FOTOGRAFÍA INFRARROJA FÁCIL I

 ¿Pueden nuestras cámaras de captar imágenes invisibles?

Los sensores corrientes, CCD y CMOS, son capaces de registrar aproximadamente desde los 325 a los 1050nm, mientras que el espectro visible comprende solo desde los 400 a los 700nm, por tanto todas las cámaras digitales son capaces, en principio, de captar imágenes invisibles a nuestra vista.

Como cualquier otro “color” fuera del espectro visible tiende a estropear ese equilibrio de color que tanto se esmeran en ajustar los fabricantes, éstos colocan unas barreras que impiden que lleguen al sensor tanto las radiaciones ultravioletas (325-400nm), como las infrarrojas (700-1050nm). Estas barreras son filtros internos como el llamado “hot mirror”o anti-infrarrojo y suelen estar colocados sobre el sensor junto al filtro paso bajo, que vimos en mi artículo anterior (FotoDNG Nº109; 56-61).

En la primera parte de este artículo vamos a ver, de forma muy resumida, lo que podemos hacer con nuestra cámara para captar imágenes infrarrojas (IR). La segunda parte tratará del sistema de trabajo y revelado de las imágenes. Si desea profundizar más en esta interesante especialidad, puede apuntarse a algunos de mis cursos (www.luismonje.com) en los que explico a fondo las técnicas desarrolladas desde mayo de 2000, en que publiqué la primera foto española tomada en infrarrojo digital.

En el ámbito de la fotografía científica, siempre que se fotografía con radiaciones, sean visibles o no, hemos de tener en cuenta cinco importantes parámetros:

1. Fuente de iluminación. Hay buscar siempre el máximo rendimiento para la radiación en que trabajemos. En nuestro caso el sol es la fuente más intensa y barata. En interiores, el máximo rendimiento se obtiene con las viejas bombillas de incandescencia. Los fluorescentes y otras fuentes derivadas de la excitación de gases, no emiten nada de IR.
2. La permeabilidad de la atmósfera. En la franja del infrarrojo cercano, la atmósfera es muy permeable al IR, aunque el vapor de agua es opaco. Por tanto, hay que tener en cuenta que, con el cielo nublado, apenas tendremos infrarrojo para trabajar. Hay que elegir días muy despejados, porque, Incluso una ligera calima, puede absorber gran parte del IR solar.
3. Aislamiento de la radiación. Debemos conocer qué filtros de corte debemos usar para captar solo el infrarrojo y excluir la luz visible. Dada su importancia, hablaremos luego de ellos más despacio.
4. La permeabilidad de las lentes. al contrario de lo que pasa en fotografía ultravioleta, en que se necesitan lentes de cuarzo, para infrarrojo nos vale cualquier objetivo. Aún así, debido al tratamiento anti reflejos, algunos objetivos pueden dar lugar a círculos centrales calientes o “hot spots”. La lista de los objetivos con problemas puede consultarse en este enlace.
5. La capacidad espectral del fotosensor. Como hemos al empezar, la sensibilidad habitual de los sensores se extiende desde los 325 a los 1050nm. Potencialmente vale pues cualquier sensor, aunque el filtro anti-IR que coloca el fabricante deje ciegas al infrarrojo muchas cámaras. Para usos científicos hay cámaras con sensibilidad extendida.

Para saber si en principio nuestra cámara es sensible al infrarrojo, lo más sencillo es disparar una foto con un segundo de exposición en total oscuridad mientras apuntamos al objetivo con el mando del televisor y pulsamos sus botones con la célula apuntando al objetivo. Si se ve una luz en el mando, en principio la cámara es apta. Con la cámara de un simple móvil ya puede verse así algo de infrarrojo, aunque con el IPhone 6 ya no se puede.

En función de la posición del filtro infrarrojo, existen tres grupos de cámaras:

1. Cámaras de serie en las que el filtro anti-infrarrojo es muy poco efectivo. Son cámaras antiguas entre las que destacan los modelos D1, D40, D100 y D70 de Nikon, compactas Canon Powershot G1 a G3 y DSLR 10D, 20D, 350D y otros muchos modelos y marcas de Sony, Olympus, etc. Estas cámaras, especialmente la Nikon D70, dan unos tonos IR maravillosos. Para usarlas basta usar un trípode y anteponer uno de los filtros IR que veremos más adelante. Los tiempos de exposición aproximados oscilan entre 1/30” y 10”. Los modelos posteriores al año 2004 tienen el filtro cada vez más efectivo y los tiempos de exposición empiezan a ser tan largos que el ruido hace las imágenes inutilizables. Figura 1.

2. Cámaras de serie en las que hemos quitado el filtro interno anti-IR. Figura 2. Cualquier cámara que ya no usemos es ideal para ésto. El filtro podemos quitarlo nosotros si somos muy manitas o mandarlo retirar a una empresa (por unos 200€). En ambos casos se pierde la garantía. Las cámaras así manipuladas son multiespectrales y permiten captar cualquier radiación desde el ultravioleta cercano (350 nm) al infrarrojo próximo (1000nm) en función de los filtros de corte que coloquemos en el objetivo. Al quitar el filtro anti-IR, la sensibilidad infrarroja es ahora muy alta y puede dispararse a pulso a velocidades similares a cuando trabajamos en visible. El problema es que, como el filtro infrarrojo es casi negro, no vemos nada por el visor y debemos encuadrar sin filtro y luego colocarlo, lo que hace que a veces se mueva el anillo de enfoque, especialmente si el filtro es a rosca. Esto puede solucionarse usando un portafiltros.

3. Cámaras de serie en las que hemos quitado el filtro interno anti-IR y puesto en su lugar un filtro infrarrojo. La cámara quedará para siempre sensible a la longitud del filtro que coloquemos dentro (usualmente 680 o 720nm). La sustitución del filtro es muy delicada (Figura 4) y, si no somos muy hábiles, lo mejor es que lo haga una empresa^(1). Estas cámaras son comodísimas ya que, como el filtro IR está sobre el sensor, podemos encuadrar normalmente por el visor como si no estuviese y disparar a pulso a cualquier velocidad.

Una vez que hemos decidido el tipo de cámara debemos elegir, mediante filtros de corte, el rango espectral en el que queremos trabajar, que además condicionará luego el colorido final de la imagen.

Aunque el infrarrojo para nosotros es un “color” invisible y por tanto inimaginable, los científicos nos hemos acostumbrado a una gama tonal de falsos colores como los que se correspondían con las viejas películas infrarrojas del tipo Ektachrome Infrarred. Estas películas fueron diseñadas para uso militar y asociaban la mayor o menor reflectancia infrarroja con colores intensos y arbitrarios elegidos para detectar mejor los camuflajes. En infrarrojo digital podemos obtener un colorido similar si usamos filtros que dejen pasar, además de infrarrojo, una pequeña porción de luz visible. Luego, con esa pequeña porción y la del infrarrojo, haremos un equilibrio de blancos personalizado para obtener un colorido espectacular.

De forma resumida, el rango tonal, logrado mediante filtraje, puede dividirse en tres segmentos:

1. Supercolor: se obtiene con filtros de corte entre los 650 y 700 nm. Son filtros de color rojo oscuro. Recomendamos los de 680nm que dan unos colores de vegetación amarillo-naranja muy espectaculares, como el de la portada de este artículo. Bajo un sol intenso y montado sobre el objetivo, puede verse algo la escena para encuadrar. El equilibrio de blancos se ajusta sobre una carta blanca o gris. Un ejemplo es la foto de las palmeras costarricenses de portada.

1. Falso color: Son filtros de 700 a 740nm. El de 720nm es el estándar más usado y todos los fabricantes tienen uno. Son de color rojo profundo, muy oscuro y casi negro, por lo que, si el filtro es externo, habrá que quitarlo para encuadrar. El equilibrio de blancos se ajusta sobre una carta gris.

3. Blanco y Negro: Se obtiene con filtros de entre 750 y 1000nm. El más usual y fácil de encontrar es el de 850nm. Todos son filtros negros son opacos al visible y por tanto no pueden ofrecer imágenes en falso color, pero dan espectaculares fotos en blanco y negro en las que los cielos y el agua salen totalmente negros y solo las nubes y la vegetación viva aparecen como gamas de grises. Figura 6.

¿Dónde conseguir los filtros? El coste de los filtros depende tanto de su diámetro, como del fabricante y su calidad y oscilan entre los 10 y 400€. Los más baratos para empezar pueden obtenerse en eBay desde los 10€ para 52mm de rosca. Los de mejor relación precio calidad son los Heliopan y B+W (entre 50-100€).

Una vez que tengamos lista la cámara, trípode y filtros podemos ponernos a trabajar según el procedimiento que explicaremos en el artículo del mes que viene.

(1). Empresas especializadas en retirar filtros anti-IR:

EE.UU: http://www.lifepixel.com/

Alemania: http://www.optic-makario.de/

Inglaterra: http://www.advancedcameraservices.co.uk/

España: http://www.astrocity.es/  http://www.dinasafotografiaelche.com