Unidad 3: Fotometría y Colorimetría, magnitudes y medición de exposición

FOTOMETRÍA Y COLORIMETRÍA

La fotometría es la parte de la física que trata la medida de la luz en su aspecto cuantitativo, se consideran dos factores, uno objetivo y otro subjetivo. La colorimetría es la ciencia que estudia la medida de los colores.

MAGNITUDES FOTOMÉTRICAS

• El proceso que nos permite ver una imagen tiene cuatro fases. Para cada una tenemos que distinguir distintas magnitudes de la luz.
• Fuente luminosa ----- intensidad luminosa

○ Emisión de luz ---- - flujo luminoso ○ Superficie iluminada ----- iluminancia o iluminación ○ Luz reflejada luminancia Hnergfa radiante Luminancia Ihiminación F'lujo luminoso

Tabla de Magnitudes Fotométricas

MAGNITUD UNIDAD SÍMBOLO INTENSIDAD (I) CANDELA = Lumen/estereorradián cd FLUJO (F) LUMEN = cd/estereorradián Im ILUMINACIÓN (E) LUX = Im/m2 Ix LUMINANCIA (L) NIT= cd/m2; APOSTILB = Im/m2 nt; ASB

Intensidad luminosa (I)

• Es la propiedad de una fuente luminosa para expresar su sensación de brillo que provoca en comparación con otra fuente.
• Su unidad es la candela (cd).
• Lo hacen los fabricantes que describen la intensidad del aparato en el centro del haz.

Flujo Luminoso (F)

• La energía luminosa o cantidad de luz radiada o emitida por una fuente de luz en un segundo.
• Su medida es el Lumen.
• Para expresar la luminosidad de las lámparas.

Iluminación

• Cantidad de luz que incide sobre un objeto o superficie.
• Se suele medir en lux según el sistema métrico internacional o foot-candle según el anglosajón Lux (lx): La iluminación de una superficie es de un lux cuando recibe un flujo luminoso de 1 lm por metro cuadrado.
• 1 Lx = 1 Im/1m2
• 1 FOOT-CANDLE = 10,76 Lx El lux es la medida más usada. Se relaciona con la distancia de la fuente al objeto con la ley fundamental de la iluminación Intensidad (cd) Iluminación (lux) = Distancia al cuadrado (m) Es importante relacionar la iluminancia con el número f. Un paso de diafragma es el doble o la mitad de la iluminancia. Si la iluminación aumenta el doble tenemos que cerrar el diafragma un paso para tener la misma exposición. Si la iluminación disminuye a la mitad deberíamos abrir un paso de diafragma.

Luminancia o brillo (L)

Es la medida de la luz que refleja una superficie. Cualquier superficie iluminada refleja una parte de la luz. Aunque se usa más la candela/m2, hay otras medidas.

• NIT: = cd/m2
• STILB: = cd/cm2 2· APOSTILB: = 1/p x cd/m2; 0,32 x cd/m2
• LAMBERT: LAMBERT = 1/p x cd/cm2; 0,32 x cd/cm2

PROPIEDADES DE LA LUZ

• Reflectancia o reflexión (r ) o La mayor parte de la luz que recibimos es porque los objetos la reflejan, por eso tenemos que conocer las propiedades reflectantes que vienen determinadas por el factor de reflexión ( r) o R= Lm reflejados/Lm incidentes o El porcentaje de reflexión viene determinado por el factor de reflexión resultante por 100 o Lm resultantes x 100= %de reflexión Reflexión regular Reflexión difusa Reflexión mixta
• Transmisión (T) o La transmisión de la luz de un material viene determinada por su factor de transmisión, hay una relación existente entre el flujo que incide sobre un determinado material y el flujo que transmite o pasa a través del material. ○ T= Lm transmitidos/Lm incidentes o El porcentaje de transmisión viene dado por: Lm transmitidos/Lm incidentes x 100= % de transmisión

● Absorción o La luz blanca está compuesta por diferentes colores por lo que al chocar con un objeto una parte de estos es absorbida por la superficie y el resto son reflejados. o La parte que se refleja determina el color que percibimos. ○ Si refleja todo es blanco y si las absorve todas negro. o Un objeto es rojo porque refleja la luz roja y absorbe el resto de componentes. o Un filtro deja pasar su propio color y absorbe el complementario. 3● Refracción: ○ Es el cambio de dirección que sufren los rayos luminosos al pasar de un medio a otro, su velocidad es distinta, da lugar a la refacción.

LA EXPOSICIÓN

• Es el producto de la luz que llega a la pelicula (intensidad) por el tiempo que actúa (VO)
• E= Intensidad x tiempo
• En la exposición existen varios factores a controlar: ○ El exposímetro o fotómetro: Para medir la luz ○ Funcionamiento de la película ante la luz
• Se entiende por exposición correcta la que produce un negativo que reproduce el rango tonal correcto en relación a la imagen real.
• La escala de abertura de diafragmas es logarítmica,esto quiere decir que cada término sucesivo de una serie de números es un múltiplo común del anterior
• La serie del Nº F va de mayor abertura a menos y se multiplica en 1,4 o raíz cuadrada de 2.
• La serie de velocidad de obturación es de más rápida a más lenta. En video se suele trabajar con 1/50
• La intensidad de luz entre un paso adyacente de diafragma o de un tiempo de exposición que se pierde o suma es siempre la misma, el doble o la mitad de luz. Equivalencias ○ 1/30 - f11 ○ 1/15 - f 16 ○ 1/125 - f5,6 ○ 1/250 - f4
• La curva característica es la gráfica que representa la relación entre la exposición que recibe un material y la densidad que forma.
• Al calcular la exposición controlamos la reproducción definitiva de los tonos, haciendo que la luz y las sombras del sujeto afecten a la película de forma que todas las densidades del negativo formen el positivo con tonos separados (condetalle)

LEYES BÁSICAS DE LA ILUMINACIÓN

LEY INVERSA DE LOS CUADRADOS

• El cambio de nivel de luz varía de forma inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Es decir, al separar un foco el doble de la distancia, la iluminación baja una cuarta parte. Solo se aplica cuando el flujo luminoso incide de forma perpendicular a la superficie.

● E = I/D2 ○ E= Iluminación en Lux ○ I= Intensidad en candelas o D= Distancia de luz al plano receptor perpendicular. 4

LEY DEL COSENO

• Esta ley se aplica cuando el flujo no es perpendicular.
• La fórmula de la ley de la inversa del cuadrado de la distancia hay que multiplicarla por el coseno del angulo correspondiente cuya expresión constituye la llamada ley del coseno que se expresa como: E = I D2 . COS a
• La iluminación en un punto cualquiera de una superficie es proporcional al coseno del ángulo de incidencia de los rayos luminosos en el punto iluminado. fh-OF 0 ₡60º OF P d
• Iluminancia en un punto desde dos fuentes de luz con diferente angulo de incidencia. 1 - 8 (lx)
• De la misma forma el F'con un ángulo a (alfa) = 60°, al que corresponde el cos60o = 0,5, producirá en el mismo punto una iluminación del valor: I Ep = 2 . COS 60° = 0'5 = E =- I I - (Ix) 5

MEDICIÓN DE LA EXPOSICIÓN: FOTÓMETRO

• El fotómetro nos sirve para medir la intensidad de la luz (en footcandles/ lux y diafragmas).
• Miden luz incidente o reflejada.
• Sirve para controlar la exposición, controlar y ajustar el contraste entre luces, controlar el raccord de luz y medir la sub o sobreexposición.
• Pueden ser analógicos y digitales/luz continua o flash/ luz incidente o reflejada.
• Fotometro analogico o a .- ajuste de sensibilidad, en el centro 320 ○ b .- Lumiesfera o calota (huevo): se usa para captar la luz incidente y en una ponderación general de todas las luces que hay en una escena. También una calota plana sirve para medir luz a luz, tapando con la mano las luces que pueden contaminar a la que se mide. o c .- Botón de activación del fotómetro. ○ d .- escala de diafragma, sólo se usa con altas luces. ○ e .- escala de bujías- pies, da la referencia para medir luz incidente. Para saber la equivalencia en lux, se multiplica el valor por 10,76, aunque se acaba redondeando a 10. ○ f: flecha que ajusta el valor que nos da la escala anterior. Es decir, medimos y trasladamos el valor que nos da de bujías- pies a la escala f o g: la h sirve para medir altas luces o h: escalas de velocidad de obturación y fotogramas por segundo. Nos fijamos en su línea roja, donde se posicionará el nºf que tendremos que usar en la exposición. ○ Por detras tiene un tornillo para ajustar el fotometro a cero, que consiste en tapar la calota con algo negro y pulsando si no da cero se ajusta el tornillo hasta que lo de. Medición
• Con luz incidente ajustamos el contraste entre luces. Para medir la luz incidente se dirige la esfera del fotómetro hacia la fuente que queremos medir, ocultando la incidencia de cualquier otra luz. Para medir una sombra, se sigue el mismo procedimiento, se dirige el fotómetro hacia la sombra.
• Los fotómetros de luz reflejada permiten ajustar el ángulo de medición, por lo que se puede hacer una medición muy puntual o más amplia. Siempre medir desde la posición de la cámara. Otros accesorios
• Platina para medir altas luces
• Calota que se usa para medir de forma más puntual, de luz a luz, para evitar la influencia de otras luces en la escena. 6

TEMPERATURA DE COLOR. CONCEPTO

• Se expresa en grados kelvin y da información sobre la pigmentación de la luz elegida.
• Se mide en grados porque la escala se establece apartir del calentamiento de un cuerpo negro para que emita la luz de derminado color.
• Al calentar el elemento, su color inicial se modifica, obteniendo un matiz distinto para cada temperatura.
• El filamento con el que se hacen las lamparas actua de la misma manera que un cuerpo negro, variando el color de la luz generada en funcion de la tension electrica y su temperatura.
• Se mide con un termocolorímetro
• Otros tres aparatos ○ Espectrofotómetro: mide el contenido de energía en cada longitud de onda de la luz. ○ Colorímetro: mide el contenido de energía de la luz con los resultados en términos de colores básicos. ○ Termocolorimetro: mide la temperatura de color de la luz.
• A mas temperatura de color tiene un cuerpo mas longitudes de color azul y menos naranjas y rojas.

Tabla de Temperatura de Color

TEMPERATURA % AZUL % VERDE % ROJO CORRESPONDE 2000 5,8 16,7 77,6 Vela 2800 7 32 61 Tungsteno 3200 20 30 50 Photolood 5000 29,8 32,5 37,7 Sol Mediodía 5600 33,3 33,3 33,3 Luz día 8000 39,17 33,7 27,2 Cielo Azul Energía luminosa 7 3200°K Tungsteno 5600°K Luz de dia 10000°K 400 Nm Azul 700 Nm Rojo A MAYOR TEMPERATURA DE COLOR MAYOR DOMINANTE AZUL. (Si la cámara tiene mayor temperatura que el foco, la dominante será anaranjada y en el foco pondremos un filtro azul) 7