Anisotropía y Ópalo

Esta semana descansan los fractales.  Por fin les toca a los fotones!

La imagen que adjunto es un ejemplo de la tecnología digital puesta al servicio de la microscopía y la minaralogía óptica.

También es una "foto" tomada sin lente alguno.

Además muestra las veleidades de un material altamente anisotrópico.

Y bueno, ¡Cada quien atrapa los fotones como puede!

Se trata de la exploración trilineal directa de un espécimen de ópalo (de mi colección particular) a 2,400 puntos por pulgada (ppp). El archivo original es TIFF (24 bits) de 24 Mbytes.

La resolución espacial es extraordinaria y el color es impecable en todo el cuadro.  La dificultad, el encanto, es la profundidad de campo extremadamente corta y limitada al primer plano.

El poderoso microscopio (toma en cuenta que en su diámetro mayor el ópalo mide unos 8 cm) que usé para preparar la "foto" es un Scanner Epson TX120 (multifuncional)

Enjoy :)

Nota:  El ópalo está formado por micro-esferas de SiO₂ (bióxido de silicio) multihidratado ordenadamente ,   dispuestas en un retículo (lattice), lo cual le confiere al material propiedades ópticas poco comunes.  

La muestra fotografiada es altamente homogénea en su composición; los caprichos y formas que se aprecian son producidos por refracciones dentro del ópalo y reflexiones en su superficie, no por cambios en la estructura o composición local del material.  Dentro de estos materiales la luz NO viaja de la misma forma en todas direcciones, por eso se dice que son anisotrópicos.  

Espacios de Color

El color de estos experimentos está calibrado "a ojo".  Sin embargo, es posible obtener resultados colorimétricamente correctos.  El espacio del TIFF original es EposnRGB.  El tono de la siguiente imagen, más  cálido que el de las anteriores, se aproxima al de una iluminación a plena luz del día, vista en un navegador estándar.  En todo caso, el ajuste es muy subjetivo y el resultado final dependerá del equipo en que se vea y de las condiciones ambiente.

Pronto tendremos ocasión de publicar varias entradas sobre el fascinante y complejo universo de los espacios de color.

Puros Pixeles

Este blog se llama Fotones y Pixeles porque aquí se habla de fotografía digital, pero a veces los pixeles se rebelan e inundan el ciberespacio por sí solos, desentendiéndose de física y fotones.
Como prueba de ello los invito a esta galería (en expansión como el universo):

Fractales 1 por Coria. Picasa Web Album.  La galería ya contiene 53 cuadros.



Últimas adquisiciones colgadas el 11 de agosto de 2011.
En la galería hay título y comentarios.  Visítala (doble click arriba).
Hasta la próxima!

ps  Tengo archivos TIFF para impresión fotográfica de alta calidad de todos estos (y muchos más).

ABERRACIÓN O APARICIÓN

La foto que acompaña esta entrada la tomó el artista morelense Ernesto Ríos durante el solsticio de verano de 2002 en el observatorio astronómico prehispánico de Xochicalco.  

  La Gruta de los Astrónomos, como se conoce el lugar, tiene una alta y estrecha chimenea adamada en piedra, alineada con tal precisión que durante cada solsticio de verano puede verse el disco solar completo en el piso del recinto.  Para acentuar el efecto los lugareños suelen quemar copal:  en el humo puede apreciarse una columna muy intensa de luz, rodeada de oscuridad casi completa.  

  No es una toma fácil, no son condiciones "estándar", de acuerdo, pero ¿de dónde sale la otra mano?  Esa fantasmagoría verdosa que le da un aire de misterio sobrenatural a la toma, ¿estaba "allá afuera"? ¿Qué la produjo?  

  Ernesto tuvo el tino de someter su descubrimiento a la opinión de los físicos del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica y recibió por respuesta un documento muy cuidadoso e interesante que el lector puede consultar aquí:    http://ernestorios.com/Xochicalco.pdf . Muy recomendable lectura.

  Según la opinión de los expertos la "aparición" se debe básicamente a reflexiones internas en el sistema óptico, a pesar de su excelente calidad.  Las aberraciones pueden corregirse solamente hasta cierto punto.  Dicho de otra forma, no hay sistemas ópticos perfectos.  Además, en ocasiones el misterio y la imprecisión contribuyen al sentido artístico de las obras.

Diagramas de Cromaticidad CIE en español

El documento interactivo CDF sobre diagramas de cromaticidad CIE ya quedó traducido al español.  En breve aparecerá en la colección de Demonstration Proyects de Wolfram.  Por lo pronto van algunas "instantáneas" (snapshots) de los diagramas de los principales espacios de color (con los parámetros más comunes) a tamaño legible, en español.

Nótese que el gamma empleado por Mac es de 2.2 mientras que el estándar de Microsoft es 1.8.  Para estudiar a detalle el efecto de gamma, descargue el Reproductor (Player) de CDF, abra el documento interactivo http://demonstrations.wolfram.com/CIEChromaticityDiagram/ y deslice el control gamma, después de seleccionar algún espacio de color.

El espacio de color ProPhoto es de 14 bits por canal (a diferencia de los espacios normales de 8 bits por canal).  La intención es lograr un gamut suficiente para reproducir el espacio captado por el ojo humano. Puede verse que el "azul" de este espacio queda fuera del espectro visible (en la región ultravioleta cercana).  Si su tipo de fotografía requiere la reproducción colorimétrica más fiel posible, probablemente tenga que trabajar en el espacio de color ProPhoto.

sRGB

Adobe

CIE

HDTV

NSTC

ProPhoto

Eclipse Total de Sol

El 11 de julio se cumplen 20 años y aún me acuerdo como si hubiera sucedido ayer.  Era jueves y para las 11 de la mañana ya estaba preparado, en el patio de mi casa, con mi F3 pegada al Questar, una FE con varios lentes, tripies, filtros y muchas cargas de Ektachrome 100.  Solo un detalle:  estaba lloviznando!!  Demasiado tarde para buscar otro puesto de observación y además, ¿hasta dónde llegaría el banco de nubes?

A las 11:20 cayó la última gota y minutos más tarde pude ver que al disco anaranjado que se observa a través del filtro solar del telescopio le faltaba un pedacito: había comenzado el espectáculo, la comprobación incontrovertible de que, a pesar de todo se mueve (la Tierra), como dijera el terco Galileo.

Durante la larga totalidad (6 minutos 53 segundos) pude retirar el filtro solar del telescopio para captar la corona, prominencias solares, estrellas en el campo oscurecido y por un breve instante las "perlas de Baily"   http://en.wikipedia.org/wiki/Baily%27s_beads , antes de que la luz del sol irrumpiera tras la luna y me obligara a ponerle de nuevo el filtro al Questar.  

Todas las tomas que hice durante la totalidad con el telescopio las tiré a 1/60 o 1/125 de segundo.  Hay que recordar levantar el espejo de la cámara antes de cada disparo para evitar que la imagen salga borrosa debido a la vibración del retroceso del espejo.  Además es necesario un disparador de chicote o de control remoto, o en su defecto usar el timer (temporizador).

Los JPG que incluyo los obtuve de archivos Kodak PCD de 6 Mpixeles digitalizados de las diapositivas originales. 

Diagrama de Cromaticidad CIE

Los diagramas de cromaticidad son de gran utilidad para entender los conceptos fundamentales de los espacios de color: gamut, gama y longitud de onda.  El color y su representación es un tema complejo y multidimensional (literalmente), central en la teoría y la práctica de la fotografía digital.  Cambie de espacio de color, seleccione entre dos conjuntos de datos colorimétricos observados, ajuste el contraste del gamut del sistema y varíe la gama. Observe la ubicación de los colores primarios y del punto blanco y note los valores x e y de los iluminantes primarios.  Muy recomendable!

El Demonstration Proyect  a que apunta el siguiente vínculo es una representación gráfica interactiva muy clara que nos permite visualizar las diferencias de los espacios de color más usuales. Se trata de un CDF (computable data format) escrito en Mathematica que puede abrirse para interactuar con él en cualquier navegador.  Para poder emplear este poderoso recurso, es necesario instalar el "player" (reproductor) que pesa 80 Mb (unos 15 minutos de descarga). http://demonstrations.wolfram.com/download-cdf-player.html Vale la pena.  Hay muchas demostraciones de interés específico para fotógrafos, artistas gráficos, etc.  y además pueden leerse documentos Mathematica directamente.  En otras entradas abundaré sobre el tema.

Este documento, elaborado por Yu Sung Chang, está en inglés.  Dada la importancia del tema, en breve publicaré la traducción (interactiva) al español del mismo.

Charco de Luz

Un chorrazo de sol baña las baldosas blancas de la regadera todavía mojadas en partes.  Un charco de luz.  Una metáfora claramente visible, una toma prácticamente imposible.  Además, el rayo camina lo mismo que el reloj.  

  Hice algunos disparos con un zoom VR por no dejar, nada más porque la idea era demasiado luminosa.  Un charco de luz puro e inocente pero inasible.  

  Subí a Photoshop algunas tomas, ajusté niveles de luminosidad y comencé a explorar filtros y opacidades de varias copias superpuestas.  

  No es un charco de luz, estoy seguro, es más bien el borroso retrato de un proceso mental bastante simple.  Esta serie de JPGs me lleva a pensar en la luz dentro del ámbito de la magia Borgiana.  La luz metáfora:  no es una situación particular ni un fenómeno óptico más o menos interesante, es la luz sólida, la luz tajante que se manifiesta en su propio negativo...

El Telescopio y la Luna

Las mejores imágenes del disco lunar que pueden estudiarse en los libros de los siglos XIX y XX son siempre montajes. Los astrónomos (y su público) preferían yuxtaponer dos imágenes, una de media luna en creciente y otra en menguante, para enfatizar los relieves de la superficie.

Este "truco" supone dos sesiones fotográficas (con buenas condiciones de observación) separadas exactamente 14 días. Creo que los aficionados de la Ciudad de México no hemos tenido ese lujo desde hace 50 años (cof cof!!).

Sin embargo, a mediados de febrero una Luna casi llena apareció frente a mi ventana, en una atmósfera comparativamente limpia (para el DF) a cómodos 50 grados de Azimut. Sin dudarlo, coloqué el Questar en el tripié y le pequé una Nikon D90.

El Questar es un hermoso telescopio catadióptrico con espejo de Pyrex de 3 y media pulgadas. Montado como estaba, tenía un sistema muy luminoso (f/16) probablemente de unos 1600 mm de longitud focal. Es interesante notar que, según los expertos, el Questar puede lograr mejores fotos de la superficie lunar que instrumentos mucho mayores (v.g. Monte Palomar); la potencia no es necesariamente el factor determinante en la calidad final de una imagen.

Tuve que determinar manualmente la exposición pero esto no es ningún problema, gracias a la "regla del fotógrafo", que detallo a continuación, y a la comodidad de ver de inmediato las tomas de prueba en el monitor de la cámara.

LA REGLA DEL FOTÓGRAFO: Desde la época de las cámaras con telémetro (range-finders) los fotógrafos saben que con un diafragma f/16, un sujeto iluminado a plena luz solar queda bien expuesto con una velocidad de obturador del recíproco de la sensibilidad ISO en segundos, la mitad de esa velocidad para sujetos sombreados y la cuarta parte para situaciones de sombras profundas.

HORQUILLA LA EXPOSICIÓN: La otra regla clave para conseguir buenos resultados con lentes manuales (y muchas otras situaciones) consiste en tomar varias exposiciones con valores por encima y por debajo del "óptimo". Hay muchas razones para seguir esta práctica, pero hoy en día una de ellas es que NO CUESTA nada este seguro.

Paseo Fotográfico I

Sesión práctica de fotografía.

Nivel medio-avanzado

Alumno:  José Askenazi

Cámara: Canon EOS 1000

En el mapa Google http://maps.google.com/maps/ms?ie=UTF8&hl=en&msa=0&msid=213481312997531318191.00049ee9cf5183a457234&ll=19.352327,-99.168842&spn=0.011155,0.017595&t=h&z=16 encontrará detalles sobre las tomas realizadas.


Ver el mapa Fotos Coyoacán I en ventana completa.  

El potencial de la información georreferenciada es enorme.  Muchas cámara modernas pueden registrar información GPS directamente en los metadatos de cada toma.  El GPS permite establecer longitud, latitud, altitud y hora de la toma (incluso actitud u orientación) mediante contacto radial directo con una cohorte de satélites en órbita baja, de manera automática y extremadamente precisa (la precisión de hecho está limitada por consideraciones militares).

Aun sin el auxilio del GPS es posible, con poco esfuerzo, elaborar mapas de gran utilidad mediante las herramientas que ofrece Google Maps.  

Un día a las carreras ...

Llegué corriendo al hipódromo, con todo mi equipo.  Justo a tiempo para la cuarta carrera, pero sin película.  No tuve más remedio que comprar unos rollos de Kodacolor Gold 200.  

Las tomas son buenas, el color es aceptable, pero el grano de la emulsión es demasiado grueso, como puede verse.  

Esta versión a 1024 X 768 pixeles apenas sería aceptable para aplicaciones en Internet, pero no para impresiones, ni siquiera pequeñas.  Nótese que el espacio de color de la miniatura es distinto del que usa Chrome en el cuadro completo, tomado de un WebAlbum Picasa mío.  Lo más recomendable es descargar el archivo y examinarlo en Photoshop o en un buen visor (como el de Picasa).

Los JPGs proceden de archivos PCD de 6 megapixeles, escaneados de los negativos con el perfil C41.

Hipódromo

Kodacolor Gold 200 a PCD.  Nikon F3 con lente Nikkor 180 mm a f/8 con 1/125 seg.

Kodak PCD

En los albores de la fotografía digital comercial (o sea, anunciado en 1990 y lanzado en 1992) Kodak desarrolló el sistema PCD para "enlatar" imágenes fotográficas en CDs con el fin de usarlas en computadoras personales, sistemas de "desktop publishing" (publicaciones de escritorio) y una amplia gama de necesidades fotográficas.  Dicho sistema utilizaba estaciones de trabajo Sparc 2.0 y luego Sparc 20 (de Sun Microsystems) con sistema operativo Unix y escanners Kodak (el 4050 film scanner), así como software (el PIE o Professional Imaging Engine) y formatos propiedad de Kodak.  Este "revolucionario" sistema para el almacenamiento de imágenes, que para muchos de nosotros fue el primer puente entre la fotografía de plata y los pixeles, incorporaba los más avanzados conceptos de la ciencia de la imagenología (imaging science).

Kodak desarrolló el esquema de codificación de color PhotoYCC (el alma del formato PCD) para:

Brindar una definición que permita la representación consistente de imágenes digitales a color de negativos, diapositivas y otras fuentes de alta calidad;

Ofrecer un rango dinámico y gamut de color suficiente para permitir el procesamiento de imágenes Photo CD de alta calidad en los monitores actuales y futuros, así como en dispositivos de impresión de alta calidad.

Emplear los colores primarios de referencia RGB (RVA) recomendados para sistemas de video para permitir un rápido despliegue de imágenes fotográficas de alta calidad en monitores de TV y computadoras de todo el mundo

Ofrecer un esquema que funcione no solamente con las tecnologías de monitores e impresoras de hoy en día, sino también con las que emerjan en el futuro.

 (tomado del Photo CD Information Bulletin (Kodak), mayo de 1994.  Traducción: A.Coria).

Sumando y restando (a la velocidad de un Pentium III), el formato PCD ofrecía archivos de 6 megapixeles (2048 X 3072) a partir de diapositivas y negativos de 35 mm con bastante buen color y no mucha textura (dependiendo del grano de la emulsión escaneada), aunque la experiencia del operador y otros factores de vez en cuando producían resultados poco satisfactorios.  Photoshop 5.0 venía con un Plug-In para importar el formato, todavía lo puedo abrir en CS3 directamente pero Adobe CS4 ya no lo permite.

Kodak dice: This product is discontinued. Kodak no longer offers technical support by telephone or e-mail.

No duró lo que esperaban en Rochester, en parte porque aparecieron scanners (Minolta y Nikon) buenos y económicos, en parte porque la interfase PCD-TV dejó de tener sentido (mi PCD Player acumula polvo desde hace mucho), en parte porque pocas de las primeras computadoras personales tenían lectores de CD y en parte porque este baile es demasiado rápido y ahora hay más cámaras digitales que teléfonos celulares.  Hay quienes opinan que (en parte) fue porque Kodak nunca publicó las especificaciones del formato y por eso quedó "huérfano".

R.I.P.  PCD

De todos modos, tengo muchos PhotoCDs (algunos con sus índices en miniatura en impresión de sublimación), así que compartiré con ustedes algunas imágenes de aquella época.  Va una:

Pompas de jabón.

  Ektachrome 100 a formato PCD.  Nikon F3 con un telescopio Questar (f/16, 1200 mm), 1/30 seg

Nota: el formato PCD incluye un tamaño máxima de 6144 X 4096 (Photo CD Pro Master Disc) pero en México se comercializó sobre todo el 32 Base, a 6 Mpx.


 http://en.wikipedia.org/wiki/Photo_CD

50 megapixeles

El respaldo digital CFV-50 de Hasselblad ostenta un sensor de 6132 X 8176 pixeles.  Claro, la cajita de 530 gramos de peso cuesta 16,995 dólares en B&H. El puro respaldo: sin cuerpo, lente, visor ni nada (aunque sí incluye una tarjeta de memoria de 8 Gb).  Lo bueno es que se la puedes pegar a tu Hassel (cualquiera de la serie V, construida después de 1957) o a tu sistema Sinar monorriel, por ejemplo.

Pero estamos hablando de pixeles.  El CFV-50 ofrece el doble de pixeles que las cámaras DSLR de formato completo Full Farme (Nikon D3X, con 24 megapixeles o Canon EOS 1Ds Mark III, con 21.1 Mpx).  ¿Cómo se ve un archivo de este tamaño?  En el sitio de Hasselblad encontré cuatro fotos de muestra, en formato crudo (el RAW de Hassel es FFF o 3F que es el que maneja Phocus, el software del CFV).  Los convertí en JPG, los comprimí y los colgué en un WebAlbum de Picasa.  NO son los archivos originales (que pesan unos 80 Mb cada uno) y no hice ningún intento por modificar el espacio de color.  Los ofrezco simplemente para darnos una idea de la cantidad (y calidad) de información que se maneja en "las ligas mayores".  Por cierto, el zoom de Picasa es extraordinario, pero no llega siquiera al 100%.  Para aumentarlo a todo lo que da, haz click con el botón derecho sobre la imagen y selecciona AUMENTAR).

Ficha técnica de las fotos:

Imagen Muestra 1 Hasselblad
6542 X 4916 pixeles
Hasselblad H3D.  10 seg, f/12, ISO 100, long. focal 35.0 mm
https://picasaweb.google.com/114094517811574839471/CFV50Hasselblad?authkey=Gv1sRgCLnqxZOAsv3ppAE#5596979250548179282


Imagen Muestra 2 Hasselblad
5444 X 7248 pixeles
Hasselblad H3D, 1/160 seg, f/8, ISO 50, long. focal 105.0 mm
https://picasaweb.google.com/114094517811574839471/CFV50Hasselblad?authkey=Gv1sRgCLnqxZOAsv3ppAE#5596981917105501938

Imagen Muestra 3 Hasselblad
7244 X 5444 pixeles
Hasselblad H3D

https://picasaweb.google.com/114094517811574839471/CFV50Hasselblad?authkey=Gv1sRgCLnqxZOAsv3ppAE#5596983472051960034


Imagen Muestra 4 Hasselblad
6536 X 4912 pixeles
Hasselblad H3D.  2 seg, f/12, ISO 100, long. focal 28.0 mm
https://picasaweb.google.com/114094517811574839471/CFV50Hasselblad?authkey=Gv1sRgCLnqxZOAsv3ppAE#5596980452290254130



Imágenes Hasselblad :
http://www.hasselblad.es/descargas/images.aspx
nota: archivo ZIP (250 Mb) con cuatro fotos en formato fff.

B&H Photo and Video. New York.  Enorme tienda de equipo fotográfico, buenos precios, buen servicio.
http://www.bhphotovideo.com/c/search?Ntt=hasselblad+cfv-50&N=0&InitialSearch=yes

Gran Formato. Poor man´s Hasselblad.

Cuando se requiere mucha más resolución de la que podemos obtener con el CCD de nuestra cámara, es tiempo de armar rompecabezas.

El oleo que se muestra mide 70 X 90 cm y el archivo que generé a "tamaño natural" (300 dpi) consta de más de 87 millones de pixeles (a una profundidad de 8 bits por canal).

La cámara empleada, una Nikon D90, tiene un CCD de 12.4 megapixeles efectivos, así que decidí "partir" el lienzo en 9 tomas traslapadas y procesarlas con Photomerge de PhotoShop CS4 extended.

Para minimizar la distorsión geométrica, utilicé un lente Nikkor 105 mm micro (manual), con diafragma f/32 y en cada toma alineé el eje óptico del sistema de manera normal al lienzo (cuadro y plano focal paralelos). Deslicé el lienzo sin mover la cámara. Iluminé el cuadro con el flash dedicado de la D90 (manual a 1/32 de potencia) como maestro y un flash de estudio Strobo Pro de 600W, difuso y oblicuo para enfatizar la textura del óleo.

El vínculo siguiente abre un JPG muy comprimido (pesa menos de 8 Mb) que da idea de la calidad del TIF obtenido. Métele el ZOOM!

https://picasaweb.google.com/114094517811574839471/GranFormatoPoorManSHasselblad?authkey=Gv1sRgCIjQx97P2r6QjAE#5596214808174989234

En el mismo álbum puse otra versión del ejercicio, solo que con el lienzo tirado en el piso y cubierto con pequeños objetos. La intención es explorar la geometría de otro método para hacer composiciones gigantes y mostrar que puede lograrse excelente foco e iluminación aún en áreas grandes.

https://picasaweb.google.com/114094517811574839471/GranFormatoPoorManSHasselblad?authkey=Gv1sRgCIjQx97P2r6QjAE#5595931649610398594

El Sistema Potrzebie de Pesas y Medidas ilustrado

A continuación reproduzco dos páginas amarillentas y quebradizas de la revista MAD de mayo de 1957.
Es para reírse (claro) pero hay que tomarlo en serio, las definiciones son arbitrarias (como las de cualquier sistema) pero son reproducibles, consistentes y suficientes para hacer física, etc.

El Sistema Potrzebie de Pesas y Medidas

Donald E. Knuth publicó en 1967 el primer volumen de la "Biblia" de la programación de computadoras:  The Art of Computer Programming.  Diez años antes lanzó en la revista MAD un divertidísimo sistema de pesas y medidas basado nada menos que en el espesor del No. 26 de dicha revista (mayo de 1957).  Como un discreto homenaje al padre de la teoría de la programación moderna WolframAlpha (computational knowledge engine), verdadero oráculo científico con la más avanzada tecnología y una bastísima colección de datos de gran cantidad de temas (matemáticos, astronómicos, ingenieriles, financieros, geográficos y lingüísticos, por mencionar solo algunos) basado en Mathematica (de Steven Wolfram),  permite convertir unidades de muchos sistemas de pesas y medidas (v.g. el inglés, el métrico decimal, etc.) al Sistema Potrzebie inventado por el excéntrico (y brillantísimo) computólogo.  A manera de ejemplo, incluyo un widget que permite calcular la equivalencia de cualquier cantidad de watts de potencia en WHATMEWORRIES.  Por cierto el valor por omisión de mi widget (20 watts) es la potencia media del cerebro humano.  WHAT ME WORRY (QUE ME PRECUPA) es el lema de Alfred E. Newmann, mascota de la revista MAD.

Donald E. Knuth

	The Potrzebie System of Weights and Measures
	convert watts to whatmeworries Submit
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Presentación

Este espacio es para compartir con amigos, alumnos y colegas experiencias, dudas, efectos, tips, técnicas, inquietudes, anéctodas, comentarios e imágenes que nos lleven a enriquecer nuestra vivencia del mundo de la fotografía digital.