Source: https://www.albedomedia.com/tecnologia/arri-alexa-lf-iv-opticas-signature-prime/
Timestamp: 2020-07-02 09:46:44+00:00

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ARRI ALEXA LF (IV) – Ópticas Signature Prime | Albedo Media
Desde que se inició el desarrollo de la ARRI ALEXA LF, el fabricante tenía claro que lanzar al mercado una cámara de gran formato requería hacer lo propio con un juego de ópticas para dicho formato. Las discusiones del equipo de ingenieros a cargo de esta tarea llevaron a la conclusión de que no sólo se debía aspirar a obtener una muy alta resolución, la menor cantidad de distorsiones geométricas posibles y una excelente corrección de todas las aberraciones ópticas, sino también de que debían presentar un estilo único y reconocible. El reto era decidir cuál iba a ser ese estilo.
Cuerpo de cámara de la ARRI ALEXA LF. Con la montura LPL incluida su peso total es de 7,8 kilos. © ARRI.
Los diseños ópticos para cinematografía más importantes del último siglo siempre han implicado diseños que estuvieron entre lo más alto de los logros técnicos de la ingeniería. Hay que tener en cuenta, no obstante, el proceso que ha acompañado a la transición entre el rodaje sobre emulsión fotoquímica y el realizado con captación digital.
Las influencias externas sobre el avance motorizado de la película en el interior de un chasis, sobre la impresión por contacto y sobre la totalidad del procedimiento fotoquímico, se han sustituido por un sensor inmóvil. La imagen en una cámara de película se suaviza como consecuencia del movimiento físico de la emulsión y del patrón de grano aleatorio, incluso con las mejores ventanillas y pernos de registro disponibles. Para compensar el efecto suavizante de estos elementos externos, muchos diseños ópticos acentuaron una nitidez basada en el incremento del microcontraste. Hoy en día, los ingenieros definen a este tipo de objetivos como “técnicos”.
Ópticas Signature Prime
La nueva serie de ópticas de ARRI no es puramente “técnica”. Es cierto que cuenta con una resolución muy elevada –preparada para futuras resoluciones de sensores que aún no existen– y que minimiza en grado sumo las posibles distorsiones geométricas –dos elementos en los que la marca germana no pensaba dar un sólo paso atrás con respecto a sus juegos anteriores–.
Pero el estilo de una imagen no se define en exclusiva por las áreas enfocadas. Las zonas de la imagen anteriores y posteriores al plano focal también resultan esenciales. Crear un bokeh agradable en ambos sentidos fue uno de los mayores quebraderos de cabeza del diseño de las Signature Prime. Un bokeh tan suave como fuera posible y libre de artefactos que pudieran distraer al espectador de las imágenes. No es infrecuente encontrar patrones en remolino o en “aros de cebolla” –como consecuencia de las marcas de la maquinaria de fabricación– en algunas ópticas más antiguas –y en otras muy recientes–. Tal y como hemos indicado con anterioridad en otros artículos, el bokeh describe la totalidad del estilo de una imagen desenfocada: su suavidad, su contraste y la ausencia o presencia de artefactos, entre otros aspectos. La célebre obsesión generalizada por la forma que adoptan las altas luces desenfocadas es sólo un efecto secundario del bokeh –determinado por el diseño y el número de las palas del diafragma–.
Juego de ópticas ARRI Signature Prime. © ARRI.
La mayoría de las ópticas de este juego son más pequeñas y menos voluminosas que las Master Prime. Todas las distancias focales desde la 18 mm a la 125 mm tienen idéntico tamaño. Diseñar estas mismas ópticas y conseguir el mismo rendimiento para gran formato hubiera resultado mucho más complejo si se hubieran dotado de montura PL.
Dicha montura tiene un diámetro demasiado pequeño y obliga a una mayor separación del sensor. La ligereza –para su rendimiento y cobertura– es otra de las características más llamativas de las Signature Prime. La más ligera es la 35 mm que pesa 1,7 kg. La más pesada es la 125 mm que pesa 2,3 kg.
Se empleó gran cantidad de vidrio óptico con alto índice de refracción, generando elementos más finos. La principal reducción de peso deriva del propio barrilete de cada óptica. No se fabrica en aluminio sino en magnesio –material que llamó la atención de los ingenieros por su uso en la industria de la aviación y en deportes de motor como la Fórmula 1– que resulta muy liviano en comparación.
Fotogramas del test básico de tonos filmado por el director de fotografía Tom Fährmann, BVK, con la ARRI ALEXA LF y ópticas ARRI Signature Prime. © Tom Fährmann.
La relación entre resolución y contraste se ha equilibrado entre los sujetos y objetos posibles. Un término satisfactorio en la MTF tanto para rostros, como para paisajes, tejidos y otras texturas más técnicas. Las ópticas trabajan con altas frecuencias de la MTF porque se han pensado para resoluciones futuras que vayan más allá del 8K –ARRI aspira a mantener su producción y a que las empresas de alquiler sigan teniéndolas durante al menos 20 o 30 años, momento en el que probablemente experimenten una segunda juventud entre los fanáticos de todo lo “vintage”–.
Sin embargo, se ha tenido especial cuidado con que el contraste no fuera demasiado severo en las frecuencias de resolución más elevadas. De otro modo el microcontraste de los detalles más finos deviene nítido en exceso y la imagen resultante es horrible y muy poco favorecedora para cualquier rostro.
Tal y como se han diseñado las Signature Prime, las escenas cuentan con gran detalle y resolución pero los tonos de piel de los rostros son más suaves –lo que no significa que no tengan nitidez o que estén desenfocados–. De hecho, los datos puros y duros de resolución son muy altos, pero el equilibrio con el contraste y con los tonos de piel es mejor para la era digital que en modelos previos.
Pruebas de las ópticas ARRI Signature Prime en bancada de proyección. © ARRI.
En una bancada de proyección, la calidad y uniformidad de la luz es muy llamativa. Desde el centro hasta los extremos, se ha controlado el viñeteo, el sombreado y el nivel de luminosidad de cada distancia focal. El diseño óptico ha buscado asimismo cierta presencia y tridimensionalidad, consistente a lo largo de toda la gama –tanto en angulares como en teles–.
Como era previsible, la minimización de la respiración es excelente. Los ingenieros han establecido un nuevo paso en el diseño telecéntrico hasta alcanzar lo que han denominado “telecentricidad fuerte”. Algunas de las ópticas presentan ángulos diminutos en sus rayos «jefe».
Trazado de rayos en una lente simple.
En teoría, el tamaño de sensor debe determinar el diámetro del barrilete y el tamaño de la pupila de salida de una óptica. El «punto dulce« se obtiene –por regla general– con una distancia de registro similar a la diagonal del sensor. El sensor de la ARRI ALEXA LF tiene una diagonal de 44,71 mm y la distancia de registro de la montura LPL es de 40 mm.
Con sensores full frame / Vistavision parece existir un consenso al respecto, si tenemos en cuenta que la montura EF de Canon también es de 44 mm, la F de Nikon es de 46,5 mm y la SP70 de las DXL y DXL2 de Panavision es de 40 mm.
En Super 35 la distancia de registro idónea para un diseño telecéntrico hubiera sido de alrededor de 30 mm, pero la presencia de un obturador de espejo rotatorio en las cámaras lo hacía imposible. Con sus 52 mm de distancia de registro, la montura PL aún permitía un diseño telecéntrico, pero la separación extra entre el sensor y la óptica complicaba aquel sobremanera.
Montura ARRI LPL de 44 mm de distancia de registro y 62 mm de diámetro. © ARRI.
Otro motivo técnico para optar por un diseño telecéntrico es la presencia de microlentes delante de cada fotodiodo del sensor. Cuando la luz llega con mucha angulación a una microlente puede producir un efecto de sombreado y también la aparición de franjas de color. Una aberración cromática en extremo difícil de corregir. Incluso si los sensores de cámara futuros prescinden de las micro lentes, este tipo de ópticas van sobre seguro.
Los ingenieros decidieron prescindir de cualquier idea preconcebida que partiera de las monturas ya existentes y se priorizó un diseño óptico que determinara cuál debía ser la montura, no al revés. Por descontado, como ya hemos indicado en entregas anteriores, para elegir la distancia de registro de la nueva montura también se tuvo en cuenta la retrocompatibilidad con todos los modelos de ALEXA.
Con un legado de cientos de miles de cámaras y ópticas con montura PL en el mercado, había que asegurarse de que ninguna deviniera obsoleta. ARRI ha invitado a los restantes fabricantes a participar en el desarrollo tecnológico de la montura LPL para convertirla en un estándar común dentro de la industria del cine. Ha llegado la hora de reconocer que la –excelente, pero obsoleta– montura PL no puede seguir limitando el desarrollo de las cámaras y ópticas contemporáneas en un momento en que la gran mayoría de los rodajes a nivel mundial se realizan con captores digitales.
Contraluz con luz natural ideal para probar el flare y las posibles franjas de color en la imagen. © Dan Laustsen, ASC, DFF.
Para controlar y reducir la aparición de franjas de color se han utilizado algunos elementos de vidrios “exóticos” –resulta encantador cuando los fabricantes deciden utilizar terminología esotérica–. Con independencia del estilo o del aspecto retro que pueda ansiar cualquier director de fotografía –distorsiones geométricas incluidas– a nadie le gustan las franjas de color en la imagen. Este tipo de aberración cromática no resulta tan obvia con cámaras de película porque el movimiento aleatorio del grano era más permisivo con tal efecto.
Pero con los sensores digitales actuales –y en especial cuando se incrementa la resolución sin incrementar el tamaño del sensor, a cambio de tamaños de pixel cada vez más pequeños– la presencia de las dichosas franjas es muy evidente. Es posible corregirla en postproducción hasta cierto punto, reemplazando su color –magenta o cian en general– por alguno menos llamativo. Pero esa solución consume mucho tiempo y no deja de ser un parche. Es preferible evitarla en el rodaje.
Test de patrones de formas y color. © Wang Yu.
Todo director de fotografía busca un aspecto concreto y personal en cada proyecto. Por eso es posible reemplazar los elementos delantero y trasero de las Signature Prime. Las ópticas incorporan revestimientos anti-reflejos muy eficientes. ARRI ofrecerá elementos opcionales –Flare Sets– para obtener un aspecto más “añejo”, con gran cantidad de imágenes fantasma y reflexiones.
Esta flexibilidad es similar a la que proporcionan las Master Anamorphic. Las propias empresas de alquiler pueden intercambiar los elementos delantero y trasero de forma simple y rápida. Además es posible añadir filtros traseros especiales. La firma muniquense ha desarrollado un sistema magnético trasero que acepta filtros de malla, así como de otros efectos. También sirve para añadir máscaras de formato opcionales.
Cada óptica incluye máscaras específicas para gran formato –LF– Open Gate y Super 35 Open Gate. Los deflectores y las trampas de luz permiten emplear ópticas de gran formato con cámaras de formato Super 35 sin provocar reflexiones, halos o contaminación por luz parásita. Las Signature Prime son resistentes al polvo y a las salpicaduras –lo que no significa que sean ni sumergibles ni a prueba de tormentas tropicales–. Cuentan con 11 palas de diafragma –cada una de ellas redondeada–.
Test de texturas y profundidad de campo. © Tom Fährmann, BVK.
La construcción de estas ópticas –como ocurre con cualquier objetivo cinematográfico de alta gama– no es tan sencilla como puede parecer. Además de los elementos de vidrio óptico y del barrilete mecánico son necesarias otras 200 partes no visibles desde el exterior. El uso de bloques sólidos suele estar limitado al diseño de prototipos.
En el caso del producto final se suele comenzar con piezas de vidrio prefabricadas para ajustarse al tamaño y la forma del elemento deseado. Luego se someten a procesos de moldeado y pulido que consumen mucho tiempo. El molde debe ser lo más ajustado posible, lo que precisa de la experiencia necesaria y de la tecnología adecuada para medirlo.
El tipo de vidrio también es importante. No todos los tipos son válidos. Algunos de los elementos de las ARRI Signature Prime se fabrican por medio de un procedimiento unificado, relativamente rápido y muy preciso denominado Moldeado de Precisión del Cristal (PGM). Las máquinas específicas de moldeado de precisión crean elementos aesféricos complejos, cuyas tolerancias se miden en micras –en ocasiones, menos de cinco–.
Si aun así la precisión no es suficiente, debe introducirse el elemento en una Máquina de Acabado Magnetoreológico (MRF). El vidrio prefabricado se somete a temperaturas muy altas hasta que alcanza la consistencia molecular de una gelatina caliente. Este paso lleva pocos minutos pero requiere de mucha precaución para evitar la formación de burbujas. Unos moldes presionan el vidrio hasta que alcanza su forma definitiva. Luego se enfría durante una media hora, con cuidado para que no se formen grietas. Todos estos pasos son significativamente más rápidos que los tradicionales.
Máquina de acabado magnetoreológico.
El pulido tradicional puede llevar varios días para una sola superficie –y son necesarias dos por cada lente–. Algunas aesferas son tan extremas que el pulido tradicional no puede funcionar sobre ellas. El moldeado de precisión del cristal le proporciona al diseñador más libertad para usar superficies o formas muy exóticas para los elementos aesféricos.
Después de la correspondiente inspección y del centrado de los elementos, cada uno recibe su propio revestimiento especial anti-reflejos. El diseñador óptico determina la composición química de los revestimientos de cada superficie junto al diseñador de revestimientos. En total son necesarios diseñadores ópticos, mecánicos, de revestimientos y también electrónicos –a causa de la codificación del LDS-2 incluida en las ópticas–.
Los barriletes, como hemos indicado, son de magnesio. Los anillos de enfoque, diafragma y zoom –cuando corresponde– son de aluminio. El magnesio no se puede anodizar, de modo que el barrilete se pinta con diferentes capas que incorporan una textura especial para facilitar el agarre con una sola mano –práctica que en cualquier caso, nunca recomendaríamos ni a auxiliares ni a foquistas–. Hay dos espacios para tornillos en la parte superior e inferior de cada óptica para accesorios.
La unidad de control remoto ARRI WCU-4 no necesita calibrar los motores que actúan sobre las ópticas Signature Prime en una ALEXA LF.
La segunda versión del Sistema de Datos de las Ópticas (LDS-2) contiene codificadores de valores precisos y absolutos, Ya no es necesario calibrar con el mando de foco remoto los extremos finales de los anillos de las ópticas con cada cambio. La cámara identifica la posición del codificador de forma automática y comprende las posiciones de todos los barriletes.
El LDS-2 es retrocompatible con el LDS-1 y también lee los metadatos de la tecnología /i. A diferencia de su predecesor, no es un sistema cerrado para terceras partes, lo que hará mucho más sencilla la coexistencia de metadatos de diferentes cámaras y ópticas en un mismo set de rodaje. Trabaja con el protocolo de comunicaciones Bus CAN, desarrollado originalmente por la firma alemana Bosch y basado en una topología bus para la transmisión de mensajes en entornos distribuidos.
Dicho protocolo ofrece una solución a la gestión de la comunicación entre múltiples CPU y se ha convertido en el estándar para la mayoría de los automóviles vendidos en la UE desde 2001. De este modo, la montura LPL identifica si los metadatos proceden del LDS-1, LDS-2 o de la tecnología /i. Además, los sensores de movimiento de la cámara proporcionan metadatos de posicionamiento.
En Albedo Media nos facilitaría mucho la vida contar con un Trioptics ImageMaster Universal por cada redactor, de modo que si algún alma caritativa está leyendo este pie de foto se agradecen donativos. © Trioptics.
Un enorme dispositivo Trioptics ImageMaster Universal mide la MTF para determinar el rendimiento de cada óptica. También mide la distancia focal efectiva, la distancia de registro, las distorsiones geométricas, la curvatura de campo, las aberraciones cromáticas, el astigmatismo, la transmitancia relativa, el viñeteo, el campo de visión, al ángulo de los rayos y la profundidad de campo. Se prueba aparte el flare y se realizan varias simulaciones de luces dentro de vehículos.
Comparativa entre los círculos de imagen del sensor de la ARRI ALEXA LF en modo 16:9 UHD –izquierda– y LF Open Gate –derecha–. © ARRI.
El círculo de imagen de la ARRI ALEXA LF en el modo de sensor 16:9 UHD es de 36,35 mm. La mayoría de las ópticas de Super 35 tienen círculos de imagen de entre 29 a 31 mm. Las distancias focales más largas de algunos juegos de ópticas de Super 35 piden cubrir 36,35 mm. Por ejemplo, lo hacen las Ultra Prime de distancias mayores de 20 mm. Algunos zoom también permiten hacerlo.
El círculo de imagen es el área de cobertura que el fabricante de una óptica –y sus ingenieros ópticos– afirma que proporciona un rendimiento específico desde el centro hasta los bordes. Pero existe otro concepto –el del círculo de iluminación– que hace referencia al área de cobertura –mayor que la del círculo de imagen– donde aún se obtiene una imagen, pero cuya calidad no garantizan los fabricantes. Entramos en el peligroso terreno que nuestros amados hipsters denominan “carácter”.
Círculo de imagen vs. círculo de iluminación.
Se da la peculiar circunstancia de que –en las cámaras de película– cuando un operador rodaba en Super 35, pero su auxiliar había olvidado conmutar la montura de N35 a S35, había que garantizar que siguiera obteniendo una imagen válida. Por ese motivo –este despiste era mucho más común de lo que parece– ARRI fabricaba sus ópticas con un círculo de imagen y un círculo de iluminación mayores que los de la mayoría de los restantes fabricantes de objetivos Super 35. De ahí que tanto las Ultra Primes ya mentadas como las Master Prime de distancias focales a partir de 35 mm cubran el sensor de la ALEXA LF en modo 16:9 UHD.
Comparativa de la cobertura del sensor de la ARRI ALEXA LF en el modo 16:9 UHD con una Master Prime 35 mm a T1,3 y a T11. En la imagen inferior, podemos ver que el uso del adaptador PL / LPL reduce el viñeteo con respecto al uso directo de una montura PL.
En determinadas ocasiones podemos arriesgarnos a utilizar ópticas cuyo círculo de iluminación baste, en ese modo, para obtener una imagen aceptable de cara al proyecto –con un inevitable sombreado y pérdida de resolución notable en sus bordes, claro está–.
Guía de formatos y proporciones de aspecto posibles con la ARRI ALEXA LF.
Las herramientas online de la compañía –ARRI Illumination Guide y ARRI Frameline Composer– nos permiten obtener de antemano la información de los círculos y componer diferentes proporciones de aspecto, respectivamente.
La herramienta online gratuita ARRI Frameline Composer.
Las ópticas Signature Prime comenzaran a venderse en junio. Las primeras distancias focales disponibles serán las 35, 47, 75 y 125 mm. A partir de ahí se añadirán uno o dos distancias focales al mes durante todo 2018.
Tabla de especificaciones de las ópticas ARRI Signature Prime.
La idea es tener 13 en el mercado antes de fin de año. Tres ópticas más llegarán en 2019. Las 12, 15 y 280 mm. Será la primera vez que ARRI haya introducido tal cantidad de distancias focales de un mismo juego en el mercado en un espacio de tiempo tan corto.
El sistema compuesto por la ARRI ALEXA LF, la montura ARRI LPL y las ópticas ARRI Signature Prime. © ARRI.
Los precios orientativos que nos ha proporcionado ARRI para Europa –hay que precisar que pueden variar mucho en virtud de los impuestos de cada país– son los siguientes:
Cuerpo de cámara ARRI ALEXA LF: 74.000 €
Cuerpo de cámara con un juego completo de filtros ARRI FSND de gran formato y módulo de captura SXR de 2 TB: 97.200 €
Ópticas ARRI Signature Prime
Las primeras 14 distancias focales: 19.000 € cada una
La 12 mm T1,8 y la 280 mm T2,8 costarán 31.900 € cada una
Ecosistema y fkujo de trabajo de la ARRI ALEXA LF.
Con esto termina nuestro breve análisis del sistema de cámara, montura y ópticas de la ARRI ALEXA LF. El ecosistema y el flujo de trabajo es básicamente el mismo que el de la ALEXA SXT W y no precisa de mayor explicación.
ángulo de los rayos
ARRI Illumination Guide
Máquina de Acabado Magnetoreológico (MRF)
Moldeado de Precisión del Cristal (PGM)
Panavision SP70
patrones en aros de cebolla
patrones en remolino
protocolo de comunicaciones Bus CAN
Sistema de Datos de las Ópticas (LDS-2)
sistema magnético trasero
telecentricidad fuerte
transmitancia relativa
Trioptics ImageMaster Universal

References: resolución 
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