Gli illuminanti in fotografia

di Giuseppe Andretta

Quando si parla di fotografia non si può prescindere dalla luce. In questo articolo descriverò alcuni tra i principali illuminanti artificiali in confronto con l’illuminante per eccellenza, ovvero la luce naturale. Non tratterò l’aspetto pratico dell’uso degli illuminanti, ne le loro caratteristiche tecniche, ma mi limiterò ad una descrizione della ‘qualità’ della luce artificiale in funzione della resa del colore in fotografia digitale.

La luce naturale

La luce naturale è sostanzialmente la radiazione solare o, per meglio dire, quella parte della radiazione solare che è visibile all’occhio umano. Questo tipo di radiazione (definita come l’emissione dovuta al corpo nero per effetto termico) si considera il riferimento per la costruzione di altri sistemi di illuminazione artificiale in fotografia.

È necessario, a questo punto, stabilire il concetto di ‘distribuzione spettrale’ degli illuminanti in modo tale da rendere comprensibile le successive spiegazioni. Va detto che la luce solare non è considerabile un punto fisso in quanto varia dall’ora del giorno, dalla latitudine, trasparenza dell’atmosfera ecc. In colorimetria, tipicamente, si utilizzano due condizioni specifiche di riferimento: D50 e D65, rispettivamente relativi alla luce solare a metà mattina o pomeriggio e ad una media approssimata della luce di mezzogiorno sia diretta che riflessa da un cielo limpido, quindi più fredda della prima.

La luce naturale ha una distribuzione di radiazioni completa e la potete vedere nella figura 1

La nostra capacità (e la capacità di un sensore) di percepire il colore è in funzione dell’illuminante, in quanto il colore di ogni oggetto non autoluminoso dipende dalla radiazione che lo illumina. Si comprende così come un illuminante artificiale possa determinare un colore apparente diverso da quello della luce solare, per esempio.

L’importanza di una buona illuminazione artificiale sta proprio nel fatto di poter ottenere un’immagine digitale ricca di sfumature di colore!

Nelle fonti di illuminazione artificiale vedremo, in seguito, come questa distribuzione di radiazioni cambi completamente e, di conseguenza, la percezione del colore (o la sua registrazione sul sensore) possa essere decisamente diversa.

Purtroppo l’occhio umano coglie raramente questa differenza di illuminanti e, a causa dell’adattamento cromatico, è impossibile riconoscere la qualità di un illuminante artificiale da una semplice valutazione a occhio nudo.

Quindi in colorimetria e illuminotecnica si utilizza un Indice di Resa Cromatica (IRC o, in inglese Color Rendering Index: CRI) che indica appunto quanto ‘naturali’ appaiano i colori illuminati da uno specifico illuminante artificiale di cui si disponga, o si possa misurare, la sua distribuzione spettrale. Ricordiamo ancora una volta che il colore di ogni oggetto, che non emetta luce propria, dipende dalla luce che lo rende visibile.

Inoltre mi permetto di aggiungere che spesso si confonde la qualità di un illuminante con la semplice indicazione in Kelvin della temperatura colore ‘correlata’ (CCT correlated color temperature), ad esempio: 5000K o 6500K. Questa indicazione non dice nulla sulla qualità colorimetrica dell’illuminante ma indica solo il colore del suo bianco senza nulla specificare su come viene ottenuto. Infatti si può ottenere la stessa temperatura di colore con illuminanti dalle distribuzioni spettrali molto diverse.

Ecco quindi che una lampada calda ad incandescenza con filamento di tungsteno (le vecchie lampade di una volta) risulta – una volta bilanciato il bianco – colorimetricamente migliore, per una fotografia digitale, di una lampada a fluorescenza che, magari, ha un bianco di 5000K reali.

La luce flash

La luce flash è praticamente un sistema di illuminazione detto a fluorescenza ma la sua particolarità lo rende molto diverso dalle normali lampade così definite. Esso infatti è pensato per emettere un brevissimo lampo ad alta potenza e il gas in esso contenuto è una miscela di xenon ed altri gas in quantità minori. Ciò permette di avere una luce molto ricca di bande spettrali e un alto valore di CRI (Indice di Resa Cromatica).

Si veda nella figura 2 una tipica distribuzione spettrale di un bulbo flash per la fotografia.

La ricchezza di bande spettrali diffuse su tutto lo spettro visibile, fa di questo sistema di illuminazione artificiale sia, assieme all’incandescenza, il più vicino alla luce solare. Si noti infatti come i più alti valori di CRI li ottengano proprio il flash e la lampada ad incandescenza.

La luce a incandescenza

Le lampade ad incandescenza è molto utilizzata, assieme alla luce flash, negli studi fotografici e in fotografia professionale. Tipicamente utilizza il tungsteno come materiale del filamento interno il quale, debitamente surriscaldato, emette luce come un corpo nero come il sole ma, ovviamente, a una temperatura notevolmente inferiore.

Il fatto di simulare perfettamente una emissione di luce da corpo nero, nonostante la bassa temperatura in Kelvin che produce un colore del bianco molto caldo, fa si che questa illuminazione artificiale abbia sempre un altissimo valore di resa cromatica nonostante appunto la bassa temperatura che si fissa a 2856K

Il motivo sta nel fatto che l’emissione di radiazioni avviene in modo completo e senza particolari picchi; la dominanza spettrale delle lampade ad incandescenza, come si vede nella figura 3, è spostata verso destra che corrisponde alle tinta giallo/arancio/rosse.

La luce a fluorescenza

Le lampade a fluorescenza sono sicuramente quelle più problematiche a livello di resa del colore. Per le loro caratteristiche tecniche (che non starò ad analizzare seppur interessanti) la loro radiazione spettrale è composta da pochi picchi in determinate zone dello spettro, questo causa una resa del colore diversa e con un indice di resa del colore insufficiente per una resa ottimale anche in fotografia.

Si veda la figura 4

Bisogna aggiungere che la tecnica costruttiva permette di avere dei modelli con un valore di CRI tra i 90 e i 95, quindi sufficientemente adatte alla ripresa fotografica. Purtroppo per questo sistema, la tecnologia LED ha fatto dei notevoli miglioramenti nel settore fotografico, rendendo il sistema a fluorescenza meno interessante dei nuovi LED che, a parità di potenza, durano di più e consumano meno.

La luce LED

Le nuove lampade a LED consentono, da qualche tempo, di essere utilizzate in fotografia. Come dicevo poco fa per le lampade a fluorescenza, inizialmente la loro qualità di luce era simile e quindi poco adatta alla fotografia a colori. Il loro miglioramento ha fatto si che oggi si producano dei pannelli a LED con un alto valore di resa cromatica e con una buona potenza. Inoltre la loro emissione spettrale fa si che essi riescano a produrre una banda ricca in quasi tutte le frequenze.

Si veda la figura 5

Occorre fare, anche in questo caso, una ovvia precisazione: non tutti i pannelli a LED hanno delle caratteristiche performanti in termini di CRI, è utile informarsi bene prima dell’acquisto cercando questo dato nel sito del produttore.

Conclusioni

Per concludere vi fornisco alcuni dati, estratti da misurazioni reali, e vi indico la temperatura colore correlata e il CRI misurati di 4 diversi tipi di luci artificiali professionali per la fotografia. Ovviamente questi dati si riferiscono alle loro rispettive lampade (che non verranno citate) e non possono avere valore assoluto ma servono solo di esempio e a sostegno di quanto appena descritto.

Flash da studio – Temp. Col. 5678K – CRI 99,2

Luce a incandescenza da 500W – Temp. Col. 2796K – CRI 99,8

Luce a fluorescenza da 130W – Temp. Col. 4869K – CRI 87,5

Luce LED da 100W – Temp. Col. 5621K – CRI 94,4

In pratica, valutando la resa cromatica di un illuminante artificiale è molto più importante il suo valore di CRI rispetto alla sua temperatura di colore (espressa in Kelvin).

Riferimenti:

Claudio Oleari – Misurare il colore www.hoepli.it/libro/misurare-il-colore/9788820341268.html

it.wikipedia.org/wiki/Indice_di_resa_cromatica

it.wikipedia.org/wiki/Temperatura_di_colore

www.giuseppeandretta.com

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