La más reciente encarnación de la tradicional excelencia de la empresa germana Zeiss en la fabricación de ópticas cinematográficas responde al nombre de Supreme. A primera vista, pudiera parecer que se sigue un mismo concepto a la hora de escoger las denominaciones de sus gamas medias y altas de cine. Super, Ultra, Master, Supreme

Todas parecen hacer referencia a una herencia de alta exigencia y calidad, así como a un nada disimulado orgullo por los resultados obtenidos durante el camino. Pero si hemos de atender a las razones que esgrime Christophe Casenave –jefe de producto de la compañía para ópticas cinematográficas– las razones detrás de la elección son mucho más prosaicas y modestas.

Fragmento del corto de presentación de las ópticas Supreme Prime rodado por Paul Cameron, ASC en formato completo y proporción de aspecto 2,39:1.
Fragmento del corto de presentación de las ópticas Supreme Prime rodado por Paul Cameron, ASC en formato completo y proporción de aspecto 2,39:1.

Se nos ocurrió después de un debate muy largo con mi colega Isabel Winter. Queríamos un nombre que se recordara con facilidad y que también reflejara lo que debería ser el director de fotografía. No es la óptica la que es suprema. Es el director de fotografía. No hay un concepto unificador detrás de las denominaciones de los juegos de ópticas de Zeiss para cine. En esta ocasión estuvo basado más bien en un sentimiento visceral. Buscábamos un nombre que describiera al director de fotografía y no al producto en sí mismo. Digamos que queríamos expresar el respeto que nosotros, pobres científicos, sentimos por los artistas. ¡Para nosotros son supremos! Nos decidimos finalmente por ese nombre en septiembre de 2017” –ha declarado Casenave.

Dejando de lado los motivos tras la adopción de nombre tan “visceral” por parte de los “pobres científicos” –que vamos a asumir con una pizca de razonable escepticismo– intentaremos analizar –en el presente artículo– las prestaciones y características básicas de este nuevo juego de objetivos, así como las consideraciones elementales que los ingenieros han tenido que manejar para que vieran la luz.

Juego de ópticas ZEISS Supreme Primes.
Juego de ópticas ZEISS Supreme Primes.

Las Supreme suponen la primera incursión de Zeiss –en décadas– en las ópticas cinematográficas de gama media-alta sin hacerlo en colaboración con ARRI. El lanzamiento, este mismo año, por parte del fabricante muniqués de su propia gama de ópticas para gran formato –las Signature Prime– ha despertado toda serie de habladurías sobre las causas de una hipotética ruptura entre ambas empresas. Rumores que Christian Bannert, vicepresidente de desarrollo y fabricación de productos de consumo de Zeiss, ha querido aclarar de manera bastante categórica:

Tanto ARRI como Zeiss se han posicionado siempre como sinónimos de alta calidad y fiabilidad. Ambas compañías han trabajado muy bien juntas y de forma exitosa durante más de 80 años. Como parte de un esfuerzo conjunto con Zeiss, en lo que respecta a diseño y desarrollo, ARRI lanzó las familias Ultra Prime, Master Prime y Master Anamorphic. Recibimos una respuesta excelente por parte de nuestros clientes. Estamos encantados con ese éxito. ARRI continuará ofreciendo esos productos, así como la garantía y el mantenimiento que implican.

Nuestra asociación no es exclusiva. ARRI formó equipo con otros fabricantesFujinonpara desarrollar los zooms Alura y las Signature Primes –fabricadas bajo licencia por Nitto Optical Co. en Japón, donde también realizan las EZ-1 y EZ-2 de Angénieux–. Zeiss lanzó las Compact Primes, los Cinema Zooms –antes conocidos como Compact Zoomsy los Lightweight Zoom por su cuenta. Las Supreme Primes suponen otra gama que Zeiss desarrolla de manera independiente.

Zeiss y ARRI, por supuesto, seguirán desarrollando proyectos de manera conjunta. Como consecuencia de todo esto, ahora ARRI tiene sus Signature Primes y nosotros presentamos nuestras Supreme Primes. Pero déjenme repetirlo: Seguimos y seguiremos trabajando conjuntamente con ARRI. Puede que en el futuro realicemos otro proyecto nuevo juntos. Realmente depende del mercado”.

Cobertura de formato completo

Las Supreme Primes cubren un área de imagen con una diagonal de hasta 46,3 mm de diagonal y lo hacen manteniendo unas dimensiones muy compactas, gran ligereza y alta luminosidad. El sistema de enfoque se basa en una helicoidal rectangular muy avanzada –de diseño único– que aúna la suavidad que define más a los sistemas de levas –como los de las Master Primes, o los de las Tokina Vista– con una robustez superior incluso a la de estos. De todos estos puntos hablaremos con detalle más adelante.

Distancias focales

Por el momento, se prevé que el juego completo esté compuesto por 13 distancias focales: 15, 18, 21, 25, 29, 35, 50, 65, 85, 100, 135, 150 y 200 mm.

Tabla preliminar de prestaciones y características de lasópticas ZEISS Supreme Prime.
Tabla preliminar de prestaciones y características de lasópticas ZEISS Supreme Prime.

La apertura máxima será en todas ellas de T1,5, salvo en las 15 mm y 150 mm –en que será de T1,8– y en la 200 mm –en que será de T2,1. El diámetro frontal será de 95 mm en las 25, 29, 35, 50, 65, 85 y 100 mm y de 114 mm en el resto. El ángulo de rotación es de 300º en toda la gama. El bokeh, se mantiene muy circular en todas las aperturas gracias a sus 16 palas de diafragma y a su módulo no lineal.

Monturas

Al igual que ocurre con los objetivos de sus gamas de entrada CP.2, CP.3 y CZ.2, las Supreme cuentan con un sistema de montura intercambiable por el usuario –la empresa de alquiler, el director de fotografía o el auxiliar pueden cambiar una montura muy rápidamente–. En principio, soportarán las monturas PL y LPL de ARRI y la EF de Canon.

Contactos del protocolo /i y conector XD de transmisión de metadatos en las ZEISS Supreme Primes.
Contactos del protocolo /i y conector XD de transmisión de metadatos en las ZEISS Supreme Primes.

La transmisión de metadatos incluye la información habitual de la tecnología /i de Cooke, además del sistema eXtended Data de Zeiss. Por primera vez en el caso de la firma de Oberkochen, su montura EF se puede comunicar también con cámara, traduciendo los datos de la tecnología /i a datos de la EF. De este modo, es posible visualizar la información de apertura y enfoque en los visores de cámaras con montura EF.

Desarrollo

Como es habitual, los primeros pasos en el desarrollo de esta gama de ópticas comenzaron con la retroalimentación de directores de fotografía, auxiliares, empresas de alquiler y distribuidores hace tres años. En ese momento las únicas cámaras de gran formato cinematográfico disponibles en el mercado eran la ARRI ALEXA 65 –en régimen sólo de alquiler y con un sensor, de 54,12 x 25,59 mm, mucho más grande que el del estándar de formato completo– y la RED 8K VistaVision. ARRI desarrolló una línea separada de ópticas fijas para la ALEXA 65, algunas de las cuales –las Prime DNA– se basan en antiguos diseños ópticos de Zeiss.

Estos últimos habían lanzado su primera gama de Compact Primes, con cobertura para formato completo, ya en 2009. No obstante, sus responsables especifican que se fabricaron para clientes completamente distintos: usuarios de cámaras DSLR con capacidades de grabación de vídeo y operadores-propietarios especializados en trabajos corporativos y/o de muy bajo presupuesto. Sólo a partir de 2015 se comenzó a pensar en qué hacer con las gamas medias y alta de cine. El resultado de las consultas llevó a Zeiss a darse cuenta de que existía la demanda, no literalmente de unas Ultra Prime o Master Prime para formato completo, sino de un juego de ópticas de alta calidad y fiabilidad, que fueran relativamente asequibles y en las que se pudieran combinar tales elementos con el formato completo.

Juego de ópticas ZEISS Super Speed.
Juego de ópticas ZEISS Super Speed.

En su día, la mayor preocupación de todos los fabricantes de ópticas era conseguir el mejor producto posible en términos ópticos y mecánicos. Ahora, se considera a todas esas ópticas como “vintage” y se incluyen en el mismo saco de preferencias –a pesar de que muchas no podrían ser más diferentes entre ellas–. Por ejemplo, unas Zeiss Super Speed destacan por proporcionar una imagen más suave a aperturas de T1,3 –porque su MTF a plena apertura es más bajo– pero en cuanto cerramos el diafragma un poco, dicho MTF sube casi hasta el 100%.

Este comportamiento no es comparable al de unas antiguas Kowa, cuya imagen característica es completamente distinta, y responde más bien a sus elevados niveles de aberración cromática y esférica. Algo parecido podría decirse de las Canon K-35. El hecho de que muchas veces se escojan juegos de ópticas erróneos para un proyecto concreto, tiene que ver con los reducidos presupuestos y la escasez de tiempo para pruebas del que disponen los directores de fotografía. No se puede comparar ópticas añejas como si la imagen dependiera sólo de la época de fabricación y creer que todas van a dar el mismo resultado

Las ópticas ARRI/Zeiss Master prime han dado lugar a todo tipo de análisis, algunos por parte de personajes harto curiosos.
Las ópticas ARRI/Zeiss Master prime han dado lugar a todo tipo de análisis, algunos por parte de personajes harto curiosos.

Las ARRI/Zeiss Master Prime son harina de otro costal. Son nítidas, incluso a T1,3. Algunos directores de fotografía las adoran, pero otros consideran que la transición entre los elementos enfocados y los desenfadados resulta demasiado abrupta. Hoy en día, con la mejora exponencial que han experimentado los métodos de diseño óptico, los fabricantes pueden obtener resultados bastante óptimos con relativa facilidad y se prima también el aspecto “artístico” de la imagen, que es en realidad lo que buscan los directores de fotografía cuando ansían utilizar ópticas “vintage”. El microcontraste no necesita ser tan alto cuando se rueda sobre superficies inmóviles, como los sensores de captación digital –que, al carecer de movimiento, tampoco provocan el suavizado no deseado que provoca la película al moverse enganchada por sus perforaciones a los pernos del motor de una cámara–.

Ejemplo de combinación de alta resolución y desenfoque gradual en las ZEISS Supreme Primes.
Ejemplo de combinación de alta resolución y desenfoque gradual en las ZEISS Supreme Primes.

En el caso de las Supreme Primes, se ha trabajado duro para conseguir la resolución y la nitidez de las Master Prime, pero con una transición enfoque-desenfoque mucho más suave, prolongada y agradable. Los ingenieros de la compañía describen el aspecto de la imagen que proporcionan las Supreme Primes como “nitidez amable”. Amable no sólo para los rostros de los actores –que pueden sobrevivir a un primer plano con sus pestañas nítidas y el resto de su cara suave como la seda aún estando a foco– sino también para los foquistas.

Ejemplo del excelente control de la aberración cromática en las ópticas ZEISS Supreme Primes.
Ejemplo del excelente control de la aberración cromática en las ópticas ZEISS Supreme Primes.

El segundo aspecto al que se ha prestado especial atención es a la reducción de la aberración cromática. Cuando es elevada se forman bordes rojizos, que por agradables que puedan resultar para ciertos efectos estéticos, implican una imagen demasiado dura en tales bordes. Es evidente que el equipo de Zeiss considera importantísimo eliminar la aberración cromática en la medida de lo posible. Se podría decir que la imagen final es de alta resolución, pero al mismo tiempo indulgente.

Conector XD antes de su ensamblaje.
Conector XD antes de su ensamblaje.

Una vez que se finalizó el diseño óptico, se integró la tecnología eXtended Data (XD) de transmisión de metadatos. los principios son similares a los que ya pudimos ver al pasado año con las CP.3 pero aquí las tolerancias son mucho más pequeñas. Era necesario incrementar la precisión de todos los componentes dentro de la óptica para respetar las restricciones que impone un bloque óptico mayor y más exigente. Además, se planea incluir –en una futura actualización– información para la corrección de la –poco importante– respiración que presentan algunas de las distancias focales.

La ergonomía compacta de las ZEISS Supreme Primes.
La ergonomía compacta de las ZEISS Supreme Primes.

El diseño mecánico se realizó con gran énfasis en la ergonomía. De extrema importancia era lograr la misma suavidad y fiabilidad en el sistema de enfoque que con las Master Primes, por el que Zeiss es universalmente reconocida. No obstante, en esta ocasión los diseñadores querían un juego de ópticas notablemente más pequeñas, lo que requirió una tecnología nueva para la mecánica interna. De haber empleado la misma que en las Master Primes el tamaño hubiera sido aún mayor.

Los sistemas de cámara son cada vez más pequeños en general. Las cámaras ya no están restringidas a su uso en dollies, trípodes y grúas. La utilización de Steadies, estabilizadores, estativos, cardanes y cámara en mano –incluso con el paso de un operador a otro durante la filmación de una toma continua– requiere de ópticas compactas y ligeras. Para ello hay que reducir el número de elementos ópticos y encontrar nuevas maneras de soportarlos dentro del barrilete. Todo ello requirió de mucho tiempo, pero por fortuna para Zeiss, Helmut Lenhof, ya llevaba más de cinco años trabajando en esa tecnología y pudo contribuir sobremanera a resolver el rompecabezas al que se enfrentaban.

Test de laboratorio de las ZEISS Supreme Primes a -40ºC.
Test de laboratorio de las ZEISS Supreme Primes a -40ºC.

A partir de ese punto se fabricaron los pre-prototipos y luego los prototipos –ya en 2017–. La calidad debía ser consistente en todos ellos. Se fabricaron cinco prototipos a mano y se sometieron a una batería enorme de pruebas para asegurarse de que cada óptica saldría de producción con el mismo nivel cualitativo. Es el punto en el que no se admiten variaciones. Desde el punto de vista óptico no suele haber sorpresas desagradables entre los prototipos, pero hay que considerar la gran diferencia que existe entre producir cinco unidades en las que sus ingenieros ensamblan todos los componentes –lo que lleva una semana entera de trabajo por cada óptica– y obtener el mismo nivel de calidad con la producción (cuasi) en masa.

Proceso de ensamblaje.
Proceso de ensamblaje.

Con el propósito de igualar los resultados, Zeiss fabricó unas 50 ópticas de preproducción. La idea era que se manufacturaran en una cadena en la que los técnicos aprendieran también a ensamblarlas. Es un modo idóneo de comprobar que todo esté funcionando bien. En ese punto es dónde se averigua si determinados elementos son demasiado complejos de producir o si existe cualquier riesgo de variación durante la producción, lo que resultaría inaceptable en unas ópticas de cine. Se realizaron las correcciones pertinentes y a partir de ahí se comenzó la verdadera producción. En Carl Zeiss Jena, a 360 kilómetros al noroeste de la central de Oberkochen se puede producir y pulir virtualmente cualquier tipo de elemento, incluyendo los aesféricos. La fábrica de Jena tiene capacidad –incluso– para proveer a la central con algunos de los subconjuntos de elementos ya ensamblados.

Proceso de grabado de escalas.
Proceso de grabado de escalas.

En la fase de diseño, sólo cinco ingenieros ópticos y otros cinco mecánicos trabajaron en las Supreme Primes, aunque más de cincuenta personas intervinieron en las diferentes fases de su desarrollo. La gran cantidad de simulaciones que se realizan antes de comenzar –incluyendo las tolerancias de cada elemento y la exclusión de todo aquello que no sea posible fabricar de manera eficiente más tarde– ha optimizado el proceso para Zeiss hasta el punto de que el producto final estaba listo con un trimestre de antelación sobre el plazo previsto inicialmente. Era igualmente importante, contar con un equipo de mantenimiento que ya estaba perfectamente formado para reparar o reajustar cualquier parte de las ópticas antes de que estuvieran disponibles para el público.

Piezas listas para el ensamblado.
Piezas listas para el ensamblado.

No obstante, siempre surgen imprevistos. La retroalimentación de los primeros clientes ha forzado a la compañía a recalcular al alza las previsiones de ventas. Zeiss ha invertido en otra máquina fresadora de alta precisión para los barriletes de enfoque, con la intención de mantener un tiempo de entrega de cuatro semanas desde la compra hasta la entrega a cualquier cliente a nivel global. Según los cálculos de la compañía, esto bastaría incluso en el caso de que se duplicaran los pedidos con respecto a su presupuesto. En consecuencia, también se han duplicado las cantidades de componentes solicitados a los proveedores. Como suele ser habitual en el caso de las empresas alemanas, el 95% de esos proveedores se encuentran en un radio de distancia muy corto con respecto a la central, de manera que –en caso de necesidad– los diferentes responsables pueden establecer una reunión recorriendo menos de 40 kilómetros.

Diseño óptico y simulaciones

Las preguntas a las que se tiene que enfrentar un diseñador óptico son muy numerosas: ¿Qué tipo de vidrio? ¿Cuántos?, ¿Radios? ¿Distancia entre los elementos? En última instancia se trata de un problema matemático multidimensional que hay que resolver. No basta con tener a los expertos necesarios para hacerlo. Además, para ahorrar tiempo, hay que contar con programas específicos. Cualquier lector con el tiempo y el conocimiento suficientes puede emplear algunos de los programas comerciales más conocidos, como Code-V, Zemax o –a nivel más educativo– Oslo.

Una de las ventajas para Zeiss de contar con 27.000 empleados es tener la oportunidad de desarrollar su propio programa óptico, al que llaman Oase –Oasis–. En ocasiones, la solución al problema supone trabajar con más de 200 dimensiones. El Oase, permite no sólo analizar las imágenes fantasma sino también controlarlas. Por ejemplo, si aparece una en mitad de la imagen y el diseñador no la quiere ahí sino en el borde, puede hacer que el sistema cambie los radios y situar esas reflexiones en otro sitio.

Interfaz del software CODE V.
Interfaz del software CODE V.

El siguiente escalón es el de la simulación. De nuevo son necesarios programas especiales para simular la luz parásita, las imágenes fantasma y los reflejos internos. Así se puede decidir que revestimiento es más adecuado para cada superficie. Y no basta con realizar estas simulaciones con los elementos ópticos, porque las imágenes fantasma también pueden estar provocadas por los componentes mecánicos. Con el advenimiento del HDR, reducir la luz parásita cobra redoblada importancia –lo que implica que las ópticas vintage y aquellas en las que se reducen los revestimientos prometen dar más de un susto–. Zeiss cuenta con un experto –Benjamin Völker– especializado en realizar este tipo de simulaciones.

Detalle del elemento frontal de una Zeiss Supreme Prime 35 mm T1,5 donde se pueden apreciar las múltiples reflexiones que llegan a ese primer elemento, así como lo circular de su diafragma.
Detalle del elemento frontal de una Zeiss Supreme Prime 35 mm T1,5 donde se pueden apreciar las múltiples reflexiones que llegan a ese primer elemento, así como lo circular de su diafragma.

Los diseñadores ópticos tratan de encontrar una fórmula que proporcione la mejor imagen posible en el sensor. Pero viven en un mundo ideal, en el que todos los haces de luz impactan en el elemento frontal de las ópticas, atraviesan los elementos restantes –sin reflexiones ni desviaciones a causa de los componentes mecánicos– y llegan al sensor. Expertos como Völker tienen que enfrentarse al mundo real y encargarse de todo lo que puede ocurrir en el interior de una óptica, que es mucho. Basándose en la clase de luces parásitas que encuentre, debe asegurarse de que se sigan diferentes pasos en el proceso de desarrollo.

Las luces parásitas pueden producirse también por influencia residual de fuentes de iluminación que no parecen afectar al elemento frontal de una óptica.
Las luces parásitas pueden producirse también por influencia residual de fuentes de iluminación que no parecen afectar al elemento frontal de una óptica.

El primer paso es encontrar la fórmula óptica, algo que Völker realiza juntamente con el diseñador óptico. A partir de ahí debe lidiar con las imágenes fantasma. Una imagen fantasma es una reflexión entre dos superficies ópticas. En la práctica, se ve como una imagen doble. Se puede reducir con revestimientos o mediante cambios en la fórmula óptica. Un tipo peculiar de imagen fantasma es el narcisismo, que consiste en una imagen doble entre el centro de la imagen y el elemento de vidrio. El más elevado proviene de la luz que se refleja en el sensor de la cámara y llega al último elemento trasero del bloque óptico. Su valor exacto depende de la cámara que se utilice, pero varía entre un 2% y casi un 10%.

Para entender la barbaridad que eso supone, tengamos en cuenta que el narcisismo máximo de una superficie óptica es de un 0,5%. De cara a reducir las reflexiones desde el sensor, se pueden adoptar dos estrategias. Si la imagen fantasma está realmente enfocada, se intenta cambiar la curvatura del elemento o el tipo de vidrio. Nunca se puede hacerlo para un único elemento. Es preciso modificar el bloque completo porque sigue siendo imprescindible enfocar la luz útil. La otra estrategia es un buen revestimiento.

Fotograma de "Star Trek (J.J. Abrams, 2009) con fotografía de Dan Mindel. Ejemplo de flare exacerbado no sólo por el uso de ópticas anamórficas de Panavision, sino también con bastante ayuda extra del departamento de VFX.
Fotograma de “Star Trek (J.J. Abrams, 2009) con fotografía de Dan Mindel. Ejemplo de flare exacerbado no sólo por el uso de ópticas anamórficas de Panavision, sino también con bastante ayuda extra del departamento de VFX.

Para los directores de fotografía, existen diferencias de orden práctico entre las imágenes fantasma y el flare. Las primeras son internas y no hay nada que se pueda hacer para evitarlas en un rodaje. El segundo proviene de una fuente de iluminación externa, natural o artificial, que se puede evitar hasta con una simple bandera. Sin embargo, para un experto en simulaciones, que considera tres o cuatro clases diferentes de luz parásita, no hay la menor diferencia entre la imagen fantasma y el flare. Mientras la luz alcance el sensor con un doble rebote, no existe distinción desde el punto de vista de la simulación. Hoy en día se habla de reflexiones dobles, pero en un futuro cercano –cuando la sensibilidad de las cámaras se incremente todavía más– podría llegar a ser necesario lidiar con reflexiones cuádruples.

Refracción y reflexión.
Refracción y reflexión.

Las imágenes fantasma son el reto más sencillo con el que se enfrenta Völker. Cuenta con dos –o cuatro– reflexiones que puede calcular y con un lugar definido en al que la luz llega al sensor. El cálculo es tan sencillo porque en la simulación siempre se sabe cuál va a ser la siguiente superficie que va a alcanzar la luz. Sólo puede impactar en los elementos ópticos. Responde a la ley de Snell. Pero la luz puede impactar en el interior de la óptica y luego rebotar en el barrilete.

Desde el punto de vista del cálculo, la simulación más compleja e interesante es la de la luz parásita procedente de los componentes mecánicos, denominada dispersión. Cuando la luz se dispersa al golpear el interior de los componentes mecánicos de la óptica, ¿en qué dirección lo hace? En el peor de los casos, se dispersa en una semiesfera completa. Para calcular algo así, hay que general 10.000 rayos rebotando en todas direcciones. El resultado en la imagen es el de una reflexión interna del barrilete, en la que las zonas de sombra aparecen como brumosas y los negros son lechosos.

Fotograma de "Alien: el octavo pasajero" (Ridley Scott, 1979) con fotografía de Derek Vanlint. Supone un ejemplo clásico de cómo afecta el flare al intervalo tonal de la imagen.
Fotograma de “Alien: el octavo pasajero” (Ridley Scott, 1979) con fotografía de Derek Vanlint. Supone un ejemplo clásico de cómo afecta el flare al intervalo tonal de la imagen.

Los flares presentan consecuencias esenciales en una toma, más allá de su posible atractivo estético. El intervalo tonal se reduce. Si apuntamos con la cámara directamente al sol, podremos contemplar dos o tres imágenes fantasma verdaderamente enfocadas. Esas no afectan al intervalo tonal. Son las otras quinientas las que matan el rango dinámico.

Usemos como ejemplo la óptica Supreme Prime 29 mm. Contiene 16 elementos ópticos en su interior, pero –según asegura Völker– es perfectamente factible que haya 530 imágenes fantasma dentro al mismo tiempo. Rodando una toma frente al sol, podremos distinguir unas 10, porque están a foco. Pero las 520 restantes son las que están reduciendo sobremanera el contraste y destruyendo el intervalo tonal. Con las fotografías que se realizan en el laboratorio de Zeiss, es posible predecir –en una simulación– el aspecto completo que tendrá la imagen del prototipo ya fabricado, con un 95% de posibilidades de que la imagen sea idéntica.

Test de imágenes fantasma en las ZEISS Supreme Primes.
Test de imágenes fantasma en las ZEISS Supreme Primes.

Las reflexiones más habituales –como las de los faros de un coche acercándose a cámara en un exterior noche– pueden controlarse y reducirse, pero no eliminarse por completo. Siempre quedará un remanente de reflexión por cada elemento. Se mejora con mejores revestimientos, pero no puede reducirse a cero –a menos que se esté dispuesto a gastar una suma obscena de dinero–. Aún más importante es conseguir obtener el mismo aspecto en todo el juego de ópticas. Los prototipos reales también se prueban en localizaciones reales, fuera del laboratorio. El motivo por el que se realizan estas pruebas es evidente. El cálculo de las imágenes fantasma puede ser diferente con cada condición de iluminación en la que podamos pensar –a diferentes aperturas, con diferentes fuentes de iluminación, diferentes distancias focales, etc–.

Fotograma del cortometraje de prueba de las Zeiss Supreme Primes, realizado por Akira Sako, JSC.
Fotograma del cortometraje de prueba de las Zeiss Supreme Primes, realizado por Akira Sako, JSC.

En términos de reproducción de color, Zeiss busca un aspecto neutro en las Supreme Primes. De este modo es más sencillo optar por una imagen final más matizada –en cualquier sentido– durante la postproducción. Los revestimientos permiten hacer la imagen algo más cálida o algo más fría. Aunque tales revestimientos se desarrollen para reducir las reflexiones, también se combinan y se igualan en todos los elementos para lograr que la transmisión general sea lo más neutra posible. La clave con estas ópticas es que todas esas condiciones sean repetibles y reproducibles.

Ejemplo de elementos con gran nivel de detalle a contraluz.
Ejemplo de elementos con gran nivel de detalle a contraluz.

Para testar las Supreme Primes, se intenta provocar las imágenes fantasma con contraluces. A menudo, con fuentes de iluminación extremas o contra el sol. Se busca a propósito el conjunto de situaciones más severo. Puesta de sol, con un objeto negro en el plano con mucha textura y detalles, contraluces y toda la luz parásita posible entrando en las ópticas e impactando en los componentes mecánicos. Es importante, llegados a este punto, recordar lo que ocurre con las ópticas que se venden “sin revestimientos”. En primer lugar, suelen contar con revestimientos, pero diferentes a los habituales. Sin ningún revestimiento, no sólo se perdería gran cantidad de luz –hasta varios pasos completos– sino que además habría que mantener la óptica en la oscuridad porque el sol dañaría el elemento frontal y se volvería completamente gris en unas semanas.

Ejemplo de ZEISS Supreme Prime distancia focal angular y su comportamiento con fuerte contraluz y luz reflejada sobre los rostros.
Ejemplo de ZEISS Supreme Prime distancia focal angular y su comportamiento con fuerte contraluz y luz reflejada sobre los rostros.

Benjamin Völker, que también es fotógrafo además de ingeniero, piensa siempre en imágenes y aspectos primero. Luego regresa al laboratorio e intenta cuantificar la luz parásita y las imagines fantasma de forma numérica. No siempre es posible asignar números reales a cada cosa. Se puede definir a una imagen fantasma como un punto o un arco o un arcoíris, o como un único color. Se realizan simulaciones de la imagen tal y como aparecerá en el prototipo a diferentes aperturas, distancias y posiciones de las fuentes de iluminación, y se comparan.

La idea es conseguir la mayor consistencia posible entre las diferentes distancias focales. Dentro de la gama de lo posible, se intenta alcanzar un promedio. Y eso se consigue mirando imágenes. Para saber mirar, en estas condiciones, hace falta experiencia. El comportamiento de las imágenes fantasma en una óptica angular es de todo punto diferente al que tienen en una óptica telefoto. Luego hay que ser capaz de preguntarse: “¿Esto es bueno o malo? ¿Podría ser mejor?” Y responder.

Alta resolución, gradación del desenfoque y tonos de piel uniformes neutros combinados gracias a las ZEISS Signature Primes.
Alta resolución, gradación del desenfoque y tonos de piel uniformes neutros combinados gracias a las ZEISS Signature Primes.

El concepto básico detrás de las Supreme Primes es el de tener lo mejor de cada casa. Muy buen contraste y resolución en el plano donde verdaderamente hay un enfoque nítido. Pero también, una caída de foco muy suave y simétrica en ambos sentidos –cercano y lejano–. En un rostro, obtienes pupilas extraordinariamente nítidas pero la piel es suave delante y detrás. Una imagen completamente suavizada o “cremosa” no sería tan buena idea.

Zeiss ha buscado evitar diferentes colores en el enfoque, provocados por la aberración cromática longitudinal en las zonas de enfoque trasera y delantera. La reducción de estas aberraciones de color con el uso de materiales especiales y modificaciones de diseño fue uno de las retos más complicados a los que se enfrentaron los ingenieros ópticos de la empresa con las Supreme Primes –que precisaban consistencia en todo el juego–. El resultado de tanto esfuerzo se nota claramente en los tonos de piel, que las Supreme Primes ayudan a mantener uniformes a lo largo de cierta gama, bastante amplia.

Diseño mecánico

Los responsables del diseño mecánico de las Supreme Primes han realizado su tarea siguiendo el procedimiento habitual. Se mantienen en contacto permanente con los ingenieros ópticos desde el principio para averiguar si será posible fabricar las ópticas y dónde encajan mejor como un juego. Intentan mantener el mismo aspecto externo, con prácticamente la misma longitud y el mismo diámetro frontal y con los anillos en la misma posición. Se empieza por el diseño mecánico de la carcasa y de la transmisión del enfoque. A veces, esta parte puede llevar hasta dos años para completarse de modo satisfactorio.

Detalle del elemento frontal de una ZEISS Supreme Prime 25 mm T1,5
Detalle del elemento frontal de una ZEISS Supreme Prime 25 mm T1,5

Una óptica angular tendrá su elemento frontal cerca del frontal de la propia óptica. De modo que es necesario incorporar un diseño en el que el barrilete proporcione alguna protección al elemento frontal para que no se raye. En el caso de las Supreme Primes, incluso la 25 mm tiene un diámetro frontal de apenas 95 mm. Las ópticas con distancias focales más largas tienen elementos frontales empotrados a más distancia del frontal del barrilete. El diámetro frontal de 95 mm fue un requerimiento desde el primer momento.

Detalle del mecanismo de enfoque de las ZEISS Supreme Prime.
Detalle del mecanismo de enfoque de las ZEISS Supreme Prime.

Uno de los logros más llamativos e importantes de este juego de ópticas, es que el enfoque no está guiado por una leva, y sin embargo es mucho más suave que la mayoría de los sistemas de enfoque helicoidal del mercado. Con algunas de las antiguas ópticas cinematográficas de Zeiss con helicoidal –como las Super Speeds, las Standards e incluso con las Ultra Primes– se repetía el problema de que el par de torsión se volvía más y más rígido a temperaturas más bajas. Las roscas se contraían y se estrechaban en exceso. El equipo de Zeiss quería evitar eso a toda costa en las Supreme Primes.

Al mismo tiempo, buscaban un volumen interno mayor para introducir los grandes elementos ópticos. En las distancias focales angulares los elementos frontales son grandes. El resto de los elementos ópticos internos son relativamente pequeños. Cuando se tiene un elemento frontal grande, también lo es el diafragma dentro de la óptica. De modo, que en las Supreme Primes, en lugar de tener roscas que llegan hasta un punto, las bobinas helicoidales del mecanismo de enfoque son rectangulares. Dicho mecanismo se sigue realizando en un torno, pero con herramientas especiales.

Zeiss ha conseguido buenas calidades de superficie y geometría, aunque su fabricación lleva algo de tiempo, porque la precisión llega a niveles de micrones. Cuando se comparan con otros diseños con las curvas en el interior –en los que hay que fresar dichas curvas– se comprueba que tales superficies son algo más toscas. En cambio, en las Supreme Primes la calidad de la superficie es como la de un espejo. Es posible incluso tener un movimiento suave de enfoque sin lubricante, pero se le ha añadido lubricante para añadir ese movimiento extra suave que se asocia con las Master Prime. Como consecuencia de esta combinación, las Supreme Primes trabajan muy bien a bajas temperaturas. También resultan más ligeras y pequeñas que si se utilizara una leva.

La ligereza de las Supreme Primes es destacable para ser ópticas con ese círculo de imagen. El peso medio de las primeras cinco distancias focales disponibles es de penas 1,6 kilos.
La ligereza de las Supreme Primes es destacable para ser ópticas con ese círculo de imagen. El peso medio de las primeras cinco distancias focales disponibles es de penas 1,6 kg.

Otra peculiaridad es la de la apertura no lineal, que ya se había incorporado en diseños previos como en el de las Master Anamorphic. Ocupa menos espacio en el interior y proporciona más precisión donde se necesita. Entre T1,5 y T4 el tiro es mucho más largo que en una Master Prime, donde la escala es lineal.

Pruebas

En el laboratorio de pruebas de Zeiss trabajan hasta 13 personas. Allí se desarrollan los componentes electrónicos de las Supreme Prime y el firmware para el sistema eXtended Data. También se ensamblan todos los prototipos. Tras su fabricación, comienza la fase de calificación, donde se testan para asegurarse de que cumplen con sus especificaciones. Una vez terminada, se pasa a los test de uso, con las ópticas montadas en cámaras reales bajo condiciones reales y simuladas. Se busca llevar las ópticas a través de todo el flujo de trabajo para ver cómo se mantiene la imagen en cada paso. Por último, se desarrolla todo el equipo de prueba que se usa tanto en el laboratorio como en los servicios técnicos. Los metadatos extendidos, que aportan información sobre distorsión y viñeteo, además de la habitual –apertura, enfoque, etc– se enlazan con el código de tiempo para que se grabe en cámara o en dispositivos externos como los de Ambient.

Cajas de pruebas
Cajas de pruebas

La lista de torturas a las que se someten las ópticas es amplia. Se emplean proyectores para probar la geometría, la distorsión, la resolución, el contraste y la profundidad de campo. Se colocan sobre maquinaria que rota por completo los anillos de enfoque y diafragma hasta 200.000 veces por turnos, para asegurarse de que la electrónica y la mecánica son estables a lo largo de toda la vida de la óptica. Se emplean cajas tridimensionales con objetos y tejidos de toda clase, generando además sombras. Proporcionan mucha más información que las cartas impresas habituales –e indudablemente resultan más divertidas–.

Zeiss ha desarrollado gran cantidad de dispositivos especializados que permiten chequear los elementos internos o alinear sistemas ópticos enteros dentro del barrilete. De ese modo ha conseguido establecer una forma extremadamente controlada de ensamblar las ópticas paso a paso. Una vez que una óptica se ha completado, se realiza un alineamiento final con una máquina K8 o K9. Es la única forma de garantizar que ninguna óptica abandone la compañía sin cumplir con sus especificaciones.

Fabricación

Como hemos indicado anteriormente, el 95% del vidrio óptico y el 100% de los componentes mecánicos de las Supreme Primes provienen de Zeiss –o de compañías que se hallan en las proximidades de su sede central en Alemania– lo que proporciona a la firma un enorme grado de control sobre la cadena de suministro. La cercanía es crítica para la mayoría de las empresas germanas relacionadas con la fabricación de cámaras, ópticas o fuentes de iluminación profesionales. En la industria cinematográfica, el volumen es relativamente pequeño. Zeiss no produce en masa miles de ópticas, como tiene que hacer en el mercado fotográfico. Hablamos de cientos de unidades en este caso y la precisión que se espera de ellas es muy superior.

Esquema del sistema Kanban.
Esquema del sistema Kanban.

La producción en serie comenzó en noviembre de 2017, pero la planificación lo hizo bastante antes. Lo primero que se hizo fue establecer el proceso de mecanización para el nuevo sistema de enfoque. Se trabajó en dicho sistema durante casi un año para alcanzar la precisión requerida. A continuación, se planificó el espacio de trabajo y la línea de ensamblaje en conjunción con los equipos de ingeniería e I+D para establecer el modo más eficiente, lo que llevó a testar un total de ocho líneas diferentes.

Después de cuatro o cinco semanas, comenzó a funcionar de manera definitiva. Zeiss aplica el sistema Kanban japonés para la fabricación. Funciona de manera similar a un supermercado. Los técnicos de ensamblaje tienen cajas de componentes delante de ellos en sus estaciones de trabajo. Cuando una caja se vacía, un empleado de logística lleva esa caja vacía a la sala de suministros para reponerla. La otra caja –que queda en la estación de trabajo– tiene un número de componentes suficiente para durar hasta que llega la nueva. A esta clase de sistema se le denomina “logística limpia” y los responsables de Zeiss confirman haberse inspirado para su utilización en Toyota.

El muy particular "supermercado" de Zeiss.
El muy particular “supermercado” de Zeiss.

Al principio de su fabricación, llevaba de uno a dos días fabricar una Supreme Prime. Una vez se han añadido técnicos, ese tiempo se ha recortado y aumentado la producción. El proceso de ensamblaje tiene dos fases. Primero, se ensambla el barrilete pieza a pieza. Cada componente se ha pintado de negro alrededor de los bordes con una fórmula especial que minimiza las reflexiones desde la parte interna del barrilete hacia los extremos. La óptica se mide en la máquina de medición K8 MTF, para comprobar el diámetro, el centrado y la geometría. Las ópticas se ajustan individualmente. Lo mismo ocurre con cada escala de enfoque, que se identifica con letras –AA, BB, CC, etc.– y se graba específicamente para una óptica concreta. El chequeo final se realiza en una máquina K9.

Máquina ZEISS K9.
Máquina ZEISS K9.

Las ópticas se ajustan con tornillos desde el exterior y con cuñas. Todas ellas tienen una minúscula variación. Se aspira a la precisión en todo el juego, para cada distancia focal. Los elementos son esféricos y aesféricos y algunos de ellos se pegan juntos. El departamento de I+D de Zeiss desarrolla pegamentos especiales, optimizados para diferentes combinaciones de vidrio óptico. Una gran ventaja, en comparación con la producción en masa es que se trabaja en una única óptica cada vez.

Personal técnico especializado de Zeiss en la sala limpia.
Personal técnico especializado de Zeiss en la sala limpia.

Para conseguir técnicos cualificados en una zona rural, Zeiss tiene un programa de formación. Su reputación es la de ser un lugar agradable para trabajar y eso atrae a suficiente personal. Cada año, el responsable de logística visita los diferentes departamentos dentro de la compañía en los que se ha estado formando a aprendices durante un periodo previo de tres años. Las líneas de ensamblaje tienen forma de U. Si los técnicos precisan de más experiencia, comienzan realizando el primer paso. Una vez que son capaces pasan al segundo y así sucesivamente. Si todo el mundo está ya cualificado y se están construyendo 20 Supreme Primes al día, es posible que 20 personas estén haciendo el proceso completo, cada uno con una óptica.

Estación de trabajo.
Estación de trabajo.

A diario, hay una reunión de los equipos de suministro y de ventas –a las 8:15 horas– con el de ensamblaje. Si el equipo de ventas necesita 40 ópticas ese día, el equipo de suministros llevará 40 tarjetas Kanban. Cada tarjeta representa una óptica que el equipo de ensamblaje rellena con información, como que una Supreme Prime de 50 mm necesita una escala de enfoque en metros con montura LPL y otra 85 mm requiere una escala de enfoque en pies y montura PL, por ejemplo.  De ese modo, el equipo de ensamblaje conoce la planificación del día. Idealmente, por la tarde se han marcado las 40 tarjetas y hay 40 ópticas completadas, listas para salir. Si hay algún problema el día antes, se discute en la reunión matutina. Por lo general, los problemas se resuelven en el mismo día.

Proceso de secado manual de la pintura.
Proceso de secado manual de la pintura.

Las Supreme Primes se fabrican en la misma sala limpia donde se ensamblan las Ultra Primes, las Master Primes y las Master Anamorphics. Los técnicos que limpian los elementos ópticos tienen que pasar hasta 18 meses de formación para obtener la calificación que requiere hacer ese trabajo. Para realizarlo correctamente, es necesario visualizar la totalidad de la óptica con sus elementos internos. Un buen técnico de Zeiss debe ser capaz de mirar una óptica completada y detectar en qué elemento está una mota de polvo o una imperfección. E incluso, de decirte si el defecto está en la parte frontal o trasera de dicho elemento. Los técnicos sabrán, además, de qué tipo de vidrio está hecho el elemento –Zeiss tiene 130 clases distintas–. Para cada tipo hay un método diferente de limpieza usando numerosos líquidos diferentes, ya que algunas clases de vidrio y de revestimientos son muy sensibles a varios tipos de fluidos.

Entregas

Las entregas de las Supreme Primes comenzaron en junio con el juego inicial de cinco distancias focales –25, 29, 35, 50 y 85 mm–. La 100 mm llegará en diciembre de 2018. La 65 mm debería entregarse en primavera de 2019, seguida por la 21 mm en verano y por las 135 y 150 mm más tarde ese mismo año. Las 15, 18 y 200 mm se entregarán en 2020.

Juego de las seis primeras distancias focales de las ZEISS Supreme Prime.
Juego de las seis primeras distancias focales de las ZEISS Supreme Prime.

El precio aproximado –impuestos excluidos– es de unos 90.000 € por las primeras seis ópticas, o lo que es lo mismo, unos 15.000 € por cada una.

 

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