Storia - Le prime fotografie a colori

Le prime fotografie a colori

Fotografia a colori scattata da Maxwell 

Nella fotografia in bianco e nero i colori non sono altro che la risultante di diverse sfumature di grigio. Il più delle volte  però questi risultano insufficienti a riprodurre alcuni toni che finiscono spesso per confondersi. Le prime lastre fotografiche, infatti, che avevano una sensibilità diversa ai colori, riproducevano il bianco e il blu o il giallo e il rosso con la stessa luminosità. Per ovviare a tale inconveniente, già dal XIX secolo vennero studiate e prodotte le prime lastre  che reagivano correttamente alle tonalità del blu ma non ancora al rosso, all'arancione e al verde che restituivano grigi molto più scuri del blu, queste lastre vennero chiamate ortocromatiche. Nella prima metà di quegli anni  personaggi come Seebeck, Herschel, Becquerel, Hill e non ultimo Niépce riuscirono  ad ottenere instabili registrazioni di oggetti colorati, probabilmente per un fenomeno di interferenza all'interno dello strato sensibile. Tale fenomeno venne utilizzato da Gabriel Lippmann, il quale nel 1891 sviluppò un ingegnoso procedimento. Esponendo, attraverso il supporto di vetro, una lastra fotografica con emulsione a contatto con mercurio, notò che  l'interferenza tra la radiazione incidente e quella riflessa dal mercurio, che fungeva da specchio, faceva sì che l'emulsione rimanesse impressionata a diversi livelli di profondità, la distanza fra i quali era funzione della lunghezza d'onda della radiazione. La lastra, sviluppata e osservata per riflessione, restituiva un'immagine con i colori naturali. Questo procedimento però fu presto abbandonato a causa della difficoltà nel trattamento e nella preparazione dei materiali.

James Clerk Maxwell 

In quegli anni la necessità di rendere le immagini sempre più simili al vero, richiedeva quasi sempre l'intervento manuale del fotografo  il quale dopo lo sviluppo della lastra, per  sopperire alla mancanza di colore, agiva direttamente sulla foto, utilizzando pigmenti di anilina per sfumare e rafforzare molti ritratti. 
Nonostante la richiesta sempre pressante da parte dei clienti di immagini a colori, si dovettero attendere gli studi del fisico inglese James Clerk Maxwell il quale  nel 1859 teorizzò il principio della sintesi additiva dei colori, reso pubblico solo nel 1861. Egli dimostrò la possibilità di ricreare il colore sovrapponendo la luce rossa, verde e blu, ovvero la luce dei cosiddetti colori primari additivi. In pratica l'oggetto colorato veniva ripreso su tre diverse lastre attraverso tre filtri di colore blu, verde e rosso; venivano poi ricavate tre diapositive che, proiettate a registro su uno schermo mediante tre proiettori muniti degli stessi filtri usati per la ripresa, riproducevano a colori il soggetto.

La Sintesi Additiva

Tutte le sfumature cromatiche dello spettro, visibile  dall'occhio umano sono create a partire dai tre colori primarì della sintesi additiva, che molto spesso possiamo incontrare in tutte le descrizioni dei sistemi fotografici: dalla fotocamera allo scanner, dal monitor al videoproiettore. Parliamo ovviamente del blu, del verde e del rosso, sintetizzati nella sigla RGB (Red, Green, Blue). 

Sintesi additiva

Si parla di "sintesi additiva" quando le radiazioni luminose che si sommano creano un colore più chiaro rispetto a quello delle due radiazioni luminose che l'hanno generato, fino ad arrivare al bianco. 
Per comprendere il funzionamento della sintesi immaginate di accendere tre proiettori, di proiettare il cono della loro luce su una parete bianca e anteporre a ognuno di toro un filtro, rispettivamente blu, verde e rosso. Intersecando questi tre fasci di luce concentrata, otterremo il risultato illustrato nella figura accanto.
Come si può vedere, il punto di intersezione dei tre fasci genera il bianco, mentre l'intersezione tra blu e rosso genera il magenta, l'ntersezione tra blu e verde genera il ciano e l'intersezione tra rosso e verde genera il giallo. 
In questa schematizzazione, ovviamente, non sono evidenziate le sfumature generanti tutti i colori detto spettro, tutti tranne uno, il nero, esso  infatti, è il frutto della totale "assenza di radiazioni luminose": per ottenerlo dovremmo  semplicemente spegnere la luce.

 Louis Ducos du Hauron e la Sintesi Sottrattiva

Un procedimento simile, che utilizzava i colori blu, giallo e rosso, venne ideato alcuni anni più tardi da Louis Ducos du Hauron il quale mise a punto il procedimento che aprì la strada alle emulsioni a colori. Questo procedimento venne denominato sottrattivo, e utilizza appunto i colori complementari o primari sottrattivi. 
Nel 1868 egli osservò che un foglio di carta, ricoperto di sottili linee adiacenti di colore blu, verde e giallo, appariva bianco se osservato per trasparenza e grigio se osservato per riflessione e brevettò un procedimento di fotografia a colori basato su questo fenomeno. 

La Sintesi sottrattiva

Sintesi Sottrattiva

I colori della sintesi sottrattiva sono i pigmenti magenta, ciano e giallo. Su tale principio che si basano strumenti quali le stampanti. 
A differenza della sintesi additiva, l colori della sintesi sottrattiva non sono sono dati  da radiazioni luminose ma bensì  da pigmenti di inchiostro, che sommandosi danno una tonalità più scura rispetto a quelle di partenza.
La sintesi sottrattiva, quindi, si basa su un concetto opposto a quello della sintesi additiva. l suoi colori sono i complementari della sintesi additiva: il magenta (complementare al verde), il ciano, (complementare al rosso) e il giallo (complementare al blu). Essendo opposto alla sintesi additiva, l'unione dei tre colori della sintesi sottrattiva genera il nero, mentre per ottenere il bianco è necessario avere una totale assenza di pigmento. 
Le stampanti e tutti i processi di stampa usano il principio della sintesi sottrattiva, ma in più usano anche un inchiostro nero perché se è vero che nella teoria l'unione di giallo, magenta e ciano genera il nero  nella pratica la tonalità nera che ne risulta è poco brillante,e quindi si aggiunge il nero per rendere più gradevole, contrastata e satura l'immagine nelle tonalità scure. 
I moderni procedimenti  di stampa, quindi, utilizzano questi quattro colori, indicati con la sigla CMYK, (Ciano, Magenta, Yellow, Black) meglio conosciuta come quadricromia. Le stampanti digitali più evolute, per aumentare la gamma delle tonalità, possono pero usare anche altri colori come il magenta, il ciano ed il nero light, oppure per coprrire particolari esigenze anche il rosso o il verde.

...ulteriori passi avanti

- Nel 1873 Hermann Vogel,  dimostrò che era possibile sensibilizzare le lastre anche agli altri colori trattando le emulsioni con dei coloranti. 
- Nel 1882 furono realizzate delle lastre sensibili anche al verde  e poiché la sensibilità di queste lastre era ancora sbilanciata verso il blu, molte macchine erano dotate di un filtro giallo che poteva essere inserito davanti all'obiettivo per ovviare all'inconveniente. 
- Nel 1903 furono prodotte le prime emulsioni sensibili alla luce arancione e dal 1905 alla luce rossa.

Lastra Pancromatica

Il procedimento di Louis Ducos du Hauron venne ripreso in considerazione negli ultimi anni del XIX secolo quando furono disponibili i materiali sensibili pancromatici con i quali era possibile effettuare la ripresa, attraverso un reticolo di linee o di granuli di colore blu, verde e rosso; in seguito all'inversione dell'immagine in bianco e nero, il complesso immagine-reticolo osservato per trasparenza restituiva i colori originali. Le prime lastre pancromatiche furono prodotte a partire dal 1906 da Wratten & Wainwright. Queste  lastre quindi sensibili anche al verde e al rosso oltre a permettere una corretta distinzione dello spettro luminoso nella fotografia in bianco e nero, restituivano meglio i colori, richiedendo tempi di scatto sempre più veloci. Sfruttando questo principio i fratelli Lumière realizzarono le lastre Autochrome, la cui produzione iniziò nel 1907. 

Autocromia

L'autocromia (o Autochrome) è un procedimento di fotografia a colori basato sulla sintesi additiva, brevettato il 17 dicembre 1903 dai fratelli Lumière. L'autocromia, rivoluzionò il campo della fotografia a colori e diventò ben presto popolare, nonostante il costo e la complicazione. 

Procedimento

Lastra autochrome 1907

Il principio su cui si basava era quello della sintesi additiva spaziale, poiché i colori che apparivano sulla lastra autocroma erano ottenuti grazie a un mosaico di piccolissimi filtri costituiti da granelli di fecola di patate colorati in verde, blu-violetto e arancione. Questi granelli venivano stesi su un supporto di vetro in uno strato sottilissimo, in modo che non si sovrapponesero, ma risultassero giustapposti. Gli interstizi venivano poi riempiti con nerofumo. Sullo strato di granelli di fecola veniva poi stesa un'emulsione fotografica in bianco e nero. La lastra veniva esposta dal lato del supporto e sviluppata. Poiché l'immagine così ottenuta era un negativo a colori complementari, la lastra veniva poi sottoposta a un procedimento d'inversione, in modo da ottenere un'immagine positiva. L'inversione veniva generalmente ottenuta dapprima eliminando le zone esposte dell'emulsione (quelle che dopo lo sviluppo apparivano nere), poi riesponendo la lastra, stavolta dal lato dell'emulsione, in modo da impressionare l'emulsione rimasta, e infine sviluppando di nuovo. L'immagine ottenuta, osservata da vicino, appariva come un quadro puntilista in cui i colori erano ottenuti per sintesi additiva spaziale dai tre primari verde, blu-violetto e arancione. Benché quello descritto sia il procedimento di autocromia che fu generalmente adottato, nel brevetto statunitense della ditta Lumière del 1906 è descritto un procedimento leggermente diverso. I granelli di fecola erano colorati in giallo, rosso e blu. Sul supporto di vetro veniva steso una strato di granelli giustapposti (senza riempire con nerofumo gli interstizi) e su questo strato ne veniva poi steso un secondo, sempre di granelli giustapposti. Infine veniva stesa l'emulsione in bianco e nero. Dopo lo sviluppo e l'inversione, i colori erano ottenuti per sintesi additiva di sei primari: giallo, rosso, blu, verde, blu-violetto e arancione (gli ultimi tre apparivano nella zone in cui due granelli di fecola di due colori diversi si sovrapponevano). Il procedimento Autochrome continuò a far uso di lastre di vetro fino agli anni 30, quando venne velocemente soppiantato dalle versioni su pellicola: il Lumière Filmcolor, su pellicola piana, nel 1931, e il Lumicolor, su pellicola in rullo, nel 1933. Il successo fu però di breve durata perché il Kodachrome e l'Agfacolor erano ormai alle porte. 

L'Evoluzione dei procedimenti

Nel 1908 A. K. Dorian propose di sostituire i reticoli colorati con un insieme di minuscole lenti ottenute per goffratura sul lato del supporto opposto a quello su cui era stesa l'emulsione. Ponendo davanti all'obiettivo un filtro costituito da tre bande colorate, ciascuna lente proiettava tre immagini, che venivano sovrapposte utilizzando un proiettore che montava sull'obiettivo lo stesso filtro usato in ripresa. Su questo principio si basavano i primi materiali Kodacolor, prodotti fino al 1935.
Tutti questi procedimenti non consentivano la produzione di stampe a colori, se non con mezzi tipografici. L'unico a ottenere copie fotografiche su carta fu E. Vallot che nel 1895 aveva ripreso un'idea di Louis Ducos du Hauron, introducendo un procedimento che però, a causa della bassa sensibilità e della scarsa stabilità dei colori, non ebbe successo commerciale. 

La moderna fotografia a colori

pellicola Kodachrome

L'era della fotografia a colori moderna iniziò nel 1935 con la pellicola fotografica per diapositive, o di tipo invertibile, Kodachrome (1935) ed Ektachrome (1942), che utilizzarono il metodo sottrattivo con tre differenti strati sensibili, mediante filtri colorati, alle tre frequenze di luci corrispondenti all'azzurro, al rosso e al verde. La prima richiedeva un trattamento speciale, perché i colori venivano aggiunti nel corso dello sviluppo. Nella seconda, invece, che è stata la capostipite delle moderne pellicole per fotografie a colori su carta, tre strati, sensibili rispettivamente al blu, al verde e al rosso, contenevano anche i coloranti, che davano origine, durante lo sviluppo, a immagini con i colori complementari (giallo, magenta e ciano). L'immagine riacquistava i colori naturali durante lo sviluppo della copia, stampata su carta il cui strato sensibile aveva una struttura simile. 

Kodachrome

Kodachrome è il marchio di una famiglia di pellicole fotografiche invertibili (ovvero in grado di produrre direttamente un'immagine positiva in seguito a un trattamento d'inversione) dalla Eastman Kodak. Kodachrome è stata la prima pellicola a colori di successo nel mercato di massa usando il metodo sottrattivo. La sua produzione è durata 74 anni ed è stata prodotta in vari formati capaci di soddisfare sia l'ambito fotografico che cinematografico. Pellicola apprezzata in maniera particolare dal dopoguerra agli anni settanta, l'uso del Kodachrome è progressivamente diminuito a partire dagli anni ottanta, quando altri tipi di pellicola a colori divennero realmente competitivi sia in termini di prezzo che di qualità, inoltre con l'avvento della fotografia digitale, la richiesta generale di pellicole è diminuita notevolmente e il Kodachrome è definitivamente uscito di produzione dal 2009. 

Infine la Ciba, riprendendo il vecchio procedimento di sbianca dei coloranti contenuti nei vari strati dell'emulsione, realizzò il sistema Cibachrome, per la stampa di diapositive. 

Cibachrome

Cibachrome

Ilfochrome Classic,  è un procedimento di stampa fotografica a colori positivo-positivo a distruzione di colorante ad elevatissima stabilità cromatica. Fino al 1989 era chiamato Cibachrome. Ilfochrome è anche il nome di diverse pellicole a colori invertibili sia per uso fotografico, sia per uso cinematografico amatoriale (nel formato 2 x 8 mm). In questo caso si tratta però di pellicole invertibili a copulanti cromogeni, che quindi nulla hanno a che vedere con l'Ilfochrome Classic. Nei materiali tradizionali a colori i coloranti si formano durante lo sviluppo cromogeno. Nell'Ilfochrome sono invece già presenti nell'emulsione e vengono distrutti, dove non servono, durante lo sviluppo. Questo consente di usare dei coloranti azoici più brillanti e puri di quelli tradizionali, perché più vicini, dal punto di vista spettrale, ai colori primari ideali ciano, magenta e giallo su cui si basa la sintesi tricromatica sottrattiva. Per questo motivo una stampa Ilfochrome è caratterizzata da brillantezza e purezza dei colori. Inoltre è molto meno soggetta delle stampe tradizionali a variazioni di colore col tempo e con l'esposizione alla luce. L'Ilfochrome è attualmente disponile in diversi tipi, su supporto in poliestere: su supporto bianco opaco, con superficie lucida, per stampe da osservare con luce riflessa; su supporto trasparente adatto per proiezione o retroilluminazione: su microfilm ad alto contrasto e su basso contrasto. 

... arriva la pellicola

Nel 1941 infine, dalla Kodacolor ebbe origine  la prima  pellicola per negativi  a colori, seguita nel 1947 dalla Ektacolor che, ne permise addirittura lo sviluppo casalingo. Argomento che affronteremo in seguito...