Luce e pelle scura: esposizione, sorgenti e la storia delle Shirley card di Kodak

Un esposimetro non vede una persona. Vede una quantità di luce riflessa e la traduce in un grigio medio, qualunque cosa abbia davanti. Su una carnagione chiara l’errore resta nascosto, perché il grigio medio e il volto stanno vicini. Su una carnagione scura la stessa macchina produce volti slavati, occhi senza dettaglio, riflessi che bruciano sulla fronte e sugli zigomi. Per capire perché succede, e come si evita, bisogna tenere insieme tre piani: la fisica della luce sulla pelle, la tecnica di ripresa e una storia industriale precisa, quella delle carte di taratura che i laboratori Kodak usavano per decidere come dovesse apparire un volto.

La guida va dal principio (come misurano gli strumenti, che cosa assorbe la pelle) alla pratica di studio e di scena, fino alla storia delle Shirley card e al suo strascico negli algoritmi dei telefoni.

Perché l’esposimetro sbaglia sulla pelle scura

Che cosa misura davvero una fotocamera

Ogni esposimetro integrato in una fotocamera lavora sulla luce riflessa dalla scena. Secondo la voce di Wikipedia sull’esposimetro, gli strumenti di questo tipo sono tarati per scene «medie»: trattano ciò che misurano come un tono medio. Le costanti di calibrazione variano per marca (12,5 per Canon, Nikon e Sekonic, 14 per Minolta, Kenko e Pentax, una differenza di circa un sesto di stop) e sono state fissate in modo convenzionale all’inizio degli anni Settanta. Si parla spesso di grigio al 18 per cento di riflettanza, riferimento che la voce sul grigio medio definisce come valore tipico in fotografia e stampa.

La conseguenza pratica è semplice. Se inquadri un muro nero e lasci fare all’automatismo, il muro viene reso grigio. Se inquadri una parete bianca, lo stesso. Un volto con poca luce riflessa, lasciato alla misura automatica o a una lettura puntuale su di esso senza correzione, riceve più luce del dovuto e scivola verso un grigio medio. Il risultato ha un aspetto opaco, privo della profondità che la pelle ha davvero.

La misura a luce incidente evita il problema alla radice. Il dome dell’esposimetro portatile raccoglie la luce che cade sul soggetto e ignora ciò che il soggetto riflette: la lettura non dipende dalla riflettanza di pelle, abiti o fondale. La voce già citata spiega che questo la rende meno incline a errori su soggetti molto chiari o molto scuri. Un articolo di PictureCorrect sulla fotografia di diverse tonalità di pelle arriva alla stessa conclusione dalla parte del mestiere: i fotografi più esperti, scrive, portano l’esposimetro a luce incidente anche quando la fotocamera ne ha uno perfettamente funzionante.

Che cosa assorbe la pelle

Dietro la differenza di resa c’è la melanina. Uno studio del 1997 pubblicato su Lasers in Medical Science, «Skin pigmentation characterized by visible reflectance measurements», ha misurato in vivo gli spettri di riflessione della pelle in 28 siti. I soggetti asiatici e caucasici mostrano valori nello stesso intervallo, i soggetti africani valori «significativamente più bassi». A 694 nm il coefficiente di assorbimento dell’epidermide, dovuto alla melanina, è di circa 2500 m^-1 per la pelle africana e di 300-1200 m^-1 per quella caucasica e asiatica. Il lavoro nasce in ambito dermatologico, per i trattamenti laser, ma i numeri dicono una cosa che al fotografo serve: una superficie che assorbe di più restituisce meno luce all’obiettivo, a parità di illuminazione.

La pelle ha anche una componente speculare, il riflesso lucido di sebo e sudore, che copia la forma della sorgente. Su una pelle scura la parte diffusa è meno luminosa e il contrasto con i riflessi aumenta: per questo conviene lavorare sulla qualità del riflesso più che sulla quantità di luce.

La scala Fitzpatrick e i suoi limiti

Per classificare la pigmentazione si cita spesso la scala Fitzpatrick, sei tipi dal I (pelle pallida che si scotta sempre) al VI (pelle scura che non si scotta mai). Il dermatologo Thomas B. Fitzpatrick la sviluppò nel 1975 per stimare la risposta della pelle ai raggi ultravioletti, non per descrivere il colore in fotografia, e la scala è stata criticata per la scarsa rappresentazione delle pelli brune e nere: i tipi V e VI furono aggiunti in un secondo momento. Resta il riferimento usato nelle misure sugli algoritmi, ma dentro un solo tipo cadono tonalità molto diverse.

Misurare la luce su un volto scuro

Luce incidente, lettura puntuale, istogramma

Tre strumenti, tre logiche. L’esposimetro a luce incidente misura la sorgente e non il soggetto. La lettura puntuale misura una piccola area; la voce su metering mode la descrive come una misura limitata a una zona minima, dell’ordine dell’1-5 per cento dell’area del mirino, utile nelle scene ad alto contrasto come i soggetti in controluce. L’istogramma, sul dorso della fotocamera digitale, mostra come si distribuiscono i toni dopo lo scatto.

La tabella riassume come usarli sul volto scuro, con una nota sul tipo di errore che ciascuno previene.

Dove collocare il volto sulla scala dei toni

Le fonti pratiche non concordano su quale tono assegnare a una pelle scura, e nel disaccordo c’è un’informazione. Una lunga discussione tra operatori su cinematography.net sul tono della pelle raccoglie posizioni opposte. Il direttore della fotografia Geoff Boyle usa il palmo della propria mano come Zona VI. Per la pelle scura si cita come punto di partenza la Zona V, indicazione attribuita a Blain Brown, che la presenta come semplice partenza e non come regola. Terence Donovan, secondo un intervento, trattava la pelle afro-caraibica con due stop di sottoesposizione. Un altro partecipante riferisce che, in una prova, la pelle caucasica rendeva meglio con un grigio di riferimento a due stop sotto un fondale bianco, e che la pelle afro media si colloca circa una zona più in basso. Qualcuno ritiene invece che un esposimetro a luce incidente riproduca correttamente i toni senza correzioni speciali.

Il metodo e il punto di partenza contano più delle cifre: si sceglie il valore a cui il volto deve stare, si misura, si controlla il file e si corregge. Il sistema zonale di Ansel Adams offre il linguaggio adatto: ogni zona dista uno stop dall’altra, quindi spostare il volto di una zona significa aprire o chiudere di uno stop.

La legge dell’inverso del quadrato in pratica

La luce di una sorgente puntiforme cala con il quadrato della distanza:

Spostare un flash da 1 m a 1,4 m dal soggetto toglie uno stop, spostarlo a 2 m ne toglie due. Per il ritratto il corollario è pratico: avvicinare la sorgente al volto è il modo più rapido per ammorbidire la luce e aumentare il livello. L’articolo sul rapporto di illuminazione spiega come calcolare lo scarto tra luce principale e luce di schiarita con la formula (key + fill) : fill; vale anche qui, ma i rapporti vanno scelti guardando i riflessi sulla pelle, non solo le ombre.

La differenza in stop tra due livelli di luce si esprime con il logaritmo in base 2 del rapporto:

Se la luce sul lato in ombra è un quarto di quella sul lato in luce, la differenza è di due stop: un rapporto 4:1.

Sorgenti e modificatori per la pelle scura

La dimensione della sorgente prima della potenza

La direttrice della fotografia Ava Berkofsky, che ha lavorato alla serie televisiva Insecure, ha spiegato in un’intervista ripresa da PetaPixel il suo approccio tecnico: sulla pelle scura tutto dipende dal fare in modo che la pelle sia riflettente. Per questo conta più la dimensione della sorgente che la sua intensità: una sorgente ampia offre alla pelle una superficie estesa da riflettere. Una sorgente piccola, anche se potente, produce un riflesso concentrato e duro sulle zone più sporgenti del volto.

In studio questo significa ombrelli grandi con diffusore, softbox o octabox, avvicinati al soggetto. Più la sorgente è vicina rispetto alle sue dimensioni, più l’angolo che sottende è ampio e più morbida è la luce. Sul uso dei riflettori è disponibile un confronto tra superfici argento, oro, bianche e traslucide; per la pelle scura il bianco resta una scelta prudente, perché riempie le ombre senza introdurre nuovi riflessi duri.

Luce dura e luce morbida: quando usare l’una o l’altra

Una guida pratica di V-Flat World sui ritratti di pelle scura distingue due strade. La luce morbida arriva da un ombrello grande con diffusore, da un softbox, da un octabox o da un beauty dish con calza diffusore. La luce dura arriva da un flash nudo, da un riflettore argentato o da luci gelatinate, ed è utile quando si vogliono accentuare i riflessi su fronte, zigomi e naso: sulla pelle scura, osserva la guida, sono i riflessi a definire la struttura del volto più delle ombre.

La scelta dipende dall’effetto desiderato. Un ritratto da copertina o da beauty chiede riflessi controllati, quindi sorgente ampia e vicina, schiarita bianca sul lato in ombra. Un ritratto drammatico accetta la luce più dura, con poca schiarita, a patto di misurare i riflessi e fermarli prima del bordo destro dell’istogramma. In entrambi i casi la schiarita ha un compito: la stessa guida suggerisce un V-flat bianco sul lato in ombra per rimandare luce senza alterarne il carattere, e un triflector sotto il mento per aprire gli occhi e alleggerire le ombre.

Posizione delle luci rispetto al volto

Il posizionamento classico a 45 gradi, descritto nell’articolo sugli schemi di luce nel ritratto, funziona anche sulla pelle scura. Una luce laterale più decisa, come nello schema split, crea riflessi scultorei sul lato rivolto alla sorgente, ma il lato opposto rischia di perdere ogni informazione e la schiarita va calibrata. La luce frontale e piatta, vicina all’asse dell’obiettivo, appiattisce i volumi, perché la modellatura nasce dai riflessi e un riflesso frontale non ha direzione.

Più soggetti con carnagioni diverse nello stesso scatto

La foto di coppia o di gruppo con pelli molto diverse mette in difficoltà molti. Si avvicina la luce principale al soggetto con la pelle più scura, si misura la luce incidente su entrambi i volti e, se lo scarto supera uno stop e mezzo, si interviene su distanza o schermature; il soggetto più chiaro si può attenuare in post-produzione. Nella discussione di cinematography.net un operatore descrive lanterne di carta di riso con rivestimento riflettente che aggiungono circa mezzo stop su un lato: ruotandole, bilanciano due tonalità nella stessa inquadratura. Un fondale neutro, di tono medio, evita un contrasto aggiuntivo.

Fondali, abiti, colore e preparazione della pelle

Bilanciamento del bianco e dominanti

La stessa guida di V-Flat World suggerisce di evitare il bilanciamento automatico del bianco, che può raffreddare l’incarnato e farlo apparire grigiastro. Per le luci flash si usa il preset dedicato, all’aperto il preset luce diurna o ombra; per l’accuratezza si imposta un bilanciamento personalizzato su un grigio di riferimento oppure si inserisce una carta colorimetrica nello scatto di prova. Un lieve spostamento verso il caldo può arricchire le tonalità scure, purché si parta da una base neutra, così che ogni intervento sia deliberato.

Una nota di mestiere: la pelle scura lucida riflette il colore dell’ambiente, e un cielo blu o un fondale freddo possono tingerla di blu. Nella discussione di cinematography.net un partecipante, Mark Schlicher, osserva che una pelle scura e lucida può assumere una tinta bluastra e che una leggera gelatina calda può aiutare. Lo stesso intervento segnala un problema pratico frequente: i capelli neri assorbono la luce del controluce, e la linea di contorno che il controluce dovrebbe disegnare svanisce.

Fondale e abbigliamento

Il fondale determina il contrasto percepito. Su uno sfondo molto chiaro un volto scuro appare ancora più scuro e l’esposimetro a matrice si lascia ingannare; su un nero pieno il volto scompare se la luce non è sagomata. Un fondale di tono medio mantiene la separazione senza forzare l’esposizione. Gli abiti bianchi vicino al volto alterano la lettura riflessa su un’inquadratura stretta: un motivo in più per misurare la luce incidente.

La preparazione della pelle

Berkofsky spiega di concordare con la truccatrice una base riflettente sulla pelle. Nella discussione di cinematography.net un operatore ricorda che per le immagini di bellezza si usano cipria o carta assorbente per tenere sotto controllo i riflessi. Le due indicazioni convergono: si cerca una pelle che rifletta in modo uniforme e controllato, senza punti bianchi bruciati.

Il cinema e la televisione ripensano il volto

Il valore di 70 IRE e la sua messa in discussione

Nella televisione e nel cinema digitale esiste una convenzione secondo cui la pelle si espone attorno a 70 IRE sul monitor forma d’onda. Berkofsky la contesta apertamente: in un’intervista ripresa da SLR Lounge sostiene che portare la pelle scura a quel valore rende il resto della scena troppo luminoso, e porta come esempi due sitcom, The Cosby Show e The Fresh Prince of Bel-Air. La sua alternativa è di lavorare con luce riflessa più che diretta; quando usa luce diretta, si tratta in genere di LED a bassa intensità, come un LiteMat 4; un polarizzatore davanti all’obiettivo scolpisce la luce sul volto, mentre le riflessioni servono a modellare i tratti.

Il valore a cui si espone il volto è una scelta estetica e narrativa. Per la discussione di cinematography.net, la pelle scura richiede da due terzi di stop a uno stop di luce in più della pelle caucasica media secondo un partecipante, mentre altri indicano chiave pari o inferiore per i soggetti più scuri: il disaccordo dipende da che cosa si misura e con quale strumento, e il metodo va dichiarato prima del valore.

La storia delle Shirley card di Kodak

Una modella, un laboratorio, un riferimento

Le Shirley card erano immagini di riferimento che i laboratori usavano per tarare la stampa del colore. Secondo il servizio della NPR del 2014 sulle carte di Kodak, prendevano il nome da Shirley Page, modella di studio per i nuovi prodotti Kodak, e risalgono alla metà degli anni Cinquanta. In quegli anni, nel 1954, il governo federale statunitense mosse per spezzare il monopolio di Kodak sui servizi di stampa; la società costruì la stampatrice S5 per i piccoli laboratori indipendenti e inviò ai laboratori dei kit con stampe a colori e negativi non esposti. Ogni laboratorio stampava il negativo del kit e confrontava il risultato con la stampa di riferimento, regolando i filtri finché le due corrispondevano.

La National Gallery of Art descrive lo stesso meccanismo a proposito delle stampe cromogeniche: i tecnici stampavano la carta, la confrontavano con la versione calibrata e regolavano i filtri prima di stampare le immagini dei clienti. Il processo trascurava le differenze tra negativi, la luce della scena e i soggetti fotografati; le macchine erano tarate su donne bianche, e questo lasciava la pelle più scura resa male, talvolta con volti nascosti. Le prime Shirley erano tutte bianche; in seguito le carte ritraevano la modella con perle, guanti, cappelli e costumi da bagno.

Ray DeMoulin, che diresse la divisione di tecnologia fotografica di Kodak e poi fu vicepresidente, disse alla NPR di aver perso le tracce della Shirley originale dopo che si era sposata e aveva lasciato l’azienda. Aggiunse: «Era semplicemente nota come la Shirley. E non faceva differenza quale modella arrivasse dopo a farla.» Il riferimento era diventato un ruolo, una funzione ricoperta da modelle diverse nel tempo.

La chimica della pellicola e il mercato di allora

Perché il riferimento fosse così? La professoressa Lorna Roth, della Concordia University, ricorda alla NPR che negli anni Cinquanta chi comprava fotocamere era in prevalenza di pelle bianca. La stessa studiosa è l’autrice dell’articolo «Looking at Shirley, the Ultimate Norm: Colour Balance, Image Technologies, and Cognitive Equity», apparso nel 2009 sul Canadian Journal of Communication (34, 1, pp. 111-136), fonte principale della storia delle carte di taratura riportata anche dalla voce di Wikipedia sulle carte di riferimento colore. Quella voce riferisce che nei laboratori nordamericani degli anni Quaranta e Cinquanta la carta standard mostrava una sola donna «caucasica» in abiti vivaci, e che solo pochissime ritraevano un uomo adulto. La chimica delle pellicole, aggiunge, era in origine orientata verso i toni di pelle chiari per la loro alta riflettività.

Una taratura costruita su un solo volto trasforma una convenzione in standard. Jersson Garcia, tecnico del Richard Photo Lab di Hollywood, ha detto alla NPR che se la Shirley appare corretta il resto della stampa è accettabile; il direttore generale Bill Pyne ha aggiunto che nel mondo reale non esiste uno standard.

Le lamentele del cioccolato e dei mobili

Il cambiamento, secondo la memoria istituzionale di Kodak riferita da Aperture a proposito del lavoro di Adam Broomberg e Oliver Chanarin, ebbe origine nei prodotti da fotografare: i produttori di mobili in legno e di cioccolato si lamentavano di non riuscire a fotografare bene i prodotti, perché i marroni non venivano resi con la giusta ricchezza. L’articolo la presenta come il racconto che l’azienda ha tramandato di sé stessa. Il titolo stesso del progetto dei due artisti, To Photograph the Details of a Dark Horse in Low Light, riprende un’espressione attribuita a descrizioni interne di Kodak per una nuova gamma di pellicole.

Jim Lyon, entrato negli anni Settanta nella divisione di tecnologia fotografica e nei laboratori di ricerca di Kodak, raccontò alla NPR di aver cominciato a usare modelli neri nelle prove aziendali: «Ho cominciato a inserire molto modelli neri nei nostri test, e la cosa ha preso piede molto in fretta.» Secondo la stessa fonte, già negli anni Settanta Kodak aveva iniziato a produrre carte di riferimento multietniche con modelle nere, asiatiche, latine e bianche.

Il rifiuto di Godard

Nel 1978 il regista Jean-Luc Godard rifiutò di usare pellicola Kodak per girare in Mozambico, definendola razzista, come ricorda la NPR. La critica arrivava così da un autore di primo piano, e non soltanto dai laboratori.

La carta multietnica del 1995 e la fine delle Shirley

Nel 1995, secondo la voce di Wikipedia già citata, Kodak progettò una carta di riferimento multietnica con tre donne, caucasica, asiatica e africana, con tonalità di pelle diverse e abiti dai forti contrasti. Nella metà degli anni Novanta, riferisce la stessa voce, aziende giapponesi ridisegnarono le proprie carte con donne giapponesi dalla pelle asiatica chiara, sulla base di prove di preferenza condotte sul proprio mercato. La NPR ricorda che Kodak dichiarò bancarotta nel 2012 e smise poi di produrre le carte.

Che cosa lasciano le Shirley card alla pratica di oggi

Il lascito è metodologico. Una taratura fatta su un solo tipo di volto sposta l’errore sugli altri: succedeva nelle stampatrici del dopoguerra e succede con misurazioni tarate su scene medie o con profili colore verificati su un solo campione. Chi stampa o gestisce un flusso di colore farebbe bene a controllare le proprie immagini di riferimento. Per la camera oscura, la guida alla chimica dello sviluppo in bianco e nero ricorda quanto un controllo con riferimenti noti incida sul risultato.

Dal laboratorio al sensore: il problema in versione digitale

Fotocamere e telefoni: Real Tone

Il 19 ottobre 2021 Google pubblicò il post «Image equity: making image tools more fair for everyone», firmato da Florian Koenigsberger, responsabile dell’equità dell’immagine, per presentare Real Tone sul Pixel 6. Il testo dichiara che strumenti di imaging non provati su soggetti e condizioni diverse possono produrre risultati iniqui, come pelli sovraesposte o desaturate in modo innaturale. Per la fotocamera del Pixel 6, Google si è affidata a professionisti che raccontano le comunità di colore, tra cui Kira Kelly, Deun Ivory, Adrienne Raquel, Kristian Mercado, Zuly Garcia, Shayan Asgharnia e Natacha Ikoli.

Gli interventi tecnici elencati sono cinque. Il rilevatore di volti è stato addestrato su volti più vari e in una gamma più ampia di condizioni di luce, e il numero di ritratti di persone di colore nei dataset è aumentato in modo sensibile. Il bilanciamento automatico del bianco è stato regolato per rendere con più precisione le sfumature dell’incarnato; l’esposizione automatica per evitare soggetti innaturalmente più scuri o più chiari. Google ha poi osservato che la luce parassita lava in modo sproporzionato la pelle più scura, e ha costruito un algoritmo per ridurre l’effetto. Infine la misurazione del movimento sfrutta il chip Tensor per ritratti più nitidi in poca luce.

Sono gli stessi problemi trattati in questa guida: lettura dell’esposizione sul volto, dominanti, riflessi, luce diffusa sull’ottica. Con strumenti diversi la natura dell’errore resta la stessa. La National Gallery of Art osserva, a proposito dell’opera di John Akomfrah My Body Is The Monument (2021), che alcuni algoritmi di fotocamere e riconoscimento facciale favoriscono ancora le pelli chiare.

Gender Shades: i numeri sul riconoscimento facciale

La misura più citata di questa distorsione nei sistemi di analisi dei volti viene dalla ricerca di Joy Buolamwini (MIT Media Lab) e Timnit Gebru (allora dottoranda a Stanford), presentata alla conferenza su equità, responsabilità e trasparenza e sintetizzata in un comunicato del MIT del 12 febbraio 2018. Su tre programmi commerciali di classificazione del genere, gli errori sugli uomini a pelle chiara non superavano mai lo 0,8 per cento; sulle donne a pelle scura superavano il 20 per cento in un programma e il 34 per cento negli altri due. Per le donne di tipo VI della scala Fitzpatrick, due sistemi arrivavano al 46,5 e al 46,8 per cento. I ricercatori costruirono un insieme di prova di oltre 1200 immagini, più rappresentativo di donne e pelli scure dei set di valutazione tipici: uno di questi, riferisce il comunicato, era per oltre il 77 per cento maschile e per oltre l’83 per cento bianco, e dichiarava un’accuratezza superiore al 97 per cento.

Il comunicato ricorda che la ricerca nacque quando un sistema di tracciamento del volto, in un’installazione artistica di Buolamwini, funzionava male con gli utenti dalla pelle più scura. È la Shirley card in versione algoritmica: un riferimento costruito su un campione sbilanciato diventa norma.

Errori frequenti e come correggerli

Gli errori sulla pelle scura si ripetono con regolarità. La tabella li ordina per causa, con la correzione corrispondente.

Una procedura di ripresa in sei passaggi

Si parte dalla sorgente: la più grande disponibile, avvicinata al soggetto, a circa 45 gradi dall’asse dell’obiettivo e poco sopra gli occhi, con un fondale di tono medio lontano dalla luce principale e un pannello bianco sul lato in ombra.

Il secondo passaggio è la misura. Il dome dell’esposimetro portatile va davanti al viso, rivolto alla fotocamera, con le luci accese. Chi non lo ha fotografa un grigio di riferimento nella stessa luce e legge su quello. Come punto di partenza si imposta ISO 100, 1/125 s e il diaframma indicato, per esempio f/8.

Il terzo passaggio è il bilanciamento del bianco, con preset per flash o luce del giorno oppure personalizzato sul grigio. Il quarto è lo scatto di prova con istogramma e avviso di sovraesposizione: i riflessi non devono toccare il bordo destro. Il quinto è la correzione: se i riflessi bruciano si allontana o si diffonde la sorgente, se le ombre sono vuote si avvicina il pannello. Quando il problema è di contrasto, una correzione di esposizione globale peggiora i riflessi.

Il sesto passaggio è lo scatto definitivo, con sviluppo del file che lavora sulla curva dei toni e sui riflessi più che sulla luminosità complessiva.