Entendiendo los filtros polarizados 

En la era moderna digital muchos filtros fotográficos de vidrio están pasando de moda, ya que sus efectos son fáciles de replicar, posiblemente con mayor precisión y rapidez a través de softwares para corregir el color. Esto es especialmente cierto cuando se trata de colores graduados o filtros con efectos de color, incluso los filtros de difusión pueden ser recreados en post, al menos hasta cierto punto, y en algunos casos permite mayor flexibilidad con el efecto deseado.

El polarizador, sin embargo, es un filtro especial, y sus efectos no pueden ser imitados fácilmente con trucos digitales, ya que sus beneficios incluyen el oscurecimiento de cielos azules (en cierto ángulo), la iluminación y saturación de algunos colores (especialmente los verdes), y la eliminación de algunos reflejos. Mientras los cielos oscuros y el aumento de saturación pueden arreglarse en una suite de corrección de color, la eliminación de reflejos no puede hacerse por computadora en post.

La ciencia
Entonces ¿Cómo funciona un polarizador?, responder esta pregunta requiere de una discusión sobre física.

Recuerda que la luz  funciona de dos maneras: como una partícula y como una onda. Al hablar de los  polarizadores nos centraremos en el comportamiento de la onda. Cuando la luz emana de una fuente tal como el sol o una bombilla, su irradiación es igual en todas las direcciones. Cuando sus ondas de luz golpean un objeto plano, especialmente uno con superficie de gran brillo, se refleja de manera polarizada, lo que significa que ahora la luz irradia en una sola dirección, en lugar de varias direcciones por igual. Para nuestros ojos y para la cámara esto se ve normalmente como un intenso reflejo de luz, proveniente  de la superficie reflectante.

Debido a que ahora hay luz polarizada mezclada con la que no lo es, es posible separar la que sí está polarizada con un filtro.

El filtro polarizador presenta una capa absorbente dicroica (lente que selecciona el paso de luz en una pequeña gama de colores) intercalada entre dos capas de vidrio. La capa dicroica, algunas veces llamada “pola foil”, está hecha de polivinil alcohol (PVA), un plástico que se estira durante la fabricación, obligando a las moléculas a alinearse en largas cadenas paralelas con pequeños huecos entre ellas.

Un ejemplo visual de ello pueden ser los barrotes de una celda de cárcel, o una valla de estacas. Este polímero estirado es sumergido en una solución de yodo para después unir las moléculas a las cadenas poliméricas. El resultado de la estructura permite que el pola foil absorba ondas de luz paralelas a las cadenas largas, mientras deja que las ondas perpendiculares pasen sin alterarse.

El filtro polarizado original fue diseñado por Polaroid, la misma compañía que hizo cámaras instantáneas en 1929. Este tipo de filtro se ha mantenido sin cambios durante los últimos 80 años.

Polas en acción
Para visualizar cómo un polarizador afecta la luz, primero imagina dos niños sosteniendo una cuerda que se estira entre ellos para saltar. Un niño la mueve de arriba hacia abajo, creando una onda sinusoidal que corre a lo largo de la cuerda en un sólo plano. Ahora imagina que la soga corre entre las estacas de una cerca, ésta creará una ola a través de ellas, llegando al otro lado del niño; sin embargo, si el primero sacude la cuerda de lado a lado, el resultado de la onda será detenido por la cerca y no se transferirá al otro chico. 

Estos es, en efecto, lo que pasa con un filtro polarizado. (En realidad absorbe la luz que está en la misma orientación que las cadenas, y permite que la luz perpendicular pase a través de ellas. Aun así la analogía de la cerca funciona para el concepto general). Cuando las líneas microscópicas de las moléculas giran en la orientación correcta en relación con la luz polarizada, impiden que la luz llegue a la cámara. 

El pola foil absorbe la energía luminosa, aparte de reducir la intensidad de la luz, lo cual discutiremos en otro momento. El filtro no tiene un efecto perceptible en luz no polarizada, lo que significa que se pueden cancelar los reflejos brillantes de las superficies como si nunca hubieran existido, y al mismo tiempo apreciar lo demás perfectamente.

Puede parecer magia, pero realmente es ciencia.

Para este tipo de técnicas, existen advertencias, ya que no puedes cancelar mágicamente todas las reflexiones del mundo, sino que para hacerlo, la cámara debe estar en un ángulo determinado. Además, la luz no necesariamente se refleja en una superficie perfectamente polarizada; es posible que no pueda eliminar un reflejo por completo, pero sí puede reducir significativamente su brillo, esto aplica para diferentes superficies, y no sólo para las que son perfectamente planas.

Por ejemplo, el agua no es totalmente plana, pero su ondulación crea superficies momentáneamente “planas” que reflejan la luz polarizada hacia la cámara, creando un efecto de brillo. Los polarizadores se utilizan a menudo para eliminar ese tipo de reflexiones.

Asimismo, los reflejos brillosos de las hojas, ventanas, parabrisas e incluso pisos brillantes pueden reducirse con una pola, pero lo que no se puede reducir, sin importar cuál sea el ángulo, son los reflejos de las superficies metálicas, ya que su luz no es polarizada, por lo que un polarizador no puede cancelarlo. En la foto de abajo, la reflexión del carro sobre la puerta es cancelada por el polarizador, pero eso es en realidad el reflejo de la capa transparente del auto, no la superficie metálica en sí misma.

Pero, ¿cómo funciona un polarizador para oscurecer los cielos azules?

Esto tiene que ver con la luz del sol dispersada por pequeñas partículas de gas en la atmósfera, como el oxígeno y las moléculas de nitrógeno. Las luces azules se dispersan con más fuerza que otras longitudes de onda, y eso es lo que nos da nuestros preciosos cielos azules. Esta luz azul dispersada está polarizada, y por lo tanto puede reducirse con el uso de un filtro polarizador. Cuando el filtro es orientado a eliminar la luz polarizada, el cielo se ve oscuro; menos luz dispersa equivale a menos luz “contaminada”, y por lo tanto, menos brillo. 

Este efecto se logra mejor cuando el sol es perpendicular al disparo (en un ángulo de 90 grados a la lente). Cuando el sol está en posición ya sea directa, de frente o detrás del lente, el polarizador no tendrá efecto en la luz polarizada.

Linear contra circular
Existen dos tipos de polarizadores: lineal y circular. Esto no refiere a la forma física del filtro, un polarizador circular puede ser de forma cuadrada o rectangular, y uno lineal puede ser redondo, pero lo que realmente importa es cómo sale la luz del filtro, y si éste incorpora o no un tipo adicional de filtración. 

Un polarizador lineal funciona como se describe anteriormente, y sirve para eliminar la luz polarizada de una dirección específica, mientras permite que la luz no polarizada pase. El problema es que una vez que pasa por el filtro la luz no polarizada se polariza; pues  sólo permite que la luz que está oscilando en una dirección pase.

Con las cámaras fílmicas esto no es un problema, a menos que haya una cinta de video que reciba su imagen a través de un prisma divisor de haz. (Instrumento óptico que divide un rayo de luz en partes)

Sin embargo, con algunas cámaras digitales y con las de autofoco o característica de auto exposición, puede ser un problema, ya que éstas, a menudo cuentan con un prisma divisor de haz o un espejo parcial que desvía la luz de la lente, y envía una exposición de medidor o un sensor secundario de exposición o foco. Este divisor de haz o medio espejo, polariza la luz, así que si la única luz que incide en el divisor ya está polarizada, entonces no podrá verse en absoluto, o su intensidad podría ser mal interpretada, y como resultado, el enfoque o auto exposición no funcionaría adecuadamente. Un polarizador circular resuelve este problema.

Los polarizadores circulares incorporan un segundo filtro llamado “placa de cuarto de onda” o “retardador de cuarto de onda” en la parte posterior de un polarizador lineal. Su función, es despojar la luz que viene del filtro, si bien, esto puede parecer contraproducente, sus propiedades  todavía se conservan; mientras que la luz que sale de filtro se “remezcla” para tener una orientación más natural para el divisor de haz de la cámara o el espejo parcial.

El polarizador circular hace esto, causando que la onda de luz que oscila linealmente “gire”, de ahí proviene el  término “circular”. Como la onda pasa a través de la placa de cuarto, deja de oscilar en un plano, para girar alrededor de su eje. 

Los polarizadores lineales también pueden causar problemas con las cámaras de trasmisión / ENG de tres chips (cámaras con prismas dicroicos)  por lo que es más seguro usar un polarizador circular para este tipo de cámaras. De hecho, no hay inconveniente de usar polarizadores circulares. En general, este tipo, es el más seguro y recomendable de utilizar con cualquier cámara.

¿Cómo usar un polarizador?
Debido a que un polarizador sólo afecta la luz polarizada cuando está propiamente orientada al ángulo correcto, tiene que ser capaz de girar el filtro en la función apropiada. Como se ha señalado, los polarizadores vienen en forma redonda, cuadrada o rectangular. La versión redonda tiene roscas que permiten atornillarse directamente en la parte frontal de la lente; éstas  pueden moverse independientemente del marco del filtro, de manera que una vez asegurado el lente, el filtro aún puede rotar libremente para su uso óptimo.

Algunos polarizados de formas redondas no tienen sujetadores, y en su lugar necesitan ser adaptados  en una caja mate que presenta un escenario circular giratorio. Del mismo modo, las polas cuadradas o rectangulares para ser instaladas,  necesitan colocarse en etapas de filtro giratorio especiales en una caja mate o en un porta filtros giratorio. 

No hay un orden específico en el que se deba colocar un polarizador en relación con otros filtros  que se utilizan simultáneamente. Sin embargo, la mayoría de las etapas de filtro giratorio se encuentran en la posición trasera en una caja mate, por lo que generalmente se coloca una barra más cerca de la lente.

El efecto polarizado se puede ver a través de un visor o monitor, por lo que su orientación puede ajustarse después de que el filtro se haya asegurado en su lugar, también puedes ver un efecto de pola a simple vista; una técnica útil es pararse junto a la cámara y mirar a través del filtro, girándolo frente a tu ojo para obtener una mayor orientación del efecto deseado, antes de asegurarla en su lugar ten en cuenta que no requieres utilizar un polarizador de máxima eficiencia. Entre los maravillosos beneficios de un polarizador es que su efecto es ajustable.

Si es demasiado, sólo gíralo un poco hacia atrás para minimizar el efecto a tu gusto.

Si usas un polarizador circular, es crucial que te asegures de usar el filtro con onda de retardo en posición hacia la lente; si colocas el polarizador circular hacia atrás, no tendrás ningún efecto de polarizado. Si es un polarizador circular de forma redonda con roscas sujetadoras, entonces el fabricante ya ha orientado correctamente el filtro, ya que sólo se puede conectar al lente en una dirección. 

Sin embargo, un filtro sin rosca, puede orientarse de cualquier manera. Para el filtro de “este lado hacia afuera”. Debería haber una marca ¡Pon atención a la instrucción!  Este etiquetado también hace que sea una forma fácil para saber si un polarizador es lineal o circular.

Si no estás seguro si es un polarizador circular o lineal y no hay marcas que te den una pista, sostén el filtro en tu ojo y gíralo, si ves el efecto polarizador, entonces tienes la orientación correcta. Si volteas el filtro y miras por el otro lado y aún ves un efecto polarizador, entonces tienes un polarizador lineal. Si no hay efecto polarizador cuando volteas el filtro, entonces tienes un polarizador circular.

Los fotógrafos de paisajes a menudo incorporan polarizadores para aumentar la saturación de color en la escena; para eliminar la mayor parte de la dispersión de la luz en la atmósfera que puede eliminar los colores, siempre y cuando estén fotografiando en un ángulo perpendicular a la posición del sol. Los polarizadores también pueden ser útiles sino puedes controlar las imágenes en una computadora o monitor de televisión.

Los monitores LED emiten luz polarizada que a menudo puede eliminarse con un polarizador, lo que da la impresión de que el  monitor esté apagado, cuando en realidad está encendido.

Algunos inconvenientes
La mayor responsabilidad cuando se usa un polarizador es la pérdida de luz. Cuando nos damos cuenta que el filtro está absorbiendo la luz polarizada, es fácil entender que el filtro requiere una compensación de exposición considerable. Los filtros polarizados absorben alrededor de 11/2 a dos detenimientos de luz en promedio.

Cualquier filtro que coloques frente a una lente crea un potencial de destellos, y las polas no son la excepción. Algunos fabricantes las ofrecen con recubrimientos opcionales anti reflejantes de película delgada que ayudan a mitigar este problema. Cuando se fotografía en dirección a  luz solar, el ángulo del sol es crítico, los lentes gran angular pueden capturar un ángulo de visión tan grande que el efecto de filtro de polarización podría no ser uniforme en el cuadro. 

Si estamos utilizando una lente de ojo de pez, (objetivo cuyo ángulo de visión es de 180 grados o más grande) el centro de la imagen que está en 90 grados al sol, mostrará mayor efecto, pero el borde de la imagen que es paralela al sol no lo tendrá. Igualmente sin importar la distancia focal, si estás haciendo una toma panorámica, el efecto del polarizador cambiará dependiendo dónde esté apuntando la lente.

Dependiendo de la complejidad de su fabricación, los polarizadores son caros, especialmente los buenos, de hecho, los filtros pueden ser lo más caro de un kit. La diferencia entre el costo de una pola y otra es a menudo la calidad del vidrio del filtro. Los filtros más caros utilizan vidrio óptico de mayor calidad y generalmente tienen menos sesgos de color en la imagen, mientras que las polas económicas pueden tener un matiz  verde que es inherente al vidrio.

Varios fabricantes incluyendo Formatt-Hitech, Lindsey Optics, Schneider Optics y Tiffen ofrecen polarizadores para imagines con movimiento, y muchos más para cámaras fijas. En algunos casos puedes encontrar un “one-stop” (un polarizador de baja eficiencia para usar en situaciones de poca luz) o  polarizadores de 3 o 4 detenciones, que son combinados con filtros de densidad neutra.

Tiffen también ofrece un “polarizador cálido,” que combina un filtro de calentamiento de color 812 con el polarizador para agregar algo de amarillo/rojo a la escena.

Además, los polarizadores de alta eficiencia están disponibles en Schneider (True Pol) y Tiffen (Ultra Pol).

Ejemplos

El clip anterior muestra el efecto de un polarizador que elimina el resplandor de la cubierta de un manual de CA. Mientras que la luz que entra de la ventana se dispersa en varias direcciones, cuando la luz se refleja fuera de la superficie brillante del libro, parte de esa luz se polariza, esa es la mirada cálida que vez. Al rotal el filtro polarizador correctamente puede cancelar la luz polarizada y eliminar (o reducir significativamente) el resplandor significante.

El polarizador redondo de arriba es del tipo circular. Ten en cuenta que cuando el lado del retardador de cuarto de onda se gira hacia  la cámara, el polarizador funciona bien. Si se gira de forma incorrecta, éste no corta el resplandor. En cambio, el resultado particular de la pola es cambiar el color de la toma.

El filtro cuadrado anterior es un polarizador lineal,  y funciona bien sin importar en qué dirección se encuentre.

Imágenes y video cortesía del autor.

This article was originally published in English here.