Polarización de la luz y fotografía digital (Parte 2)

La polarización de la luz fue utilizada en muchas oportunidades como un auxiliar para la visualización de fotografías. La fotografía estereoscópica empleó en diferentes oportunidades los filtros polarizadores, utilizados para asignar a los ojos derecho e izquierdo del observador las imágenes tomadas por una cámara estereoscópica.

Estos dispositivos van desde las simples curiosidades de feria a herramientas digitales de visualización de diseños 3d y aplicaciones geoespaciales.

Sin embargo, el uso mas importante de la polarización en fotografía digital está en las tecnologías de los monitores y proyectores LCD.

Un monitor LCD de alta gama, marca EIZO

Polarización y monitores LCD

Los filtros polarizadores permiten el paso de los rayos luminosos en un ángulo determinado. (Ver Polarización de la luz y fotografía digital – Parte 1) Si colocamos dos polarizadores cruzados en un ángulo de 90 grados, bloquearemos el paso de la luz.

El acrónimo LCD significa en inglés Liquid Crystal Display (Monitor de cristal líquido) Los cristales líquidos son productos químicos en forma líquida, cuyas moléculas pueden ser alineadas con precisión en presencia de un campo eléctrico, de un modo similar al de las limaduras de hierro que pueden ordenarse siguiendo los patrones de un campo magnético.

La estructura molecular de estos cristales líquidos esta dispuesta de modo naturalmente helicoidal, es decir en forma de tirabuzón o hélice, y permite la transmisión de la luz.

Como esta estructura adopta alternativamente en su desarrollo un patrón tanto horizontal como vertical, puede usarse para conducir luz desde un polarizador hasta otro polarizador cruzado a 90 grados, haciéndola pasar a través de si misma. La luz que pasa a través del primer filtro polarizador se desplaza a través de la hélice, cambia su dirección de polarización 90 grados y puede entonces salir a través del segundo filtro polarizador en la otra cara

Si se aplica una corriente eléctrica a esta estructura molecular, el patrón helicoidal se desorganiza temporariamente y la transmisión de luz se interrumpe.

De modo que podemos controlar el paso de la luz mediante una estructura molecular controlada eléctricamente que permita o corte el paso de la luz entre dos polarizadores cruzados.

Un rayo de luz despolarizada es controlado por cristales líquidos electrificados encapsulados entre dos polarizadores cruzados a 90º grados

Si generamos una matriz de pequeñas celdas de este tipo, y contamos con un dispositivo que permita su accionamiento selectivo, podremos representar tramas de imagen que permitan el paso selectivo de una fuente de luz que luego llegará a nuestros ojos.

De este modo funciona el monitor LCD. En la parte trasera del display se encuentra un rectángulo iluminado por lámparas de luz fría. Delante de este hay un sándwich formado por dos polarizadores cruzados en medio de los cuales están las pequeñas cápsulas conteniendo el cristal líquido, combinadas con filtros para cada uno de los tres primarios RGB. Una matriz eléctrica informa cual celda quedará obturada y cual celda quedará abierta, transmitiendo o no la luz del fondo luminoso.

De esta forma funcionan también los proyectores de computadora usados para conferencias y los carrier empleados para convertir minilabs tradicionales en digitales. En vez de unos suaves tubos de luz fría, emplean potentes lámparas para proyectar sobre la pantalla o para exponer por proyección el papel fotográfico.

Características de los monitores LCD

Cuando miramos una pantalla LCD estamos viendo luz polarizada, eso es fácil de comprobar rotando un polarizador delate de ella y viendo como se oscurece.

También tenemos que tener en cuenta que la transmisión de luz tiene lugar a través de un medio denso y “orientado”, como si se tratara de una serie de “tubitos” paralelos. Esto produce que toda celda que no esté exactamente orientada a nuestros dos ojos se vea diferente a aquellas que están frente a nuestra vista. El problema se acentúa cuando miramos la pantalla en un ángulo diferente a los 90 grados, generando el llamado “Efecto Túnel”, en el que la intensidad luminosa de la pantalla es variable. En un intento por minimizar problema, los fabricantes orientan la visualización “hacia arriba”, fuera de un ángulo perpendicular que favorece el uso general del equipo, pero hace imprecisa la evaluación de fotografías.

El ángulo de 90 grados de los polarizadores es teórico, hay monitores que presentan diferentes ángulos para compensar otras deficiencias, con lo que los límites son más imprecisos.

Las variaciones del ángulo de visión modifican en primer término el contraste, en segundo término la intensidad y finalmente el color. De esta forma podemos encontrar el contraste máximo de 250:1 en el ángulo de 90 grados perpendicular a la pantalla, pero ese contraste baja a 5:1 si nos desplazamos 30 grados. Imagínense lo difícil que resulta para dos personas sentadas juntas hablar de la misma foto.

La tecnología LCD está en permanente cambio y en realidad agrupa a un conjunto de sistemas bastante diversos entre sí. El sistema de control digital que emplean hace que se muestren menos colores en un LCD que en un CRT.

¿Se trata de una conspiración de los fabricantes de monitores para arruinarnos la vida a los fotógrafos? No, los monitores LCD tratan bien a nuestra vista. Hace 6 horas que estoy frente a un LCD escribiendo. Si hubiera estado el mismo tiempo frente a un monitor de tubo (CRT = Cathodic Ray Tube) tendría mas fatiga visual. Los LCD consumen menos electricidad y ocupan menos espacio.

Para manejar procesadores de texto, internet y correo electrónico un LCD es más que suficiente. Para editar fotografías no.

Si comparamos un monitor LCD de precio medio con un CRT, también la comparación económica va netamente hacia el monitor de tubo, que costará menos de la mitad del precio.

Por el momento los monitores LCD de precio bajo y medio son inadecuados para trabajar con fotografía digital, pero buena noticia es que los monitores LCD de alta calidad (Lacie, Eizo, Apple Cinema Display) que pueden emular el funcionamiento de un monitor de tubo están bajando su precio, de forma que a corto plazo la alternativa es seguir con el CRT, y a largo plazo un LCD de calidad, cuando los precios hayan bajado aún mas.

Si usted quiere analizar como trata las imágenes su monitor LCD, conéctese a http://www.lagom.nl/lcd-test/ y haga el test que propone la página, luego haga el mismo test en un CRT. La sección Viewing Angle /Angulo de Visión del test es simplemente sorprendente.

Mariano Molinari
(Copyright Mariano Molinari)