Parliamo oggi di un concetto fondamentale nell'illuminazione, artificiale e non, di un soggetto: parliamo di quella che viene comunemente definita la legge dell'inverso del quadrato della distanza. È vero può sembrare un'affermazione folle, soprattutto in una testata di fotografia, ma davvero non è proprio così e, con gli opportuni esempi aiuterà a comprendere il tipico comportamente della luce ( o di ogni forma di energia, ma noi ci fermiamo a quella.)
Prendendo la definizione che troviamo su Wikipedia, la "legge dell'inverso del quadrato è ogni legge fisica che affermi che una specifica grandezza fisica è in modulo inversamente proporzionale al quadrato della distanza dalla sorgente di quella grandezza." Cioè sarebbe a dire che "Una legge dell'inverso del quadrato si applica generalmente quando una forza, energia o altre grandezze conservative è irradiata ugualmente da una sorgente puntiforme nello spazio tridimensionale.
Poiché la superficie di una sfera (che vale 4?r2) è proporzionale al quadrato del raggio, a mano mano che la radiazione emessa si allontana dalla sorgente, è diffusa su un'area che aumenta in proporzione col quadrato della distanza dalla sorgente e così l'intensità della grandezza irradiata è inversamente proporzionale al quadrato della distanza dalla sorgente." In fotografia e in ottica in generale si risolve così: "L'intensità luminosa (o l'illuminamento o l'irradianza) o di altre onde lineari emanate da una sorgente puntiforme è inversamente proporzionale al quadrato della distanza dalla sorgente; un oggetto delle stesse dimensioni di un altro oggetto due volte più distante dalla sorgente riceve un quarto dell'energia nello stesso periodo di tempo." Forse l'immagine seguente riesce a dare una prima spiegazione visiva a quanto stiamo scrivendo.
Prendendo una luce puntiforme e continua (come ad esempio il sole o una luce a spot) l'intensità luminosa sul soggetto diminuirà proporzianalmente all'allontanarsi del soggetto dalla fonte luminosa. Sembrerebbe una frase sciocca e ovvia ma tutto ciò è regolato, in termini fisici, da una legge precisa che è appunto quella che abbiamo appena visto. Il flusso di luce che giunge al soggetto è composto da una serie di "linee luminose" composte da fotoni, le particelle che stanno alla base proprio della luce, e corrono in un'unica direzione ma, ecco svelato l'arcano, con il tempo e la distanza tendono a separare la loro corsa e, nonostante si pensi che abbiano perso d'intensità, ognuno di essi l'ha mantenuta identica, in termini quantitativi, ma sembra meno potente perché le "linee luminose" di cui sopra si sono ridotte di spessore, quindi di quantità di fotoni che contemporaneamente colpiscono il nostro soggetto.
Tutto chiaro adesso? No? Chi ha detto no?
Allora proviamo a spiegarci meglio, adesso in termini decisamente fotografici, parlando quindi di ISO e f/stop, forse un linguaggio più c(hi)aro a tutti.
Prima di tutto però chiariamo anche un altro concetto, quello dei tipi di luce. La luce può essere di tre tipi cioè continua, discontinua e istantanea. Continua, come abbiamo detto, è quella del sole mentre quella discontinua è quella generata da luci come quelle al neon: anche se all'occhio umano queste ultime possono sembrare continue, all'attento sensore delle fotocamere apparirà in tutta la sua "alternanza" fatta di momenti accesi e momenti spenti. Per ora vi chiediamo di farvi bastare questa informazione. In ultima analisi abbiamo la luce istantanea che è quella generata dai flash come quelli che si utilizzano in fotografia. Quest'ultimo tipo di luce non viene influenzata dalla velocità della tendina della fotocamera, che invece influenza (e non poco) la luce ambiente ad esempio. Per modificare la luce dei flash è necessario utilizzare degli accessori che ne influenzano la durata e la caduta (come i softbox e le griglie per citarne alcuni) dei quali parleremo approfonditamente in un'altra occasione.
Per chiudere questa breve parentesi possiamo dire che la luce può avere varie dimensioni che vanno dal puntiforme al grande. Puntiforme può essere quella del sole o di uno spot mentre grande può essere l'illuminazione massiva di uno stadio, di una scena o di un enorme lightbox da studio. Anche di questo parleremo in un'altra occasione.
Diciamo quindi che abbiamo un punto luminoso, ad esempio la torcia Profoto D1 di cui abbiamo già parlato nella scorsa puntata di aprile. Lo posizioniamo davanti al nostro soggetto e cominciamo a fare delle misurazioni con un esposimetro, stabilendo che si voglia scattare sempre con un tempo di 1/250 di secondo con un'apertura impostata a f/11.
La legge dell'inverso del quadrato della distanza ci dice, in parole povere, che la luce cala con un andamento definito quadratico, cioè che:
- a 1 metro di distanza dal soggetto questo verrà colpito con la potenza massima impostata sul nostro flash (diciamo 10 per assegnare un valore)
- a 2 metri di distanza la potenza sarà già la metà (quindi un valore pari a 5)
- a 4 metri di distanza la potenza sarà la metà della metà di quella iniziale (quindi un valore pari a 2,5)
Nell'immagine seguente è possibile vedere come si comporta la luce nello spazio andando a misurare tenendo presente che la nostra torcia D1 è impostata sempre alla massima potenza. Noterete che la luce cade con andamento quadratico misurandola nella sua diffusione lineare (cioè diretta sul soggetto) mentre il comportamente è diverso se misurata lateralmente.
Ogni quadrato misura un metro di lato. Quindi in posizione A1 per ottenere la giusta esposizione dovremo chiudere il nostro diaframma fino a f/22 mentre se spostiamo il soggetto già in posizione A2 il diaframma ideale sarà f/11 (quindi la concentrazione della luce sarà già dimezzata) mentre spostandolo in posizione A4, quindi a quattro metri dalla sorgente luminosa dovremo aprire a f/8, con una conseguente perdita di concentrazione luminosa. Ecco quindi che, come dall'immagine precedente, si evince che i fotoni del flusso luminoso si allontanano tra di loro dando solo l'impressione che il flusso perda potenza.
In modo diverso invece si comporta la caduta della luce quando il soggetto viene spostato lateralmente rispetto alla sorgente luminosa. Mentre se lo si pone in posizione B1 l'apertura necessaria per ottenere l'esposizione che ci eravamo dati come fissa è di f/11 se lo spostiamo in C3, per ottenere lo stesso risultato dovremo aprire fino a f/5,6, uguale a quando il soggetto si trova nelle posizioni C1 o B4: strano, no?
A questo punto non resta che provare a sperimentare con la vostra attrezzatura per... verificare che tutto questo, corrisponde al vero; ovviamente noi abbiamo utilizzato per i test una luce da 1 kW/secondo. Modificate i parametri e adattate i valori in scala, secondo la potenza del vostro flash. Se potete utilizzate, come abbiamo fatto noi, un buon esposimetro esterno.
Data di pubblicazione: giugno 2015
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