Appunti di tecnica fotografica  

(1) Scrivere con la luce


Leonardo Da Vinci “Oculus Artificialis”

Pruova come tutte le cose poste ‘n un sito sono tutte per tutto e tutte nella parte.
Dico che, se la faccia d’uno edifizio o altra piazza o campagna che sia illuminata dal sole, arà al suo opposito un’abitazione, e in quella faccia che non vede il sole sia fatto un piccolo spiraculo retondo, che tutte le alluminate cose manderanno la loro similitudine per detto spiraculo e appariranno dentro all’abitazione nella contraria faccia, la quale vol essere bianca, e saranno lì appunto e sottosopra, e se per molti lochi di detta faccia facessi simili busi, simile effetto sarebbe in ciascuno

“Leonardo da Vinci” codice atlantico 135 (1490 c.)
Non che Leonardo da Vinci abbia inventato la fotografia, ma questa sua osservazione mi sembra abbastanza curiosa e adatta per iniziare a parlarne.
In realtà, già Aristotele osservò questo fenomeno.
Nell’XI secolo Alhazen Ibn Al-Haitham, descrisse il principio della camera obscura.
Nel 1620 Friedrich Johannes von Kepler (Giovanni Keplero) costruì una tenda oscura trasportabile.
I principi ottici erano quindi noti anche se per il momento, solo a beneficio dei pittori che si limitavano a ricalcare i contorni delle immagini proiettate su di un foglio di carta o su tela, opportunamente attaccata alla parete interna della “camera oscura” per poi rifinire l’immagine ottenuta con colori e pennelli.
Il termine "Fotogafia" deriva dalla composizione di due parole greche: "phos" luce e "graphis" grafia o scrittura, qundi il suo significato e' " scrivere con la luce".

Definizione di fotografia tradizionale:

Procedimento foto-chimico per la registrazione stabile di immagini statiche, proiettate per mezzo di un sistema ottico su una superficie sensibile alla luce.

Definizione di fotografia digitale:

Procedimento per l'aquisizione di immagini statiche, proiettate attraverso un sistema ottico, su un dispositivo elettronico sensibile alla luce, con successiva conversione in formato digitale e immagazzinamento su supporto di memoria.

Cronistoria

1816 Il francese Joseph Nicéphore Niépce registra un’immagine su carta sensibilizzata con sali d’argento anche se non potendo essere fissata l’immagine scompare in breve tempo. Il procedimento viene da lui denominato "eliografia".

1835 William Fox Talbot inizia a testare un processo chiamato “Sciadografia", utilizzando carta sensibilizzata con sali d'argento.

1839 Il francese Louis Jaques Mande' Daguerre presenta all'Accademia delle Scienze di Parigi tramite il fisico Francois Arago un procedimento basato sullo sviluppo in vapori di mercurio di un’immagine ottenuta su una lastra di rame argentato e trattato con vapori di iodio, “Dagherrotipia” con cui si possono ottenere le prime immagini fotografiche stabili nel tempo anche se purtroppo non se ne possono trarre copie.

John Herschel sperimenta un procedimento che utilizza carta trattata con sali d'argento e fissa le immagini con trisolfato sodico.

Nello stesso periodo il francese Hippoliye Bayard ideo' una tecnica che utilizzava carta sensibilizzata con ioduro d'argento, ma venne scoraggiato dal continuare i propri esperimenti per evitare la concorrenza con Daguerre.

1841 William Fox Talbot trasforma la "Sciadografia" in "Calotipia" introdocendo il procedimento dello sviluppo fotografico.

Francois Antoine Claudet utillzzando lastre per "Calotipia" sensibilizzate con cloruro e ioduro d'argento, ottiene immagini con un tempo di esposizione di pochi secondi.

1851 Frederick Schott Archer sostituisce la dagherrotipia "su lastra di rame" e la calotipia "su carta", con un procedimento che utilizza il vetro e il collodio "nitrocellulosa diluita in alcool"

1852 Nasce a Firenze la piu' antica azienda di fotografia di cui si abbia notizia la "Fratelli Alinari".

1859 R. Bunsen e H. E. Roscoe realizzano la prima immagine istantanea utizzando un flash al magnesio.

1861 J.C.Maxwell realizza le prime immagini a colori per sintesi additiva con la proiezione di tre diapositive ottenute filtrando la luce in rosso, verde, blu, tramite tre proiettori filtrati allo stesso modo.

1869 Louis Ducros ottiene immagini a colori per sintesi sottrattiva.

1878 A Jena, in Germania, l’industriale Karl Zeiss realizza il primo efficiente obiettivo fotografico apocromatico.

1889 La società statunitense Kodak, su progetto di George Estman, mette in commercio la prima macchina fotografica munita di pellicola in rotolo di celluloide.

1904 Vengono realizzate emulsioni sensibili a tutti i colori (Pancromatiche).

1907 I fratelli Lumière mettono a punto delle lastre fotografiche dette “autocrome” che forniscono immagini a colori (prima su vetro, poi su supporto di celluloide).

1925 La società tedesca Leitz produce macchine fotografiche, anche portatili con flash, telemetro incorporato, obbiettivi intercambiabili.

1928 Nasce il sistema Reflex

1932 Viene realizzato l’esposimetro fotoelettrico col quale diventa possibile misurare la quantità di luce che colpisce la pellicola.

1935 La Estman – Kodak mette in vendita le prime pellicole per diapositive a colori (Kodachrome).

1936 La tedesca Agfa realizza pellicole per stampe a colori.

1945 Lo statunitense Back, ricercatore della Zoomar Corporation, realizza il primo obbiettivo a lunghezza focale variabile (denominato “Zoom” ).

1947 Il fisico statunitense Land inventa la macchina fotografica a sviluppo e stampa automatici e immediati su materiale autosviluppante (Polaroid).

1969 Willard Boyle e George Smith dei laboratori Bell, pongono le basi per la realizzazione di un nuovo sensore ottico, il CCD (Charge Coupled Device).

1976 La giapponese Canon incorpora, nell’apparecchio fotografico, un microprocessore per il controllo automatico dell’esposizione.

1978 La giapponese Konica realizza la prima macchina fotografica con messa a fuoco automatica (autofocus).

1982 La giapponese Sony sostituisce la pellicola con un sensore elettronico o CCD (Charge Coupled Device) che analizza l’intensità e il colore dei punti che formano l’immagine, li trasforma in segnali elettrici che elaborati da un microprocessore vengono registrati su supporto magnetico (Floppy disk).

Ora che abbiamo dato uno sguardo veloce ad alcune tappe storiche di questo procedimento, cercheremo di esaminare tecnica e materiali necessari per produrre immagini.
L’essenziale per ottenere una fotografia sono senza dubbio:
  1. la luce.
  2. un sistema ottico per focalizzarla
  3. un elemento sensibile ad essa.


La luce

Per avere un termine di paragone inizieremo col raffrontare la luce con alcuni suoni noti. Anche se nel primo caso si tratta di radiazione (vibrazione) elettromagnetica, e nel secondo caso di vibrazione meccanica.

Suono = Vibrazione
Meccanica
Onda
Luce = Vibrazione
Elettromagnetica
Vibrazioni al secondo
Vibrazioni a secondo
Violino - 10.000
  
790.000.000.000.000
Tromba - 1.000
  
540.000.000.000.000
Tamburo - 100
  
390.000.000.000.000
Guardando il riquadro possiamo notare che:

1. Per la musica, le vibrazioni per secondo, dell’onda, vanno da 100 circa per il suono di un tamburo, a 10.000 circa per il suono di un violino.
2. Per la luce, queste vibrazioni variano col variare dei colori e si misurano in centinaia di migliaia di miliardi al secondo. Queste vibrazioni si possono rappresentare come onde, (da qui, le definizioni di “Onde Elettromagnetiche” e “Onde Sonore”) e sono caratterizzate da:


1. Ampiezza (distanza fra il valore massimo e quello minimo)
2. Frequenza (numero di onde in un secondo)
3. Lunghezza d’onda (distanza fra due punti di uguale ampiezza in onde successive)

L’intensità luminosa è determinata dall’ampiezza.

Il colore, dalla frequenza o dalla lunghezza d’onda.


I colori
L’esperimento col quale Newton identificò i colori che definì principali, stabilisce che se un sottile fascio di radiazione solare, viene fatta passare attraverso un prisma essa si separa nelle sue componenti monocromatiche, che a suo giudizio era costituita da una serie di sette diversi colori.
Giudico' inoltre questi sette colori non ulteriormente scomponibili e dedusse che il bianco era il risultato dalla loro combinazione.
Oggi sappiamo che la luce solare è composta da radiazioni elettromagnetiche e che i colori, altro non sono che le varie frequenze (Lunghezze d’onda) di queste radiazioni.
Il nostro sole, come tutte le stelle emette una grande quantità di onde elettromagnetiche, ma solo una piccola parte di queste sono visibili dai nostri occhi.
Inoltre, tramite la ricerca scientifica, sappiamo che i colori primari sono solamente tre, (rosso, verde, blu) e che anche gli organi sensibili ai colori presenti nell’occhio umano (coni), permettono di avere una percezione di tre bande di colore distinte e corrispondenti a quelle del Rosso del Verde e del Blu. Tutti gli altri colori di conseguenza, sono frutto di una combinazione elaborata dal cervello.
Si definisce “Spettro Visibile” l’intervallo delle radiazioni luminose percepite dall'uomo, di lunghezza d'onda compresa tra i 380nm (viola) e i 770nm (rosso) (nm = 1 milionesimo di millimetro).
Ai due estremi, oltre la radiazione viola esiste la radiazione ultravioletta (UV), e oltre la rossa l'infrarosso (IR), entrambe invisibili all'occhio umano.

Da notare che i colori della luce solare non esauriscono tutta la gamma di tinte possibili, infatti le due radiazioni estreme dello spettro solare, il violetto e il rosso, si possono combinare a formare un nuovo colore, (rosso–violaceo), chiamato porpora o magenta.

Scegliendo opportunamente due colori dello spettro luminoso, è possibile ottenere il colore bianco, questi due colori si dicono complementari.

In figura (cerchio colore) possiamo notare che due colori complementari si trovano posizionati sempre uno all’opposto dell’altro.
Qualità e gradazioni

Ogni colore contiene tuttavia molte gradazioni distinguibili (varie tonalità di rosso, di giallo ecc.. ) e per definirlo esattamente, è necessario specificare:
  1. Tinta o Tonalità
  2. Intensità ( luminosità )
  3. Saturazione
La Tinta o Tonalità è la qualità che distingue tra loro i colori saturi in base alla loro lunghezza d’onda.

L’ Intensità di un colore è la qualità che lo fa apparire al nostro occhio più o meno luminoso. (dal nero alla massiuma saturazione)
Se si miscelando ad un qualsiasi colore una percentuale del suo complementare, si abbassa la Saturazione e si hanno in questo caso, il rosa, l’azzurro, ecc...( dal bianco alla massima saturazione).
La luce solare è costituita da radiazioni a diverse lunghezze d’onda (colori) che hanno all’incirca tutte la stessa intensità. Il nostro occhio tuttavia è più sensibile ai colori centrali dello spettro visibile (verdi) che pertanto ci appaiono più luminosi.


Il colore degli oggetti

Il colore è parte integrante di molti oggetti e può essere attribuito a vari fenomeni:
  1. Assorbimento
  2. Interferenza
  3. Diffusione


Assorbimento

Tutto quanto ci circonda (oggetti, piante, animali) illuminato dalla luce solare, ci appare dei più svariati colori.
Ciò è dovuto al fatto che ogni materiale assorbe una certa quantità di radiazione solare e la radiazione che raggiunge il nostro occhio contiene solo le informazioni relative alle radiazioni che non sono state assorbite.
In questo modo un oggetto che assorbe le radiazioni nelle frequenze del verde – blu (Ciano), ci apparirà rosso. L’oggetto quindi ci appare sempre del colore complementare rispetto a quello che è stato assorbito.

Interferenza

Alcuni oggetti appaiono colorati anche se non sono costituiti da materiali capaci di assorbire la radiazione luminosa. La colorazione di questi oggetti può essere dovuta al fenomeno dell’interferenza, come ad esempio nel caso delle bolle di sapone, delle conchiglie delle ostriche, delle piume della coda del pavone ecc...; (A tutti sarà capitato per esempio di notare i colori che si formano in uno strato d’olio sulla superficie di una pozza d’acqua, o sullo strato plastico che protegge lo strato metallico di un CD). Questo fenomeno implica che la radiazione luminosa incidente, subisca una serie di riflessioni e rifrazioni da diverse superfici o materiali. In questo modo, i singoli colori, avendo lunghezza d’onda diversa, possono uscirne a volte rinforzati (onde in fase) e a volte attenuati (onde in controfase), dando la sensazione di vedere le varie zone dell’oggetto, colorate con le sole tinte che, in queste zone, ne escono rinforzate.
Diffusione

La diffusione della luce solare è un fenomeno dovuto alla presenza di particelle disperse in un gas, in un liquido, o in un solido.
Tali particelle influenzano in vari modi la luce solare in funzione delle loro dimensioni.
Ai fenomeni di diffusione sono dovuti i colori assunti dalle nuvole all’alba e al tramonto, l’arcobaleno che si presenta dopo un temporale e quindi quando nell’aria sono ancora sospese particelle di umidità.
Anche l’apparente colore blu del cielo è dovuto ad un fenomeno particolare di diffusione (diffusione di rayleght).