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LE TECNICHE FOTOGRAFICHE IN ARCHEOLOGIA
di Fausto Gabrielli, Pisa 1994
Copyright © 1994 - 2001 Fausto Gabrielli - Dipartimento di Scienze Archeologiche - Pisa
  
 
FILTRI POLARIZZATORI
 
 
I filtri polarizzatori non effettuano nessuna selezione tra le lunghezze d'onda, come i filtri colore, ma, piuttosto, trasmettono tutti i colori della luce visibile in misura abbastanza uniforme, come i filtri a densità neutra, pur avendo caratteristiche diverse. I filtri polarizzatori assorbono o trasmettono in modo selettivo i vari piani di provenienza della luce.  
 
La luce presenta un movimento ondulatorio caratteristico. Un raggio di luce emesso da una sorgente è caratterizzato da onde, o vibrazioni trasversali, perpendicolari alla direzione di propagazione, che si muovono simultaneamente in tutte le direzioni, attorno all' asse lineare direzionale del raggio. Dal momento che non esiste un piano di vibrazione preferenziale (come invece esiste, per esempio, quando l' onda è generata lungo una fune) questo tipo di raggio luminoso viene definito non polarizzato. Ma, se qualcuno di questi piani (o livelli) è bloccato, il raggio è detto polarizzato in un piano. Esistono diversi metodi di polarizzazione della luce, alcuni si verificano regolarmente in natura, e altri si possono produrre artificialmente. Nella fotografia generale esistono due modi principali di polarizzazione naturale. Uno è quello della polarizzazione parziale della luce per diffusione, come negli effetti cielo e nebbia. L' altro è la polarizzazione per riflesso da determinate superfici.  
 
I filtri polarizzatori da usare sugli obiettivi consistono di un foglio di gelatina Polaroid (un materiale studiato e prodotto dalla Polaroid Corporation), o di un altro materiale molto simile prodotto da altri, in grado di limitare la trasmissione di luce (polarizzata) a un singolo piano di polarizzazione, o comunque molto vicino ad esso (la maggio parte dei polarizzatori sono prodotti facendo assorbire dello iodio da un sottile strato di alcol polivinilico, che viene quindi steso per allineare le molecole in lunghe catene parallele: il materiale che ne risulta, ha la capacità di piano-polarizzare un raggio di luce, o di assorbire la luce già piano-polarizzata). L'elemento polarizzante è inserito tra due strati di vetro, e fissato in una doppia montatura che può essere ruotata e regolata una volta avvitata sull'obiettivo di ripresa. Nella fotografia di esterni, la polarizzazione naturale incide solo su una parte della luce che forma l'immagine. La luce non polarizzata viene trasmessa da un filtro polarizzante in una misura standard di circa il 40%, senza importanza alcuna per la rotazione. Comunque, la luce che è già polarizzata naturalmente, viene trasmessa a livelli che vanno da un massimo del 40% fino a un minimo dell'1% o 2%, in dipendenza dell'angolo di rotazione del piano di polarizzazione della luce. Questo significa che quando il piano di polarizzazione del filtro è parallelo al piano di vibrazione della luce, il tutto non influisce sul raggio polarizzato più di quanto non faccia sulla luce non polarizzata. Ma quando il filtro viene scostato da questo allineamento, la percentuale di trasmissione diminuisce fino a quando, ad un angolo di 90 gradi rispetto al piano di vibrazione, l'assorbimento della porzione di luce polarizzata da parte del filtro è quasi completo. Un filtro polarizzatore può essere utilizzato anche per polarizzare un raggio precedentemente non polarizzato.
I filtri polarizzatori recentemente prodotti da case diverse dalla Polaroid Corporation, possono avere una trasmissione di luce base del 25%, o anche meno; ciò significa che i fattori d'esposizione sono meno standardizzati: per questo si consiglia di consultare le istruzioni di ciascun produttore.  
 
Un raggio di luce non polarizzata che colpisce una molecola d'aria o un'altra minuscola particella, e che da questa viene diffuso, si polarizza in un piano perpendicolare alla direzione di propagazione del raggio incidente.  
 
La luce blu del cielo è parzialmente polarizzata dalla diffusione atmosferica che produce il colore blu. Se si usa un filtro polarizzatore per assorbire i raggi naturalmente polarizzati, il colore blu si scurisce notevolmente. Dal momento che la polarizzazione è più forte ad angolo retto rispetto alla direzione del raggio, l' effetto è maggiore perpendicolarmente alla direzione del sole, mentre è praticamente inesistente in direzione parallela. Al tramonto, la luce del cielo allo Zenith è fortemente polarizzata, come quella che si trova agli orizzonti Nord e Sud. A mezzogiorno, la polarizzazione maggiore si trova vicino agli orizzonti Est e Ovest. I massimi effetti di polarizzazione si verificano durante giornate molto limpide, in quanto il cielo velato produce effetti progressivamente inferiori, in relazione diretta all' aumento della diffusione multipla della conseguente depolarizzazione della luce.
Quindi, un filtro polarizzatore può scurire parti del cielo senza causare gli effetti di colore dei filtri giallo o rosso; perciò, in una fotografia, sia a colori sia in bianco e nero, quando non si desiderano effetti di filtratura del colore, si può ugualmente far risaltare il cielo. Il maggiore svantaggio dipende dal fatto che se non si fotografa ad angolo retto rispetto alla direzione del Sole (cioè a quella linea che parte o si dirige al Sole, nel cielo) si ottiene un effetto contenuto. Se si sta utilizzando un grandangolare per una ripresa panoramica, si noterà che i toni del cielo diminuiranno gradualmente in funzione dell' angolo di ripresa, quando questo diventa inferiore a 90 gradi rispetto alla direzione del Sole. Quindi, a seconda degli angoli relativi fra la direzione solare e l'asse dell' obiettivo, il cielo potrebbe risultare molto più scuro da una parte della foto piuttosto che dall' altra; oppure, potrebbe essere scuro al centro e chiaro ai bordi, o viceversa. Nonostante questo, gli effetti che si possono ottenere sono comunque notevoli. Poi, con una pellicola in bianco e nero si può usare un filtro colore insieme al polarizzatore: per ottenere un effetto maggiore.
Il modo più semplice per determinare l' effetto visivo dell' assorbimento della luce da parte di un filtro polarizzatore, è quello di osservare il soggetto attraverso il filtro stesso, mentre lo si ruota. Gli effetti sono apprezzabili e molto evidenti. Quando si è raggiunto l'effetto desiderato, è quindi sufficiente mantenere il filtro sull'obiettivo nella stessa posizione  
 
La luce che colpisce una superficie liscia viene riflessa sotto un angolo uguale e opposto all'angolo d'incidenza.  
 
Alcune superfici riflettono un'alta percentuale della luce che le colpisce; altre ne riflettono una parte e ne assorbono un'altra. Con i materiali dielettrici (non conduttori) una parte della luce riflessa è polarizzata. Il piano di polarizzazione è parallelo alla superficie riflettente, e l'angolo è maggiore di quello di riflessione, diverso per ciascun materiale. La polarizzazione diminuisce rapidamente, al variare dell'angolo. L'angolo di polarizzazione massima varia in funzione della natura del materiale che riflette la luce, ma per la maggior parte delle sostanze è tra i 30 e i 40 gradi. La luce riflessa, polarizzata in questo modo, può essere assorbita da un filtro polarizzatore appropriatamente diretto. Di conseguenza, il riflesso (o bagliore) su molte superfici può essere eliminato parzialmente o completamente.
Invece, se si rende necessario rafforzare l'effetto con un filtro polarizzatore, si inverte il concetto: per eliminare completamente il riflesso, occorre orientare l'asse dell'obiettivo di ripresa come il raggio riflesso con la massima polarizzazione, per il materiale considerato.
Di conseguenza, se ad esempio l'angolo del raggio riflesso dall'acqua più polarizzato è di 37 gradi, anche l'angolo della macchina dovrà essere di 37 gradi, altrimenti il controllo del riflesso sarà solo parziale. Questo angolo di ripresa potrebbe essere indesiderabile o impossibile, così, questo metodo di controllo non è perfetto.  
 
Nonostante la maggioranza dei materiali che si possono incontrare in fotografia siano in grado di piano-polarizzare la luce per riflesso, come precedentemente descritto, i metalli non presentano questa proprietà, per ragioni fisiche. Dal momento che il riflesso di un raggio di luce incidente non polarizzato, proveniente da una superficie metallica liscia, non produce piano-polarizzazione, i filtri polarizzatori non sono in grado di eliminare questi riflessi. Comunque, non tutto è compromesso. Se il raggio incidente è già piano-polarizzato quando colpisce la superficie metallica, come lo è la luce proveniente da varie parti del cielo, resterà tale dopo la riflessione, e l'intensità del riflesso può essere alterata da un filtro polarizzatore, nel modo normale. Poiché, nello stesso modo in cui non lo piano-polarizza, la superficie metallica non depolarizzerà il raggio.  
 
Qualsiasi materiale che possa essere usato per assorbire la luce polarizzata, può essere usato anche per indurre la polarizzazione. Invece di usare il filtro polarizzatore esclusivamente sull'obiettivo, se ne possono utilizzare due: uno per eseguire la polarizzazione iniziale della luce (il "polarizzatore" vero e proprio) e l'altro per renderne visibili gli effetti (l'analizzatore). Sia la luce artificiale sia quella naturale possono essere polarizzate. Il materiale polarizzatore Polaroid è disponibile nel formato standard 40x50 cm, e in formati diversi solo su ordinazione.  
 
Le riflessioni possono essere eliminate da quasi tutte le superfici, se il raggio diretto viene polarizzato prima di arrivare al soggetto. Se si utilizza la luce naturale, bisogna interporre un foglio polarizzante tra la sorgente luminosa e il soggetto, assicurandosi che sia sufficientemente ampio da coprire l'intera area del soggetto. Si sistema il solito filtro polarizzatore sull'obiettivo, e lo si ruota fino a quando i riflessi scompaiono: e quindi si scatta la fotografia. Se si usa illuminazione flash e non si conosce l'angolo di polarizzazione dei riflessi, si devono allineare gli assi dei due polarizzatori. Per comodità, la maggior parte dei polarizzatori portano inciso sulla montatura l' asse di polarizzazione. Quando i filtri sono privi di questa indicazione, si deve osservare attraverso entrambi, mentre se ne ruota uno. Al punto di massima estinzione della luce, gli assi sono a 90 gradi, quindi si possono marcare gli assi, per facilitare il lavoro successivo. Per ottenere il maggior controllo dei riflessi, l'asse polarizzatore della lampada dovrebbe essere a 90 gradi rispetto all'asse del filtro sull'obiettivo.
Se si usano due fonti di luce, entrambe devono essere polarizzate. Per allineare visivamente i due filtri davanti alle luci, si debbono montare separatamente. Si mette un foglio polarizzatore di fronte a una delle due fonti di luce e si ruota il filtro sull'obiettivo fino a quando tutti i riflessi scompaiono. Si spenge questa lampada, e si accende la seconda. Senza toccare il filtro sull'obiettivo, si ruota il foglio polarizzante posto davanti alla seconda lampada fino a quando i riflessi prodotti da questa sorgente scompaiono. A questo punto, entrambi i polarizzatori sono orientati correttamente, rispetto al filtro dell'obiettivo.
Il controllo dei riflessi basato sull'uso deliberato della polarizzazione indotta, è più completo di quello eseguito con la luce che si è polarizzata naturalmente per riflessione. In questa utilizzazione l'angolo sotto cui si effettua la ripresa non è determinante, come quando si neutralizzano i riflessi polarizzati naturalmente.
Non sempre si richiede un'eliminazione totale dei riflessi, anzi, a volte non si modifica assolutamente. Alcuni riflessi sono piacevoli per quello che sottolineano e per il modo in cui lo fanno. Se ci si trova di fronte a riflessi che nascondono dei particolari su superfici brillanti o naturalmente umide, potrebbe essere meglio indebolire semplicemente il riflesso, piuttosto che eliminarlo completamente. Togliendo l'impressione di trasparenza o luminosità, l' eliminazione totale altera l'apparenza caratteristica del soggetto. Potrebbe anche essere interessante lasciare una traccia della copertura trasparente.