Sensitometria in 10 capitoli — Capitolo 1 —

Sensitometria in 10 capitoli

 

CAPITOLO 1

 

La sensitometria è quella branca della fisica che si propone di studiare il comportamento dei materiali fotosensibili, con particolare riferimento alle emulsioni fotografiche. Le basi della sensitometria vengono poste dagli studi di Ferdinand Hurter e Vero Charles Driffield che permettono di stabilire una relazione quantificabile tra l’esposizione alla luce, lo sviluppo e l’annerimento del materiale fotosensibile attraverso la tracciatura di un grafico che riporta in ascisse il logaritmo dell’esposizione e in ordinata il logaritmo dell’opacità manifestatasi dopo lo sviluppo che prende il nome di curva caratteristica o, dal nome dei suoi inventori, curva Hurter-Driffield o curva H-D.

Siete già scappati via?
Stavo scherzando!!!

Ogni appassionato di fotografia, soprattutto se stuzzicato dal Sistema Zonale, prima o poi ha sentito parlare della curva caratteristica, ma quando si va ad approfondire appena un po’ ci si trova di fronte ad un linguaggio criptico, a formule matematiche e a grafici astrusi che ben presto fanno pensare ” ma che cavolo io voglio solo fare fotografie mica un esame di analisi matematica!”
In realtà sono convinto che una conoscenza di base della sensitometria debba far parte del bagaglio di ogni fotografo evoluto, spesso è un’alleata molto utile per apprendere in pieno alcuni concetti, soprattutto quelli legati ai sistemi di controllo dell’esposizione e dello sviluppo (Sistema Zonale e derivati) e uno strumento che permette di acquisire una maggior consapevolezza dei limiti del sistema fotografico che si usa.
Sono anche convinto che la sensitometria non è difficile o astrusa ma che, come purtroppo spesso accade anche in altri campi, dei concetti fondamentalmente semplici vengono mascherati da un linguaggio complesso e inutilmente criptico e lo scopo di questo articolo è proprio quello di dimostrare che la sensitometria può essere utile nella fotografia di tutti i giorni e di tutti i fotografi.
Quindi… ricominciamo.
Questa è una fotografia:

Ogni punto di questa immagine ha ricevuto una quantità di luce che ha provocato un annerimento in base all’immagine proiettata dall’obbiettivo sulla pellicola, quindi ogni punto di questa immagine ha ricevuto una diversa esposizione. Se ordiniamo ogni punto dell’immagine sopra in base all’esposizione otteniamo questo:

e se togliamo i doppioni alla fine quello che si ottiene e:

Vi ricorda qualcosa?

Dall’esempio sopra si può vedere che le prima foto e l’ultima sono la stessa immagine in forma diversa e dimostra anche che ogni negativo del nostro archivio può essere ricondotto ad una scala di grigi che lo rappresenta.

Allargando un po’ il ragionamento, se si prende un pezzo di pellicola, la si espone a tutta la gamma di esposizioni che è in grado di sopportare, si misurano gli annerimenti risultanti e si mette tutto su un grafico si ottiene una linea curva. Nella linea di questa curva trovano posto tutte le possibili fotografie che si possono scattare con la pellicola rappresentata, compresi quindi anche tutti i nostri scatti che custodiamo nei portanegativi. Con questo spero quindi di aver avvicinato, almeno un po’, l’astratto e asettico mondo della sensitometria e dei grafici, alle fotografie che scattiamo tutti i giorni.

LA CURVA CARATTERISTICA
Come già detto sopra, se un materiale fotosensibile viene sottoposto a diversi valori di esposizione, sviluppato, gli annerimenti risultanti vengono misurati e questi dati vengono rappresentati in un grafico si ottiene la curva caratteristica del materiale preso in esame.

Dato che il tipo di sviluppo, il tempo di sviluppo e le condizioni di trattamento (temperatura, agitazione, diluizione, ecc.) influiscono sulle caratteristiche della pellicola, la curva caratteristica di una pellicola è sempre riferita allo sviluppo e alle condizioni di trattamento, se questi due fattori cambiano la curva caratteristica cambierà.
Vediamo più in dettaglio il grafico, anche se diremo cose che sono state riportate sui libri e sul web fino alla noia, ma per non farci mancare niente, le ripeteremo anche qui.
Sull’asse X del grafico sono riportate le esposizioni, più precisamente il logaritmo dell’esposizione, con l’esposizione espressa in lux * secondi, quindi log lux * sec.
Sull’asse Y sono riportati gli annerimenti misurati in densità. Per misurare gli annerimenti si misura una sorgente di luce, ad esempio 100 lux, e poi si misura la stessa luce dopo che è passata attraverso la pellicola annerita, ad esempio 25 lux, questo rapporto viene definito Opacità, per esempio:


O = 100/25 = 4

Il logaritmo dell’opacità è la Densità, quindi nel nostro esempio:

D = log O = log 4 = 0.60

PERCHÈ I LOGARITMI?
L’unità di misura tipicamente fotografica è lo stop e passare da uno stop al successivo comporta un raddoppiamento o un dimezzamento; ad esempio passare da 2 a 4 comporta un aumento di uno stop, anche tra 256 e 512 c’è uno stop, ma mentre 2 e 4 sono distanziati di una sola unità, tra 256 e 512 ci sono ben 255 valori intermedi e questo rende assai poco agevole riportare su grafico questi andamenti

 

La sequenza di stop è una serie geometrica e l’uso dei logaritmi facilita la creazione di grafici di grandezze che variano geometricamente, come l’esposizione e la densità.
L’uso dei logaritmi non deve spaventare, come già detto la scala di stop aumenta moltiplicando per 2 e diminuisce dividendo per 2; il logaritmo di 2 è (circa) 0,3, quindi 0,3 rappresenta una differenza di 1 stop, 0,6 di due stop (0,3×2), 0,9 tre stop (0,3×3), 0,1 un terzo di stop (0,3/3), 0,03 un decimo di stop (0,3/10)
Per sapere a quanto corrispondono 7 stop in scala logaritmica basta moltiplicare 7 per 0,3 (7×0.3=2.1), viceversa per sapere a quanti stop corrispondono 1,5 unità logaritmiche è sufficiente dividere per 0,3 (1,5/0,3=5 stop). Insomma conoscendo a menadito la tabellina del 3 i logaritmi usati in sensitometria non sono un problema

stop x 0,3 = logaritmo

logaritmo / 0,3 = stop

PIEDI E SPALLE, ANATOMIA DELLA CURVA CARATTERISTICA
Guardando una curva caratteristica si possono subito vedere alcuni tratti distintivi, il primo dei quali è che una pellicola anche quando non è esposta ha una densità causata dalla densità del supporto e dal velo chimico generato dallo sviluppo. Questa densità si chiama densità base+velo o, più semplicemente B+V.
Il secondo è che il materiale sensibile non risponde alla luce finché non si raggiunge una certa soglia di esposizione superata la quale la pellicola comincia ad annerirsi.
La terza è che dopo la soglia di esposizione la pellicola comincia ad annerirsi piuttosto lentamente e in modo non proporzionale; questa zona della curva caratteristica si chiama piede.
Sul piede della curva di una pellicola stanno le parti scure del soggetto ripreso, le ombre.
Man mano che l’esposizione aumenta la pellicola reagisce annerendosi in modo proporzionale, infatti la curva tende a diventare rettilinea e questo si chiama appunto tratto rettilineo della curva, in cui ci sono i mezzi toni, da quelli scuri a quelli chiari.
Aumentando ancora l’esposizione la risposta della pellicola diventa più pigra, gli annerimenti aumentano più lentamente rispetto all’esposizione ricevuta e la curva tende ad abbassarsi; questa zona della curva si chiama spalla e qui ci sono le alteluci del soggetto.

 

Come detto l’asse x riporta le esposizioni che aumentano man mano che ci si sposta verso destra, quindi la posizione della curva caratteristica nell’area del grafico indica anche la sensibilità della pellicola; più la curva è spostato verso destra minore è la sensibilità, dato che sono necessarie esposizioni maggiori per ottenere una risposta alla luce.

 

LA FAMIGLIA
Sviluppando la pellicola per tempi diversi si ottengono tante curve caratteristiche diverse che formano quella che si chiama famiglia di curve e che descrivono come reagisce la pellicola al variare del tempo di sviluppo (sempre nello stesso sviluppo).

 

Si può vedere che all’aumentare del tempo di sviluppo aumenta anche la pendenza della curva, che tende a diventare più ripida; la pendenza della curva è la misura il contrasto dell’immagine negativa e infatti aumenta all’aumentare dello sviluppo.

RICAPITOLANDO
La curva caratteristica riporta graficamente le caratteristiche della pellicola; all’interno del grafico sono rappresentate e rappresentabili tutte le condizioni di esposizione e quindi ogni possibile scatto di ogni possibile soggetto.
la curva caratteristica è specifica per l’accoppiata pellicola-rivelatore-condizioni di trattamento.
Il grafico della curva caratteristica ha riportato sull’asse x il logaritmo delle esposizioni e sull’asse y le densità (annerimenti).
0.3 unità logaritmiche corrispondono ad uno stop.
Nell’area del grafico una curva posizionata più a destra ha una sensibilità minore.
Ogni pellicola, dopo lo sviluppo, ha una densità minima dovuta al supporto e al velo chimico che si chiama densità base+velo.
La curva caratteristica ha tre aree distintive: il piede (ombre), il tratto rettilineo (mezzitoni), la spalla (alteluci).
La pendenza (ripidità) della curva indica il contrasto
Le curve caratteristiche della stessa pellicola sviluppata per tempi diversi e riportate sullo stesso grafico si definiscono famiglia di curve.

 

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capitolo_1

17 pensieri su “Sensitometria in 10 capitoli — Capitolo 1 —

  1. isos1977

    Se il buongiorno si vede dal mattino… non vedo l’ora di leggere gli altri capitoli!
    Si sente parlare molti di questi concetti, ma è difficile trovare una trattazione organica come questa. grazie!

    approfitto anche per una domanda: forse ho letto di corsa, ma mi sfugge l’unità di misura dell’esposizione.. chiaro il discorso logaritmico e chiara la correlazione tra stop e logaritmi. Ma qual è la correlazione tra lux-secondi e EV (exposure Value)?… grazie!

    Rispondi
    1. chromemax Autore articolo

      approfitto anche per una domanda: forse ho letto di corsa, ma mi sfugge l’unità di misura dell’esposizione..

      Si può trovare risposta in parte nei capitoli successivi, comunque come risposta generale posso dirti che si può usare qualsiasi unità di misura dell’esposizione, si assoluta che relativa, ma se poi si vogliono avere dei dati confrontabili allora la ISO dice che bisogna usare i lux/sec

      chiaro il discorso logaritmico e chiara la correlazione tra stop e logaritmi. Ma qual è la correlazione tra lux-secondi e EV (exposure Value)?… grazie!

      Non è proprio così semplice come sembra, una buona spiegazione la trovi qui: http://en.wikipedia.org/wiki/Exposure_value verso la fine della pagina:

      Rispondi
  2. chromemax Autore articolo

    Grazie.
    La struttura dell’articolo è stata pensata anche per chi non ha mai sentito parlare di sensitometria, quindi i primi articoli sono piuttosto brevi e gli argomenti magari sono già triti e ritriti per chi già li conosce. Andando avanti però si trovano cose interessanti e tanti spunti per ri-pensare il nostro modo di fotografre. Per alcuni aspetti scrivere questo articolo è stata una scoperta anche per me 🙂

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  3. attiliocanella

    Bravo CROMEE….me lo sono stampato cosi me lo ripasso per riacendere la memoria … ( che ogni tanto cilecca))

    OK:

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    1. attiliocanella

      questo tutorial credo sia molto più comprensibile anche per i neofiti complimenti Diego.. se ricordo 40 anni fa lo lessi un po studiato,ora non ricordo il libro ma credo ELEMENTI di FOTOGRAFIA ..ecco piccoli risvegli di gioventù….Comunque da questo 1° capitolo molto chiaro e ben fatto…. OK CROME(( O DIEGO)) Ciao

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  4. Paolo De Ninis

    Volevo segnalare una svista: l’esposizione si esprime in lux * secondi, non in lux/secondi. Altrimenti il valore diminuirebbe all’aumentare del tempo di esposizione!

    Grazie per l’articolo interessante.

    Paolo

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  5. Marco Mochetti

    Trattandosi delle prima lezione è un po’ difficile dare un giudizio, tuttavia debbo dire che l’autore , almeno per il momento, sembra avere delle buone qualità pedagogiche, il che non è poco.Comunque grazie Marco

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  6. Franco

    Ma !! Che dire, io fotografo da 45 anni e tutte queste menate non le ho mai lette, probabilmente serviranno anche ?! Permettetemi la mia perplessità di fronte a certe espressioni,formule matematiche,lux etc.. Ho alle spalle ben 15 mostre nazionali in B&N ho pubblicato 2 libri che sono letteralmente andati a ruba.. Il che, qualche cosa vorrà dire, sono stato 3 volte in RAI, e due volte sono state mostrate le mie esposizioni al pubblico… Diverse televisioni private come 5 stelle hanno mandato in onda le mie mostre… E ripeto, tutte queste menate, non le ho mai nemmeno prese in considerazione, e forse mai neppure lette sui vari libri di tecnica fotografica, e si che ne ho letti, dalla composizione della fotografia allo scatto vero e proprio, dallo sviluppo del negativo alla stampa per finire allo sviluppo vero e proprio della foto su carta. Ho stampato su supporti argentati, dorati,seppiati, con tutte le gradazioni della carta e su svariate superfici, matt,silk,lucida,tela etc.. Forse non sarò ferrato in tutte queste inutili nozioni, ma, i lavori che ho fatto sono sempre piaciuti a tutti, critici,fotografi,pittori etc..

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    1. chromemax Autore articolo

      Una critica così sferzante senza aver letto gli altri articoli mi da un po’ l’idea di un atteggiamento pregiudiziale.
      La sensitometria è la scienza che spiega e svela il perché la fotografia funziona; si posson fare bellissime fotografie senza conoscere la sensitometria, certo, come si possono scrivere prose avvincenti senza conoscere le regole della grammatica oppure dipingere eccellenti ritratti senza aver fatto una sola lezione di figura.
      Il succo della tua risposta mi pare un po’ sulla falsariga, molto in voga di questi tempi, de “Ignorante è bello”; “che si studia a fare il latino che tanto non ci mangi” e altre perle di questo tipo. L’ignoranza non è mai una cosa bella ancor più se a il messaggio proviene da una persona fortunata come te che riesce ad arrivare dove io non arriverò mai grazie ad un dono naturale e senza lo sforzo di studiare ed approfondire.
      Complimenti per il curriculum, se hai la gentilezza di postare qualche riferiemento ai tuoi lavori avrò anche io il piacere di vederli dato che, almeno per me, c’è sempre da imparare.
      Diego

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  7. Alessandro alapcigno™

    Mi presento in maniera ‘veloce’. Mi chiamo Alessandro (alpacigno™ è un nickname e risale alle superiori – anni ’90 -, mi affibbiarono questo ‘nomignolo’ e io ne feci un ‘marchio di fabbrica’ ispirato anche da uno dei miei attori preferiti, Al Pacino!). Tralasciando questo, mi sono ‘imbattuto’ in questo articolo interessante facendo delle ricerche su ‘curve sensitometriche’ e, tra i vari risultati di ricerca, questo ‘blog’ (analogica.it) era uno dei primi ma, sopratutto, il PRIMO a trattare in maniera abbastanza semplice e molto esaustiva dei concetti ‘ostici’. In questo periodo di agosto, per il caldo non mi va di ‘approfondire’ ma stavo leggendo dall’ultimo capitolo (il decimo) per effetto di tale ricerca sul web, per poi capire benissimo che dovevo andare al primo capitolo 😛 per ‘capire’ meglio… anche se non è un problema.
    Alla fine di tale capitolo, ho letto i commenti e sopratutto gli ultimi a cui risponderò direttamente qui.
    Se dovessimo ‘decantare’ tutti i nostri ‘curricula’ e vanterie, tipo il sign. Franco, beh c’è chi può vantarsi esperienza decennale ed essere come un ‘libro chiuso’, tanto sa fare – per gli altri! – cose mirabolanti, mentre chi, come il sign. Chromemax (l’autore dell’articolo e del blog, se non sbaglio) che dimostra più ‘passione’ e competenza. Basta leggere qualche pagina, come ha fatto il sottoscritto, per capire che sta facendo un lavoro non indifferente. Rendere semplice dei temi difficili, affinchè il sign. Franco possa comprendere che la ‘Fotografia’ è scienza! Se non ci fossero stati ingegneri, e fisici nel campo dell’ottica, credo che il sign. Franco non avrebbe avuto le sue ‘opportunità’. Opportunità che tutti hanno, ma che lo fanno in maniera diversa.
    Ho fatto l’università, anche se non teminata. Mi piaceva la matematica, la chimica e fisica (non l’educazione fisica!) ma per altri motivi non mi ero iscritto al liceo scientifico bensì in un istituto tecnico che purtroppo le materie scientifiche non venivano approfondite. Talasciando questo… ero bravo in matematica e fisica anche se ora sono molto arrugginito.
    Se dovessi parlare di me, beh, posso dire che ho iniziato con la fotografia con le classiche ‘usa e getta’ anni ’90. Poi un corso di fotografia dall’analogico al digitale nel 2003-2004. In tale corso ho sviluppato alcuni rullini Ilford® DELTA 100 PRO b&n, con una Yashica FX-7 che non veniva presa da almeno una quindicina d’anni, con a corredo un obiettivo (mi sembra) 55mm DSB f/2 che non era nitido perchè c’erano delle ‘opacità’ forse condensa e perdeva quindi nitidezza, per non parlare di macchie che si vedevano ‘traguardando’ nell’oculare ma era impossibile da verificare se non facendo delle fotografie ad alto contrasto o magari a tuttta chiusura verso un cielo blu limpido… ma i rullini costavano quindi non li sprecavo in questo modo. La Yashica in oggetto aveva le guarnizioni dell’alloggiamento del rullino che non erano perfettamente funzionanti (cioè erano consumate), e quindi alcune foto erano venute con strisce ed aloni per effetto della ‘bruciatura’. L’esposimetro interno non funzionava, mi basavo ad occhio su una ‘tabellina’ tipo ‘regola del 16’ che un assistente fotografo professionale mi aveva fatto scivere, ma che io non prendevo sempre alla lettera, perchè volevo ‘sperimentare’ e capire anche sulla base di quello che si faceva e spiegava nel corso. Ho sviluppato da me il rullino, in un laboratorio artigianale creato apposta per il corso, sì coadiuvato dagli insegnanti ma nella maggior parte dei casi essi guardavano e non intervenivano se non al momento opportuno. Tutti i passaggi erano fatti ad occhio, ma bastava guardare come venivano le fotografie, e capire i vari passaggi (che ora non ricordo bene, tank e conservazione del rullino in una soluzione, poi dopo mezza giornata vaschetta di fissaggio, sviluppo arresto…) E ora si fa con dei programmi di foto-ritocco… Ho ancora il rullino originale, le fotografie le ho pure conservate in digitale…
    Poi un ‘buco’ fino al 2008, anno in cui mi comprai la mia prima reflex digitale con kit di due obiettivi. Ora si sorride, era (ed è tutt’ora!) una Nikon D40… che poi giàera fuori produzione, ma non me ne fregava nulla,vado ‘a sensazione’ o ‘sesto senso artistico’. So anche disegnare e dipingere fin da piccolo. Cézanne è il mio preferito, come De Chirico… per dirne alcuni.
    direte… Domanda: ma nel 2019 ancora con una scatoletta da 6 Mpx? Risposta: SI!
    Ho messo da parte gli obiettivi inclusi (entrambi AF-S per chi non lo sapesse si utilizzano in completo automatismo, quindi auto-focus e i programmi della reflex AUTO, P, ecc ecc, oppure in completo manuale M). Insomma, dal 2011 circa scatto in manuale, senza ausilio di automatismi. Sono passato a degli obiettivi AF. Nella D40 non c’è il motore interno, quindi questi obiettivi non funziona l’autofocus. Io inoltre utilizzo il Manual mode, quindi decido apertura del diaframma e tempi di esposizione. Guardo l’ambiente circostante e valuto in base a quello che voglio ottenere. Inoltre, questi obiettivi AF hanno la ghiera delle aperture del diaframma (ma che vengono ‘bloccate’ all’apertura più piccola disponibile) e scala delle distanze, nonchè della distanza iperfocale. Ho un Nikkor AF 50mm f/1.8D, un Nikkor AF 28-70 f/3.5-4.5D e mi deve arrivare un altro obiettivo che nella D40 non funzionerà neanche l’esposimetro. Infatti, ho un esposimetro analogico esterno, nuovo di zecca…
    Basta così? E non è per vantarmi, anche se non ho vinto nessun concorso fotografico anche se ne faccio in media uno all’anno, sono iscritto al Nikonclub, pubblico saltuariamente alcune fotografie, nonme ne frega nulla di quello che pensano o non pensano, non faccio fotografie per piacere agli altri. Ma mi posso vantare che molte di esse sono ‘uniche’ perchè ne ho fatto solo una, scattando in singolo e non a raffica… e tutto in manuale senza ausilio di automatismi, nè fotoritocchi nè post-produzione.Le foto sono di tipo ‘street’ in cui dipende dal ‘contesto’… non è come il paesaggio che puoi andare là quando si vuole e fare tutte le foto che si vuole (tralasciando il fatto che cambiano nettamente da giorno a giorno e da ora ad ora, è tutta una questione di luce e di quello che vogliamo fotografare, inclusi i colori) e quindi mi faccio una ‘regolata’ del WB (bilanciamento del bianco) con uno Expodisc (quindi non delego alla macchina fotografica), e posso pure utilizzare alcuni filtri fotografici Tiffen® …
    Mi sono dilungato troppo, e oggi fa caldo da me!
    Concludendo, ben vengano i grafici, le ascisse, le ordinate, i logaritmi, le proporzioni, le radici quadrate ecc ecc perchè, alla fine, la fotografia è SCIENZA ma anche libertà di espressione… e siamo di nuovo lì… epressioni!
    Buon Ferragosto a tutti!

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