Mi interes en lo que ahora se conoce como fotografia de barrido, o en su manifestacion digital, fotografia de escaneo, comenzo cuando estaba completando mis estudios de universidad y un profesor me exigio que produciera fotografias deportivas mas imaginativas de las que yo pensaba eran totalmente ejemplares. Esto sucedia durante la mitad de lo 1960 y sucedio que descubri acidentalmente las fotografias que habia hecho George Silk para la revista Life sobre fotografias deportivas en las Olimpiadas de Tokio si me acuerdo bien. El hizo esas fotografia con una camara que le construyo Marty Forscher, de national Camera en Nueva York. La camara se identifico simplemente como una camara disen~ada para hacer fotografias de los fines de carreras de caballos y una explicasion sencilla menciono su modo de operacion. No me duro mucho tiempo en decifrar las instrucciones, hacerme mi propia camara de "barrido" y comenzar con hacer no solamente fotografias de deportes sino tambien comenze a explorar muchas otras aplicaciones desde fotos de carreras hasta retratos periferales y finalmente tambien fotografia panoramica.

Cuando camaras digitales comenzaron a ser introducidas no me tomo mucho para realizar que las dos maneras de hacer fotografias con camaras que usan material fotografico se estaban duplicando en el mundo digital. Las camaras digitales a base de un CCD de dos dimensiones se comportaban esencialmente como casi todas las camaras de uso comun que usan pelicula para grabar la imagen. Es que captan la imagen entera al mismo tiempo, de manera practicamente instantanea. Esto requiere que si uno quiere duplicar lo que hacen las camars de pelicula con una digital que los CCDs tengan un taman~o grande. Tan grande como la superficie de las camaras que usan pelicula.

Pero el problema es que la fabricacion de CCDs grandes es muy dificil y costoso asi que has todavia hoy, los CCDs que tienen un taman~o similar al de una camara de 35mm cuestan mucho dinero y en general las camaras tienen una CCD de taman~o mas pequen~o que las camaras en las que estan instaladas permitirian.

Entonces los fabricantes tomaron un curso diferente cuando realizaron que podian obtener una calidad de grabacion grande sin tener una CCD de 2 dimensions usando una de solo 1 dimension (esencialmente un linea de pixels o CCDs) pero larga y despues moviendola a traves del plano focal acumulando la imagen proyectada por el lente de manera sequencial en vez de instantanea. Esta es la manera en que obturadores de cortina exponen la pelicula a traves de un corto tiempo. En el case de las camaras digitales el CCD linear se movia a una velocidad bastante baja y por eso la fotografia de sujetos en movimiento producia distrociones y los fabricantes aconsejaban a los fotografos que sus sistemas solamente se podrian usar con sujetos inmoviles. El sistema tambien no se podia usar con flash ya que el flash no duraba suficientemente largo para iluminar la imagen durante el transcurso del CCD de un lado del plano focal al otro.

Cuando estas camaras equipadas con CCD lineales comenzaron a ser introducidas yo casi inmediatamente note la conexion entre estas camaras y las camaras de barrido a base de pelicula que yo habia estado usando ya por al menos 15 o mas an~os y comenze a mencionar en mis conferencias en particular las posibilidades que estas camaras de barrido pero digitales le podrian ofrecer a los fotografos. Desafortunadamente no tenia acceso a ningun fabricante y nadie me prestaba atencion (o al menos asi me parecia a mi entonces). Y mientras que trataba de obtener una de estas camaras para experimentar y publicar sobre resulatdos asi obtenidos, desafortunadamente no tenia los recursos para comprara una camara nueva y los fabricantes no se sentian simpaticos y ofrecian systemas para que yo pudiera "jugar" con ellos. Ellos tenian sus ojos y planes fijos en el comercio de la fotografia comercial y publicitaria y tambien, por supuesto, la de reportaje (pero esta solamente con CCDs de 2 dimensiones).

Finalmente la oportunidad llego cuando me adverti que la Kodak tenia un scanner sencillo y barato que funcionaba por el metodo de mover una foto a traves del scanner, en frente de un lente que reducia el anco de la foto a un tamn~o igual al del CCD. Asi que mientras la foto se movia el CCD, de manera sequencial, adquiria la informacion necesaria para eventualmente reconstruir en la pantalla una copia de la foto ya digitalizada y lista para ser preparada para cualquier proposito digital. Yo pense que este scanner tenia al menos los materiales basicos que servirian para construir una camara digital ... de barrido o de tipo scanner.

No me tomo mucho tiempo para reducir el escaner a sus componentes basicos y comezar a hacer cosas que sus disen~adore probablemtne nunca lo imaginaron posible. Como lo pensaba, la manera en la cual el scanner funcionaba era exactamente como lo habia imaginado. Cuando el scanner estaba desarmado se podia ver claramente un embudo de plastico que servia para proteger el lente ubicado en la mitad del embudo y tambien el CCD ubicado en la parte trasera de luz que no formaba parte de la imagen de la foto.

A poco ya removi el CCD del embudo y lo instale en una camara manteniendo la conexion del CCD al resto del sistema del scanner con un cable que construi de material que tenia a mano. Fue una experiencia inolvidable (para mi) el comenzar entonces a hacer fotografias digitales de barrido aunque de una calidad solamente aceptable para demostraciones que sin duda alguna demostraban las conexiones que este sistema digital tiene con sus antecedentes tradicionales usadas en aplicaciones similares.

Despues de unas semanas las limitaciones de este scanner me causaron tener que tratar de obtener imagenes de una mejor calidad de lo que era posible con el Kodak. Este scanner tenia el problema (solo cuando usado para mi proposito!) que de vez en cuando paraba el transporte de la foto para vaciar el contenido de un "buffer" a la computadora, Mientras que hacia esto paraba la foto. Esto causo un problema cuando lo usaba yo al CCD en la camara ya que si la imagen segua moviendose durante el transfer de datos del buffer a la compoutadora entonces la imagen final tenia partes donde habia faltas obvias de detalles del sujeto fotografiado.

Lo que sucedio es que me compre un segundo scanner. Este era un KYE Hand Scanner y me costo $25 me parece. Estos scanners ya estan fuera de moda y en realidad ya es muy dificil conseguirlos. Este es un scanner "a mano" que funcionaba por un sistema tal que a mano se empujaba al scanner a traves de una foto o texto y mientras que el scanner se movia la maquina adquiria la imagen que pasaba bajo ella sequencialmente pero de manera continua. El programa tenia suficiente "inteligencia" para avisarle a la persona que usaba la maquina si lo estaba moviendo a una velociad mas alta que con la que podia aceptar el scanner los datos de las imagenes que pasaban bajo el scanner. La ventaja de este scanner sobre el de Kodak es que capta la imagen de manera continua aunque si uno trata de moverlo mas repaido de lo que el puede aceptar datos simplemente se pierde una linea de informacion o mas, dependiendo en la velociadad de escanner sobre el sujeto.

Ya como lo hice antes, a poco yo habia instalado el CCD de scanner en el plano focal de una camara extra que tenia, una Minolta SRT 100, y lo instale de manera tal que el CCD se podia mover a traves del plano focal o se lo podia dejar fijo en cualquier lugar. Generalmente lo dejaba parado en la mitad del plano focal porque entonces ya que todavia tenia el espejo de la camara disponioble podia comprobar el lugar en el sujeto donde el CCD estaba fijado. Para hacer una foto obviamante tenia que mover al espejo a su posicion fuera de la trayectoria de la luz del lente.

Para asegurarme de que las conexiones desde el CCD al scanner se mantenian a su manera original, yo corte el corto cable que estaba instalado en el scanner mismo por la mitad y tomando un cable con el mismo numero de cables que el de scanner hize una conexion de una parte a la otra comprobando cada vez que lo estaba haciendo de una manera correcta.

El CCD lo instale en la camara en un canal "C" de manera tal que podia resbalar o moverse en un plano fijo de un lado de la camara al otro y manteniendo su distancia del plano del lente o su posicion en el plano focal. Para mover el CCD yo simplemente conecte al carton al cual lo habia aseguardo al CCD con un "string" que enrollaba sobre el eje de un motor de velodicdad variable equipado con un engranaje para dar un mayor torque. Pero a mi me interesaban mucho mas las aplicaciones donde el CCD no se movia y se quedaba fijo en la mitad del plano focal.

Recapitulando entonces, el CCD lineal funciona como un obturador de cortina, un obturador de compuesto de una ranura que se mueve a traves del plano focal. Si se queda fijo, entonces replica el sistema de fotografia de barrido, donde la ranura se manitene fija y las imagen se mueve a traves de ella por varias causas. Estas pueden ser a causa de que el sujeto se mueve a traves del visor de la camara, que la mamara lisma se mueve en frente de un sujeto inmovil, que el sujeto gira en frente de la camara haciendo fotografias periferales o a causa de que la camara misma gira y produce fotografias panoramicas de este modo.

Antes de seguir es necesario hacer mencion de que este scanner esta disen~ado para que ruede sobre una superficie. Esto es lo que le informa al software sobre la velocidad que tiene que establecer respecto a la transferencia de datos relacionados con la imagen a la computadora o a su buffer. En mi aplicacion, por supesto, el scanner ya no se mueve. La imagen es adquirida por el CCD en la camara. Pero el software requiere informacion sobre velocidad. Para resolver esto yo instale una gomita conectando el eje del "chopper wheel" en el scanner (que da sen~ales de sincronizacion al scanner) con el eje de un motor DC de velocidad variable. De esta manera consegui simular movimiento de scanner sobre una superficie a velocidad constante pero variable. Mas tarde cambie el sistema de sincronizacion por uno donde un LED controlado por un generado de frequencia variable replica la frequencia de destalle asociado con el "chopper wheel" sin mecanismos mecanicos. La frequencia es mas estable y la calidad de las imagenes ha mejorado de manera visible desde que uso este sistema. Tambien no tengo que afligirme sobre si las gomitas se rompen durante una demostracion!

Aplicaciones:

1. Fotografia Panoramica

Como lo podria predecir una de las primeras aplicaciones con la que experimente con esta camara era la de hacer fotografia panoramica. Esto se consige por el simple expediente de instalar la camara en un tripe asegurandose de que el CCD lineal esta orientado paralelo al eje de rotacion del tripe (de manera que tiene una orientacion vertical) y mientras el escaner esta funcionando y presumiblemente escaneando un sujeto de dos dimensiones sobre el que esta avanzando, uno simplemente gira el eje del tripe y a consecuencia la camara tambien. Si uno usa lentes de una distancia focal corta, por ejemplo uno de 15mm, es posible cubrir angulos de casi 360 grados de manera tal que los objectos en la reproduccion final tengas relaciones de ancho a largo que se parecen bastante a los de los sujetos originales encontrados alrededor de la camara. La reproduccion de cualquier sujeto a traves de este metodo esta controlado aproximadamente por el angulo de vision vertical del lente (controlado por la distancia focal del lente y el taman~o del CCD) y el angulo de cobertura horizontal que uno hace. Si la camara se torna mas ligero de lo aconsejable por el lente que se usa o si el lente tiene una distancia focal mas larga de lo requerido por el tiempo que uno toma para rotar la camara, entonces los sujetos en la fotograia aparecerian muy angostos o comprimidos por la dimencion horizontal.

Mientras que uno puede simplemente rotar la camara a mano yo me construi un cabezal motorizado para mi tripe. Esto asegura que la velocidad de rotacion se mantenga uniforme y garantiza la calidad de los panoramas. Un problema grande es que es posible adquirir ficheros realmente grandes, muy grandes.

2. Fotografia Periferal

El proceso de hacer fotografias de la superfiecie completa de objetos cilindricos o mas o menos cilindricos es la especialidad de escasos fotografos en el mundo. Ellos se especializan para proveer estos srvicios a museos y organizaciones similares que tienen interes en objetos arqueologicos que tienen diesn~os en su superficie. Las primeras veces que la fotografia periferal se uso fue probablemente para propositos arquelogicos durante el fin del siglo 19 cuando fue desarolado en el Museo de Londres para fotografiar objetos de origen Griego de manera tal que su superficie compleat se pueda examinar en una foto plana, de dos dimensiones.

Para usar esta camara como si fuera una camara periferal yo instale el CCD en el centro del plano focal de la camara. Entonces yo me subi sobre un "turntable" que podia soportar mi peso en frente de la camara. Cuando entoces active el escaner el CCD cpmnezo a mandar informacion sobre los detalles relacionados con mi cabeza mientras yo giraba en frente de la camara. Despues de unso segundos cunado ya habia tornado mas de 360 grados, termine la "grabacion" pero durante estos momentos lacamara me habia grabado de manera sequencial a traves de mas de 360 grados de mi cabeza ... habia hecho una imagen periferica!

En realidad el escaner funcionaba como una impresora donde mi cabeza era el cilindro de impresion que a traves de tiempo le daria la informacion al CCD que evetualmente de manera como lo hace el papel sobre el qwue se imprime la tinta, recuerda que es lo que paso de manera sequencial mientras el cilindro rotaba. En este caso mi cabeza servia por cilindro y no habia conmtacto fisico comp en las imprentas sino que el; contacto era optico y por tal razon es posible reproducir objectos que no son exactamente cilindricos aunque esto seria causa de algunas distrociones o reproducciones de sujetos donde detalles no tenaian las mismas proporicones en la reproduccion que en relaidad.

Tambien use esta camara para replicar aplicaciones arqueologicas y no tuve problema alguno en reproducir "vases" de la misma manera de la cual se hacia con camaras de barrido convencionales.

3. Fotografia digital de barrido lineal

En este caso lo que uno haze es apuntar el CCD a algun lugar en frente de la camara donde uno tiene la anticipacion de que alguna accion ocurra y mientras el sujeto se mueve de un lado al otro y su imagen atraviesa el CCD de manera sequencial uno capat la imagen con el CCD. O, se puede arreglar las cosas tambien de manera tal que la camara misma se mueve sobre un sujeto inmovil. El efecto es qye ahora por virtud de que la camara se mueve, la imagen de un sujeto inmovil tambien se mueve pero en la camara a traves del CCD y este, de manera sequencial, hace una impresion de los detalles del sujeto.

Mi camara, bueno, mi escaner, no tiene la habilidad de grabar o transferir datos del escanner a la computadora o quizas ni del CCD al escanner, para que se pueda usar de una manera practica en ocasiones como carreras de caballos, etc. pero al menos se puede demostrar en una aplicacion de ensen~anza como funcina una de estas camartas que se ahora estan remplazando camaras de barrido que utilizan pelicuala convencional en la mayoria de los hipodromos en el mundo.

4. El escaneo del plano focal con un CCD lineal

Tambien me decidi tratar de duplicar el proceso que muchas camaras digitales que producen imagenes muy nitidas y ficheros igualmenbte grandes a base de mover un CCD lineal a traves de plano focal de la camara. Ya que mi CCD lo habia instalado en un canal "C" detras de la camara esto me daba a oportunidad de moverla de un lado al otro de lacamara mientras el escanner funcionaba. Camaras como la Phase 1 y el Better Light usan este proceso en camaras de formato mediano y grande.

En camaras como estas el CCD se mueve a traves del palno focal por mecanismos muy sofiticados y caros. En mi caso yo simplemente use un hilo conectado a la "lengua" al cual estaba incorporado el CCD. El hilo lo enrolle al eje de un pequen~o motor con engranaje para que tuviera un torque grande y una velocidad de rotacion variable a traves de voltaje variable. De esta manera mientras el escaner estaba activado el hilo movia el CCD a traves del plano focal. Si el sujeto no se movia durante el proceso todo estaba bien del punto de vista de reproduccion normal ... pero eso es bastante aburrido si me preguntan a mi! Para reproducir las escenas de manera normal uno simplemente ajusta la velocidad del CCD de manera tal que las proporcines de las imagenes capadas por el escanner tenian las mismas que los sujetos originales al frente de la camara.

5. Sensibilidad al Infrarojo

Un problema mas que los disen~adores de este escanner (y tambien los de todos los otris escanners tambien) tuvieron que resolver es la sensibilidad natural de los CCD al infrarojo. Todos toman el siguiente paso para resolver el problema causado por esta sensibilidad indeseable. O iluminan el sujeto con luz que contiene poca energia en el infrarojo o incluyen un filtro en frente del CCD cuya funcion es la de parar el infrarojo antes de que llegue al CCD. En general ni este filtro es totalmente opaco al infrarojo pero esto no importa si la proporcion de infrarojo a la luz que percibimos como blanca, no es muy alta.

Pero una vez que el CCD se ha sacdo del escanner y se lo usa para hacer impresiones de cosas comunes iliminadas por luz de ambiente, el CCD va a estar exouesto a situaciones donde hay una cantidad grande de infrarojo presente en la escena. Este infrarojo es invisible a nuestro ojos pero que generalmente seria causa de que los colores reproducidos en una imagen no tangan el colorido deseado, o sea, normal, porque fueron influenciados por el infrarojo. Para eliminar esta situacion uno tiene que asegurarse de incluir un filtro que absorbe al infrarojo en algun lugar en frente del CCD. En general uno lo hace poniendo este filtro simplemente en frente del lente de la camara. Muchas veces un filtro sacado de un proyector de diapositivas sirve bastante bien para desempen~ar esta funcion.

O, uno podria hacer una ventaja de lo que en genral uno piensa es una desventaja! El escanner unsado sin filtro que absorba al infrarojo se puede utilizar como una camara digital con sensibilidad en el infrarojo. Piense que aqui uno tiene una camara panoramica sensible al infrarojo. Para hacer una fotografia digital panoramica uno gira la camara alrededor de su eje como lo describi mas arriba en este articulo. Esta vez, en vez de colocar un filtro que absorbe al infrarojo uno lo remplaza con un filtro que lo transmite pero que exclude la luz visible. Un filtro como este es un Wratten 87 or 87A o 87C, etc. El escaner uno lo usa de modo Blanco y Negro en vez de color ya que la energia infraroja no tiene color asociado con ella.

6. Fotografiando el infinito y hasta mas lejos!

Recientemente he investigado resultados o maneras de hacer imagenes con una camara de barrido que captura sus imagenes de manera sequencial y especialmente en aplicaciones de fotografia panoramica y su relacion con la Teoria de la Relatividad especialmente como un metodo para ilustrar de una manera visual la interaccion entre objectos que se estan moviendo. Uno de estos temas trata con la visualizacion de sujetos que posiblemente se encuentren mas alla, o al otro lado, del infinito.

Bueno, si uno acepta que si un punto esta infinitamente distrocionado cunado se lo transforma a una linea (como el polo norte y sur de un globo se tornan a lineas tan largas en una projeccion de un globo sobre una superficie plana) o cuando uno projecta el eje de rotacion de un globo de manera tal que toque la superficie de un cilindro tangente al globo en su linea equatorial y acepta que esa condicion solamente pasaria si uno extenderia el cinindro hasta el infinito.

Si uno acepta estas condiciones o resultados, entonces una camara panoramica de barrido puede producir imagenes realmente sorpendentes. Esto es debido a que es posible girar la camara alrededor de un eje vertical mientras que el angulo de vista de la camara sobre el CCD lineal se extende de enfrente de la camara hasta detras del eje de rotacion. Asi que en cualquier momento la camara puede hacer una impresion de las cosas que estan al frente y tambie a sujetos que en realidad estan detras de la camara. Detras de axis de rotacion. Entonces, cuando tal camra hace una fotografia panoramica se nota que todos los sujetos que estuvieron al frente de la camara fueron reproducidos de manera normal mientras esos sujetos que la camara fotografio mientras que estaban detras del eje de rotacion se reproducen en la foto revueltos de arriba abajo y 180 grados fuera de fase con lo que uno llamaria o identificaria como habiendo sido reproducido de maera real o como en realidad. Esos sujectos ubicados mas alla de la linea que determina al infinito (que es el eje de rotacion de la camara, un punto en realidad, transformado en una linea, asi indicando una distrocion total) tambien parecen estar cambiados de orientacion de la derecha a la izquierda pero esto solamente valed desde el punto de la realidad. Mas alla del infinito esto no es lo que se percibe.

En esta ilustracion Uds. pueden ver mi laboratorio fotografiado de esta manera pero ya que no tuve la oportiunidad de hacerlo en solo una toma lo hize en cinco escans paralelos y despues los junte el uno al otro a mano. Por alla en el techo de mi laboratorio pueden percipir que es lo que es ver las cosas al otro lado del infinito!

En un otro caso, le an~adi al lente de mi camara uno de esos visores de seguridad que se instalan en puertas. Esto cambio el angulo de vista de mi camara al largo del CCD a un angulo de casi 180 grados de abajo hacia arriba. Entonces lo arregle que apuntara a un punto bastante alto y asi al mismo tiempo que hacia una impresion de las cosas ubicadas al frente de la camara tambien lo hacia de sujetos ubicados detras de la camara. Al menos detras del eje de rotacion de la camara. En este caso el resultado realmente indica de manera mas clara la relacion entre lo que indetificamos como real y realidad y las cosas que posiblemente reconoceriamos como ubicados mas alla del infinito!

Mis experimentos (entertenimientos) estan continuando. Espero rempalzar a poco ese lente del visor de seguridad por un lente de "ojo de pez" de una calidad mas grande y asi mejorar la calidad de estas fotos. Pero esto en realidad no me importa mucho ya que considerando el precio de este escanner a mano con el que hize toda clase de improvisaciones seguramente me ha dado tanto entretenimiento que su costo lo considero como tan valuable como si fuera hecho de oro!

Si tiene qualquier pregunta o quiere discutir culaquier punto acerca de este projecto improvisado no dude en escribirme. Mi email es: andpph@rit.edu o puede ver algunos articulos mas sobre este tema (aunque solamente en ingles por ahora) a la siguiente direccion de web: articles.html

Saludos,

Andres Davidhazy