Il supergrandangolare Goerz Hypergon e Giorgio Jano

Un cordiale saluto a tutti i followers di NOCSENSEI; questo articolo è un po’ particolare perché non si limiterà a descrivere uno dei più famosi obiettivi supergrandangolari di tutti i tempi, il Goerz Hypergon del 1900 col suo celebre filtro degradante a stella rotante mossa da un getto d’aria, ma riporterà anche la testimonianza d’uso sul campo di Giorgio Jano, uno dei massimi interpreti di quest’obiettivo e forse l’unico al mondo ad averlo utilizzato estensivamente per fotografia di interni.

L’obiettivo Hypergon (qui assieme al sottoscritto in un selfie umoristico) fu prodotto dalla Carl Paul Goerz di Berlino a partire dal 1900 ed è un supergrandangolare a proiezione rettilineare, privo di distorsione, che garantisce un angolo di campo estremo, addirittura pari a 135°; è doveroso notare che l’obiettivo più spinto di questa categoria prodotto attualmente è il Voigtlaender-Cosina Hyper-Wide-Heliar da 10mm 1:5,6 che copre “solamente” 130° sul formato 24x36mm, quindi nemmeno le realizzazioni più moderne sono ancora riuscite a replicare il grande abbraccio dell’antico obiettivo tedesco!

L’appassionato dei giorni nostri può rimanere stupito osservando come un obiettivo di quasi 120 anni fa fosse già in grado di coprire un angolo di campo così ampio, tuttavia occorre prendere atto che la ripresa supergrandangolare è praticamente nata assieme alla fotografia e già nell’800, agli albori di quest’arte, furono sviluppati ingegnosi obiettivi dalla copertura estrema, sfruttando alcuni elementi favorevoli come la possibilità di avvicinare moltissimo gli elementi ottici al piano focale e di trascurare drasticamente la correzione di alcune aberrazioni, come quella cromatica (per ragioni che poi vedremo) e la curvatura di campo, spesso risolta adottando un piano focale incurvato.

Il Goerz Hypergon è famoso per il suo semplicissimo schema simmetrico costituito da due menischi falciformi contrapposti e, nonostante ai suoi tempi il suo angolo di campo fosse eccezionale, in realtà l’antesignano di questa categoria di supergrandangolari simmetrici basati su menischi quasi sferici risale addirittura a 40 anni prima, quando vide la luce il Panoramic Lens di Thomas Sutton.

Il Sutton Panoramic Lens era un obiettivo da 3” di focale (circa 76mm) ed apertura 1:12 che venne disegnato dall’inglese Thomas Sutton; il suo progettista depositò la richiesta di brevetto il 28 Settembre 1859 e il relativo documento venne ratificato col numero 2193; purtroppo attualmente il database dei brevetti non consente di visionare questo documento pertanto non mi è possibile condividere i disegni originali.

Come si può osservare nella sezione, il Sutton Panoramic Lens da 3” 1:12 condivide molte analogie strutturali con il successivo Goerz Hypergon: infatti anch’esso sfrutta due menischi esterni simmetrici e fortemente incurvati ma, a differenza dell’Hypergon, i raggi di curvatura interni ed esterni mantengono costante lo spessore dello sbozzo di vetro; la caratteristica unica e distintiva del Panoramic di Sutton sta nel fatto che il suo progetto ottico prevede un elemento di continuità fra i due menischi di vetro flint rappresentato da una cavità a tenuta stagna che va riempita di acqua depurata prima di utilizzare l’obiettivo, dal momento che questa “lente” con indice di rifrazione 1,33 la quale occupa completamente lo spazio fra i due elementi in vetro fa parte del progetto ottico stesso (mi sono chiesto spesso se, mancando l’acqua, il fotografo d’oltre Manica di quei tempi potesse supplire riempiendo provvisoriamente la cavità con un ottimo Whisky single malt prelevato della propria fiaschetta, sfruttandone anche il blend caldo come filtro di contrasto…).

Questo particolarissimo obiettivo permetteva una copertura rettilineare teorica di circa 140°, un valore inconcepibile per l’epoca, e questo risultato ottenuto con uno schema relativamente semplice era stato conseguito evitando di correggere la curvatura di campo, aberrazione che risulta estremamente accentuata su entrambe le coniugate; se la profondità di campo ad 1:12 con una focale di appena 3” e soggetti a grande distanza rendeva sopportabile il problema sulla coniugata oggetto, sul piano immagine la questione era molto differente e infatti il segreto per sfruttare fattivamente quest’obiettivo consisteva nel prevedere un piano focale molto incurvato.

Questo concetto del doppio menisco con elemento di continuità interno rappresentato da un fluido verrà poi ripreso a inizio anni ’60 dal prototipo sovietico Sferogon 100mm 1:3 da 120°, nel quale i due menischi esterni sono composti da un tripletto collato di elementi prodotti con vetri differenti e la cavità interna è riempita con olio di vaselina.

Una volta depositato il brevetto, Thomas Sutton si guardò attorno e grazie alla collaborazione con l’azienda londinese T. Ross Optical Company nacque la Sutton Panoramic Camera, un apparecchio prodotto a partire dal 1861 circa e plasmato come un vestito di sartoria sulle particolari esigenze dell’obiettivo; infatti l’apparecchio prevede un piano focale fortemente incurvato e tale curvatura viene replicata da tutti gli elementi della catena cinematica, quindi le lastre di vetro del tipo wet plate, i relativi dorsi portalastra in legno e i contenitori per sensibilizzare il supporto, arrivando  persino a prevedere uno speciale telaio in legno, anch’esso incurvato, sul quale adagiare il foglio di carta per la stampa a contatto.

La riproduzione di una wet plate dell’epoca con la relativa inversione negativo-positivo ci fa capire come un obiettivo da 140° fosse davvero troppo avanti per i tempi, dal momento che mancava completamente l’educazione visiva e la consuetudine alla corretta composizione con i grandangolari estremi, introducendo eventualmente elementi preminenti e ravvicinati per riempire il classico “vuoto” nei primi piani; in questo caso lo scatto ha prodotto una inquadratura insignificante con un ampio foreground inutile e i soggetti principali dispersi nel pan della scena; la forte curvatura della lastra, necessaria per avere a fuoco tutte le zone del fotogramma, risulta molto evidente.

Obiettivi come questo Sutton Panoramic o altri supergrandangolari ottocenteschi quali il Globe Lens di Harrison & Schnitzer o i Weitkinkel Protar di Zeiss Jena avevano comunque sdoganato la categoria, aprendo ai fotografi un nuovo universo di possibilità, specialmente nella ripresa di architettura e paesaggio; la grande lezione del Sutton Panoramic fu la prima tessera del domino ma non si poteva prevedere per questa tipologia una rosea carriera commerciale per via del piano focale incurvato che richiedeva accessori e prassi specifiche ed incompatibili con altre attrezzature standard.

Passarono quindi 40 anni prima che venisse progettato e commercializzato un obiettivo che garantisse un angolo di campo simile su una convenzionale lastra piana; stiamo parlando naturalmente dell’Hypergon, il protagonista di questo pezzo.

Il Goerz Hypergon Doppel Anastigmat, come si deduce dall’illustrazione originale del suo brevetto, presentava a sua volta una struttura molto semplice costituita da due menischi convergenti assolutamente simmetrici la cui realizzazione era perigliosa a causa della forte curvatura e delle ridottissime dimensioni.

Storicamente quest’obiettivo è attribuito alla genialità di Emil von Hoegh, matematico in forza alla C. P. Goerz che firmò numerosi schemi di successo grazie ai quali la Goerz diede molto filo da torcere sul mercato alla Carl Zeiss Jena, tuttavia il brevetto è registrato a nome di Carl Paul Goerz, titolare dell’azienda: si tratta di una prassi, sostenuta dalla normativa vigente, che all’epoca era comune ed ha suscitato vivaci rimostranze fra i vari progettisti che, in questo modo, si vedevano privati della proprietà intellettuale della loro creatura e quindi anche di ogni rivendicazione su diritti e royalties; tuttavia in questo caso Carl Paul Goerz tenne un contegno signorile e nel testo ha regolarmente attribuito il merito dei relativi studi ad Emil von Hoegh; le due lenti dell’obiettivo erano realizzate col comune vetro Crown K5, caratterizzato all’epoca da un indice di rifrazione di circa 1,52 e una dispersione (numero di Abbe) pari a 59,5 (i valori del K5 attuale sono leggermente differenti perché certi componenti non sono più disponibili e le formulazioni sono cambiate).

Il brevetto, richiesto nel Regno Unito il 13 Agosto 1900, specifica che gestendo sapientemente lo spessore sull’asse e i raggi di curvatura dei due menischi simmetrici la perdita di nitidezza ai bordi risulta trascurabile fino ad un angolo di campo complessivo di 135° e, addirittura, sebbene il prodotto di serie non arrivasse a sfruttarli, una correzione accettabile viene garantita addirittura fino ad un semiangolo di 72°, pari ad una copertura da 144°, un valore tuttora incredibile per un obiettivo rettilineare.

Intuisco che i lettori, conoscendo la grande modernità e complessità strutturale dei supergrandangolari attuali, si stiano chiedendo come sia stato possibile creare 120 anni fa un obiettivo così elementare che permettesse di sfruttare ben 135° di campo con qualità d’immagine uniforme e sufficientemente elevata; ovviamente von Hoegh accettò deliberatamente alcuni compromessi, ovvero:

• lo spazio retrofocale fra il vertice dell’ultima lente e il materiale sensibile è minimo, obbligando a costruire specifiche fotocamere;
• l’apertura massima di lavoro, l’unica disponibile, corrisponde a circa 1:32 della scala attuale, un valore ovviamente limitante in varie situazioni;
• la vignettatura dell’obiettivo segue pedissequamente la legge del Cos⁴ di Theta (la luminosità residua ai bordi è funzionale al Cos⁴ del semiangolo di campo, pari a 67,5°) pertanto abbiamo una fortissima vignettatura ai bordi, pari a circa 6 f/stop, che dev’essere compensata con un forte prolungamento dell’esposizione azionando una stella metallica girevole posta davanti all’obiettivo e mossa da aria compressa;
• infine, l’aberrazione cromatica non è corretta ed occorre agire con una prassi predefinita che descriveremo in seguito.

L’Hypergon si configura quindi come un obiettivo assolutamente speciale; vediamo in dettaglio le sue caratteristiche peculiari.

Innanzitutto, per non interferire con l’angolo di campo estremo, la sua struttura risulta appiattita e senza sbalzi, al punto da assimilarlo ad una sorta di piattino con al centro una biglia vetrosa; l’elemento peculiare dell’Hypergon è sicuramente il sistema meccanico per il controllo della vignettatura: infatti, non potendo utilizzare un convenzionale filtro degradante concentrico in vetro, sempre a causa della copertura angolare, alla Goerz hanno disegnato un piccolo braccetto incernierato sul fianco della montatura e articolato su uno snodo dotato di una molla che lo tiene ribaltato verso l’esterno; all’estremità del braccetto è presente un cerchio metallico che, tramite 3 sottili supporti, regge al centro una stella metallica ad 8 bracci sagomata come un fiore rovesciato con i petali parzialmente chiusi ed incurvati; all’estremità opposta della montatura è previsto un fermo a molla che consente di ribaltare verso l’interno il complesso e di fissarlo in posizione con la stella incurvata che si trova esattamente davanti alla lente frontale.

La stella metallica, infulcrata al centro, viene messa in rotazione da un getto di aria che esce da un ugello posizionato a sua volta sul piattello anteriore della montatura e che viene fornita da una pompetta in gomma collegata all’obiettivo dal relativo tubo (non fornita a corredo ma disponibile come accessorio); la veloce rotazione della stella impedisce che la sua sagoma venga impressionata sul fotogramma e la forma progressivamente rastremata dei suoi bracci fa sì che il tempo di copertura della lente per ogni giro si riduca progressivamente andando verso i bordi, garantendo quindi un’illuminazione via via più abbondante passando dal centro alle zone periferiche.

Siccome la porzione centrale del fotogramma viene coperta costantemente dalla stella, sia statica che in movimento, è necessario che una parte dell’esposizione avvenga col dispositivo rimosso dall’asse ottico, e l’obiettivo prevede un apposito tirante che svincola il fermo del braccetto che sostiene la stella rotante; azionandolo il braccio viene rapidamente ribaltato verso l’esterno, togliendo la stella dall’inquadratura e permettendo di completare l’esposizione nella parte centrale; naturalmente, sempre considerando l’angolo di campo da 135°, sia l’ugello per l’aria compressa con il relativo innesto per il tubo che il comando di svincolo del braccetto risultato a filo di montatura e senza alcuno sbalzo.

Sul piattello anteriore, in posizione diametralmente opposta dall’ugello per l’aria compressa, troviamo il selettore per le aperture del diaframma che consente di gestire due soli valori: 48 e 96.

In realtà occorre considerare che si tratta di valori riferiti alla obsoleta scala autarchica Goerz che l’azienda utilizzava all’epoca e, come si evince da questa tabella di conversione, essi corrispondono all’incirca agli attuali 1:22 ed 1:32.

Da questo dettaglio, ricavato direttamente da una silouhette fotografica, possiamo capire meglio com’era strutturata lo speciale filtro degradante meccanico; il cerchio esterno di supporto risultava fuori dal campo inquadrato mentre i 3 sottili tiranti che reggevano effettivamente la stella rimanevano statici davanti alla lente, tuttavia la minima distanza da quest’ultima evitava che risultassero visibili nel fotogramma finale; la forma degli 8 bracci, incurvati tridimensionalmente verso il basso per seguire la curvatura del menisco, era stata attentamente studiata perché durante la rotazione ogni zona del campo ricevesse un’illuminazione direttamente proporzionale all’entità della vignettatura e le appendici terminali, di spessore notevole, fungevano in pratica da pale che opponevano resistenza al flusso d’aria orizzontale, mettendo in movimento la struttura.

Nonostante la stella e il suo telaio ausiliario fossero ovviamente verniciati in nero opaco ci sono testimonianze di riflessi, prodotti in certe condizioni d’uso durante il movimento di tale elemento, che andavano ad impressionare il film; anche il sistema di ancoraggio della stella girevole è piuttosto spartano e si limita ad una testa di chiodo ribadita sopra un foro al centro della stella, con la rotazione che avviene con i relativi attriti fra metalli.

La gamma dell’Hypergon, inizialmente limitata alle focali da 60mm, 90mm, 150mm e 200mm, col tempo si ampliò introducendo anche i modelli da 75mm e 120mm e, nel contempo, per emendare i clienti dalla complicata prassi della stella girevole, la Goerz mise in commercio anche tre modelli da 75mm, 90mm e 120mm con angolo di campo limitato a 110° (sempre comunque un valore più che sufficiente per la stragrande maggioranza delle esigenze) e vignettatura di conseguenza più contenuta, al punto che tali obiettivi non prevedono alcun dispositivo per la compensazione luminosa ai bordi, risultando più semplici e pratici nell’uso; la particolare codifica Goerz indicata in questa tabella era riportata anche sul frontale degli obiettivi e, per completare la sistematica, occorre dire che, dopo l’assorbimento di Goerz da parte della Zeiss Ikon, per breve tempo una limitata scelta di obiettivi Hypergon fu prodotta anche col marchio Carl Zeiss Jena, arrivando addirittura a prevedere prototipi per modelli di corta focale destinati alla nuova Contax, obiettivi che poi non entrarono in produzione probabilmente per la ridotta luminosità.

Naturalmente, se desideriamo sfruttare completamente i 135° di campo disponibili, le focali più appetibili solo quelle corte da 60mm e 75mm, con le quali il cerchio di copertura viene utilizzato completamente dai più accessibili formati 4×5” e 5×7”, mentre con le focali più lunghe il diametro della coniugata immagine diventa così ampio da rendere impossibile sfruttarlo completamente in un singolo scatto, anche adottando inconsueti formati di enormi dimensioni e predisponendo un apparecchio appositamente per quest’uso; in questi casi per arrivare al limite della copertura occorre utilizzare i decentramenti, funzionali per comuni riprese in orizzontale ma non certo per foto zenitali da terra.

Abbiamo quindi già compreso come l’utilizzo del Goerz Hypergon richiedesse un approccio decisamente inconsueto e le indicazioni riportate su queste vecchie pagine di manuali Goerz dell’epoca forniscono lo spunto per descrivere la prassi completa.

Innanzitutto la fotocamera utilizzata non doveva prevedere alcuno sbalzo anteposto al piano dell’obiettivo stesso, pena l’inserimento di tali elementi estranei nell’inquadratura; persino il tubo di gomma collegato alla peretta che forniva l’aria per la stella girevole andava accuratamente addossato alla piastra frontale.

La messa a fuoco, qualora non fosse già predefinita e fissata con test preventivi, veniva effettuata sul vetro smerigliato posteriore della fotocamera all’apertura 48 (corrispondente a 1:22), con tutte le difficoltà prevedibili con un valore così ridotto e considerando l’ampia profondità di campo disponibile; come abbiamo anticipato, l’obiettivo non è corretto per l’aberrazione cromatica e questa scelta fu operata da von Hoegh perché le lastre dell’epoca erano sostanzialmente ortocromatiche, cioè sensibili solamente ad una ridotta porzione dello spettro, specialmente nella zona del blu (ed è la ragione per cui nelle foto antiche di paesaggio il cielo risulta sempre sovraesposto, bruciato, vista la forte sensibilità del materiale a quel colore); pertanto la lastra ritraeva sostanzialmente solo la componente d’immagine proiettata dall’obiettivo generata dalla componente blu della luce, rendendo quindi meno importante una correzione cromatica specifica.

Dal momento che anche l’aberrazione sferica non è corretta, chiudendo il diaframma si nota un evidente spostamento di fuoco e von Hoegh ha sfruttato la reciproca interazione di queste aberrazioni per prendere i classici due piccioni con una fava: infatti, se mettiamo a fuoco a diaframma 48 / 1:22 in luce visibile a spettro completo, ovviamente il piano scelto non coinciderà con quello selettivo del colore blu al quale le lastre ortocromatiche del tempo erano sensibili; tuttavia, chiudendo il diaframma all’apertura di lavoro prevista 96 / 1:32, l’aberrazione sferica sposta il piano di fuoco misurato in luce visibile esattamente su quello al quale va a fuoco la componente della luce blu.

Quindi, focheggiando a 48 / 1:22 in luce bianca ed utilizzando lastre ortocromatiche con sensibilità selettiva sul blu, chiudendo al secondo valore disponibile 96 / 1:32 l’Hypergon porterà a fuoco esattamente sul piano focale la componente d’immagine del blu, permettendo al fotografo di ottenere una fotografia nitida e a fuoco; naturalmente la risolvenza è limitata dalla diffrazione ad 1:32, dalla grande copertura e dalle insormontabili problematiche dovute allo schiacciamento della pupilla ai bordi che penalizza i dettagli in orientamento tangenziale (dettagli perpendicolari alla semidiagonale che li congiunge al centro), tuttavia i grandi formati di negativo previsti per l’Hypergon compensano con un ridotto ingrandimento queste limitazioni.

Questa necessità insita nel progetto di utilizzare lastre ortocromatiche sensibili soprattutto al blu, diffuse ai tempi in cui l’obiettivo venne disegnato, costituisce anche la ragione per cui la sua produzione venne sospesa: infatti le nuove emulsioni bianconero ortocromatiche che si affacciavano negli anni ’30 non consentivano di replicare la prassi prevista dai limiti di progetto e anche oggi risulta difficile rientrare in questi parametri con le emulsioni moderne.

Dopo aver regolato ma messa a fuoco con queste avvertenze, una serie altrettanto complessa di precauzioni si profila per l’esposizione vera e propria; innanzitutto non è possibile utilizzare un otturatore centrale (nemmeno anteposto all’obiettivo, a causa del suo ampio angolo di campo) e quindi la posa si effettua con la classica “cap exposition”, scoprendo e ricoprendo l’obiettivo; questo può essere un problema in esterni con forte luce perché, sebbene l’apertura di lavoro sia in pratica 1:32, il tempo di posa richiesto può essere comunque così breve da rendere impossibile il corretto utilizzo del filtro a stella rotante; naturalmente con le lastre dell’epoca, la cui sensibilità era molto ridotta, con quest’apertura di diaframma i tempi di posa erano comunque nell’ordine di 1 o 2 secondi anche in esterni al Sole ma con le sensibilità attuali sarebbe impossibile utilizzare l’obiettivo en plen air.

A parte questa premessa, l’illuminazione sull’asse dell’obiettivo è circa 60 volte (SIC) superiore a quella ai bordi estremi del formato, pertanto l’esposizione corretta misurata o stimata sul soggetto deve intendersi valida solamente per il centro del fotogramma, mentre ai bordi servirebbe una esposizione pari a 60x quella nominale; infatti la procedura prevede di ruotare l’albero con la stella girevole in posizione di lavoro, bloccandolo col fermo appositamente predisposto, coprire l’obiettivo, predisporre la lastra per l’esposizione e poi togliere la copertura mentre si inizia a pompare aria per mettere in rotazione la stella, continuando così fino a completare una posa pari a 60 volte quella predefinita; al termine di questa fase si aziona il tirante che sblocca l’alberino con la stella girevole, lasciando che la molla la tolga rapidamente dal percorso ottico, e si completa l’esposizione a lente libera con un tempo supplementare pari a quello misurato (quindi: esposizione misurata = 1    posa = 60 con stella in funzione + 1 senza stella = 61), coprendo quindi rapidamente l’obiettivo per terminare l’operazione.

Se questa complicata procedura è difficile da attuare con tempi di posa rapidi (immaginiamo, ad esempio, di avere una lettura di 1/15”, dovremmo togliere la stella dopo 1/15” x 60 = 4”, far continuare la posa per appena 1/15” e coprire manualmente: difficile determinare a occhio frazioni di secondo così brevi), in interni con ambienti bui si presenta un altro tipo di problema: con film di bassa sensibilità e diaframma 1:32 non è infrequente avere pose da 1 minuto primo, pertanto il tempo supplementare con stella in rotazione sarebbe 1 minuto x 60 = 1 ora… Non considerando per il momento il difetto di reciprocità della pellicola, eventualmente compensabile forzando un po’ il trattamento di sviluppo, possiamo immaginare le difficoltà che incontra il fotografo obbligato a schiacciare ininterrottamente la peretta di gomma dell’aria per 60 minuti consecutivi!

D’altro canto, pur facendo la debita tara a queste insolite problematiche operative, se l’Hypergon veniva utilizzato in modo corretto e con perizia era in grado di produrre già all’epoca risultati stupefacenti, come ci conferma questa fotografia tratta da un catalogo Goerz nella quale un hotel di grandi proporzioni è ritratto nella sua interezza da una finestra dell’edificio antistante, perfettamente nitido, uniformemente esposto e senza alcuna distorsione: un risultato da leccarsi i baffi e difficile da replicare persino con le attrezzature attuali; in questo caso il fotografo ha opportunamente scelto la focale da 75mm (3”) abbinata ad una lastra 20x25cm (8×10”), in modo da sfruttare completamente il cerchio di copertura dell’obiettivo ed anche il suo eccezionale angolo di campo.

Naturalmente, pur tenendo conto di queste considerazioni, un obiettivo ipergrandangolare può essere indispensabile in molte situazioni e il Goerz Hypergon, col suo approccio progettuale privo di preconcetti, è stato uno degli esempi più eclatanti della categoria, così come Giorgio Giovanni Maria Jano ne è stato un grande interprete a posteriori, riesumandolo in servizio quando ormai tutti lo consideravano un’anticaglia per le vetrine e sfruttandolo ai limiti del possibile come forse nessun altro prima di allora.

Un abbraccio a tutti; Marco chiude.

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