Come funzionano le carte a contrasto variabile

 

Le carte a contrasto variabile hanno rappresentato una piccola rivoluzione nel mondo della fotografia. Le loro origini sono molto più antiche di quanto generalmente si suppone; l’idea di una carta a contrasto variabile è stata brevettata in Germania già nel 1912, anche se le emulsioni dell’epoca non ne permettevano la fabbricazione. Le prime carte a contrasto variabile furono la Ilford Multigrade e la Varigam della DuPont, entrambe introdotte nel mercato agli inizi degli anni ’40. Le prime carte VC (Variable Contrast) avevano una qualità molto bassa e la stampa in bianco e nero di qualità rimase per molti anni appannaggio delle migliori e più collaudate carte a gradazione fissa. La situazione cominciò a cambiare agli inizi degli anni ’80 quando furono introdotte carte a contrasto variabile che, per alcuni ambiti fotografici, non sfiguravano di fronte alle controparti a gradazione fissa. Ma la vera rivoluzione ci fu negli anni ’90 quando si affacciarono sul mercato una serie di prodotti di altissima qualità, forse non ancora a livello delle migliori carte a gradazione fissa, ma che riuscirono a conquistare il mondo “fine art” grazie anche alla possibilità di usare più gradazioni di contrasto sulla stessa stampa, cosa impossibile con le carte tradizionali.

Ma come funzionano le carte a contrasto variabile? L’idea comune è che queste carte fotografiche siano composte da due strati di emulsione: uno strato ad alto contrasto sensibile alla luce di un certo colore e uno strato a basso contrasto sensibile ad un diverso colore. Variando il colore della luce dell’ingranditore attraverso dei filtri sarebbe possibile attivare più o meno uno strato rispetto all’altro, consentendo così di variare il contrasto. In quest’ipotesi si avrebbe una gradazione 2, di solito la gradazione normale, quando colorando opportunamente la luce dell’ingranditore, lo strato a basso contrasto e lo strato ad alto contrasto vengono attivati più o meno allo stesso livello, bilanciandosi a vicenda e generando quindi un contrasto a metà tra i due estremi. Man mano che si inseriscono filtri di basso contrasto, il contributo alla realizzazione dell’immagine da parte dell’emulsione soft sarà maggiore e la gradazione della carta di stampa si ammorbidisce, viceversa nel caso si debba usare una gradazione dura.

In realtà le cose non stanno proprio così. È vero che le carte a contrasto variabile sono composte da due o più strati di emulsione, ma il meccanismo con cui varia il contrasto è più elegante ma anche un po’ più complesso da spiegare. Per cercare di chiarire meglio come funzionano queste particolari carte da stampe dovrò fare riferimento alle curve caratteristiche di queste carte, ai principi di base della luce e ad un po’ di illustrazioni e animazioni; ma non c’è da preoccuparsi, niente di difficile.

Curve caratteristiche

Le curve caratteristiche delle carte da stampa (ma esistono anche le curve caratteristiche delle pellicole) non sono altro che dei grafici che riportano il comportamento dell’emulsione sensibile quando questa viene colpita dalla luce. In un grafico cartesiano si riportano sull’asse X l’esposizione che viene data alla carta e sull’asse Y il valore di densità che le esposizioni hanno prodotto dopo che la carta è stata sviluppata.

La curva caratteristica ha un classico andamento a forma di “S” ma per comodità e chiarezza in alcune illustrazioni ho preferito usare una più semplice forma a “Z” rovesciata, ma concettualmente il risultato non cambia.

Un elemento importante della curva caratteristica è la sua posizione sul grafico: più la curva caratteristica è spostata verso destra e meno sensibile è la carta. Questo avviene perché l’asse X rappresenta i valori di esposizione e questi valori crescono man mano che ci si sposta verso destra; quindi se ci vuole più esposizione per ottenere un annerimento della carta, vuol dire che quella carta è meno sensibile.

Fig.1

Un altro fattore importante è la pendenza della curva: più una curva è ripida più la carta che rappresenta è contrastata, più la pendenza della curva è bassa più il contrasto è morbido.

Colore e luce

Come accennato precedentemente per variare il contrasto delle carte VC è necessario variare il colore della luce che esce dall’ingranditore; questo può essere fatto tramite degli appositi filtri, conosciuti come filtri multigrade, oppure usare dei filtri di correzione colore (CC), oppure ancora una testa per la stampa a colori. Qualsiasi sistema si userà i colori saranno sempre i medesimi, il giallo (Y, dall’inglese yellow) e il magenta (M).

In commercio esistono anche delle speciali teste di illuminazione per ingranditori appositamente studiate per la stampa su carte a contrasto variabile. Usando una di queste teste di illuminazione si può vedere che esse emettono luce verde e blu. Ma allora di che colore deve essere la luce per variare il contrasto della carta VC? Giallo e Magenta o Verde e Blu?

In effetti le carte a contrasto variabile sono sensibili solo alla luce blu e alla luce verde –al contrario delle carte a gradazione fissa che di solito sono sensibili solo alla luce blu. Ma se vediamo bene possiamo accorgerci che i colori dei filtri e i colori delle lampade delle teste “multigrade” usate per stampare con le carte VC sono complementari: il colore giallo usato nei filtri è il complementare del colore blu usato nelle lampade delle teste di illuminazione multigrade, mentre il colore magenta è il complementare del verde. Si tratta di metodi alternativi per ottenere in realtà lo stesso effetto.

La luce bianca è composta da tutti i colori dell’iride, tra cui anche il verde e il blu: filtrando di giallo la luce bianca in realtà si lascia passare tutto lo spettro luminoso tranne il suo complementare, cioè il blu. La luce filtrata di giallo è luce bianca meno blu, ma è presente il verde, a cui è sensibile la carta VC.

Analogamente filtrando di magenta la luce bianca passerà tutto lo spettro meno il suo complementare, che è il verde; la luce filtrata di magenta è luce bianca meno il verde, ma con il blu, colore a cui, ancora, è sensibile la carta VC. Questo sistema si chiama a sintesi sottrattiva, dato che alla luce bianca si sottraggono colori.

Le teste di illuminazione multigrade, al contrario, funzionano in sintesi additiva, cioè emettono già direttamente la luce dei colori ai quali è sensibile la carta a contrasto variabile

Fig.2

Fig.3

Come sono fatte le carte VC

Per spiegare il principio di funzionamento delle attuali carte a contrasto variabile possiamo immaginarle come composte da due strati di emulsione sensibile ma, contrariamente a quanto si potrebbe pensare, entrambi gli strati di emulsione hanno la stessa gradazione di contrasto che, oltretutto, è una gradazione di contrasto morbida. Inoltre ognuno dei due strati ha una densità massima (massimo annerimento) molto basso.

Fig.4

I due strati sono entrambi sensibili alla luce blu ma uno solo dei due è sensibile anche alla luce verde. L’unica cosa che differenzia le due emulsioni quindi è la sensibilità relativa alle componenti cromatiche della luce: i due strati hanno identica sensibilità se si usa una luce di colore blu, invece la sensibilità dei due strati è molto diversa quando per l’esposizione si usa una luce di colore verde.

Riportando questa caratteristica sul grafico, le curve dei due strati saranno sovrapposte quando si espone la carta con una luce blu ma, quando si usa la luce verde, la curva dello strato sensibile solo al blu si sposterà a destra sul grafico, essendo molto poco sensibile a questa componente cromatica.

Come detto precedentemente, usando la luce bianca si deve usare la filtratura per sintesi sottrattiva; per far arrivare luce verde sulla carta è necessario eliminare la componente blu usando un filtro giallo; analogamente, per far arrivare luce blu sulla carta, è necessario filtrare la componente verde con un filtro magenta. Quindi nel corso del testo la frase luce blu si può intendere anche come filtratura magenta e la frase luce verde si può intendere come filtratura gialla.

Dal comportamento dei due strati di emulsione della carta VC si può immaginare che, variando senza soluzione di continuità  il colore della luce dal verde al blu (o filtrando dal magenta al giallo) la curva caratteristica dello strato sensibile solo al blu si sposterà lungo l’asse X delle esposizioni, dato che diventa meno sensibile man mano che la luce diventa più verde (o la filtratura diventa più gialla).

La variazione di contrasto delle carte VC avviene proprio grazie a questa differenza di sensibilità al variare del colore della luce.

La curva caratteristica delle carte VC

Le emulsioni dei due strati che compongono le carte a contrasto variabile hanno singolarmente una densità massima (D-max) molto più bassa della D-max di una normale carta da stampa, ma essendo entrambe stese su un unico foglio le densità dei singoli strati si sommano. La somma dei due strati porta la carta VC ad avere una D-max paragonabile a quella di una carta da stampa tradizionale.

Alla luce blu (quindi filtratura magenta) il contrasto della curva, risultante dalla somma delle singole densità dei due strati, è molto più alto rispetto al contrasto di ogni singolo strato, generando quindi una carta di gradazione dura, come si può vedere dall’Animazione 4

D= densità massima dei singoli strati
2xD= densità massima della somma delle densità dei singoli strati
la curva risultante ha una pendenza (contrasto) più alto delle singole curve

Come varia il contrasto

Variando il colore della luce dal blu al verde (o il colore della filtratura dal magenta al giallo, che è, come abbiamo visto, la stessa cosa) le curve dei singoli strati si separano a causa della minor sensibilità di uno strato alla luce verde. In questo caso la curva risultante sommando le singole densità dei vari strati avrà una pendenza, quindi un contrasto, minore; man mano che aumenta la componente verde della luce (attraverso la filtratura gialla) la curva effettiva della carta avrà un contrasto minore.

Quando le curve dei singoli strati sono separate in modo che quando finisce una comincia l’altra allora il contrasto (pendenza) della curva risultante sarà uguale al contrasto dei singoli strati che compongono l’emulsione della carta a contrasto variabile.

L’Animazione 6 mette in evidenza con una linea lampeggiante gialla che quando finisce la curva del verde subito comincia la curva del blu. In questa condizione la curva caratteristica, di colore nero, avrà una pendenza, quindi un contrasto, uguale al contrasto dei singoli strati, e infatti la curva nera si sovrappone alla curva del verde (e anche a quella del blu, dato che le due curve hanno lo stesso contrasto, cioé la stessa pendenza).

Gradazione 0 e 00

Se si aumenta ancora la componente verde della luce (si aumenta la filtratura gialla), la curva del blu si sposterà ulteriormente verso destra. Le proiezioni delle due curve non saranno più sovrapposte in alcun punto e si avrà un “buco” di densità nella somma delle due curve, dato che lo spazio lasciato aperto può essere colmato solo dalla densità della spalla della curva del verde, che non cresce più all’aumentare dell’esposizione.

Guardando la Figura 5 si vede che le esposizioni comprese tra exp-A (dove finisce la curva del verde) e exp-B (dove inizia la curva del blu) producono tutte la stessa densità D1, la massima densità possibile allo strato del verde. Aumentando l’esposizione ad un valore superiore a exp-B cominceranno a sommarsi le densità della curva del blu e la curva risultante ricomincerà a salire.

Fig.5

Con filtrature gialle molto pronunciate la curva ipotetica formata dall’azione dei due strati sarà molto piatta (contrasto molto basso) ma la curva reale presenterà delle distorsioni che si rifletteranno negativamente sulla riproduzione dei toni della stampa.

Funziona veramente cosi?

Per spiegare il meccanismo di funzionamento delle moderne carte a contrasto variabile sono state usate una serie di semplificazioni per una maggior comprensione di come avviene la variazione di contrasto in queste tipologie di prodotti.

Nella realtà, per migliorare l’andamento della curva caratteristica ed eliminare il più possibile le distorsioni che si possono presentare nell’unione delle componenti che agiscono all’interno dell’emulsione, i fabbricanti possono usare tre strati (sensibilizzati tutti al blu, uno al ciano (verde+blu) e uno al verde). In alcuni casi un singolo strato è esso stesso a sua volta composto da un emulsione a contrasto variabile, in composizioni di emulsioni e sensibilizzatori molto complesse.

Ad ogni buon conto, osservando delle curve caratteristiche di vere carte a contrasto variabile si possono trovare le tracce del meccanismo di funzionamento fin qui descritto.

Fig.6

Fig.7

Usando la massima filtratura gialla disponibile sulla testa colore del mio ingranditore si vede chiaramente, in Figura 6, che la carta Adox Vario Classic è formata da due strati (che però non sono simili nelle loro caratteristiche). Inoltre è ben visibile l’appiattimento della curva nel punto in cui i due strati interagiscono per formare la gradazione di contrasto più morbido.

In Figura 7 è riportata la curva caratteristica della Foma Fomabrom Variant 111 e anche in questo caso si vede chiaramente che questa carta è composta da tre strati, ma anche che ci sono tre avvallamenti nei punti in cui le curve caratteristiche dei singoli strati si uniscono nel formare la curva caratteristica effettiva di questa carta di stampa.

Puntiglio

Per amor di precisione non è esatto parlare di “strati” dato che in realtà l’emulsione delle carte VC è una emulsione unica, formata da granuli di alogenuro d’argento di diverse dimensioni ai quali vengono aggiunti dei sensibilizzatori cromatici –per rendere l’emulsione sensibile alla luce verde.

I sensibilizzatori cromatici si legano solo ai granuli di maggiori dimensioni, incorporando di fatto i due strati di cui abbiamo parlato in questo articolo in un unica emulsione che presenta caratteristiche diverse a seconda del colore della luce che la colpisce.

Fig.8

La messa a punto e la fabbricazione di una carta a contrasto variabile è un’operazione complessa e dispendiosa e della quale dobbiamo ringraziare tutti i fabbricanti impegnati ad offrirci prodotti di sempre maggior qualità e facilità di utilizzo; ricordiamocene ogni volta che guardiamo con soddisfazione la nostra ultima creazione in camera oscura.

 

 

10 pensieri su “Come funzionano le carte a contrasto variabile

  1. mbrizio

    complimenti con questo articolo non dimostri che conosci queste carte, ma che le conosci così bene che sei stato capace di semplificare una cosa che realmente è tutto meno che semplice in modo da poterlo spiegare anche a uno che non sa niente di fotografia. Complimenti veramente ottimo ottimo ottimo pezzo. grazie

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  2. Alessandro

    Vi sarei grato se qualcuno potesse rimettere i filmati dell’articolo che non sono più visibili.
    è un articolo molto interessante e vorrei leggerlo nella sua interezza.
    Molte Grazie

    Rispondi

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