Raigs que es perden en el camí

2009/09/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Irudiak/Soinuak
• Fisika

Diuen que en el quadre de les Meninas es veu aire, que Velázquez va pintar la mateixa atmosfera. Velázquez era un mestre, no hi ha dubte que atrapava a simple vista el joc de la llum i portava aquest joc amb gran habilitat al quadre.

No obstant això, Velázquez no va pintar l'atmosfera, sinó per la distància a la qual es troben els objectes i les persones. Els pròxims tenen gran precisió i contrast, mentre que els llunyans es veuen amb llum que ha travessat uns metres d'aire, més difusa i amb menor contrast. Més o menys així veiem la realitat. Un dels majors mèrits de Velázquez és precisament la seva consciència.

L'atmosfera sembla transparent, però no ho és. És com el vidre, el vidre no és transparent, ni lents de vidre (preguntar als astrònoms). Per això veiem el que està lluny, perquè travessa un entorn no totalment transparent i en el camí la llum perd intensitat.

Després de 196 anys després que Velázquez acabés Les Meninas, l'alemany August Beer va explicar aquesta difuminació de la llum i va elaborar una fórmula matemàtica per a calcular la pèrdua d'intensitat de la llum en l'atmosfera en xifres.

L'aire absorbeix i desvia la llum. Alguns components de l'aire absorbeixen la llum, uns altres la desvia i uns altres, les dues coses alhora. Per tant, a mesura que es passa l'aire, la llum perd intensitat, en major o menor grau, en funció de la proporció de components de l'aire.

Beer va partir dels treballs d'altres científics anteriors, sobretot el francès Pierre Bouguer. Un altre científic, l'alemany Johann Heinrich Lambert, va esmentar en un llibre l'obra de Bouguer, per la qual cosa avui diem llei de Lambert-Beer a la fórmula de Beer.

Distància a dues

La fórmula afirma que la llum perd la intensitat de manera quadràtica, és a dir, es perd en funció del quadrat de la distància que travessa. La pèrdua és molt ràpida: si un metre en l'aire perd una intensitat determinada, al cap de dos metres la pèrdua és quatre vegades major (perquè el quadrat del número dos és quatre) i nou vegades major (tres al dos) a tres metres.

Així, sembla mentida que els raigs del Sol arribin a la superfície terrestre, però arriben. En el camí del Sol a l'atmosfera de la Terra la llum no té obstacles i arriba amb molta intensitat. Cal afegir que la part superior de l'atmosfera no és tan compacta com la inferior. Absorbeix i desvia molta menys llum.

L'ull humà no coneix la pèrdua quadràtica d'intensitat lumínica. No utilitza fórmules. Detecta la pèrdua i veu més difús el que està lluny que el pròxim. La mà de Velázquez tampoc coneixia la fórmula i, no obstant això, era capaç de reflectir aquest efecte en les pintures.

Però no tots els il·lustradors d'avui tenen l'habilitat de Velázquez. Per exemple, per a simular l'efecte amb un ordinador és necessària la llei de Lambert-Beer. De fet, el programari de realització d'imatges tridimensionals utilitza fórmules similars a les de Lambert-Beer per a simular la realitat. El color de cada punt de la imatge es calcula mitjançant la tècnica denominada raytracing (terme anglès que significa continuïtat de la trajectòria dels raigs).

L'ordinador calcula les trajectòries concretes dels raigs de llum, des de les fonts de la llum fins al xoc amb altres objectes que apareixen en la imatge, i calcula la pèrdua d'intensitat dels mateixos en el camí mitjançant una fórmula quadràtica.

La simulació de la realitat implica necessàriament el càlcul de la pèrdua quadràtica d'intensitat. Afortunadament, la bellesa no és sinònim de realisme; no totes les imatges que ens semblen boniques són una simulació fidel de la realitat (encara que semblin reals). Moltes vegades, intencionadament, s'utilitzen fórmules no quadràtiques per a calcular la pèrdua d'intensitat de la llum: lineal, de quadràtica, etc. (incloent segons una fórmula inventada pel propi grafista).

Ara podem preguntar-nos sobre l'obra de Velázquez. Quina pèrdua d'intensitat va utilitzar per a obtenir un resultat tan espectacular en el quadre de les Meninas?