Un polarizador oscurece un cielo azul y elimina los reflejos en agua, cristal y follaje mojado al dejar pasar la luz que vibra en un único plano y absorber el resto. Desde el lado de la escena, un polarizador lineal y uno circular hacen lo mismo: ambos entregan luz polarizada linealmente al elemento frontal y ambos producen el mismo efecto tonal sobre una hoja de HP5+ o FP4+. La diferencia reside exclusivamente dentro de una cámara que muestrea el haz antes de que llegue a la película.

Una sola ecuación que lo explica todo

La ley que lo gobierna es la ley de Malus: la intensidad transmitida a través de un segundo polarizador orientado en un ángulo theta respecto al primero es I = I₀ cos²(theta). Con theta = 0 los ejes están alineados y la transmisión es máxima; con theta = 90 grados los ejes están cruzados y la transmisión ideal es cero (los polarizadores reales filtran entre 10⁻⁴ y 10⁻⁶, según su ratio de extinción).

Ese único término cos² hace dos cosas a la vez. Al girar el filtro en la parte frontal del objetivo cambia el ángulo entre su eje y la luz parcialmente polarizada que llega del cielo, de modo que el cielo se oscurece y se aclara siguiendo el cos² de ese ángulo. El mismo término explica el problema dentro de la cámara: un polarizador lineal sobre el objetivo se convierte en el primer elemento de un par cruzado, siendo el divisor de haz del fotómetro o del AF de la cámara el segundo elemento. Al girar el filtro, el paso de luz hacia ese sensor interno varía con el cos² del ángulo entre ambos — con total independencia de la luminancia real de la escena.

Cómo muestrea el haz una SLR

Una SLR con autoenfoque no envía toda la luz a la película. El espejo réflex principal es semitransparente; la fracción que lo atraviesa directamente golpea un pequeño espejo secundario montado detrás de él, que deflecta el haz hacia el módulo AF de detección de fase situado en la base del cuerpo. Allí, unas lentes separadoras toman los rayos procedentes de los bordes opuestos de la pupila de salida del objetivo y forman dos imágenes sobre un CCD lineal. La separación entre esas dos imágenes codifica el error de enfoque: demasiado juntas indica que el sujeto está enfocado por delante; demasiado separadas, por detrás; y una separación de referencia fija cuando el enfoque es correcto.

Tanto el recubrimiento dieléctrico del espejo secundario como la óptica separadora reflejan y transmiten en cantidades que dependen del estado de polarización de la luz. Si se les suministra una polarización lineal limpia, las intensidades relativas de las dos imágenes divididas varían con la rotación del filtro. La comparación de fase está leyendo un desequilibrio de intensidad impuesto por la óptica, no el desenfoque real, por lo que el enfoque se desvía. El mismo mecanismo corrompe una célula de exposición de espejo divisor: como indica camera-wiki, con un polarizador lineal colocado “tanto el fotómetro de exposición como el autoenfoque dejarán de funcionar correctamente”.

La lámina de cuarto de onda, y por qué mira hacia el objetivo

Un polarizador circular es un polarizador lineal unido a una lámina de cuarto de onda —un retardador lambda/4— con los ejes rápido y lento del retardador a 45 grados respecto al eje de transmisión del polarizador. La luz sale del polarizador frontal polarizada linealmente; a continuación, el retardador retrasa uno de los dos componentes de campo ortogonales en un cuarto de longitud de onda —un desfase de 90 grados— respecto al otro. Los dos componentes se recombinan como luz polarizada circularmente.

La clave de ese truco es que la luz polarizada circularmente presenta cantidades iguales de los dos estados lineales a cualquier analizador que encuentre aguas abajo, en cualquier posición de rotación del filtro. El término cos² que variaba con el ángulo se promedia ahora a una constante: un divisor de haz divide la luz circular exactamente igual que la luz no polarizada, de modo que el fotómetro y el módulo AF se comportan como si no hubiera ningún polarizador en el objetivo. La polarización orientada hacia la escena —cielo, reflejos— no se ve afectada, porque ese trabajo lo realiza el elemento lineal de la parte frontal. El orden importa, y por eso un CPL tiene orientación: el retardador debe mirar hacia el objetivo. Si se monta al revés, se vuelve a entregar luz lineal al divisor de haz.

Cuándo aparecieron los polarizadores circulares, y por qué

La solución existe a causa de un cambio específico en el diseño de las cámaras. Mientras un cuerpo medía con una célula sin divisor de haz, o se usaba un fotómetro externo, un polarizador lineal funcionaba perfectamente. El problema llegó con el AF de espejo divisor y los cuerpos TTL, a partir de la Minolta Maxxum/Dynax 7000 de febrero de 1985, la primera SLR con un sistema de autoenfoque completamente integrado en el cuerpo y avance motorizado de la película. A medida que los espejos secundarios sensibles a la polarización y la óptica de AF/medición se extendieron por el mercado, el polarizador circular se convirtió en la recomendación por defecto. En un cuerpo totalmente manual y mecánico con medición exterior, un polarizador lineal sigue siendo perfectamente utilizable, y por lo general es más barato y tiene una transmisión muy ligeramente superior.

Lo que cuesta en luz, con un ejemplo práctico

El filtro no es gratuito, pero el tópico popular de “uno a tres pasos (stops)” es demasiado impreciso y el límite superior está mal calculado. Comete un doble conteo: el oscurecimiento dependiente del ángulo de un cielo ya polarizado es un efecto de escena que tú elegiste, no la atenuación base del filtro. Los datos del fabricante son mucho más precisos. Heliopan indica un factor de filtro de aproximadamente 2,3 a 2,8, en torno a +1,3 pasos (stops); los polarizadores circulares Kaesemann de B+W se sitúan en el mismo rango, y el Kaesemann HTC (High Transmission Coating) alcanza una transmitancia de aproximadamente el 99,5 por ciento por componente polarizado, con una pérdida indicada de hasta unos 1,5 pasos (stops).

Con medición TTL y un CPL montado en el objetivo no hay que aplicar nada manualmente: el fotómetro lee el mismo haz atenuado que ve la película. Con un fotómetro externo aplicas el factor tú mismo. Supón que estás midiendo un semitono de zona V en FP4+ y tu lectura incidente da EV 14, que establecerías como f/11 a 1/125 s. Monta un Kaesemann y abre sus +1,5 pasos (stops): aproximadamente f/6,7 a 1/125 s (a medio camino entre f/8 y f/5,6), o mantén f/11 y baja a 1/45 s. Hay una circunstancia que un fotómetro no puede ver por ti. El efecto de un polarizador sobre el cielo es máximo cuando la cámara apunta a 90 grados del sol y se desvanece hacia cero apuntando directamente hacia él o directamente en sentido contrario, por lo que el factor efectivo aumenta a medida que giras hacia el efecto máximo en un cielo despejado a 90 grados del sol. En caso de duda, haz un horquillado de un paso (stop) a cada lado.

¿Vale la pena en película en blanco y negro?

Para el truco principal —oscurecer un cielo azul— un polarizador suele ser la herramienta equivocada en blanco y negro. Los filtros de contraste de color lo hacen mejor y con mayor control, porque actúan sobre el color y no sobre el ángulo: un Wratten 25 rojo, un 15 amarillo oscuro/naranja o un 12 minus-blue oscurece el cielo de forma predecible allá donde apuntes la cámara. Ansel Adams recurrió a un Wratten 29 rojo profundo, no a un polarizador, para conseguir el cielo casi negro de Monolith, the Face of Half Dome (1927). Un polarizador oscurece cualquier cielo azul independientemente del filtro de contraste que también uses, pero su verdadero valor en blanco y negro está en eliminar los reflejos no metálicos en agua, cristal y hojas mojadas —reflejos que ningún filtro de color puede suprimir. Es entonces cuando merece la pena gastar ese paso y medio (stop y medio).

Fuentes: HyperPhysics (Georgia State University) sobre la lámina de cuarto de onda; Harvard Natural Sciences Lecture Demonstrations sobre la ley de Malus; camera-wiki.org y Lensrentals sobre AF de detección de fase y divisores de haz; fichas técnicas de Heliopan y Schneider-Kreuznach/B+W sobre factores de filtro; Wikipedia y mikeeckman.com sobre la Minolta Maxxum 7000; Ansel Adams, The Negative.