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Nella fotografia in bianco e nero l'uso dei filtri colorati permette un certo controllo sul contrasto cromatico del soggetto: i colori simili a quelli del filtro verranno resi in tonalità di grigio più chiare, mentre i colori complementari al colore del filtro saranno riprodotti in toni di grigio più scuri.
Ogni filtro posto di fronte all'ottica di ripresa riduce la quantità di luce che attraversa l'obbiettivo e giunge alla pellicola, per cui quando si usano i filtri colorati è necessario aumentare l'esposizione di un fattore che viene indicato dal costruttore del filtro stesso.
Generalmente il fattore viene indicato come un moltiplicatore e non col più comodo ed intuitivo numero di stop di cui è necessario aumentare l'esposizione, per cui se per un determinato filtro è indicato un fattore di 2X vuol dire che l'esposizione deve essere raddoppiata quindi il filtro assorbe uno stop. Se invece il fattore filtro è un 8X l'esposizione deve essere aumentata di 3 stop, se il fattore filtro è 5X significa che l'esposizione deve essere aumentata di 2 stop e un terzo (in termini matematici per trovare il valore di stop è necessario fare il logaritmo in base due del moltiplicatore).
Usando i filtri colorati con una certa costanza, soprattutto se si è relativamente rigorosi in fase di esposizione e sviluppo o se si usa il sistema zonale o sistemi simili, ci si rende presto conto che usare il fattore filtro indicato nei bugiardini, per quanto possa rappresentare un punto di partenza, non sempre porta ad esposizioni precise. In effetti, ragionando un po' su come funziona la fotografia a pellicola, parlare di un fattore filtro non ha molto senso e riuscire ad azzeccare l'assorbimento di un filtro in condizione di ripresa reale è abbastanza aleatorio, visto le variabili che entrano in gioco.
Innanzitutto ogni pellicola ha una sua propria sensibilità spettrale, il che significa che ogni pellicola “vede” i colori in maniera diversa; se la pellicola A ha una spiccata sensibilità al rosso il fattore filtro per i filtri “caldi” (giallo, arancio e rosso) dovrà essere inferiore rispetto ad una ipotetica pellicola B che ha una sensibilità meno marcata alle frequenze lunghe dello spettro luminoso.
Inoltre c'è anche la variabile del tipo di luce presente nella scena al momento dello scatto; se si fotografa in condizioni di luce molto fredda, in ombra aperta, magari ad una certa quota, la quantità di radiazione azzurra è molto più alta rispetto a quando si fotografa in orari più prossimi all'alba o al tramonto, quando la luce naturale è più ricca di colori caldi. Nel primo caso un eventuale filtro arancione, colore che nella ruota colori è in posizione opposta rispetto agli azzurri (e quindi ne è il complementare), assorbirà molta più luce rispetto al secondo caso in cui la maggior parte dello spettro luminoso composto da colori caldi riuscirà a passare attraverso il filtro.


A questa indeterminatezza sulla correzione dell'esposizione da apportare quando si usano i filtri va anche aggiunta la variazione dei toni di grigi operata dal filtro stesso. Ad esempio nelle riprese in esterni i filtri “caldi” tendono a scurire le zone in ombra molto più di quanto preventivato col rischio di sottoesposizione che diventa sempre più marcata man mano che i il colore del filtro si avvicina verso il rosso.
Insomma l'uso dei filtri colorati nella fotografia bianco e nero è un potente mezzo espressivo ma gli effetti sull'esposizione sono molto difficili da controllare con precisione, ed infatti la tecnica più usata e sicura quando si usano i filtri è il bracketing.

Proprio l'impossibilità “de facto” di riuscire a definire un fattore filtro mi ha spinto a fare un test per verificare quali possono essere i margini di errore ai quali si va incontro nel seguire le indicazioni fornite dai fabbricanti a proposito dei fattori compensativi da applicare all'esposizione. A riguardo sottolineo sempre (e non mai abbastanza) che tutte le informazioni che i fabbricanti forniscono andrebbero verificate sul proprio modo di fotografare e, nel caso del fattore filtro, i fabbricanti stessi sono i primi a dire che i fattori filtro indicati sono approssimativi.

La modalità di test

Come strutturare il test non è stato facile data la grande quantità di variabili in gioco. Il fine del test era quello di quantificare l'assorbimento di luce causato dal filtro ma le diverse risposte spettrali degli strumenti di misura (esposimetri, luxmetri,ecc.) rispetto all'occhio umano e alla pellicola rendevano tutto il contesto piuttosto aleatorio. Per fissare almeno qualche punto si è deciso di fotografare il cartello colorchecker della x-rite.
Il colorchecker è più di un semplice cartello colorato, infatti ogni colore ha uno scopo ben preciso e una risposta spettrale simile a quella dei colori presenti in natura.
Partendo da in alto a sinistra, il primi due colori simulano l'incarnato scuro e caucasico, di seguito sono rappresentati il colore del cielo e del fogliame, quindi l'azzurro del fiore di cicoria; l'ultimo colore della prima fila in alto è un azzurro-verde che se la riproduzione dei colori non è fedele facilmente “scivola” nell'azzurro o nel verde.
La seconda fila rappresenta una serie di colori di test, scelti per verificare la fedeltà della riproducibilità cromatica e l'ampiezza di gamut riproducibile del materiale sottoposto a test.
Nella terza fila dall'alto sono presenti i colori primari: blu, verde e rosso, e i complementari: giallo, magenta e ciano.
Nell'ultima fila troviamo una scala di grigi, dal bianco al nero, col grigio medio che il quarto da sinistra.
I colori del colorchecker sono poco soggetti al metamerismo per cui rappresentano il soggetto ideale per avere un campione oggettivo della resa cromatica sotto differenti spettri di illuminazione su cui poter fare delle valutazioni coerenti.

L'idea di base del test è stata quindi quella di riprendere il colorchecker in tre condizioni di luce differenti: ombra aperta, luce diretta del sole e luce ad incandescenza, quindi scattare una foto senza filtro come riferimento. Una volta montato il filtro da esaminare sono stati fatti una serie di scatti aumentando l'esposizione di 1/3 di stop fino ad arrivare ad una sovraesposizione accertata.
Dopo lo sviluppo si è letta al densitometro la densità dello scacco del grigio medio del fotogramma senza filtro e si è confronta con le densità di tutti i fotogrammi scattati col filtro, fino a trovare l'esposizione che rende il grigio medio con la stessa densità dello scatto senza filtro.
In questo modo si dovrebbe avere una buona garanzia che si sta valutando esclusivamente l'assorbimento del filtro, senza l'influenza dello scostamento di sensibilità sugli specifici colori da parte dell'esposimetro.

Chiaramente non è possibile testare tutte le pellicole in commercio e confrontarne le sensibilità spettrali rispetto alle risposte tonali date dai filtri, come pure è impensabile sottoporre a test tutti i filtri in commercio, dato che i vetri colorati, e quindi gli assorbimenti spettrali, potrebbero differire tra filtri dei diversi produttori, per cui mi sono limitato a quello che avevo in casa. Come pellicola ho scelto un classicone, la Ilford FP-4, mentre i filtri che ho testato sono quelli che uso di solito per il piccolo formato, filtri Tamron e Hoya acquistati quando ho cominciato a fotografare, per cui con una quarantina d'anni sulle spalle e quindi sicuramente non più in commercio.

Condizioni di illuminazione
Per il test sono state scelte tre differenti situazioni di luce che più comunemente potrebbero essere incontrate nella fotografia in bianco e nero: ombra aperta, luce diretta del sole e luce artificiale.
Ho aspettato una bella mattinata tersa con un bel cielo limpido, in modo da avere condizioni di luce stabili. Per maggior sicurezza prima di ogni serie di scatti veniva controllata l'esposizione con un esposimetro a luce incidente e le condizioni di luce sono variate non più di 1/10 di stop per tutto il periodo dei test eseguiti in esterni; per il test con la luce artificiale il problema della stabilità della luce chiaramente non si è posto.
La fotocamera è stata posizionata su un robusto treppiede in una area di ombra aperta, a riparo dalla luce diretta del sole e lontano da aree colorate, illuminata prevalentemente dalla luce riflessa dalla volta celeste, quindi sono state misurate le caratteristiche fotometriche della luce; temperatura colore e spettro luminoso.
Stessa cosa è stata fatta per il test alla luce diurna, spostandoci in una zona illuminata direttamente dal sole e facendo attenzione a non avere vicino facciate di edifici o vaste aree colorate che avrebbero potuto riflettere colori estranei sul colorchecker falsandone i risultati.
Per il test in luce artificiale mi sono spostato all'interno illuminando la scena con due lampade alogene da 400w.
Gli spettri luminosi delle condizioni di illuminazione dei vari set sono stati i seguenti:
I grafici sono in scala relativa per cui è importante notare l'elevata percentuale di radiazione blu nella luce usata per il test in ombra aperta (temperatura di colore superiore a 10.000 gradi kelvin) rispetto alla luce solare, che ha invece uno spettro luminoso ben bilanciato tra tutte le componenti cromatiche. La luce alogena invece è ricchissima di radiazioni rosse.
Una analisi degli spettri luminosi è interessante per capire i meccanismi di funzionamento dei filtri e del perché il loro fattore di assorbimento non può essere stabilito con precisione quando si è sul campo.



I filtri
I filtri sottoposti a test sono quelli classici per il bianco e nero:
filtro giallo medio (Tamron)
filtro giallo/verde (Hoya)
filtro verde (Tamron)
filtro arancio (Tamron)
filtro rosso (Hoya)
Ho testato anche un filtro di conversione azzurra 80A i cui risultati però non sono stati inclusi, dato che l'80A è un filtro LB (Light Balance) il cui scopo è sostanzialmente quello di variare la temperatura colore della luce e non interviene con frequenze di taglio sullo spettro visibile; in pratica il filtro di conversione fredda non produce variazioni tonali dei colori tali da giustificarne l'uso come filtro di contrasto (diverso sarebbe nel caso della fotografia a colori).
Qui di seguito sono riportate le risposte spettrali dei filtri con una luce solare diretta di una giornata con cielo terso. Questa condizioni di illuminazione sono abbastanza standard nel nostro emisfero e ricalcano fedelmente i parametri di riferimento della luce naturale, infatti la temperatura colore è molto prossima ai 5500°K
In questo caso i grafici sono in unità di misura assolute per cui è anche possibile avere una idea approssimativa dell'assorbimento della luce ad opera del filtro confrontando l'area dello spettro rispetto allo spettro della luce senza filtro: così a occhio si vede abbastanza chiaramente che i filtri verde e rosso sono quelli che si “ciucciano” più luce, mentre il giallo e il giallo/verde sono quelli che ne fanno passare di più .
Come già detto il filtro 80A, essendo un filtro di conversione, fa passare lo spettro luminoso nella sua interezza modificandone solo le percentuali cromatiche.

Risultato dei test
In tutto sono stati esposti e sviluppati tre rullini 135 da 36 pose , uno per ogni condizione di luce, che sono stati sviluppati nella stessa tank in HC-110 diluizione F per 6' a 21°C.

Dopo l'asciugatura i negativi sono stati inseriti nell'ingranditore e la densità del gradino del grigio medio è stato letto usando la funzione densitometro dell'analizzatore colore Lici Colorstar 3000. Dai valori di densità si è ricavato un grafico dal quale è possibile risalire di quanto è necessario aumentare l'esposizione per ottenere la stessa densità del medesimo scacco grigio medio rispetto al fotogramma scattato senza alcun filtro.

Come leggere il grafico
Per ogni filtro sono stati scattati 6 fotogrammi aumentando l'esposizione ad intervalli di 1/3 di stop; ad esempio per il filtro giallo l'esposizione rispetto al fotogramma senza filtro è stata aumentata di un range che va da +1/3 a +2 stop, mentre, sempre come esempio, per il filtro rosso il range è stato da +2 a 3 e 2/3 stop.
Per ogni fotogramma è stata letta la densità del gradino del grigio medio del colorchecker e il fotogramma che presenta la densità più simile a quella del fotogramma senza filtro è quello che è stato esposto con il giusto fattore filtro.
L'asse della “X” riporta di quanto l'esposizione è stata aumentata, di fatto il fattore filtro applicato, l'asse “Y” le densità lette al densitometro.
Le curve del grafico hanno il colore dei rispettivi filtri e rappresentano come la densità del grigio medio varia al variare dell'esposizione dei vari fotogrammi scattati con lo stesso filtro.
La linea magenta è la densità del grigio medio del fotogramma senza filtro.
Quando la curva della densità del grigio medio dei fotogrammi col filtro incrocia la densità del grigio medio senza filtro allora i grigi medi sono uguali, la proiezione di questo punto sull'asse “X” ci dirà quale sarà l'effettivo fattore filtro da applicare.


Dai dati del test è stata quindi stilata una tabella riassuntiva:

Successivamente i negativi sono stati scannerizzati con un Epson V550 Photo e ogni scansione è stata regolata affinché i valori rgb letti col contagocce sui gradini di grigio fossero il più omogenei possibile, in modo da avere una valutazione il più possibile lineare di come variano le sfumature di grigio che rappresentano i colori al variare del filtro usato.
In questo modo è possibile una valutazione su come i colori vengono riprodotti dalla FP-4 e come i filtri ne influenzino la gradazione di grigio.


Ognuno faccia le proprie valutazioni.


Ma non posso montare il filtro e leggere l'esposizione con l'esposimetro della fotocamera?
Come detto prima, anche le celle di lettura degli esposimetri hanno una loro sensibilità spettrale, che in genere non coincide con quella della pellicola, cosa impossibile dato che ogni pellicola ha una sensibilità ai colori diversa, e differente anche dalla sensibilità spettrale dell'occhio umano.


Nel tempo sono state usate diverse celle fotosensibili, dalle più anziane celle al selenio, a quelle CdS (solfuro di cadmio), le più rare celle al fosfo-arseniuro di gallio (GaSP), fino alle moderne e diffusissime celle al silicio e al silicio blu; credo, ma non ne sono affatto sicuro e spero che qualcuno che ne sappia più di me integri questo articolo, che le fotocamere più moderne (o forse anche le digitali) per calcolare l'esposizione usino una matrice di CCD.
Dalle prove che ho fatto posso dire che, in linea generale, più l'esposimetro è moderno più è preciso nel calcolare l'assorbimento dei filtri colorati, e infatti sugli attuali datasheet dei fabbricanti di filtri il consiglio è quello di leggere l'esposizione con il filtro montato sulla fotocamera mentre il fattore filtro viene ancora fornito ma nel caso in cui si debba usare un esposimetro esterno.

Verifica sul campo
Perché i test abbiano un senso, i dati derivati dai grafici devono essere poi confermati dalla pratica per cui, caricata una FP-4 in macchina e aspettata una bella giornata di sole e cielo limpido ho fatto una po' di fotografie “vere” usando i fattori filtri trovati dal test. Una volta in camera oscura è stato stampato il negativo dello scatto senza filtro in modo da ottenere una buona stampa diretta (no mascherature o bruciature) e successivamente, lasciando inalterato il contrasto e il tempo di esposizione sotto l'ingranditore, sono stati stampati i fotogrammi scattati con i filtri. Se tutto fosse andato come doveva andare, le parti del soggetto non colorate avrebbero dovuto mantenere lo stesso tono di grigio mentre tutti gli altri toni “colorati” si sarebbero modificati a seconda del colore e del filtro usato.
Le prove sono state fatte sia usando i fattori filtro per la luce diretta del sole che quelli per l'ombra aperta, ma qui ripropongo solo il test fatto alla luce diretta de sole.

Ad occhio il ponte in marmo sembra avere una tonalità molto simile in tutte 6 stampe, forse il filtro verde appare un pelo sottoesposto, ma al densitometro il bianco del ponte varia da una densità di 0,06 ad una di 0,09 delle stampe fatte dagli scatti coi filtri più densi (verde, arancio e rosso), segno questo di una probabile sottoesposizione, quindi il fattore filtro è stato insufficiente. Ad occhio dovremmo rimanere nell'ordine del terzo di stop di errore. Tutto sommato non male, considerando anche che le condizioni luminose, la qualità della luce e dell'atmosfera potrebbero essere state differenti tra il test e le riprese.

Conclusioni
Il test è stato lungo e impegnativo, sono stati consumati parecchi rullini (qualcuno l'ho dovuto buttare a causa della mio modo disordinato di lavorare perché perdevo il riferimento tra gli appunti e gli scatti... la prossima volta chiederò l'aiuto di qualche utente del forum per farmi da aiutante ) ma credo che sia stata fatta un po' di luce. Come già più volte detto, trovare un fattore filtro univoco e sicuro è praticamente impossibile date il gran numero di variabili incontrollabili, però il quadro che ne esce fuori è abbastanza rassicurante; i fattori filtro suggeriti dai fabbricanti sono sostanzialmente utili e giustamente con un margine di sicurezza verso la sovraesposizione per tenersi al riparo dal rischio di perdere i dettagli in ombra. Qualche cautela in più va presa nel caso di ampie zone d'ombra, illuminate prevalentemente dalla luce azzurra proveniente dal cielo, quando si usano i filtri arancio e rosso, dato che queste aree, anche se ad occhio sembrano perfettamente neutre, in realtà sono colorate di azzurro (vedi a proposito la differenza nella temperatura colore di 5500°K tra le aree al sole e quelle in ombra nelle condizioni del test).
I risultati del test si sono rilevati attendibili ma troppo precisi per un contesto di variabili ingestibili come quelle presenti nelle condizioni di ripresa, per cui il mio consiglio rimane quello di tenersi un margine di sicurezza verso la sovraesposizione e di adottare i fattori filtri trovati per l'ombra aperta che poi sono anche molto vicini a quelli suggeriti dai produttori.
Personalmente ne esce rafforzata la mia predilezione per il filtro giallo/verde (ma anche giallo, specie con altre pellicole) da tenere sempre montato sull'ottica quando fotografo in bianco e nero, dato che a mio avviso i toni sono molto più bilanciati e aderenti alla mia visione in bianco e nero dei colori.
Sarebbe interessante vedere come si comportano i filtri nel ritratto, potrebbe uscire qualche sorpresa, ma questo è un compito che lascio a chi vorrà integrare il post con le sue esperienze o a chi vorrà cimentarsi con un test

Semplicemente favoloso!
Appena t'incontro un bacione (in fronte) te lo devo.
Appena posso me lo studio per bene

seguo ... poi scrivo 2 righe

Oh, che gran bel lavoro, i miei più sinceri complimenti!!!

ottimo test !!! complimenti molto esauriente ora me lo studio con calma grazie!

Grazie!!!

Che lavoro Diego, te ne sono davvero grato. Utilissimo ed esaustivo.

Complimenti Diego, qui ci sta una bella chiacchierata online uno di questi giorni per celebrare tutti insieme.

gran lavoro, grazie davvero

MOLTO volentieri per la chiacchierarta online, ma io adesso non ce la faccio ad organizzarla, se qualche volenteroso vuole farsi avanti io posso fare da collettore delle mail, come facevo con Fabrizio @fabriziog.
Mi raccomando, se trovate strafalcioni o qualcosa che non va nel procedimento discutiamone, che ho solo da imparare.
Grazie a tutti!!!!