Flash (fotografía)

Los estudios sobre el magnesio realizados por Bunsen y Roscoe en 1859 demostraron que la combustión de este metal producía una luz con cualidades similares a la luz del día. La posible aplicación a la fotografía inspiró a Edward Sonstadt a investigar métodos de fabricación de magnesio para que ardiera de forma fiable para este uso. Solicitó patentes en 1862 y en 1864 fundó la Manchester Magnesium Company con Edward Mellor. Con la ayuda del ingeniero William Mather , que también era director de la empresa, produjeron cintas planas de magnesio, que se decía que ardían de forma más uniforme y completa, proporcionando así una mejor iluminación que el alambre redondo. También tenía la ventaja de ser un proceso más sencillo y económico que la fabricación de alambre redondo. ^{[ 2 ]} A Mather también se le atribuye la invención de un soporte para la cinta, que formaba una lámpara para quemarla. ^{[ 3 ]} Otros fabricantes produjeron diversos soportes para cintas de magnesio, como el Pistol Flashmeter, ^{[ 4 ]} que incorporaba una regla grabada que permitía al fotógrafo utilizar la longitud correcta de cinta para la exposición necesaria. El embalaje también da a entender que la cinta de magnesio no necesariamente se rompió antes de ser encendida.

Una alternativa a la cinta de magnesio fue la pólvora flash , una mezcla de polvo de magnesio y clorato de potasio , introducida por sus inventores alemanes Adolf Miethe y Johannes Gaedicke en 1887. Se colocaba una cantidad medida en una bandeja o recipiente y se encendía manualmente, produciendo un breve y brillante destello de luz, junto con el humo y el ruido que cabría esperar de tal evento explosivo. Esta actividad podía ser mortal, especialmente si la pólvora flash estaba húmeda. ^{[ 5 ]} Joshua Lionel Cowen inventó una lámpara de flash de activación eléctrica en 1899. Su patente describe un dispositivo para encender la pólvora flash de los fotógrafos utilizando pilas secas para calentar una mecha de alambre. De vez en cuando se promocionaron variaciones y alternativas, y algunas tuvieron cierto éxito, especialmente para uso amateur. En 1905, un fotógrafo francés utilizaba intensos destellos no explosivos producidos por una lámpara de arco de carbono mecanizada especial para fotografiar sujetos en su estudio, ^{[ 6 ]} pero prevalecieron los dispositivos más portátiles y menos costosos. Durante la década de 1920, la fotografía con flash normalmente consistía en que un fotógrafo profesional esparciera polvo en el depósito de una lámpara de flash en forma de T, la sostuviera en alto y luego activara un breve y (generalmente) inofensivo efecto pirotécnico .

El uso de pólvora de flash en una lámpara abierta fue reemplazado por bombillas de flash ; filamentos de magnesio se encontraban dentro de bombillas llenas de oxígeno y se encendían eléctricamente mediante un contacto en el obturador de la cámara . ^{[ 7 ]} Las bombillas de flash fabricadas se produjeron comercialmente por primera vez en Alemania en 1929. ^{[ 8 ]} Dicha bombilla solo podía usarse una vez y estaba demasiado caliente para manipularla inmediatamente después de su uso, pero el confinamiento de lo que de otro modo habría sido una pequeña explosión representó un avance importante. Una innovación posterior fue el recubrimiento de las bombillas de flash con una película de plástico para mantener la integridad de la bombilla en caso de que el vidrio se rompiera durante el flash. Se introdujo una película de plástico azul como opción para igualar la calidad espectral del flash con la de una película de color balanceada para luz diurna . Posteriormente, el magnesio fue reemplazado por circonio , lo que produjo un flash más brillante.

Había un retraso significativo después del encendido para que la bombilla del flash alcanzara su brillo máximo, y la bombilla ardía durante un tiempo relativamente largo, en comparación con las velocidades de obturación necesarias para congelar el movimiento y evitar la vibración de la cámara. Inicialmente, se usaban velocidades de obturación más lentas (normalmente de 1/10 a 1/50 de segundo ) en las cámaras para asegurar una sincronización adecuada y aprovechar toda la luz que emitía la bombilla. Las cámaras con sincronización de flash disparaban la bombilla una fracción de segundo antes de abrir el obturador para permitirle alcanzar su brillo máximo, lo que permitía velocidades de obturación más rápidas. Una bombilla de flash muy utilizada durante la década de 1960 fue la Press 25, la bombilla de flash de 25 milímetros (1 pulgada) que solían usar los periodistas en las películas de la época, normalmente acoplada a una cámara de prensa o a una cámara réflex de doble objetivo . Su potencia lumínica máxima era de alrededor de un millón de lúmenes. Otras bombillas de flash de uso común eran las de la serie M, M-2, M-3, etc., que tenían una pequeña base de bayoneta metálica ("miniatura") fusionada a la bombilla de vidrio. La bombilla de flash más grande jamás producida fue la GE Mazda n.° 75, de más de ocho pulgadas de largo y 4 pulgadas de circunferencia, desarrollada inicialmente para la fotografía aérea nocturna durante la Segunda Guerra Mundial . ^{[ 9 ] [ 10 ]} 

La bombilla PF1 totalmente de vidrio se introdujo en 1954. ^{[ 11 ]} La eliminación de la base metálica y los múltiples pasos de fabricación necesarios para fijarla a la bombilla de vidrio redujo sustancialmente el costo en comparación con las bombillas más grandes de la serie M. El diseño requería un anillo de fibra alrededor de la base para sujetar los cables de contacto contra el lateral de la base de vidrio. Existía un adaptador que permitía que la bombilla se adaptara a los flashes diseñados para bombillas con casquillo de bayoneta. La PF1 (junto con la M2) tenía un tiempo de encendido más rápido (menor retardo entre el contacto del obturador y la salida máxima), por lo que podía usarse con sincronización X inferior a 1/30 de segundo , mientras que la mayoría de las bombillas requieren una velocidad de obturación de 1/15 en sincronización X para mantener el obturador abierto el tiempo suficiente para que la bombilla se encienda y funcione. Una versión más pequeña , menos brillante pero que no requería el anillo de fibra, la AG-1, se introdujo en 1958; era más barata y rápidamente sustituyó a la PF1.

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  La bombilla de flash AG-1, introducida en 1958, utilizaba cables que sobresalían de su base como contactos eléctricos; esto eliminaba la necesidad de una base metálica separada.
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  Los flashes han variado en tamaño, desde el diminuto AG-1 hasta el enorme número 75.
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  Cámara Kodak Brownie Hawkeye con portabotellas "Kodalite" y bombilla de flash Sylvania P25 de punto azul tipo luz diurna.
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  Cámara de baquelita con flash de la marca Philips.

Flashcubes, Magicubes y Flipflash

En 1965, Eastman Kodak de Rochester, Nueva York, reemplazó la tecnología de bombillas de flash individuales utilizada en las primeras cámaras Instamatic con el Flashcube desarrollado por Sylvania Electric Products . ^{[ 12 ] [ 13 ]}

El flashcube era un módulo con cuatro bombillas desechables, cada una montada a 90° de las demás en su propio reflector. Para su uso, se montaba sobre la cámara con una conexión eléctrica al disparador y una batería en el interior de la cámara. Tras cada exposición, el mecanismo de avance de la película también giraba el flashcube 90° para colocar una bombilla nueva. Este sistema permitía al usuario tomar cuatro fotografías en rápida sucesión antes de insertar un nuevo flashcube.

El Magicube (o X-Cube) posterior de General Electric conservaba el formato de cuatro bombillas, pero no requería alimentación eléctrica. No era intercambiable con el Flashcube original. Cada bombilla del Magicube se activaba al soltar uno de los cuatro resortes de alambre amartillados dentro del cubo. El resorte golpeaba un tubo de cebado en la base de la bombilla, que contenía un fulminato , el cual a su vez encendía una lámina de circonio triturada en el flash. Un Magicube también podía dispararse manualmente con una llave o un clip. X-cube era un nombre alternativo para los Magicubes, que hacía referencia a la apariencia del conector de la cámara.

Otros dispositivos comunes que utilizaban bombillas de flash eran la Flashbar y la Flipflash, que proporcionaban diez flashes desde una sola unidad. Las bombillas de la Flipflash estaban dispuestas verticalmente, creando una distancia entre la bombilla y el objetivo, eliminando así el efecto de ojos rojos . El nombre Flipflash provenía del hecho de que, una vez usadas la mitad de las bombillas, era necesario voltear la unidad y volver a insertarla para usar las bombillas restantes. En muchas cámaras Flipflash, las bombillas se encendían mediante corrientes eléctricas producidas cuando un cristal piezoeléctrico era golpeado mecánicamente por un percutor accionado por resorte, que se activaba cada vez que se avanzaba la película.

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  Parte inferior de los cartuchos Flashcube (izquierda) y Magicube (derecha).
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  Cartucho tipo "Flip Flash"

El tubo de flash electrónico fue introducido por Harold Eugene Edgerton en 1931. ^{[ 14 ]} El flash electrónico alcanza su brillo máximo casi instantáneamente y tiene una duración muy corta. Edgerton aprovechó esta corta duración para tomar varias fotografías icónicas, como la de una bala atravesando una manzana. La gran compañía fotográfica Kodak se mostró inicialmente reacia a adoptar la idea. ^{[ 15 ]} El flash electrónico, a menudo llamado "estroboscópico" en los EE. UU. tras el uso que Edgerton hizo de la técnica para la estroboscopia , comenzó a utilizarse a finales de la década de 1950, aunque las bombillas de flash siguieron siendo dominantes en la fotografía amateur hasta mediados de la década de 1970. Las primeras unidades eran caras y a menudo grandes y pesadas; la unidad de alimentación estaba separada del cabezal del flash y se alimentaba con una gran batería de plomo-ácido que se llevaba con una correa para el hombro. Hacia finales de la década de 1960, se empezaron a comercializar flashes electrónicos de tamaño similar a los flashes de bombilla convencionales; el precio, aunque había bajado, seguía siendo alto. El sistema de flash electrónico acabó sustituyendo a las linternas de bombilla a medida que bajaban los precios. Ya a principios de la década de 1970, se podían conseguir flashes electrónicos para aficionados por menos de 100 dólares.

Una unidad de flash electrónica típica tiene circuitos electrónicos para cargar un condensador de alta capacitancia a varios cientos de voltios . Cuando el flash se activa mediante el contacto de sincronización del obturador, el condensador se descarga rápidamente a través de un tubo de flash permanente , produciendo un destello inmediato que dura típicamente menos de 1/1000 de segundo, más corto que las velocidades de obturación utilizadas, con brillo máximo antes de que el obturador comience a cerrarse, lo que permite una fácil sincronización de la apertura máxima del obturador con el brillo máximo del flash, a diferencia de las bombillas de flash que tardaban más en alcanzar el brillo máximo y ardían durante más tiempo, típicamente 1/30 de segundo.

Un único flash electrónico suele montarse en la zapata de accesorios de la cámara o en un soporte; muchas cámaras económicas incorporan un flash electrónico, y algunas (como la Nikon Z50II ) cuentan con ambos. Para una iluminación más sofisticada y de mayor alcance, se pueden utilizar varios flashes sincronizados en diferentes posiciones.

Los flashes anulares que se adaptan al objetivo de la cámara se pueden usar para retratos y fotografía macro sin sombras; algunos objetivos tienen flash anular incorporado. ^{[ 16 ]}

En un estudio fotográfico, se utilizan sistemas de flash más potentes y flexibles. Suelen incluir una luz de modelado , una lámpara cerca del tubo de flash; la iluminación continua de esta luz permite al fotógrafo visualizar el efecto del flash. Las lámparas LED están reemplazando a las bombillas incandescentes en los nuevos diseños. Las luces de modelado, que normalmente varían proporcionalmente a la potencia del flash, requieren LED regulables y circuitos adecuados en el cabezal. Se pueden sincronizar varios flashes para obtener iluminación multifuente.

La potencia de un flash se suele indicar mediante un número guía , diseñado para simplificar el ajuste de la exposición. La energía que emiten las unidades de flash de estudio más grandes, como los flashes monoluz , se indica en vatios-segundo .

Canon denomina a sus unidades de flash electrónico Speedlite , y Nikon utiliza Speedlight ; estos términos se utilizan con frecuencia como términos genéricos para las unidades de flash electrónico diseñadas para montarse en la zapata de la cámara y activarse mediante ella.

Un flash de aire comprimido es un dispositivo de alto voltaje que emite un destello de luz de duración excepcionalmente corta, a menudo mucho menor a un microsegundo . Estos flashes son comúnmente utilizados por científicos e ingenieros para examinar objetos o reacciones que se mueven a gran velocidad, y son famosos por producir imágenes de balas atravesando bombillas y globos (véase Harold Eugene Edgerton ). Un ejemplo de un proceso para crear un flash de alta velocidad es el método del cable explosivo .

Una cámara que utiliza múltiples flashes puede emplearse para detectar profundidades o crear imágenes estilizadas. Investigadores de los Laboratorios de Investigación de Mitsubishi Electric (MERL) han desarrollado una cámara de este tipo. El destello sucesivo de mecanismos de flash estratégicamente ubicados genera sombras en las profundidades de la escena. Esta información puede manipularse para suprimir o realzar detalles, o capturar las intrincadas características geométricas de una escena (incluso aquellas ocultas a simple vista), para crear una imagen no fotorrealista. Dichas imágenes podrían ser útiles en imágenes técnicas o médicas. ^{[ 17 ]}

A diferencia de las bombillas de flash, la intensidad de un flash electrónico se puede ajustar en algunas unidades. Para ello, las unidades de flash más pequeñas suelen variar el tiempo de descarga del condensador, mientras que las unidades más grandes (por ejemplo, las de mayor potencia o de estudio) suelen variar la carga del condensador. La temperatura de color puede cambiar como resultado de la variación de la carga del condensador, lo que hace necesaria la corrección de color. Se puede lograr un flash con temperatura de color constante mediante el uso de circuitos adecuados. ^{[ 18 ]}

La intensidad del flash se suele medir en pasos o fracciones (1, 1/2 , 1/4 , 1/8 , etc. ) . Algunos flashes monoluz muestran un "número EV" para que el fotógrafo pueda conocer la diferencia de brillo entre distintas unidades de flash con diferentes potencias en vatios-segundo. EV10.0 se define como 6400 vatios-segundo, y EV9.0 es un paso menos, es decir, 3200 vatios-segundo. ^{[ 19 ]}

La duración del destello se suele describir mediante dos números expresados ​​en fracciones de segundo:

• t0.1 es el tiempo durante el cual la intensidad de la luz está por encima del 0,1 (10%) de la intensidad máxima.
• t0.5 es el tiempo durante el cual la intensidad de la luz está por encima del 0,5 (50%) de la intensidad máxima.

Por ejemplo, un único evento de flash podría tener un valor t0.5 de 1/1200 y un valor t0.1 de 1/450 . Estos valores determinan la capacidad de un flash para "congelar" sujetos en movimiento en aplicaciones como la fotografía deportiva.

En los casos en que la intensidad está controlada por el tiempo de descarga del condensador, t0.5 y t0.1 disminuyen al disminuir la intensidad. Por el contrario, en los casos en que la intensidad está controlada por la carga del condensador, t0.5 y t0.1 aumentan al disminuir la intensidad debido a la no linealidad de la curva de descarga del condensador.

Los LED de alta corriente se utilizan como fuentes de luz en las cámaras de los teléfonos móviles, aunque su brillo es menor que el de los tubos de xenón. A diferencia de estos últimos, los LED solo requieren un voltaje bajo, eliminando la necesidad de un condensador de alto voltaje. Son más eficientes energéticamente y muy pequeños. El flash LED también se puede usar para iluminar grabaciones de vídeo o como luz de asistencia al enfoque automático en fotografía con poca luz; además, puede utilizarse como fuente de luz no fotográfica de uso general (es decir, como linterna ).

Las unidades de flash electrónico tienen límites de velocidad de obturación con obturadores de plano focal . Los obturadores de plano focal exponen mediante dos cortinillas que cruzan el sensor. La primera se abre y la segunda la sigue tras un retardo igual a la velocidad de obturación nominal. Un obturador de plano focal moderno típico en una cámara de fotograma completo o con un sensor más pequeño tarda entre 1/400 s y 1/300 s en cruzar el sensor, por lo que en tiempos de exposición inferiores a este , solo una parte del sensor queda descubierta en un momento dado .

El tiempo disponible para disparar un solo flash que ilumine uniformemente la imagen capturada por el sensor es el tiempo de exposición menos el tiempo de apertura del obturador. De forma equivalente, el tiempo mínimo de exposición posible es el tiempo de apertura del obturador más la duración del flash (más cualquier retraso en su disparo).

Por ejemplo, una Nikon D850 tiene un tiempo de recorrido del obturador de aproximadamente 2,4  ms. ^{[ 20 ]} Un flash de máxima potencia de un flash electrónico moderno incorporado o montado en la zapata tiene una duración típica de aproximadamente 1 ms, o un poco menos, por lo que el tiempo de exposición mínimo posible para una exposición uniforme en todo el sensor con un flash de máxima potencia es de aproximadamente 2,4 ms  + 1,0  ms = 3,4  ms, lo que corresponde a una velocidad de obturación de aproximadamente 1/290 s . Sin embargo, se requiere cierto tiempo para disparar el flash. A la velocidad de obturación máxima (estándar) de sincronización X de la D850 de 1/250 s , el tiempo de exposición es de 1/250 s = 4,0 ms , por lo que hay aproximadamente 4,0 ms − 2,4 ms = 1,6 ms disponibles para disparar el flash, y con una duración de flash de 1 ms, hay 1,6 ms − 1,0 ms = 0,6 ms disponibles para disparar el flash en este ejemplo de Nikon D850.        

Las cámaras réflex digitales Nikon de gama media a alta con una velocidad de obturación máxima de 1/8000 s ( aproximadamente la D7000 o la D800 y superiores) tienen una función inusual que se puede seleccionar en el menú y que aumenta la velocidad máxima de sincronización X a 1/320 s = 3,1 ms con algunos flashes electrónicos. A 1/320 s , solo se dispone de 3,1 ms - 2,4 ms = 0,7 ms para disparar el flash y lograr una exposición uniforme, por lo que la duración máxima del flash y, por lo tanto, la potencia máxima del flash, deben reducirse, y de hecho se reducen.    

Las cámaras contemporáneas (2018 ) con obturador de plano focal y sensores de fotograma completo o más pequeños suelen tener velocidades máximas de sincronización X normales de 1/200 s o 1/250 s. Algunas cámaras están limitadas a 1/160 s . Las velocidades de sincronización X para cámaras de formato medio que utilizan obturadores de plano focal son algo más lentas, por ejemplo, 1/125 s , [ ^{21 ]} debido al mayor tiempo de recorrido del obturador requerido para un obturador más ancho y pesado que se desplaza más a través de un sensor más grande ^.

Antiguamente, las bombillas de flash desechables de combustión lenta permitían usar obturadores de plano focal a máxima velocidad, ya que producían luz continua durante el tiempo que tardaba la ranura de exposición en cruzar la ventana de la película. Si se encuentran, no se pueden usar en cámaras modernas porque la bombilla debe dispararse *antes* de que empiece a moverse la primera cortinilla del obturador (sincronización M); la sincronización X, utilizada para el flash electrónico, normalmente solo se activa cuando la primera cortinilla del obturador llega al final de su recorrido.

Las unidades de flash de gama alta solucionan este problema ofreciendo un modo, normalmente llamado sincronización FP o HSS ( sincronización de alta velocidad ), que dispara el tubo de flash varias veces durante el tiempo que la rendija recorre el sensor. Estas unidades requieren comunicación con la cámara y, por lo tanto, están dedicadas a una marca de cámara en particular. Los múltiples destellos dan como resultado una disminución significativa del número guía, ya que cada uno es solo una parte de la potencia total del flash, pero es todo lo que ilumina una parte específica del sensor. En general, si s es la velocidad de obturación y t es el tiempo de recorrido del obturador, el número guía se reduce en √ s / t . Por ejemplo, si el número guía es 100 y el tiempo de recorrido del obturador es de 5 ms (una velocidad de obturación de 1/200 s), y la velocidad de obturación se ajusta a 1/2000 s ( 0,5 ms), el número guía se reduce en un factor de √0,5 /5 , o aproximadamente 3,16, por lo que el número guía resultante a esta velocidad sería de aproximadamente 32.

Las unidades de flash actuales (2010) suelen tener números guía mucho más bajos en modo HSS que en los modos normales, incluso a velocidades inferiores al tiempo de desplazamiento del obturador. Por ejemplo, la unidad de flash digital Mecablitz 58 AF-1 tiene un número guía de 58 en funcionamiento normal, pero solo de 20 en modo HSS, incluso a bajas velocidades.