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Relación Diafragma – Velocidad – ISO. La ley de reciprocidad

En mis cursos de fotografía algo que siempre cuesta entender a los alumnos es algo básico y esencial que es el pilar de la fotografía y de una buena fotografía bien expuesta. Entendiendo este concepto entenderemos en gran medida la base de todo dispositivo fotográfico y por ende podremos despegarnos de los modos automáticos y así obtener fotos más interesantes.

 

¿Cuánta luz debemos dejar pasar a través de nuestra lente?

Para esto lo más fácil es usar la metáfora de la Ventana, un concepto ya muy pero muy utilizado pero que siempre ha servido para entender de inmediato la idea.

habitacion oscura Imagina que te encuentras en un cuarto oscuro con una sola ventana, el tamaño de la ventana va a ser nuestra apertura, cuanto más grande sea la ventana más luz dejará pasar cuando la abramos y viceversa, por otro lado tenemos la posibilidad de decidir cuanto tiempo queremos abrir esa ventana, si lo hacemos muy rápido dejaremos entrar poca luz y la habitación apenas se iluminará unos instantes, si la dejamos abierta más tiempo veremos el cuarto completamente iluminado esto es nuestra velocidad de obturación, por último imaginemos que nosotros nos encontramos sentados en la recamara viendo al exterior a través de la ventana, la sensibilidad de nuestros ojos a la luz (el ISO) va a hacer que logremos ver por completo lo que hay afuera o quizás solo lo más brilloso.

 

Por supuesto que explicaré cada uno de estos elementos en detalle. Por ahora simplemente tienes que hacerte a la idea de que  los 3 elementos de la exposición se encuentran relacionados, no puedes modificar uno sin cambiar a los otros, cada uno tiene ciertas características que iremos conociendo, por ejemplo el ISO altera la calidad de la imagen, la velocidad congela o da movimiento a los objetos y la apertura incide sobre lo que se conoce como profundidad de campo y nitidez.

 

Tu duda es la clave en una correcta exposición… me explico, la apertura del diafragma, la velocidad de obturación y la sensibilidad (ISO) definen la correcta exposición (toma) de la fotografía. Los tres parámetros inciden por igual y te definen si una foto está correctamente expuesta o por el contrario está o bien subexpuesta (oscura) o bien sobreexpuesta (muy clara o quemada).

 

APERTURADE DIAFRAGMA o (F) STOP:Abriendo más o menos definimos la cantidad de luz que llega al sensor o película. Sirve para actuar sobre la profundidad de campo (más zona enfocada por delante y por detras del punto al que estas enfocando). Cada paso de diafragma corresponde al doble de luz que pasa, esto es por un diafragma f/2.8 pasa el doble de luz que por un diafragma f/4.

aberturas de diafragmas

VELOCIDAD DE OBTURACIÓN: Tiempo durante el cual llega luz al sensor o película. Una velocidad mayor te permitirá congelar sujetos en movimiento… directamente relacionado con lo anterior. Por ejemplo de 1/30 a 1/60 hay un paso (equivalente a un paso de diafragma), pasando por 1/30 el doble de cantidad de luz que por 1/60.

 

ISO: Capacidad de respuesta de la antigua pelicula analógica ante la luz, cuanto mayor es el ISO, más sensible es la pelicula o sensor, pero esto incide en el grano (analógico) y ruido (digital). Existe una escala estandar en la que, por ejemplo de ISO 200 a ISO 400 es otro paso más, siendo ISO 400 el doble de sensible que ISO 200.

 

Si miran la cámara verán los distintos pasos en abertura de diaframas:

 

2.8   4   5.6   8   11  16   22   32

y de velocidad (recuerden que en la realidad es la inversa 1/X donde X es la velocidad, ej: 1/30 es “una treintava parte de segundo”, en el visor de algunas cámaras aparece directamente el nro. X):

15   30   60   125   250   500   1000

 

 

Ley de reciprocidad

Esta dice que a un ISO determinado hay una relación directa entre abertura de diafragma y velocidad de obturación.

Ejemplo:

Si utilizamos un ISO 100 en un día soleado  y con una velocidad de 125 y obtenemos un f 16, también podremos hacer las siguientes relaciónes:

 

F                                    4         5.6        8       11      16      22        

V                               2000    1000    500    250     125    60

 

 

Como dijimos antes al abrir un punto más de diafragma entra el doble de luz; pero al aumentar al doble la velocidad de obturación, nos llega al sensor la misma cantidad de energía luminosa por lo tanto la toma estará bien expuesta.

 

Pero ¿Cómo se comporta el ISO?

 

La tabla de ISOs sería la siguiente:

 

ISO 100 200 400 800 1600 3200 etc.

El ISO nativo sería el ISO 100, cada vez que subo un paso estoy intensificando la señal que recibe el sensor X2, es decir, si a ISO 100 llega una señal con un valor X, a ISO 200 esa señal se amplificará a 2X, a ISO 400 la señal se amplificará a 4X, a ISO-800 se amplificará a 8X, etc. Con lo que podré subir los valores de velocidad si el F lo dejo fijo, caso práctico en el caso de tener que hacer fotografía en lugares de poca luz.

Obturador, Diafragma, Número f y Profundidad de campo

La exposición es una de las fases fundamentales del proceso fotográfico, y está determinada por la intensidad luminosa, que controla el diafragma y el tiempo de exposición, regulado por el obturador. La evolución de los obturadores ha ido pareja a la de las emulsiones sensibles. Las primeras emulsiones eran tan lentas, que el tiempo de exposición podía controlarse cortando la luz con una simple gorra o con la tapa del objetivo.

 

El obturador es el dispositivo que permite la entrada de luz a través del objetivo y del diafragma y así, que la luz impresione la película o, en el caso de las digitales, que el sensor capte y procese la imagen para grabarla en la tarjeta de memoria. Se controla, pues, con la velocidad de disparo. Es decir a una velocidad lenta, entrará más luz y a velocidades rápidas, menos. Es simple. En las cámaras réflex son unas cortinillas que se abren al pulsar el disparador y permiten, así, el paso de la luz.

Obturador Canon de plano focalExisten distintos tipos de obturadores según las cámaras como el obturador central, el obturador planofocal, etc. Es éste último el que encontramos en las cámaras comerciales. El modelo mas común, el de cortinillas, está formado por dos láminas paralelas que corren por el plano focal a gran velocidad. A bajas velocidades, se abre primero la lámina más cercana al objetivo, y la otra corre después como un telón tapando el espacio abierto por la primera. Según se eligen velocidades superiores, los dos telones se van aproximando en sus movimientos de cierre y apertura hasta avanzar casi juntos dejando una pequeña abertura entre ellos que actúa como una pequeña línea de luz que barre el fotograma.

 

 El diafragma controla la cantidad de luz que entra por el objetivo cuando el obturador se abre. Podemos regularlo para controlar la cantidad de luz que entre. Viene a ser como un ojo de buey variable que podemos regular a través del anillo de números f de las cámaras réflex. Las antiguas cámaras, en vez de llevar números f llevaban símbolos como un sol (abertura mínima=número f alto) o una nube (abertura máxima=número f bajo)

Por lo tanto se define un número f como el cociente entre la distancia focal, F, y el diámetro máximo de apertura.

Diafragma Canon

Por lo tanto se define un número f como el cociente entre la distancia focal (F), y el diámetro máximo de apertura (D).

numeroF

La máxima luminosidad interior se produce con la abertura máxima del diafragma (abertura efectiva). Por ejemplo para un diámetro máximo posible de diafragma de D= 16 mm y una distancia focal, F= 45 mm, la luminosidad máxima, f, será 2,8 cuando el diafragma se abra al máximo, D = 16.

1 / f = 16 / 45 = 1/2,8

 

La escala de números f o pasos de f (f-stops) es :

2,8 – 4 – 5,6 –  8 – 11 – 16 –  22 – 32

 numerof A medida que se selecciona un valor inmediatamente superior a uno dado, la luminosidad se reduce a la mitad. ¡A mayor número menor luminosidad! Hubiera sido mejor calcular los inversos de esos números y la luminosidad aumentaría con los números. Pero no debieron hacerlo porque para los objetivos y diafragmas que manejaban daba números negativos.

1:32 corresponde a la abertura mínima del diafragma.

 

El tamaño máximo de apertura del diafragma está limitado por el tamaño de la lente. La posibilidad de usar un tamaño grande de lente se encuentra condicionado por las aberraciones originadas en ella debido a que pasan muchos rayos que no son paraxiales (lejanos al eje de la lente).

 

Profundidad de campo

Al realizar una fotografía enfocamos un objeto, pero también quedan enfocados por delante y por detrás de él una serie de puntos. La distancia entre el punto más cercano a nosotros y el más lejano de todos los que están enfocados, que se ven nítidamente, se llama profundidad de campo.

No sólo se ve nítido el objeto enfocado: los puntos incluidos dentro de la profundidad de campo también se ven nítidos.

 

Tres factores influyen en la profundidad de campo:

Distancia de enfoque:

cuanto más lejos de nosotros esté el objeto enfocado, mayor será la profundidad de campo.
Si enfocamos un objeto situado a 3 metros, manteniendo constantes los otros factores que influyen (distancia focal del objetivo y diafragma), la profundidad de campo se extenderá por ejemplo desde unos 1,8 m hasta 5 m. Si el objeto enfocado está a 0,5 metros la profundidad de campo se extenderá sólo desde 0,4 a 0,7m.

 

Distancia focal (F):

Cuanto mayor sea la distancia focal del objetivo, menor será la profundidad de campo.

 

Diafragma:

Cuanto mayor sea la abertura del diafragma (menor número f), menor será la profundidad de campo. Resulta obvio, ya que los diafragmas cerrados estrechan el cono de luz y por consiguiente amplían la zona de nitidez.
Estos dos últimos factores se establecen cuando fijamos el número f o abertura del objetivo, al preparar el disparo.

 

Con una cámara 35 mm de película 24×36 mm, de F=50 y abertura f :3,5 la profundidad de campo va desde los 15 m hasta el infinito.

 

Aquí tenemos representada la diferente profundidad de campo asociada a dos posiciones del diafragma:

1,4 en el primer caso: diafragma más abierto, menor profundidad de campo

5,6 en el segundo: diafragma más cerrado, mayor profundidad de campo

Ejemplo de profundidad de campo

La profundidad de campo es siempre una distancia menor del punto de enfoque hacia la cámara, que del punto de enfoque al infinito. Las distancias que quedan enfocadas por delante y por detrás del objeto, están en la relación de 1/3 a 2/3 de la distancia al objeto enfocado.

 

Cuando enfoques sobre una persona con un monumento a sus espaldas no cometas el frecuente error de decirle a la persona que se acerque al monumento para captarlo completo porque en la foto casi no se distinguirá su cara. En lugar de hacer eso coloca la persona cerca de ti, a 3 ó 4 metros y enfócala. La profundidad de campo hace que el edifico salga nítido y que la persona sea la protagonista y se vea claramente su cara.
Si tienes suficiente luz elige un número f alto y una velocidad baja (pues la persona se mantendrá quieta).

 

Conclusiones:

Un número F menor (ej. 2.8) significa una apertura mayor, y por tanto, más cantidad de luz.
Un número F mayor (ej. 22) significa una apertura menor, y por tanto, menos cantidad de luz.
Cuanto mayor se el número f (nº f grande es f /22) mayor es la profundidad de campo y viceversa.

Cuanto más luminoso es el objetivo más caro es!

Apertura – Velocidad – ISO

Con la llegada de la fotografía digital, las películas fotográficas se han sustituido por un sensor. Pero el mecanismo de exposición es exactamente el mismo, y sigue dependiendo de tres factores.

Si tu cámara lo permite y quieres dejar de utilizar algún día el modo de disparo automático, necesitarás entender el concepto de exposición y conocer cuáles son estos factores y para qué sirve cada uno de ellos.

La mejor manera de explicar el concepto de la exposición es con un ejemplo muy práctico.
Imagina que tenemos un vaso. Tu objetivo es llenar de agua ese vaso. Necesitamos dejar el vaso lleno justo hasta el borde. Si pones poca agua, el vaso no saciará tu sed. Si pones demasiada, el agua se saldrá. En fotografía, cuando ponemos poca agua decimos que la foto está subexpuesta (poca luz), y cuando se desborda está sobreexpuesta (demasiada luz). Este es un concepto fundamental para realizar una fotografía con la cantidad de luz correcta.

Los elementos de que disponemos para controlar la exposición en fotografía son:

  • la apertura del diafragma
  • la velocidad de obturación
  • la sensibilidad ISO

La combinación de estos tres factores nos permitirá obtener una exposición correcta, aunque la medida en que apliquemos cada uno de ellos por separado producirá unos resultados u otros.

Entendiendo la Exposición con Ejemplos
Volvamos al vaso. Ya sabemos cual es la cantidad justa de agua que necesitamos. Ahora sólo hay que saber cómo llenarlo.

Podemos conseguir la misma cantidad de agua de dos maneras. La primera es abriendo mucho el grifo durante muy poco tiempo. La segunda es abrir el grifo menos, y dejarlo durante más tiempo abierto.

En fotografía, la apertura del diafragma es el diámetro de la tubería por la que sale el agua y se mide mediante una nomenclatura denominada números f que probablemente hayas visto en tus objetivos.

Cuanto más bajo el número f, mayor apertura de diafragma y más luz entra. Inversamente necesitamos menos tiempo que el diafragma esté abierto para conseguir una misma exposición.

La velocidad de obturación es el tiempo que mantenemos el grifo abierto.

¿Y la sensibilidad ISO?
Ésta es un poco más difícil de explicar con el ejemplo del vaso, pero voy a tratar de utilizar dos ejemplos.

La primera, piensa que tienes dos vasos. Uno con una piedra dentro y otro con una esponja. A la misma cantidad de agua, el vaso de la esponja rebosa antes porque la esponja se expande al contacto con el agua (es más sensible), mientras que la piedra no varía el volumen que ocupa dentro del vaso.

¿No te convence? Entonces piensa simplemente que cuando cambiamos el valor del ISO lo que estamos haciendo es cambiar de vaso. Cuanto más alto el valor ISO, más pequeño el vaso, y menos agua necesita para llenarse.


¿Cómo afecta el uso de cada parámetro?
Como decía, podemos realizar distintas combinaciones de apertura, tiempo (velocidad) y sensibilidad que nos permitan conseguir una correcta exposición en nuestra foto. Pero cada uno de los elementos genera un efecto diferente en nuestra foto que explicaremos en detalle cuando tratemos cada uno de ellos por separado. Para ir introduciendo el tema, te diré que la sensibilidad ISO afecta al ruido que tendrá la foto, la apertura definirá la profundidad de campo de nuestra imagen (las zonas nítidas y borrosas de la foto) y la velocidad recogerá el movimiento de la escena.