La luz es mucho más que mera claridad. Mediante la luz podemos estructurar estancias, dirigir la atención del público y crear ambientes impresionantes. En concreto, los focos profile desempeñan un papel clave en la iluminación profesional, ya que permiten diseñar la iluminación de forma precisa con bordes nítidos, proyecciones creativas y enfoques definidos. Ya sea en el teatro, sobre un escenario o en eventos en vivo, su versatilidad los convierte en una herramienta imprescindible para los diseñadores de iluminación. Presentamos una serie de cuatro capítulos en nuestro blog en la que nos sumergiremos en el mundo de los focos profile. Repasaremos los principios ópticos, conoceremos distintas tecnologías de tubos y zoom, plantearemos diversas posibilidades con gobos, obturadores e iris, y compararemos las cabezas móviles con los focos profile estáticos. Empezamos por el principio: ¿por qué son tan especiales los focos profile, y por qué a veces se los llama «el escalpelo de la luz?» En la primera parte os contamos cómo funcionan los principios ópticos y cómo se genera una proyección de gran nitidez.

¿Qué es un foco profile?

Si hablamos de focos profile, pensamos automáticamente en escenarios de teatro, en una iluminación de escena impecable. Y lo pensamos por un buen motivo, como veremos a continuación.

Un foco profile es el escalpelo de los focos. Y es que solo con un foco profile se puede conseguir una luz con bordes muy marcados y proyectar la imagen de un gobo (del inglés «graphical optical black out»). Pero ¿cómo se generan esa imagen y ese borde? Lo primero que hace falta es una lente. Si se desea aumentar una imagen, la imagen debe situarse entre la distancia focal simple y la distancia focal doble de la lente. Esta posición se denomina plano de imagen. En el plano de imagen es donde se encuentran ciertas funciones, como iris, obturadores y gobos. La distancia entre la lente y el plano de imagen determina el aumento. Si la posición del foco es fija con respecto a la superficie en la que se proyecta la imagen, la proyección se verá más o menos nítida en función de la posición de la lente. La lente funciona con simetría rotacional, por lo que construye la imagen —tal como se aprecia en la representación gráfica— invertida, bocabajo.

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Plano de imagen con distancia entre f y 2 × f. Cuanto más lejos se proyecta, más aumenta el tamaño de la imagen.

Por decirlo con más exactitud:

En los focos profile existen dos procesos a nivel óptico. Por un lado, el plano de imagen debe iluminarse de manera uniforme, lo que se denomina óptica primaria. En los focos convencionales, la óptica primaria se encuentra en la cámara de la lámpara. La función de la óptica primaria es dirigir la mayor cantidad de luz posible para iluminar el plano de imagen a lo largo del eje óptico, para que llegue a la siguiente óptica. La siguiente óptica es la óptica secundaria, que en los focos clásicos se encuentra en el tubo y se encarga de la reproducción en el plano de imagen.

Interacción de la óptica primaria y secundaria en el foco profile.

Se aprecia claramente que el foco de la fuente de luz no es el foco de la proyección.

Óptica primaria

Para iluminar de manera uniforme el plano de imagen se suele utilizar una lente convergente, el condensador. Se utiliza en las lámparas convencionales de alta calidad, como las LED. En el caso de las instalaciones led que ocupen mucho espacio, es habitual utilizar combinaciones de lentes en varios niveles, con lentes en miniatura distribuidas sobre cada uno de los chips led. Curiosidad histórica: en el tipo de foco profile más utilizado en el mundo, ETC S4, la luz de la bombilla halógena se concentra a través de un espejo. Para ilustrar mejor el principio en el que se basa la óptica primaria, utilicemos una lente idealizada. Una lente refracta los haces de luz que inciden en paralelo hacia el punto focal de la lente. Por el contrario, los haces de luz que inciden en la lente desde el punto focal salen de la lente paralelos al eje óptico. Si situamos la lámpara en el punto focal de una lente, la luz se emite paralela al eje óptico e iluminará el plano de imagen de manera uniforme.

La fuente de luz está representada por una lámpara halógena. Frente a la lente de la lámpara se encuentra un espejo curvo que sirve para volver a reflejar en la lente la luz emitida desde la parte posterior a través de la lámpara. Cuanto más pequeña sea la fuente de luz, más uniforme será la proyección de la imagen. Por eso, las lámparas de descarga de arco corto ofrecen una calidad de proyección muy elevada. Los sistemas LED ocupan mucho espacio, por lo que normalmente exigen una óptica muy compleja.

Ejemplo de una óptica primaria de alta calidad para un sistema led grande con Cameo P6

Óptica secundaria

Ahora representaremos el plano de imagen iluminado con la luz mediante una lente.
En las lentes delgadas se aplica la fórmula del fabricante de lentes: 1/f = (n-1)(1/r1 − 1/r2) = 1/g + 1/b
donde
r1, r2 = radio de curvatura
n = índice de refracción del material de la lente
g = distancia del objeto al plano principal
b = distancia de la imagen proyectada al plano principal

A todos nos suena el concepto de dioptría (dpt), porque necesitamos gafas o conocemos a alguien que las necesita. La dioptría es la unidad que se utiliza para indicar la potencia óptica (B). A su vez, la potencia óptica es el cociente entre el índice de refracción del material de la lente (n) y la distancia focal (f), es decir, B = n/f.

Los siguientes gráficos muestran cómo se puede determinar de forma gráfica la distancia de imagen. Para ello, desde un determinado punto del objeto se dirige un rayo de luz, que transcurre paralelo al eje óptico, hasta la superficie de la lente. Desde allí se traza una línea a través del punto focal de la lente. Ahora, en lugar de la línea del punto focal, desde el objeto se traza una línea que atraviese el centro de la lente. En el punto de corte de ambas líneas se proyectará una imagen nítida, ya que el rayo que pasa por el punto central atraviesa la lente prácticamente sin refractar. Si desplazamos la lente hacia el punto focal, la proyección aumentará de tamaño cuanto más lejos esté, justo lo que necesitamos para nuestros focos profile.

Determinación gráfica de la distancia de imagen

Análisis del límite

Si situamos el plano de imagen al doble de la distancia focal, la imagen proyectada se verá al mismo tamaño. Si el objeto se separa más de la lente, el tamaño de la imagen proyectada se reduciría, lo que no sirve de nada en las aplicaciones que nos interesan.

Plano de imagen a distancia 2 × f, se mantiene el tamaño en la imagen proyectada.

Si colocamos el plano de imagen en el punto focal, observamos que los rayos que construyen la imagen muestran una trayectoria paralela y que ya no se cruzan. En este caso, no se proyecta ninguna imagen.

En el plano de imagen con distancia f no se proyecta ninguna imagen.

¡No te pierdas los trucos de nuestros expertos en iluminación de escenarios y focos profile! En la próxima parte continuaremos este tema y examinaremos los tipos de tubo y las tecnologías de zoom en detalle.

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