado. La Canonflex de 1959 no logró éxito comercial.

Nikon incorpora el fotómetro en el pentaprisma intercambiable del sistema F, el Photomic en 1962 pero la versión TTL del Photomic recién llegará en 1966 con medición homogénea en toda la pantalla, y con medición ponderada al centro en 1968. Estos visores intercambiables pueden acoplarse al cuerpo base de Nikon F, es un sistema modular.

Naturalmente los primeros fotómetros integrados a mediados de la década del 30´fueron de selenio, ya que los de CDS aparecieron a comienzos de los 60´, coincidiendo con la popularización de las cámaras reflex. En principio cuando hablamos de un fotómetro integrado nos referimos a medición de luz reflejada, si bien existieron algunos accesorios que permitieron la medición de luz incidente desde la cámara. Al medir luz reflejada, el ángulo de medición del fotómetro es muy importante ya que determina sobre qué parte de la escena se realiza la medición, en los fotómetros de selenio que tienen un ángulo muy amplio

esto representa un inconveniente ya que se torna difícil interpretar esa medición en muchas situaciones, por ejemplo en un paisaje el área de cielo muy luminoso hará que el fotómetro tienda a producir una subexposición, en definitiva requiere por parte del fotógrafo un mayor grado de conocimiento e intuición y aun así en algunas situaciones se obtendrán resultados inesperados.

Al incorporar los fotómetros de CDS se produce una mejora en este tema, ya que al tener un ángulo de medición más cerrado, de aproximadamente de 30°, son menos las situaciones conflictivas y también hay más posibilidades de evaluar mejor sobre qué parte de la escena se realiza la medición.

Sin embargo el problema subsiste ya que no estamos midiendo exactamente lo que “ve” el lente sino algo aproximado.

La medición TTL

El problema se resuelve definitivamente al incorporar el sistema TTL, que mide a través del objetivo. En este caso la medición se realiza verdaderamente sobre la escena a fotografiar y ya no sobre una aproximación más o menos afortunada. Por otra parte si se coloca un filtro sobre el objetivo la pérdida de luz causada por el factor del filtro va a ser medida por el fotómetro y el incremento necesario en la exposición se realizará automáticamente. Lo mismo ocurrirá al emplear un sistema de aproximación, por ejemplo la merma de luz que implica el empleo de un fuelle o un tubo de aproximación se reflejará en el valor de exposición sin necesidad de calcular esa pérdida, como si habría que hacerlo con un fotómetro no TTL.

Sin embargo, aún en las cámaras con medición TTL hay distintos modos de medición que fueron mejorando su facilidad de uso y precisión como resultado de un proceso evolutivo.

Los modos de medición:

Homogénea sobre toda la superficie de la imagen:

Es el modo en que funcionaron los primeros fotómetros TTL, si bien presenta las ya mencionadas ventajas respecto a la medición “por fuera” del lente, la evaluación del contraste de la escena sigue resultando compleja.

Con objetivos gran angulares en escenas que no reflejen la luz de un modo homogéneo, como el ejemplo ya mencionado de paisajes con un área grande de cielo, o aun con distancias focales más largas, una bailarina con malla blanca ocupando una pequeña parte de la imagen sobre el amplio fondo negro de un escenario, presentarán dificultades a la hora de determinar el valor de exposición, emplear el valor que indique el fotómetro directamente en muchos casos conducirá a resultados poco afortunados.

Medición ponderada al centro: desarrollado en 1968, estándar en las cámaras actuales

Las dificultades para interpretar la medición homogénea llevaron a Nikon a presentar en 1968 un nuevo modo de medición, en el que el área central de la imagen tiene preponderancia sobre el resultado total. En la pantalla de enfoque se observa un círculo marcado con una delgada línea negra, en ese círculo se concentra el 60% de la medición, en el resto del cuadro se distribuye el 40 % restante.

Esto funcionará como un modo de compensar las diferencias de iluminación en la escena. Por supuesto que también requiere la interpretación del fotógrafo, pero es más fácil obtener resultados consistentes. Es un sistema bastante intuitivo que demanda prueba y error, pero una vez que se le toma la mano es muy preciso y confiable. En general se ubicarán en ese círculo en los valores medios de la escena, eventualmente incluyendo un área menor de las partes muy brillantes o muy oscuras, y si es necesario luego se reencuadrará la composición en el momento del disparo, después de haber establecido el valor de exposición. Los porcentajes de concentración y el tamaño del área central varían entre marcas y modelos, en términos generales este sistema resultó tan eficiente que aún hoy sigue siendo uno de los modos incorporados en las reflex actuales de todas las marcas.

Para entrar en detalles hay que consultar el manual de cada cámara y ver las características específicas de cada una, esta descripción corresponde a lo que resulta común a todas. Es un sistema rápido e intuitivo que ofrece un equilibrio entre la rapidez de uso y un buen control del resultado. Muchas Nikon muestran el área de concentración de la medición y especifican el porcentaje de concentración. Otras marcas emplean un sistema semejante pero no muestran el área de concentración y entonces no se sabe a ciencia cierta en qué área se concentra la medición, esto puede resultar en un proceso de prueba y error diferente pero al fin el sistema sigue resultando funcional. En las Nikon actuales se puede variar el tamaño del círculo en el que se concentra la medición en 13, 8 o 6 mm. pero ya no muestran el área correspondiente en el visor y tampoco está especificado el porcentaje de concentración. Personalmente lamento que los manuales no brinden más que descripciones generales poco precisas, y no es fácil conseguir información detallada.

Mi agradecimiento a Enrique López de la excelente página Camaracoleccion.es, por su respuesta a mi consulta y por toda la información que obtuve de allí, en particular los artículos sobre la historia de Exacta, la presentación del Photomic, la NIkon FA y la evolución de las cámaras en general.

Medición matricial o evaluativa:

La medición matricial fue presentada por Nikon en el modelo FA, que sale al mercado en 1983 la escena es dividida en zonas y se realiza una medición independiente de cada una, esa información luego es procesada mediante software de un modo bastante más complejo que un simple promedio. La cantidad de segmentos o zonas que se miden varían por marcas y modelos, cada una ha desarrollado su propia tecnología y software.

La FA contemplaba 5 zonas diferenciadas. Este sistema inicial se ha desarrollado enormemente.

Actualmente Nikon emplea sistemas de 2.016 zonas en la serie D7000 y D610 y de 91.000 pixeles de medición en las D750 y superiores, y tiene en cuenta la composición de color y la distancia a distintos planos de la escena. El sistema equivalente de cada marca recibe diferentes nombres, el Evaluativo en Canon emplea 63 zonas en las 5D y 6D Mark II y 150.000 píxeles en la 7D II.

El sistema matricial automatiza totalmente la medición de luz, evitando que el fotógrafo deba evaluar la escena y realizar cálculos o compensaciones. Es el modo de medición más rápido y por tanto el más adecuado para las situaciones en que la captura instantánea resulte ser lo más valioso para esa imagen. En prensa, fotografía callejera, deportes, fotografía de fauna, muchas veces será el modo más adecuado. En general los resultados son muy buenos pero el fotógrafo está cediendo el control de la exposición al software de la cámara, sin ninguna participación en la valoración del contraste y sin poder priorizar una parte de la escena sobre otra según su nivel de luminosidad, al elegir el modo matricial confiamos totalmente estas decisiones al software de la cámara. En pocas palabras, es recomendable cuando la captura inmediata de lo que ocurre es más importante que las sutilezas de diseño en la imagen.

Medición puntual:

La medición puntual aparece con la Topcon Unirex de 1969, que ofrece la medición de luz en el área de enfoque de microprismas.

Gradualmente se incorpora en diferentes marcas y modelos y en la actualidad es un estándar en casi todas las reflex. Si bien las particularidades hay que buscarlas en el manual de cada cámara siempre estamos hablando de el 100% de la medición en un área muy pequeña del visor, así es que esta medición resulta muy semejante a la de un fotómetro puntual de mano. Algunas cámaras tienen un punto de medición central fijo y en muchas el área de medición coincide con el punto de enfoque activo, y puede por tanto desplazarse sin modificar el encuadre. Concentrar el 100% de la medición en un área pequeña permite realizar mediciones parciales y establecer cómo se reproducirán distintas áreas de la imagen. En general debe considerarse que el valor indicado será el adecuado para reproducir esa zona con la luminosidad correspondiente al gris medio, así es que sobre ese valor deberán efectuarse las compensaciones que resulten necesarias. Además de la Puntual las Canon actuales presentan una variante de este modo, la medición Parcial, igual que la puntual pero con un área de medición mayor, si bien en esa área se concentra toda la medición. Más allá de la utilidad de establecer la exposición para un área pequeña, debe considerarse la medición puntual como un instrumento para conocer las diferencias de contraste y prever si el rango dinámico de la cámara es capaz de reproducir con detalle la totalidad de la escena. Esto permitirá adecuar la iluminación cuando resulte posible, y en el caso de no poder modificar la iluminación decidir qué parte privilegiar y qué parte sacrificar, o a veces asegurarse de que determinada zona intencionalmente no registre detalle sea en las luces o en las sombras. En estos términos la medición puntual es un herramienta de diseño, ya no solamente un instrumento para determinar la exposición general.

Un resumen de los modos de medición actuales:

La medición matricial o evaluativa automatiza la evaluación de la escena, evita que el fotógrafo deba tomar decisiones sobre la exposición. Es el modo adecuado para las fotos en las que la instantaneidad es más importante que el control del contraste.
La medición ponderada al centro, o central, permite un control intuitivo rápido y previsible a la vez. Requiere un proceso de prueba y error hasta conocerlo, es adecuado cuando quiero fotografiar rápidamente pero sin perder totalmente el poder de decisión como en la medición matricial.
Medición puntual es el método que brinda mayor información y permite tomar decisiones para estructurar la iluminación y decidir como se reproducirán diferentes áreas de la imagen. Requiere mayor conocimiento y tiempo para evaluar la escena. Adecuado para paisajes, arquitectura y cuando la estética sea el valor principal de la fotografía y la reproducción de luces y sombras determinante.®Carlos Fumagalli

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Conceptos básicos sobre medición de luz

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Publicado en el número 511 de la revista Fotomundo, de Buenos Aires, en julio de 2011.

La medición de la intensidad de la luz es un paso determinante en la práctica fotográfica -tanto en película como con cámaras digitales- para lograr la exposición adecuada y obtener fotografías de calidad. Esta serie de artículos está pensada para comprender en profundidad la medición de luz empleando fotómetros actuales, tanto incorporados a las cámaras con sus distintas opciones, como los de estudio. En este primer artículo se desarrollan conceptos básicos acerca de la medición de luz. En los siguientes se repasará la evolución de los fotómetros a través del tiempo, relacionando las posibilidades técnicas de cada época con el modo de aplicación práctica que posibilita, alternando entre los conceptos teóricos y su instrumentación, este es un camino lógico para entender como se llega a la tecnología actual y cómo emplearla.

Medición de luz reflejada, el gris del 18%

Este es el modo de medición que encontramos integrado a las cámaras, y que también permiten emplear los fotómetros de mano, de los que nos ocuparemos en primer lugar. Para medir la luz que refleja una escena el fotómetro se orienta desde la cámara hacia la escena. Podríamos preguntarnos: Con qué criterio el fabricante del fotómetro puede indicar un valor de exposición para una escena que desconoce? ¿cómo determinar la exposición conveniente sin saber si lo que se va a fotografiar es claro u oscuro? La solución es que el fotómetro indique la exposición adecuada para reproducir la luminosidad correspondiente al gris medio de una escala de 11 valores de negro a blanco, el negro corresponde al valor 0 y el blanco al 10, el gris medio entonces equivale al valor 5.

Supongamos que tenemos que fotografiar una escena que refleja un rango de luminosidad desde 0 (negro) hasta 10 (blanco) y una gama amplia de valores intermedios. Aquí aparece un nuevo concepto, la carta gris del 18% que representa el valor medio de la escala antes mencionada.

La carta gris del 18% es el patrón de calibración de fotómetros de luz reflejada: esto quiere decir que midiendo sobre la carta de gris, la exposición que indique el fotómetro será la adecuada para reproducirla con la luminosidad que le corresponde. Pues bien, si el gris se reproduce tal como es, con la misma exposición el blanco que refleja más luz registrará más información en el material sensible -tanto sea en película como en un sensor de una cámara digital- y se registrará proporcionalmente más luminoso, como blanco. Por el contrario las áreas oscuras de la imagen que reflejan bajos porcentajes de luz registrarán menos o ninguna información y se reproducirán como gris más oscuro o negro. Los valores intermedios registrarán su valor de luminosidad proporcionalmente a la intensidad de luz que reflejan en la escena. Es decir que al medir la intensidad de iluminación del gris medio los demás valores se “acomodan automáticamente” en su lugar. (foto superior)

También podemos expresarlo de este modo: al graduar la exposición para reproducir el gris medio, está quedando disponible la mitad de la capacidad -del sensor o de la película- para registrar las sombras y la otra mitad para registrar las luces. Esto ocurrirá siempre y cuando se esté midiendo sobre la carta del gris medio o una escena cuyo promedio de luminancias resulte igual o próximo al gris medio. Sin embargo es importante comprender que el fotómetro solo mide luz, no interpreta la escena: si medimos sobre una pared blanca indicará la exposición adecuada para que el blanco se reproduzca como gris medio, resultando en una subexposición. Si medimos separadamente una carta gris y una hoja blanca iluminadas con la misma intensidad observaremos que la diferencia de reflexión entre ambas es de 2 1/3 de EV, esto es constante. Es decir que al medir luz reflejada sobre un plano blanco el fotómetro indicará un valor de exposición 2 1/3 por debajo del correcto; para que el blanco se reproduzca como blanco, deberemos aumentar la exposición en 2 1/3 EV sobre el valor que indicó el fotómetro. Del mismo modo, si con un fotómetro de luz reflejada medimos una superficie negra el fotómetro indicará la exposición necesaria para reproducir el negro como gris medio, resultando en este caso en una sobre exposición, para compensarlo deberíamos disminuir la exposición en 2 2/3 EV sobre la indicada por el fotómetro.

Al medir luz reflejada:

Sobre una carta gris del 18%, o una escena equivalente se emplea la exposición indicada por el fotómetro sin ninguna compensación.
Sobre una superficie blanca: aumentar la exposición en 2 1/3 EV
Sobre una superficie negra: disminuir la exposición 2 2/3 EV

Observemos que el ángulo de medición de un fotómetro de luz reflejada es crítico al momento de a interpretar la información que brinda. De acuerdo al tipo de fotómetro puede resultar difícil determinar qué elementos de la escena quedan dentro del área sobre la que el fotómetro realiza la medición, y esto puede resultar un factor de imprecisión, no porque el instrumento mida mal, sino porque no se puede saber con exactitud qué es lo que se está midiendo. Al recorrer la evolución de los fotómetros a través del tiempo veremos cómo este es un factor importante en su desarrollo.

Promedio de luminancias:

Se ha observado que muchas escenas fotográficas reflejan entre las áreas oscuras, medias y blancas un promedio cercano al 18% de la iluminación que reciben. En estos casos un fotómetro de luz reflejada brindará una exposición adecuada para la reproducción de la escena, ya que el promedio de luz reflejada por esta coincide con la calibración del fotómetro para reproducir el gris medio.(foto inferior)

Sin embargo también se presentan situaciones en las que la luminosidad de la escena no se corresponde con la del gris medio.

Por ejemplo si fotografiamos a una persona sobre un fondo blanco, el conjunto de la escena refleja mucha más luz que el gris medio, pero el valor de exposición que indique el fotómetro reproducirá la escena con la luminosidad de aquél, es decir mucho más oscura de lo que es en realidad, resultará una foto subexpuesta. (foto derecha)

El fotómetro no puede distinguir si está midiendo una escena clara o una carta gris iluminada con mayor intensidad, esto debe hacerlo el fotógrafo. Como se mencionó antes, para compensar este error debe aumentarse la exposición en 2 1/3 EV.(foto izquierda)

Si fotografiamos ahora sobre fondo negro, el fotómetro incluirá en la medición una gran superficie del fondo y llevará la exposición a un valor que registre el negro como gris medio, produciendo una sobre exposición.

Para corregirlo disminuimos la exposiciciòn en 2 2/3 EV

Estas escenas requieren la interpretación del fotógrafo para lograr una exposición adecuada. Para interpretar la escena el ángulo de medición será un factor determinante: en este último ejemplo, cuánto entra de la superficie negra en la medición? si el fotómetro no tiene un visor no podremos saberlo, pero en cualquier caso un ángulo amplio resultará más “peligroso” en el sentido de inducir a errores más fácilmente. Acercarse a la escena para medir lo que verdaderamente nos interesa es el primer recurso para resolver la situación, si el área de medición del fotómetro incluyera la ropa gris del modelo y una pequeña área de fondo negro la exposición resultaría más adecuada ya que el promedio se aproximaría al gris medio.

Medición de luz incidente:

Hay además otro método para medir la intensidad de la luz: en vez de medir cuanta luz refleja la escena se medirá cuanta luz llega hasta ella, es decir la luz incidente. Para esto el fotómetro tiene que estar equipado con un difusor, generalmente es una semiesfera blanca que cubre la abertura por la que penetra la luz al instrumento. Esta semiesfera llamada “calota” cumple dos funciones, por una parte captará la luz proveniente de todas direcciones. y por otra solo dejará pasar al sensor el 18 % de la luz que incide sobre ella. De modo que la medición de luz incidente es equivalente a medir luz reflejada sobre la carta gris del 18%. El fotómetro se colocará en el lugar de la escena que queremos medir y para determinar la exposición usualmente se orientará hacia la cámara, aunque esto depende de la dirección de las fuentes de luz.

Al medir de este modo, evitamos el tener que ocuparnos de comparar la luminosidad de la superficie medida respecto al gris medio, ya que no estamos midiendo la luz reflejada por la superficie a fotografiar, esto representa a la vez la mayor ventaja de la medición incidente y también su mayor limitación. Si medimos con luz incidente una escena más clara o más oscura que el gris medio, como la reflexión de las superficies del sujeto no se tienen en cuenta no influirán en la medición y no habrá que compensar el valor indicado sino emplearlo directamente. Evidentemente es más simple que medir la luz reflejada y compensar las diferencias de luminosidad entre el gris medio y la superficie medida. La medición incidente puede considerarse un método muy simple, rápido y preciso para muchas situaciones. Sin embargo tal simplicidad se obtiene prescindiendo de la información sobre la luz que refleja el sujeto, ni más ni menos que lo que va a ser fotografiado, y en algunas situaciones esa información es necesaria. Por ejemplo: cuando el sujeto tiene un alto contraste – supongamos una modelo con pantalón negro y blusa blanca -con luz incidente solo mediremos las diferencias de la intensidad de luz que llega a cada parte de la escena, pero sin tener en cuenta si la superficie es blanca o negra, mientras que la medición de luz reflejada combinaría ambos factores.

Mi agradecimiento a la modelo Natee Romera y a Federico Guevara por su participación en las fotos.

Un resumen:

Los fotómetros de mano no están pensados para tomar decisiones en lugar del fotógrafo, sino para brindar la información que este necesita para exponer según su criterio lo que más convenga para una situación determinada.
Con la medición de luz reflejada se obtiene más información, esto permite un control más exhaustivo de la iluminación de la escena pero su empleo es más complejo.
La medición de luz incidente es más simple pero en algunos casos la información que brinda no resultará suficiente para tomar la decisión adecuada.

®Carlos Fumagalli. – www.taller.carlosfumagalli.com.ar