La evolución de los Objetivos (Parte I)

De una simple lente convergente evolucionó hacia complejos diseños que proyectan una imagen casi perfecta sobre un plano, además de satisfacer diferentes necesidades. Esa notable variedad se explica en el hecho de que hay objetivos que valen poco más de 100 dólares a otros que cuestan lo mismo que un automóvil. El objetivo es lo que, al fin de cuentas, genera la imagen y por eso, no es casual que los grandes fotógrafos hayan elegido siempre las ópticas de mayor rendimiento.

El objetivo fotográfico reconoce su origen en las lentes empleadas a partir del Siglo XVII en la Cámara Oscura que usaban tanto dibujantes y pintores como naturalistas. Su más remoto antecedente había sido concebido por el milanés Girolano Cardano, cuando en el 1550 le pone a su cámara oscura un “disco de cristal”. El uso de las lentes para proporcionar una imagen clara y definida pasó a ser muy difundido, incluso por pintores de la celebridad de Johannes Vermeer van Delft (1632-1675) o El Canaletto (1697 – 1768).

De todas maneras, una lente simple, similar a una lupa, produce una imagen apenas nítida en el centro debido a la gran curvatura de campo de la imagen proyectada, es decir, que la imagen no se proyecta sobre un plano sino sobre una superficie curva.

Los objetivos Simples

El científico inglés William Hyde Wollanston (1776-1828), quien inventó la Cámara Lúcida (un dispositivo provisto de un prisma con un objetivo que permite ver al mismo tiempo el sujeto y el papel), en 1812 diseñó el primer objetivo de menisco simple, basado en una lente convergente que permitía obtener una imagen de calidad superior a las hasta entonces conocida pero, de todas maneras, las aberraciones seguían siendo muy notables.

Wollanston fue sin dudas uno de aquellos científicos del Siglo XIX cuya obra es de una vastedad inabarcable: médico, físico y químico, descubrió el paladio y el rodio, experimentó con la energía eléctrica preparando el camino para la invención del motor eléctrico, realizó observaciones astronómicas que permitieron descubrir la composición química del Sol, llegando a ser secretario de la Royal Society.

El siguiente paso lo dio un óptico francés, Charles-Louis Chevalier (1804-1859), cuya casa de óptica estaba en la calle del Palais Royal 163, en París, al diseñar el primer objetivo corregido parcialmente para la aberración cromática, conocido como Doblete de Chevalier con una luminosidad de f:14, que sería usado por Luis Daguerre en sus primeros daguerrotipos. Es interesante destacar que el mismo Chevalier también le proveía desde 1825 los lentes a Nicéphore Niepce, el padre de la fotografía, y quien lo vinculó con Daguerre, en lo que concluyó en la sociedad entre ambos.

El diseño básico de Chevalier dio lugar a toda una familia de Objetivos Simples, que fueron sucesivamente perfeccionados por otros diseñadores como Thomas Grubb, John Henry Dallmeyer y Carl Paul Goerz. Estos dos últimos están entre los más importantes ópticos de fines del Siglo XIX y de comienzos del XX, mientras que Goerz dio origen a la mayor industria alemana de cámaras y de objetivos, la desaparecida Zeiss-Ikon que integraba la actual Carl Zeiss.

Todos esos primeros objetivos tenían una grave e insuperable limitación: por su muy escasa luminosidad, entre f: 9 (Goerz) y f: 16 (Grubb), sumado a la muy escasa sensibilidad de las placas del daguerrotipo que requerían exposiciones de entre 10 y 20 minutos bajo el sol directo, no era posible la realización de retratos. La solución, entonces, debía provenir de dos adelantos o de una suma de ambos: incremento de la luminosidad (abertura máxima del diafragma) o aumento de la sensibilidad de las placas.

Este tipo de objetivo fue usado durante décadas y, hasta no hace mucho tiempo, en las cámaras económicas de Cajón y en infinidad de cámaras descartables.

El Petzval para retratos 

La primera respuesta la dio el matemático húngaro József Miksa Petzval (1807-1891), que era profesor en la Universidad de Viena. Mediante una muy cuidada selección de vidrios, curvaturas y espesores, hizo el primer cálculo matemático de un objetivo que luego sería copiado y modificado por otros diseñadores. El Petzval, con una abertura efectiva entre f:3,4 y f:3,6 y un ángulo de cobertura de 20º a 25º, se convirtió en el primer objetivo específico para retratos. Para lograr cierta indefinición de la imagen, no corrigió plenamente y a propósito la aberración cromática. Años después, en 1870, el Petzval, de cuatro elementos en dos grupos, fue modificado por H. Zincke y llevado a f:2,4.

Está descripto de la siguiente manera: “El objetivo se compone de un conjunto de dos lentes dobles con un diafragma en medio. La lente frontal permite corregir las aberraciones esféricas pero tiene el inconveniente de producir coma. El segundo conjunto de lentes corrige en parte la coma y el diafragma ayuda en la corrección del astigmatismo. El campo total de visión queda restringido en 30 grados”.

József Petzval, tras diseñar aquel objetivo, tercerizó su fabricación con Peter Voigtländer, pero éste a su vez lo copió y lo lanzó comercialmente junto a una cámara para daguerrotipos enteramente metálica. Años después, Petzval diseñó un nuevo objetivo, para paisajes, pero su fabricación la dejó en manos de la casa Dietzler.

Otras mejoras, esta vez desde el campo de la química, permitieron reducir el tiempo de exposición a 25 segundos gracias a un acelerador de revelado inventado por John Frederick Goddard, hasta llegar a los 9 segundos con el Electrotipo, una variante de Daguerrotipo galvanizado que desarrolló el estadounidense Daniel Davis Jr.

Aunque murió casi en el olvido después de jubilarse en el año 1877, mucho tiempo después comenzó a ser reconocido por su vasta obra. A la fundación de un Museo que lleva su nombre y de tener varias estatuas, se le agrega el haber bautizado como Petzval a un planetoide, en homenaje a que sus telescopios ayudaron en la exploración visual del Universo. Un cráter Lunar, que está en la cara oculta del satélite de nuestro planeta, lleva su nombre. También existe la Medalla József Petzval que se otorga a quienes hacen aportes científicos al desarrollo de la fotografía.

Curiosamente, el no Petzval quedó obsoleto con el desarrollo de otros diseños más avanzados, sino que se lo continuó usando por décadas como objetivo de proyección.

Objetivos para arquitectura y paisajes 

Con el paso del daguerrotipo a la fotografía en papel, que significó no sólo un crecimiento de la cantidad de fotógrafos sino que las posibilidades de trabajo en exteriores alcanzó una dimensión hasta entonces desconocida, se planteó la necesidad de disponer de objetivos más evolucionados con mayores ángulos de cobertura y de una superior definición. Bueno es recordar que, con algunas pocas excepciones, el daguerrotipo fue empleado a la producción de retratos comerciales y muy pocos fotógrafos se aventuraron con la cámara de daguerrotipos lejos de sus estudios. Esto se debió a lo complejo y lento del proceso de sensibilizar las placas, así como a su elevado costo.

Eso explica que de Buenos Aires, por ejemplo, sólo se conserve la serie de daguerrotipos realizados en la década de 1850 por Charles De Forest Frederick y que, prácticamente, no exista una mayor variedad de temas abordados por los fotógrafos de entonces. Los paisajes o escenas urbanas son excepcionales en toda América del Sur y existen pocas, incluso, en los Estados Unidos y en Europa. De todas maneras, Beaumont Newhall definió al daguerrotipo como “El espejo con memoria”.

Los primeros objetivos concebidos para obtener una gran definición de la imagen con un ángulo de cobertura equiparable a la de un moderno objetivo normal fueron concebidos en la década de 1860, siendo conocidos como “Rectilíneos” gracias a su excelente corrección de la distorsión, una característica esencial en la fotografía de arquitectura y en trabajos de reprografía. Uno de los primeros fue el Aplanat diseñado por Carl August von Steinheil (quien también tiene un cráter en la Luna con su nombre) y seguido por otro de similares características surgido del tablero de John H. Dallmeyer.

El diseño de estos objetivos era simétrico, de cuatro elementos en dos grupos idénticos y opuestos y, en algunos diseños, el grupo anterior podía desmontarse obteniéndose un objetivo simple acromático pero con una distancia focal del doble, lo que los hacía adecuado para ser empleados tanto para paisajes y arquitectura como para retratos en la segunda configuración. Había nacido así el primer objetivo económico y convertible para múltiples aplicaciones.

El paso siguiente fue modificar la curvatura de los grupos y reducir la distancia entre ellos, y con ello se logró el primero de los granangulares, el Globe, diseñado por los norteamericanos Charles C. Harrison y Joseph Schnitzer, con un ángulo de cobertura de 90º y de 10” de distancia focal. Harrison había sido un afamado daguerrotipista que se dedicó a la fabricación de cámaras de alta calidad hasta 1849. Fue patentado en junio de 1862 en Nueva York, siendo ampliamente utilizado por Mathew Brady en muchas de sus fotografías de paisajes durante la Guerra de Secesión (1860-65).

Al Globe le siguió el Pantoscope diseñado por Emil Busch en 1866, con un ángulo de cobertura de 90º. Su distancia focal era de 9,5 pulgadas. Eso estimuló a Steinheil a hacer lo mismo con suAplanat, que le permitió obtener un ángulo de cobertura de 105º con una abertura de f:18, algo notable para la época.

Curiosamente, esos objetivos no eran definidos como granangulares sino “globulares”. Una publicación de la época los define como “The Kind of the Globular lens” (“El tipo de la lente globular”).

Los nuevos vidrios ópticos

Los principios y cálculos matemáticos para el perfeccionamiento de los objetivos hubiese sido pura teorización sin consecuencias prácticas si no fuera por el desarrollo de nuevos cristales para su fabricación. En efecto, el diseñador recurre a trazar la curvatura de las caras de las lentes, decide el número de elementos y la conformación de grupos de lentes cementadas, y selecciona los distintos tipos de cristal de acuerdo a su índice de refracción y la dispersión (Número Abbé).

En este punto, los desarrollos de la fábrica de cristales alemana del Dr Otto Schott, en Jena, fue crucial: a partir de 1866 comenzó a ofrecer una gran variedad de cristales con diferentes propiedades, con la incorporación de fosfatos, boratos, óxido de bario y otros metales, que le abrieron al diseñador un nuevo mundo para poder crear objetivos que buscaban la perfección de la imagen. Tal fue su celebridad que para definirlos genéricamente comenzó a decirse “Cristales de Jena”, como sinónimo de la más alta calidad imaginable. Fue ese el punto de inflexión donde la óptica alemana comenzó a diferenciarse y a superar a países como Francia, Inglaterra, Suiza y Estados Unidos, que también poseían una sólida industria óptica, mientras que en el Japón todavía era incipiente.

La Voigtländer fue la primera fábrica que recurrió a los cristales de Jena pero, poco después, en 1888, lo hizo la Carl Zeiss y a través de la conjunción de dos hombres que marcaron el rumbo del desarrollo de los objetivos fotográficos por ese entonces, logró el prestigio que aún conserva: el físico, matemático y hombre de ciencias Dr. Ernst Abbe, que había ingresado en la compañía en 1866, y el diseñador Dr. Paul Rudolph.

La década de Oro

En 1890 Rudolph inscribió un trascendente hito en la historia de la óptica fotográfica al concebir un objetivo simétrico compuesto por dos grupos cementados, cuyas curvaturas variaban según el ángulo de cobertura y luminosidad deseados, que podía ser de 80º y f.7,2 o de 110º y f:18. Denominado Anastigmat, a partir de 1890 pasó a ser conocido como Protar. Se produjo en diversas series en las cuales se modificaba el ángulo de cobertura y la luminosidad.

Lo que distinguió a la serie Protar, la cual fue constantemente mejorada, hasta llegar al Proterlinse Serie VII, con un nivel de corrección desconocido hasta entonces, era la perfecta nitidez que proporcionaba y su notable corrección para la distorsión, siendo por eso el objetivo más indicado para la fotografía de arquitectura y la reprografía, una técnica en una creciente difusión a partir de la invención del “Half-tone”, la trama para la realización de fototipías que permitió la impresión tipográfica de textos y fotografías, dando nacimiento al fotoperiodismo.

Rudolph, una persona de un talento increíble y de una capacidad de trabajo verdaderamente notable, no se conformó con el exitoso Protar y fue así que a fines del siglo XIX, basándose en eltelescopio de Gauss, diseñó un objetivo que, con constantes mejoras, se considera acaso uno de los más perfectos de la historia de la fotografía: el Planar, un anastigmático simétrico de seis elementos en tres grupos (en su versión original) que habría de evolucionar a una versión del siete elementos en cinco grupos. Sin embargo, debido a la gran cantidad de superficies aire-vidrio, elPlanar no pasó del tablero de dibujo ya que se debió esperar la invención del tratamiento antirreflejo de las superficies. Esto fue un desarrollo también de la casa Zeiss en 1937, considerado secreto militar por lo que recién con posterioridad a la II Guerra Mundial que su uso se difundió en la industria óptica.

Entretanto, Rudolph perfeccionó diseños de Hugh Aldis concebidos para la casa Dallmeyer de Londres, dando origen a la serie Unar, un objetivo de elevada luminosidad que se adaptó para las folding-cameras, es decir, los equipos portátiles tan en boga en las primeras décadas del siglo XX.

Con posterioridad, a Rudolph se le ocurrió combinar los elementos frontales del Unar con la mitad posterior del Protar. La idea no era totalmente nueva: el origen de este afamado objetivo lo podemos buscar en el ampliamente conocido Triplete de Cooke. Bajo innumerables variantes (y con otras denominaciones) se continúa usando en algunas cámaras compactas, en lentes de ampliadora y de proyección.

El Cooke Triplet fue diseñado en el año 1893 por Harold Dennis Taylor, de la Cooke and Sons de York y fabricado por la Taylor and Hobson de Leicester (Inglaterra). Tenía tres elementos (de ahí su nombre) sin cementar y fue construido originariamente con una luminosidad máxima de f:6,3. Con él se inició la generación denominada “anastigmáticos de tripleta”.

La primera modificación importante del Cooke, realizada por Rudolph y Wandersleb, fue la sustitución de la lentilla posterior de cristal crown por dos lentes cementados (un crown y un flint), con lo que la lente pasó a tener cuatro elementos y se lo denominó Tessar (que significa cuatro en griego). Con esa variante se obtuvo un mejor rendimiento en cuanto a contraste y definición.

En objetivos de relativamente grandes aberturas (superiores a f: 4,5) la construcción tipo Tessar es muy superior al diseño Triplete (aunque este último compite con un precio más bajo). El Cooke ha dado origen también a otros objetivos de alta calidad y más luminosos, especialmente para los formatos pequeños, como el Hektor de Leitz y el Sonnar de la Zeiss.

Técnicamente, el Tessar es un objetivo de cuatro elementos en tres grupos (los dos posteriores cementados) asimétricos no desdoblables (aunque en algunas versiones componibles, como losPro-Tessar, al retirarse los dos elementos anteriores y colocarse otros con distintos radios de curvatura modifican la distancia focal original, aumentándola o disminuyéndola según el caso), en el que las aberraciones están llevadas a límites muy estrechos dentro de una distancia focal equivalente a la diagonal del negativo, con las únicas excepciones ya mencionadas de los Pro-Tessar y del antiguo Tessar f:8 de 28mm granangular moderado para el formato 24 x 36 mm. De todas las variantes, tal vez las más conocidas son el f:2,8 de 50mm y el f:2,8 y f: 3,5 de 75mm.

Para su concepción, sus creadores se fundamentaron en los enunciados teóricos del Prof. Joseph Petzval. La tecnología disponible a finales del siglo XIX permitió la concreción de su tesis, y esto gracias a la disponibilidad de cristales tipo crown fabricados por Otto Schott de Jena.

Sobre el diseño básico del Tessar de 1902, cuando la patente expiró, muchos fabricantes introdujeron algunas modificaciones (o ninguna, según el caso) y los produjeron masivamente con otras denominaciones. Entre estos objetivos tipo Tessar podemos mencionar algunos merecidamente famosos: Ektar f:3,5 - 4,5 - 4,7 y 6,3 (Eastman Kodak, Rochester): Elmar f:3,5, 4 y 6,3 (E. Leitz, Wetzlar); Ysar f:3,5 y 4,5 (G. Rodenstock, Munich); Xenar f:2,8, 3,5, 4,5 y 5,5 (J. Schneider & Co. Kreuznach); Skopar f:3,5 y f: 4,5 (Voightländer & Soehne, Brunswick); y muchos otros no tan conocidos.

En nuestra próxima edición, veremos el desarrollo de los objetivos de elevada luminosidad, del zoom, las lentes asféricas hasta explicar la plena madurez que hay en la óptica fotográfica porque, como lo señalamos, junto al sensor/película es lo que le otorga la verdadera calidad a la imagen. El resto son subsistemas al servicio de esos dos elementos.