Probablemente ocurre cada minuto del día: Una niña pequeña exige ver la foto que su padre le acaba de hacer. Hoy en día, gracias a los smartphones y otras cámaras digitales, podemos ver las instantáneas inmediatamente, queramos o no. Pero en 1944, cuando Jennifer Land, de 3 años, pidió ver la foto de las vacaciones familiares que su padre acababa de tomar, la tecnología no existía. Así que su padre, Edwin Land, la inventó.
Tres años más tarde, después de mucho desarrollo científico, Land y su Polaroid Corporation lograron el milagro de la imagen casi instantánea. La exposición de la película y el hardware de procesamiento se encuentran dentro de la cámara; no hay ningún problema para el fotógrafo, que simplemente apunta y dispara y luego ve cómo la imagen se materializa en la foto una vez que sale de la cámara.
Land es probablemente más conocido por la «foto instantánea» – o el progenitor espiritual de la omnipresente selfie de hoy. Su cámara Polaroid salió a la venta por primera vez en 1948 en establecimientos y a precios dirigidos a la clase media de la posguerra. Pero éste es sólo uno de los muchos avances tecnológicos que Land inventó y comercializó, la mayoría de ellos centrados en la luz y su interacción con los materiales. La tecnología utilizada para proyectar una película en 3D y las gafas que usamos en el cine fueron posibles gracias a Land y sus colegas. La cámara a bordo del avión espía U-2, que aparece en la película El puente de los espías, fue un producto de Land, al igual que algunos aspectos de la mecánica del avión. También trabajó en problemas teóricos, basándose en un profundo conocimiento tanto de la química como de la física.
Soy un científico de la visión que ha tocado muchos de los campos en los que Land hizo grandes avances, a través de mi propio trabajo sobre nuevos métodos de obtención de imágenes, técnicas de procesamiento de imágenes y visión humana del color. Como destinatario en 2018 de la medalla Edwin H. Land, concedida por la Optical Society of America y la Society for Imaging Science and Technology, mi propio trabajo se basa en las innovaciones tecnológicas de Land que hicieron posible la obtención de imágenes modernas.
Controlar las propiedades de la luz
El primer avance de Edwin Land en el campo de la óptica se produjo cuando era joven y descubrió un método cómodo y asequible para controlar una de las propiedades fundamentales de la luz: la polarización.
Podemos pensar en la luz como ondas que se propagan desde una fuente. La mayoría de las fuentes de luz producen una mezcla de ondas con todas las propiedades físicas diferentes, como la longitud de onda y la amplitud de vibración. Se considera que la luz está polarizada si la amplitud varía de forma consistente perpendicular a la dirección en la que viaja la onda.
Dado el material adecuado para que las ondas de luz pasen a través de él, las ondas de luz pueden girar hacia otro plano, ralentizarse o bloquearse. Las modernas gafas 3D funcionan porque un ojo recibe las ondas de luz que vibran a lo largo del plano horizontal, mientras que el otro ojo recibe la luz que vibra a lo largo del plano vertical.
Antes de Land, los investigadores construyeron componentes para controlar la polarización a partir de cristales de roca, a los que se les asignaron nombres y propiedades casi mágicas, aunque se limitaban a disminuir la velocidad o la amplitud de las ondas de luz que viajaban en orientaciones específicas. Land creó «polarizadores» cultivando pequeños cristales e incrustándolos en láminas de plástico, alterando la luz que los atravesaba en función de su orientación en relación con las filas de cristales. Su económico polarizador permitió filtrar la luz de forma fiable y práctica, de modo que sólo pasaran las longitudes de onda con una orientación determinada.
Land fundó la Polaroid Corporation en 1937 para comercializar su nueva tecnología. Sus polarizadores de hoja encontraron aplicaciones que iban desde la identificación de compuestos químicos hasta las gafas de sol ajustables. Los filtros polarizadores se convirtieron en un estándar en la fotografía para reducir el deslumbramiento. Hoy en día, los principios de la luz polarizada se utilizan en la mayoría de las pantallas de los ordenadores y teléfonos móviles, para mejorar el contraste, reducir el deslumbramiento e incluso activar o desactivar píxeles individuales.
Los filtros polarizadores ayudan a los investigadores a visualizar estructuras que no podrían verse de otra manera, desde características astronómicas hasta estructuras biológicas. En mi propio campo de la ciencia de la visión, las imágenes de polarización localizan clases de sustancias químicas, como las moléculas de proteínas que se filtran de los vasos sanguíneos en los ojos enfermos. La polarización también se combina con técnicas de imagen de alta resolución para detectar daños celulares bajo la superficie reflectante de la retina.
Una nueva forma de obtener los datos
Antes de los días de la captura digital de datos de alta velocidad y de las pantallas de alta resolución asequibles, o del uso de cintas de vídeo, la fotografía Polaroid era el método elegido para obtener resultados en muchos laboratorios científicos. Los experimentos o las pruebas médicas necesitaban un resultado gráfico o pictórico para su interpretación, a menudo procedente de un osciloscopio analógico que trazaba un cambio de tensión o corriente en el tiempo. El osciloscopio era lo suficientemente rápido como para capturar las características clave de los datos, pero la grabación de los resultados para su posterior análisis era un reto antes de que apareciera la cámara instantánea de Land.
Un ejemplo común en la ciencia de la visión es la grabación de los movimientos oculares. Un estudio de investigación publicado en 1960 trazaba la luz reflejada por el ojo en movimiento de un observador en una pantalla de osciloscopio, que se fotografiaba con una cámara Polaroid montada, no muy diferente de la cámara Polaroid de consumo que una familia podría sacar en una fiesta de cumpleaños. Durante décadas, los laboratorios de investigación y las instalaciones médicas han utilizado montajes que consisten en una cámara Polaroid y un equipo de montaje para recoger las señales eléctricas que aparecen en las pantallas de los osciloscopios. Los tamaños de los formatos son menos que deslumbrantes en comparación con las resoluciones digitales modernas, pero fueron revolucionarios en su momento.
En 1987, con la fundación de mi nuevo laboratorio de imágenes de la retina, no había ningún método barato para proporcionar una salida compartible de nuestras novedosas imágenes. Tras unos años de lucha para obtener resultados de alta calidad para conferencias y publicaciones, la Polaroid Corporation vino a nuestro rescate, con la donación de una impresora, permitiendo que nuestras contribuciones científicas llegaran a un público más allá de nuestro laboratorio.
Los ojos no son cámaras
Las contribuciones de Land van más allá de patentar más de 500 innovaciones e inventar productos que compraron millones de personas. Su comprensión de la interacción de la luz y la materia promovió formas novedosas de caracterizar los productos químicos con luz polarizada. Y aportó conocimientos sobre el funcionamiento del sistema visual humano que parecían desafiar las leyes de la física, ideando lo que denominó la teoría Retinex de la visión del color para explicar cómo las personas perciben una amplia gama de colores sin que las longitudes de onda esperadas estén presentes en la habitación.
Pero en lugar de hundirse con el mercado de la película, Polaroid se reinventó con nuevos productos que podían ayudar a dar salida al nuevo mundo de las imágenes digitales. Y en un caso de repetición de la historia, Polaroid y otros fabricantes de cámaras instantáneas están disfrutando de una renovada popularidad entre las generaciones más jóvenes que no tuvieron contacto con las versiones originales. Al igual que la pequeña Jennifer Land, mucha gente hoy en día sigue queriendo una versión tangible de sus fotos, ahora mismo.
Ann Elsner, profesora de Optometría, Universidad de Indiana