Prima di entrare nei problemi delle riprese subacquee è bene familiarizzare, con alcune leggi di fisica che regolano il comportamento della luce sott’acqua e per far cio’ mi serviro’ di foto e di alcuni disegni estratti dal web. I fotosub sono spesso convinti che sott’acqua la quantità di luce sia scarsa e che quindi siano necessarie luci artificiali per potere effettuare le riprese. Non è del tutto esatto dato che soltanto oltre i 400 metri vi è il buio totale. Alle profondità del subacqueo ricreativo, quasi sempre, di luce ce n’è a sufficienza.

ASSORBIMENTO SELETTIVO
Questo fenomeno ottico e quello che ci interessa maggiormente. I colori scompaiono selettivamente, uno ad uno, man mano che aumenta la profondità. La luce, così come la vediamo, è formata dalla sintesi dei colori : ROSSO, ARANCIO, GIALLO, VERDE, BLU, INDACO, VIOLETTO colori che osserviamo guardando un arcobaleno, in quanto in quel caso l'atmosfera funge da prisma ottico.

Assorbimento selettivo: solo la luce artificiale riesce a ridare i colori. il sub in secondo piano è illuminato dalla  luce ambiente ed appare monocroma-ticamente azzurro scuro. Foto scattata a - 25

La luce è un "treno" di onde elettromagnetiche con una lunghezza di banda comprese tra 380 e 750 millimicron; le onde elettromagnetiche con lunghezza d’onda non compresa fra questi valori non è visibile ai nostri occhi ad esempio l’infrarosso, l’ultravioletto. L’acqua funge da filtro cromatico attenuando, fino a farli scomparire, i vari colori ad una determinata profondità. Il ROSSO è il colore che scompare per primo. A -5 m. ne rimane il 5%. di conseguenza a -5 msi attenua anche l'arancio e così via come riportato nella tabella a fianco.

Assorbimento selettivo: a - 46m ci appare tutto di colore azzurro-verde

A causa di questo fenomeno a circa -30 m., il paesaggio sottomarino ci appare monocromaticamente VERDE-AZZURRO. Di luce per fare le nostre riprese ne abbiamo comunque a sufficienza anche se saranno monocromatiche. L’assorbimento selettivo dei colori non dipende soltanto dalla profondità , ma anche dalla massa d’acqua che è posta tra la superficie ed il soggetto e fra questi ed il nostro obiettivo. A causa del fenomeno dell'assorbimento selettivo dei colori  è indispensabile, quasi sempre, utilizzare le fonti artificiali di luce come i flashes o i fari per ridare i colori ai nostri soggetti illuminandoli da un adistanza tale da non essere nuovamente influenzati dall’assorbimento selettivo. Noi percepiamo la realtà in modo diverso dalla fotocamera/videocamera, perchè il nostro occhio non è come un obiettivo e costituisce un unicum con il cervello che elabora le immagini, e da un' interpretazione della realtà con le informazioni che giungono dalla memoria e quindi costruisce un’immagine non reale.  A causa di questa nostra capacità spesso ci accade di "vedere" colori ad una profondità alla quale non possono esistere, specialmente per il ROSSO.  Dobbiamo quindi abituarci a "decerebrare" la nostra percezione visiva ed a vedere solo con l’obiettivo della nostra camera per non avere delusioni nel rivedere le riprese che abbiamo effettuato.

L'assorbimento selettivo dei colori dipende oltre che dalla profondità anche delle distanze tra la superficie ed il soggetto e fra questo e l'obiettivo. Nei casi di questo esempio il percorso totale della luce è sempre di 4 metri, quindi l'assorbimento selettivo dei colori è uguale. La  qualità della foto risulterà migliore quella  scattata ad 1 metro di distanza obiettivo-soggetto, anche se è fatta ad una profondità maggiore, e ciò perché c'è una massa d'acqua notevolmente inferiore tra l'obbiettivo ed il soggetto per cui risulteranno minori gli effetti dovuti al fenomeno della diffusione quindi la foto avrà un miglior contrasto e definizione rispetto a quella scattata a 3 metri di distanza obiettivo-soggetto.

RIFLESSIONE
La luce solare, al suo impatto con la superficie dell'acqua, perde il 30% della sua intensità e, nelle migliori condizioni, di essa ne passa anche 98%; tutto ciò è dovuto al fenomeno della riflessione :
in pratica la superficie dell'acqua si comporta come uno specchio, anzi come le lenti di quegli occhiali a specchio i quali sì sono specchi ma lo sono solo per una determinata percentuale di luce; infatti lasciano passare una certa quantità luce (altrimenti sarebbero inutilizzabili !).
La quantità di luce che riesce a penetrare sotto la superficie dipende da vari fattori: lo stato del mare, l'angolo che il raggio di luce forma con la superficie del mare e cioè l'orario, se il sole è allo Zenit ne viene riflesso solo il 2 % , ma quando la sua posizione è bassa sull'orizzonte ne puo' essere riflesso anche il  30 %.
RIFRAZIONE
Cominciamo a seguire il nostro raggio di luce: superando la superficie del mare esso passa da un mezzo meno denso quale è l'aria ad uno più denso (l'acqua), per cui, sottostando al fenomeno della rifrazione (figura n. 1) viene deviato dalla sua direzione proprio nel punto di contatto aria/acqua e tende ad avvicinarsi alla perpendicolare della superficie di contatto dei due elementi.

Quando un raggio di luce  supera la superficie dell'acqua passa ad un mezzo di trasmissione di maggiore densità, per cui a causa del fenomeno della rifrazione viene deviato dalla sua direzione originale dal  punto di contatto aria/acqua e tende ad avvicinarsi alla perpendicolare della linea di contatto tra i due elementi. Se un raggio di luce, riflesso dal fondo verso la superficie,  colpisce la stessa con un angolo d'incidenza maggiore di 48,5° viene riflesso verso il fondo con un angolo uguale, questo effetto viene chiamato fenomeno della riflessione; se l'angolo d'incidenza è inferiore a 48,5° il raggio fuoriesce dall'acqua  e subisce il fenomeno della rifrazione.

Questo fenomeno è di grande importanza per il fotosub e conoscerne i segreti aiuta a capire molti fenomeni che c'interessano in pratica. Ciò spiega per esempio il motivo per cui quando mettiamo i nostri occhi, "progettati" per funzionare in aria, sott'acqua, vediamo tutto sfuocato : essi si comportano come se fossero ipermetropi di circa 40 diottrie e quindi non riusciamo a mettere a fuoco le immagini. Se invece mettiamo la maschera, se cioè frapponiamo tra l'acqua ed i nostri occhi una bolla d'aria, i raggi di luce, sottostando al fenomeno della rifrazione, permettono al nostro occhio di mettere a fuoco le immagini; in questo caso però il nostro soggetto ci apparirà più' vicino di ¼ e più grande di 1/3. In pratica è come se mettessimo una lente d'ingrandimento davanti gli occhi ! Tutto quanto sopra detto a proposito della rifrazione mi serve per puntualizzare un concetto che spesso i principianti non hanno ben chiaro e cioè quello dalla messa a fuoco con le macchine fotografiche subacquee tradizionali: essa rappresenta un problema nella stessa misura in cui lo è per le foto "terrestri". Tra l'obiettivo della nostra macchina fotografica subacquea e l'acqua c'è uno strato (più o meno grande) di aria così come tra il nostro occhio e la maschera  per cui l'obiettivo "vede" con le stesse modalità e con gli stessi errori con cui vede il nostro occhio, quindi se un pesce è posto ad 1 m. dal nostro occhio, noi lo stimiamo a 0,75 m., ma anche "l'occhio" della nostra fotocamera, cioè l'obiettivo lo vede a 0,75 m. quindi sia il nostro occhio, sia l'obiettivo fanno lo stesso errore ! ! Per cui non esiste problema di sorta, se non quello d'imparare a valutare la distanza ad occhio.

E' chiaro che con le macchine reflex ed a maggior ragione autofocus non si pone neanche questo problema . Un altro importante problema dovuto al fenomeno della rifrazione è quello della riduzione del campo visivo provocato dall'aumento della lunghezza focale dell'obiettivo. Un obiettivo di 35mm. (che ha un campo visivo di 63°) diventerà un 47mm. con un campo di 50°. Un obiettivo normale da 50 mm. (che ha un campo di 47°) diventerà un 67 mm. (con un campo di 36°). Ciò spiega la necessità di usare sott'acqua ottiche a corta focale in quanto si cerca di avvicinarsi sempre al massimo al soggetto per interporre la minor massa d'acqua possibile. Questa regola ha la sua eccezione comunque nell'uso di ottiche medio tele-macro per la caccia fotosub. Anche l'uso di oblò a cupola risolve questo problema ma ne parleremo nel capitolo specifico.

ESTINZIONE
Avevamo lasciato il nostro raggio di luce subito dopo l'attraversamento della superficie e c'eravamo addentrati sui problemi inerenti il fenomeno della rifrazione. Vediamo un po' cosa avviene successivamente al nostro raggio: esso diminuisce gradatamente d'intensità man mano che attraversa l'acqua dando luogo al fenomeno dell'estinzione infatti, l'energia luminosa viene in parte convertita in calore (l'acqua si riscalda) ed in parte assorbita. Rispetto all'intensità della luce presente al di sopra della superficie, ad 1 m. essa è mediamente ridotta ad ½ ; a 10 m. ad ¼ ; a 20 m. ad 1/8 ; e così via fino al buio assoluto che si ha oltre i 400 m. e diffusa (fenomeno della diffusione) in tutte le direzioni dalla miriade di particelle presenti in sospensione.
DIFFUSIONE
Il nostro raggio di luce incontra nel suo cammino attraverso l'acqua una miriade di particelle (plancton, sabbia, etc.) in sospensione; ciò comporta sia un generale indebolimento dell'intensità luminosa sia, cosa più importante, una diffusione dell'illuminazione con conseguente attenuazione dei contrasti, per cui si attenuano le ombre e la demarcazione tra le zone chiare e scure tende a scomparire. Ma questi indebolimenti della intensità della luce non creano grandi problemi poiché la quantità di luce è sufficiente ad impressionare la pellicola con il "solo" problema di fare immagini monocromatiche, come abbiamo visto nel capitolo dedicato all' assorbimento selettivo.

RIEPILOGO DEI FENOMENI OTTICI
Una parte di raggio di luce viene riflessa dalla superficie dell'acqua (fenomeno della riflessione), a contatto con la superficie il raggio viene deviato a causa del fenomeno della rifrazione, contemporaneamente inizia il fenomeno della diffusione provocato dalle particelle in sospensione che diffondono la luce in tutte le direzioni; man mano che la  profondità aumenta il raggio di luce inizia a subire il fenomeno dell'estinzione che porta alla progressiva diminuzione dell'intensità luminosa fino al buio assoluto. In concomitanza a questi fenomeni,  si manifesta anche il fenomeno dell'assorbimento selettivo dei colori per cui l'acqua funge da filtro cromatico attenuando, man mano che la profondità aumenta i vari colori a secondo della loro lunghezza d'onda, sino a raggiungere una tonalità monocromatica azzurro-verde

Ormai è un luogo comune sentirsi dire " Per fare buone riprese sub bisogna avere un grandangolo! "

Nella foto esiste un solo piano di messa a fuoco in quanto tutti i punti che si trovano davanti e dietro a questo diventano progressivamente sfuocati. Queste informazioni tridimensionali vengono riportate su di un paino a due dimensioni e ci vengono rese come dei cerchi chiamati "cerchi di confusione". In pratica man mano che i punti si allontanano dal piano di messa a fuoco si trasformano in cerchi che, superato un certo diametro, ci danno l'impressione dell'immagine sfocata. Supponiamo di fotografare con un grandangolo 3 pesci di uguali dimensioni, ma posti su piani diversi, con il piano di messa a fuoco posto sul secondo pesce. Osservando il fotogramma A tutti e tre i pesci appariranno a fuoco perché i cerchi di confusione sono entro limiti accettabili per i nostri occhi; osservando invece il fotogramma B, ingrandito, il primo ed il terzo pesce appariranno sfocati perché con l'ingrandimento si saranno ingranditi anche i cerchi di confusione.

Vediamo quali sono i motivi di questa affermazione :
1) I grandangoli permettono di avvicinarsi di piu' al soggetto da riprendere e quindi consentono di interporre la minor quantità di acqua per fare foto piu' nitide , con colori più vivi, più saturi, più reali, in pratica contrasteremo più agevolmente il fenomeno della diffusione e dell'assorbimento selettivo, inoltre ci permette di fotografare anche grandi soggetti come relitti o grossi pesci. Usando il flash si possono usare diaframmi piu' chiusi e quindi avere una maggiore profondità di campo.
2) I grandangoli danno una maggiore profondità di campo e quindi diminuiscono i rischi di foto con soggetti sfuocati.

 Vediamo ora quali possono essere gli svantaggi dell'uso dei grandangoli :
1) L'aumento della profondità di campo può essere non desiderato quando per esempio c'interessa "isolare" un soggetto dagli altri piani di messa a fuoco.
2) Non è adatto a fotografare i pesci in quanto bisognerà avvicinarsi maggiormente rispetto ai grandangoli per avere una riproduzione di eguali dimensioni, con maggiori possibilità quindi di spaventare il pesce.

Vediamo di approfondirne il significato di queste affermazioni specialmente da un punto di vista ottico.
Gli obiettivi sono considerati: grandangoli, normali, tele. Tali definizioni sono in rapporto alla quantità di "informazioni" che, passate da quel tipo di ottica , viene "intercettata" dalla pellicola posta sul suo piano focale.
Questo è il motivo per cui l'obiettivo "normale" di una macchina di formato 24x36 (formato pellicola) ha una lunghezza focale di circa 45 mm, cioè la distanza fra il piano della pellicola ed il centro ottico dell'obiettivo, mentre lo stesso obiettivo è considerato un grandangolo per una macchina di formato 6x6 (formato pellicola) in quanto questo formato , essendo più grande del 24x36, riesce ad "intercettare" una maggiore quantità d'informazioni di immagine. Quindi le proprietà di queste informazioni e quelle dei vari tipi di obiettivo non determinano in assoluto la profondità di campo né l'angolo di campo né quale prospettiva avrà un obiettivo ma tutto cio' soltanto relativamente al formato di pellicola utilizzato.
Per capire la relazione fra profondità di campo e distanza dal soggetto, è necessario parlare prima della prospettiva, la quale può essere definita come la relazione spaziale tra i vari oggetti presenti nell' immagine,  che si trova a differente distanza dal punto in cui è posto l'obiettivo. In pratica una foto fatta con un grandangolo includerà più campo di una foto fatta con un tele alla stessa distanza obiettivo/soggetto.

SENSIBILITA'
La sensibilità o velocità di una pellicola può essere definita come la sua capacità, nel tempo, di registrare la luce.  Quanto maggiore è la sensibilità, tanto minore è la quantità di luce necessaria ad impressionare la pellicola (la quantità di luce è legata a due fattori: il tempo che è stata esposta alla luce, e alla quantità di luce ambiente alla quale viene esposta).  
Le pellicole più sensibili danno una maggiore granulosità ed una diminuzione dei contrasti rispetto a quelle meno sensibili. La sensibilità delle pellicole veniva misurata fino a non molti anni fa con due diversi ed indipendenti sistemi il D.I.N. ( Deutche Industrie Normen) sistema tedesco e lo statunitense A.S.A. (American Standard Association). Oggi il sistema A.S.A. ha avuto il sopravvento per cui è usato su tutte le pellicole. La scala ASA raddoppia la sensibilità ogni volta che raddoppia il suo valore rendendo quindi intuitivo il suo uso. Le pellicole più utilizzate dai fotosub sono le diapositive (invertibili) con una sensibilità comprese tra 50 e 100 ASA. Questa fascia ha un buon compromesso fra sensibilità , grana e contrasto. Si usano le sensibilità più basse per la macro e quelle più alte per il campo lungo.
La scelta delle diapositive rispetto al normale negativo viene fatta per vari motivi:
1) Le stampe da negativi difficilmente possono essere cromaticamente così fedeli alla realtà come le diapositive.
2) Dalle diapositive si possono ottenere ottime stampe
3) Dalle diapositive si possono ottenere per duplicazione un numero illimitato di copie
4) Le diapositive sono più economiche
5) Per la pubblicazione su libri o riviste sono richieste le diapositive
6) Mai una stampa potrà eguagliare una diapositiva proiettata sia per brillantezza di colori che per tridimensionalità

LATITUDINE DI POSA
Per una buona fotografia bisogna esporre la pellicola ad una determinata quantità di luce che può essere variata di poco per ottenere una foto correttamente esposta, questa tolleranza dipende dalla latitudine di posa che è la qualità di una pellicola a sopportare errori di esposizione. Maggiore è la sensibilità della pellicola, più grande sarà la sua latitudine di posa.
ESPOSIZIONE
Per variare l'esposizione e cioè la quantità di luce che giunge alla pellicola, possiamo agire in due modi :
1) VARIARE IL TEMPO DI ESPOSIZIONE
2) VARIARE L'APERTURA DEL DIAFRAMMA
L'apertura del diaframma (f), che per mezzo di un foro di diametro variabile, controlla la quantità di luce che passa attraverso l'ottica. La focale è indicata sull'obiettivo da una serie di numeri che di solito sono : 22-16-11-8-5,6-4-2,5 .
Il tempo di esposizione è la velocità di apertura e chiusura della tendina. In base al tempo che impiega ad aprirsi e richiudersi, regola la quantità di luce che, passata attraverso l'ottica, giunge alla pellicola. Essa è riportata su un'apposita ghiera dei tempi, la quale si trova sul corpo macchina, in cui sono scritti alcuni valori : 30-60-125-250-500. Questi numeri rappresentano la frazione di secondo nel quale la tendina rimane aperta. Esempio 60 equivale ad 1/60 di secondo.

LEGGE DELLA RECIPROCITA'
Se vogliamo far giungere sulla pellicola sempre la giusta quantità di luce, chiudendo di uno stop il diaframma (passare cioè da un numero più basso come f/ 5,6, ad uno più alto f/8) dobbiamo aumentare il tempo di esposizione di un valore : da 60 a 30.
Ciascun valore di diaframma (f ) fa passare, rispetto al precedente, a valore più grande, una quantità di luce doppia a prescindere dalla lunghezza focale dell'obiettivo : nel linguaggio fotografico si dice che f / 5,6 è una apertura maggiore di uno stop rispetto a f / 8 ; analogamente accade per la scala dei tempi i quali , passando da un valore più basso T 125 , ad uno più alto T 60, fanno passare sulla pellicola una quantità di luce doppia. Starà a noi scegliere la coppia migliore per quella determinata foto. Se per esempio dobbiamo fotografare soggetti in rapido movimento sceglieremo tempi veloci , se altrimenti vogliamo privilegiare le profondità di campo sceglieremo diaframmi più chiusi idem se vogliamo escludere la luce ambiente usando il flash.

Da quanto sopra descritto si evince che basterebbe possedere un esposimetro subacqueo per sapere la giusta regolazione dei tempi e dell'apertura del diaframma. Purtroppo non è vero, per risolvere tutti i problemi usando una macchina manuale sott'acqua è necessario non solo interpretare i valori che ci dà l'esposimetro, ma anche sapere come si usa questo strumento sott'acqua. L'esposimetro non ci dà la perfetta esposizione per il soggetto che vogliamo fotografare in quel momento ma dobbiamo giudicarla poiché entra in campo il gusto personale e non a tutti piace la stessa densità cromatica, il soggetto può essere reso con tonalità più o meno chiare ed apparire riprodotto in modo migliore o peggiore del reale se viene reso più chiaro o più scuro, più o meno saturo, esaltando o diminuendo i dettagli. Dunque l'esposimetro può darci solo un sicuro punto di partenza, deve essere considerato un apparecchio che legge l'intensità luminosa e che serve a darci un'esposizione di base, formulando anche una rosa di tempi e diaframmi che ci permetteranno di scegliere la migliore combinazione per quella determinata foto. Sott'acqua si usano gli esposimetri a luce riflessa ma per usarli correttamente è bene rispettare alcune regole :

• Misurare la luce riflessa dal soggetto ponendo l'esposimetro molto vicino ad esso per evitare sovraesposizioni dovute alla luce riflessa dalle particelle in sospensione.
• L'esposimetro deve essere rivolto verso la parte che ci interessa facendo attenzione alle sorgenti luminose o riflessi che possano influenzarlo,come fari,torce,riflessi della nostra o altrui attrezzatura.
• Attenzione alla propria ombra o quella dell' attrezzatura fotografica che non si proietti sulla parte del soggetto ove si effettua la lettura.
• Fare una media dell'esposizione nelle diverse zone del soggetto.
• Tenere conto della luce riflessa da un fondo di sabbia chiara.

Fino ad ora abbiamo parlato dell' esposizione per le foto a luce ambiente, ma quando si usa il flash le cose si complicano. In questo caso l'esposizione deve essere scelta in relazione alla luce ambiente alla distanza flash - soggetto - obiettivo, alla potenza del flash.
La luce ambiente ha molta importanza con l'uso del flash specie a bassa profondità.
Un esempio: se l' esposizione corretta  per il flash ad una distanza di 2 m. obiettivo - soggetto è f/ 4 ed invece quella per la luce ambiente è f/8 , impostando il valore di diaframma su f/4, avremo inevitabilmente una foto sovraesposta.
Questo problema interessa esclusivamente le foto a bassa profondità poiché a maggiori profondità, la luce ambiente non sarebbe sufficiente a creare problemi.
Casa fare per saper impostare la giusta esposizione utilizzando il flash? BISOGNA FARE DELLE PROVE.
Bisogna accettare che le immersioni dedicate alle prove servono solo a questo scopo e che comunque sarà tempo guadagnato in seguito.

1) Scegliere un soggetto fisso  che abbia almeno due colori che non abbia predominanze di chiari o scuri  e fissare il flash alla stessa distanza dall'obiettivo.
2) Annotarsi l'orario, la corretta esposizione della luce solare in superficie, lo stato di limpidezza dell'acqua e la profondità.
3) Scattare la prima foto alla minima distanza permessa dall'obiettivo che stiamo usando  con il valore più alto di diaframma, scattare 6 fotogrammi  alla stessa distanza ma aprendo di uno stop ogni foto successiva, ed annotare tutto.
4) Ripetere la procedura aumentando la distanza di 30 cm alla volta dal soggetto. Quando avremo raggiunto la distanza di 1,5 dal soggetto, la prova dovrà essere eseguita allontanandosi di50cm. ogni serie di prove facendo sempre 6 scatti diversi , ma partendo dai valori più chiusi di diaframma. Se l'apparecchio fotografico che che usiamo ha anche valori impostabili di velocità di scatto, facciamo prove anche con differenti tempi di posa per capire come sfruttare luce ambiente. Faremo sviluppare la pellicola in striscia per otterremo così serie di fotografie in cui ci sarà almeno una foto esposta correttamente per ogni serie.
Queste prove debbono essere fatte a varie profondità  ed in diverse condizioni di visibilità  e di luce  e di fondale. Solo seguendo queste modalità si potrà sapere in breve tempo  quale sarà il diaframma ottimale per ogni situazione, valuteremo la vera potenza del nostro flash in acqua, conosceremo la massima distanza della sua operatività. Tutto ciò sarà dipendente dalla limpidezza dell'acqua, visibilità che avremo valutato ed annotato, sarà facile intuire che con acque molto limpide l'operatività del nostro flash non supererà i due tre metri. Ricordate che le distanze da noi percepite non sono reali perciò è preferibile regolarsi sulle distanze apparenti saranno proprio queste su cui baserà la messa a fuoco.

Da ricordare:
1) Centrare sempre il soggetto
2) Se il flash ha la possibilità di variare la potenza dovremo fare le prove per ogni singola potenza
3) Tenerlo sempre alla stessa distanza dall'obiettivo, anche al variare della sua angolazione,
4) Il flash deve essere in modalità manuale
5) Tra un lampo e l'altro il tempo deve essere più o meno uguale in modo che il condensatore del flash arrivi sempre allo stesso grado di carica massima. Aspettare almeno trenta secondi fra uno scatto e l'altro anche per non sovraccaricare condensatore.
6) Dopo lo sviluppo sceglieremo i migliori accoppiamenti distanza-diaframma e creeremo  una tabella che applicheremo da qualche parte in modo da averla sempre a portata d'occhio. i flashes automatici o TTL funzionano correttamente solo in certe condizioni di visibilità e di luce, pertanto la maggior parte delle volte avremo dei risultati molto scarsi in queste modalità.