(Primero de una serie de tres artículos)
Uno de los más grandes misterios del mundo de la producción de video está en el lente de la cámara. Si bien es claro que es uno de las elementos más esenciales de la cadena de producción, el lente es también una de las partes que menos se entiende. Mientras muchos cineastas y videógrafos comprenden bien cómo opera un cámara, todavía tienden a pensar en la óptica como algo "mágico" que, de alguna u otra manera, funciona.
Para el operador de cámara es importante entender no solo qué es lo que ocurre cuando hacen zoom con el lente sino también el "porqué" ocurre de esa manera. He aquí una razón: Considerando que muchos de los lentes actuales tienen componentes electrónicos avanzados que ofrecen sistemas de menú incluidos, estos sistemas pueden ayudar al operador a realizar acciones con el lente que nunca hubieran podido desempeñar en el pasado. Sin embargo, los operadores de cámara, con un mejor entendimiento del lente, se beneficiarán más de estos poderosos controles digitales que aquellos con un pobre conocimiento del funcionamiento del lente.
Pero antes de ahondar en su funcionalidad, detengámonos a mirar algunas de las diferentes categorías de lentes: Estas incluyen:
- Lentes de broadcast y profesionales. "Broadcast-grade" representa lo más avanzado en lentes con funcionalidad para HDTV y SDTV. Este tipo de lente ofrece también rango completo de controles digitales y la posibilidad de switchear entre formatos 16:9 y 4:3. Los "professional-grade", por su parte, pueden ofrecer una altísima calidad pero están hechos para aplicaciones donde no se necesitan elementos ópticos y mecánicos tan costosos, como un telefoto largo y capacidades de gran angular muy amplios.
- Lentes de estudio/campo, ENG y EFP. Los lentes de estudio/campo, también conocidos como "estilo caja", son diseñados para usarse con cámaras de estudio o portátiles, y usualmente vienen en una "caja" o housing. Un lente con una capacidad de telefoto muy grande, como el Canon 100xs o el 86xs, cae en esta categoría. Un lente para ENG (Electronic News Gathering, o Adquisición Electrónica de Noticias) es más liviano, más compacto y está diseñado para ser completamente portátil; para operadores de cámara que deben tener movilidad y estar siempre listos a grabar en el momento de la noticia. Por su parte, un lente EFP, aunque también tiene cierta portabilidad, tiene mayores capacidades de telefoto que un lente ENG pero generalmente es demasiado pesado para descansar sobre el hombro de un operador por mucho rato (de ahí el beneficio de usar un buen trípode).
Prácticamente todos los lentes fabricados para aplicaciones profesionales o de broadcast, son lentes zoom. Con un lente zoom se puede cambiar la distancia focal de manera continua sin perder el foco. El término "zoom" viene de la fuerte impresión visual que esto crea. Un lente zoom se identifica por dos números claves en su especificación, algo así como 100x9.3 o 17x7.7. El primer número indica la tasa de acercamiento, o el grado al cual la distancia focal puede cambiarse desde una toma amplia hasta un close-up durante el zoom. El segundo número indica la distancia focal en el punto más amplio, que es la distancia desde el centro óptico del lente a la superficie frontal del dispositivo de imagen del lente a la cual la imagen aparece enfocada (con el lente puesto en infinito). Cuanto más alta sea la tasa de acercamiento, más grande es la capacidad de telefoto; cuanto más baja sea la longitud focal, mayor es la amplitud como gran angular.
Algo más para considerar: si un operador de cámara cambia la distancia del lente al objeto que está filmando, el tamaño de la imagen también cambia. La posición desde donde se forma la imagen también cambia, lo que significa que la imagen debe ser re-enfocada cada vez que se mueve el lente. Pero si dos lentes o grupos de lentes son combinados para moverse sincronizadamente, es posible cambiar el aumento sin destruir el foco. En otras palabras, se mueve una parte del sistema de lentes para cambiar el tamaño de la imagen mientras que otra parte se mueve para mantener el foco.
Un lente zoom tiene al menos dos partes móviles: el variador y el compensador. La parte del lente que se mueve para cambiar el tamaño de la imagen es el variador. Mientras que el compensador es lo que se mueve para mantener el foco. Un zoom de mano típico requiere en la parte frontal otro grupo de lentes llamado el "grupo de foco". La imagen pasa del grupo de foco a un grupo estático de lentes llamado el grupo de relevo (o relay group) y pasa a un prisma de división de haces. Para mantener la imagen en la misma posición con el movimiento del variador y el compensador, el grupo de lentes debe moverse siguiendo curvas muy precisas determinadas por las leyes de la óptica geométrica y controladas por las guías marcadas en el mecanismo del barril del lente. Las guías de la cámara son esenciales para mantener el foco y son marcadas con tolerancia medida en micrones.
Al mismo tiempo, un zoom debe corregir las aberraciones ópticas de tal forma que la imagen permanezca nítida al hacer un acercamiento sobre ella. Estos defectos son causados por la trayectoria de los rayos de luz que presentan cambios complejos durante la acción del zoom. Por esto es importante que un lente de alta calidad minimice las imperfecciones en cada grupo de lentes, los cuales, a su vez, están cuidadosamente balanceados para corregirse entre ellos.
Existen muchas otras especificaciones clave en lentes zoom. La primera característica a observar es el tamaño de la imagen. El CCD en un lente broadcast o profesional es de ½ o 2/3 pulgadas, de tal manera que las dimensiones del lente deben ser correspondientes. Como la imagen formada por el lente es redonda (no rectangular como la forma de una pantalla de televisión), al rango de la imagen se le denomina circulo de imagen. En una cámara de televisión el sensor CCD ocupa un área rectangular inscrita en circulo de imagen y su tamaño es lo que define el tamaño de la imagen.
Adicionalmente a la longitud focal, mencionada antes, una especificación igualmente importante es el número-F. Este expresa el brillo de la imagen que el lente compone. A medida que se reduce este número la imagen se hace más brillante. El número-F está relacionado, muy estrechamente, con la profundidad de campo del lente ya que para una longitud focal determinada, a mayor apertura del lente menor su número-F. El anillo de iris (stop ring) del lente está marcado con una serie de números tales como 1.4, 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11, 16, 22. Todo es parte de una formula compleja. Sin embargo, en últimas, cada vez que el anillo se lleva a un número superior en la escala F se reduce el brillo a la mitad.
Otra característica básica del lente es la distancia mínima del objeto (MOD son sus siglas en inglés), que define la máxima proximidad que se puede tener respecto de su objetivo. En lentes broadcast y profesionales esto puede medirse desde el vértice frontal del lente que es la superficie más prominente del grupo de enfoque. Debido al reducido espacio en un estudio los lentes de estudio requieren un MOD corto. Por otra parte, los lentes zoom de telefoto no necesitan un MOD tan corto. Si usted necesita acercarse más que sus lentes MOD es posible valerse de un mecanismo macro. Si no existe una función macro cámbiese a un lente close-up.
Una cualidad clave en un lente es el flange-back. Esto constituye la distancia desde la superficie de la pestaña de la montura del lente hasta el plano de la imagen, que debe corresponder exactamente a la distancia desde la superficie de la pestaña de la cámara hasta la superficie del CCD. Como cada cámara tiene un flange-back específico el usuario debe escoger un lente con el mismo flange-back para acompañarla. En relación con esto, back focus es la distancia desde la superficie más prominente detrás del lente hasta el plano de la imagen y está diseñado para evitar el contacto con el filtro de la cámara y el vidrio protector de polvo.
Es conveniente que el operador de la cámara esta familiarizado con el poder de resolución al utilizar un lente. Esté ultimo le indica su desempeño con la imagen. El poder de resolución se define al enfocar un patrón de líneas con varias anchuras y después observar qué tan lejos puede todavía el lente separar y reproducir las líneas. Nótese, sin embargo, que un lente con alto poder de resolución no necesariamente ofrece una buena calidad en la imagen, sólo expresa el valor límite del lente. Por lo tanto, otra forma de evaluar el desempeño total de un lente es a través de su modulation transfer function, o MTF. El MTF expresa la capacidad de reproducir contraste, mostrada a través de un gráfico con frecuencia espacial, en el eje horizontal, y capacidad de reproducir de contraste en el eje vertical.
El último aspecto básico que los operadores de cámara deben conocer es la aberración cromática. Esta surge de la dispersión cuando el índice refractivo del cristal difiere de la longitud de onda. El primer tipo de distorsión cromática es la distorsión longitudinal, un error de foco que se presenta cuando la información RGB no está enfocada en el mismo punto. El segundo tipo es la distorsión lateral, un error de registro de la información RGB. El tercero, y último tipo de distorsión cromática, es la distorsión geométrica debida a la torcedura de las líneas rectas. Los lentes de Canon, por ejemplo, corrigen la distorsión cromática utilizando cristal de fluorita. Este cristal tiene una dispersión distinta a la del vidrio óptico común, en los grupos de enfoque de los lentes de zoom.
Los operadores deben recordar que lo que sucede al interior de los lentes no es magia o un misterio por resolver, es simplemente física y el centro de una constante investigación y desarrollo. ¡Cualquiera que quiera conocer más puede ponerse en contacto con un profesional de lentes y preguntarle! Nos gusta hablar de nuestro tema favorito: los lentes y cómo utilizarlos para lograr la máxima calidad en la imagen.
En la próxima edición Gordon Tubbs escribirá sobre el futuro de los lentes examinando los últimos avances tecnológicos en este campo.
