OMAGGIO ALL

OMAGGIO ALL'IMMORTALE KUBRICK ED AL MITICO PLANAR 50mm f/0,7

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due fotogrammi di Barry Lyndon ripresi con lo Zeiss Planar 50mm f/0,7 ex-NASA a piena apertura f/0,7.

Notare il meraviglioso bo-keh, lo stacco plastico e lo sfuocato estremo di quest'ottica, nata per riprese
cinematografiche 35mm all'infinito dallo spazio e qui utilizzata a circa 6-7 feet dal soggetto; fuori da ogni schema
logico del progetto.

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UPGRADING 21/11/2007
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ABTRACT

The mystique of the Planar 0,7/50, shining for the NASA militance and the masterpiece of Stanley Kubrick,
is much more intriguing considering the optical ancetres of the lens: when it was calculated, in early '60s, it wasn't
drawed from the white paper but dusting off the wartime projects of superfast IR-Objektive used in cathode
nacht-wandler for the nazi's weapons; in the following upgrading you'll find the unprecedented drawing of the
precursor of this lens and of other similar wartime Zeiss lenses, unknown untill now, and for the first time an high
resolution drawing of the Planar 50mm f/0,7 with the Kollmorgen converter used in Barry Lyndon, with all quotes;
last but not least, I added a series of snaps form Barry Lyndon's scenes where this lens was on strike.

Lo Zeiss Planar 50mm f/0,7 è un obiettivo molto favoleggiato, che ha avuto in dote dalla sorte una vita attiva degna di
un romanzo, passando dalle mani della NASA (era nato per non meglio precisate riprese in condizione di luce critica
nei voli spaziali di preparazione all'allunaggio umano) a quelle del maestro del cinema Stanley Kubrick, che adattando
faticosamente questo specialissimo obiettivo ad una cinepresa intraprese uno dei voli più alti della sua carriera, firmando
le scene a lume di candela negli interni di "Barry Lyndon".

Se tutto questo non bastasse ad alimentare l'aura di leggenda attorno a quest'obiettivo, altrettanto eccezionali ed inquietanti
sono le origini tecniche del suo schema ottico; infatti, quando il progetto del Planar 50mm f/0,7 fu iniziato, ad inizio anni '60,
i progettisti non partirono dal foglio bianco, ma si ispirarono direttamente a documenti relativi ad obiettivi superluminosi
destinati a visori notturni con tubo catodico, realizzati al tempo di guerra per vari sistemi d'arma dell'esercito nazista, informazioni
tecniche salvate dal caos e dalle mani sovietiche grazie agli uomini della Operation Paperclip, che recuperarono i preziosi
schemi e li misero a disposizione della neonata Zeiss occidentale, che nel frattempo si stava rifondando (prima a Coburg e poi
ad Oberkochen); l'inedito contributo che segue mette a confronto lo schema del Planar 50mm f/0,7 (deliberato alla produzione
nel 1966) con quello di un UR-Objektive da 70mm f/1,0 realizzato nel 1941 dalla Zeiss Jena per un dispositivo di visione
notturna ad infrarossi.

il famoso Planar 50mm f/0,7 utilizzato dalla NASA e da Stanley Kubrick deriva in realtà dai
progetti di obiettivi superluminosi UR (Ultrarotstrahlung = infrared) realizzati al tempo di guerra
e che costituivano l'obiettivo primario di sistemi per la visione notturna ad infrarossi (wandler)
applicati a vari sistemi d'arma nazisti; lo schema a sinistra si riferisce ad un 70mm f/1,0 del 1941
e si può notare come il Planar 50mm f/0,7 si basi su concetti analoghi: un gruppo Gauss anteriore
con due doppietti collati ed un gruppo posteriore con funzione di lente di campo analoga alla
celebre Smyth linse realizzata nel 1874 dall'ottico Piazzi-Smyth per l'obiettivo tipo Petzval; in
entrambi gli obiettivi la lente posteriore è quasi a contatto con l'elemento sensibile (nel Planar,
in particolare, lo spazio retrofocale era ridotto a circa 4mm), e la particolare forma dell'ultimo
elemento del 50mm lascia la porta aperta all'ipotesi che anche questo fosse stato previsto all'origine
per l'impiego su tubi catodici in cascata, magari utilizzati come amplificatori della luce esistente, senza
proiettori IR (inutilizzabili nello spazio a simili distanze)

fra i ben 42 obiettivi Zeiss UR del tempo di guerra destinati a visori IR che sono
riuscito a censire (comprese le varianti), questi tre modelli sono quelli più affini
otticamente al futuro Planar 50mm f/0,7 progettato oltre 20 anni dopo: un DNA
davvero inaspettato ed inquietante...

come già visto in casa Leitz, anche in casa Zeiss i superluminosi per visori militari
ad infrarossi del tempo di guerra derivano da obiettivi realizzati a metà anni '30
e destinati ad impieghi in radiologia, su impulso del piano nazionale di documentazione
sulle patologie toraciche della popolazione tedesca definito Programm Offenbar;
questo schema è riferito ad un roentgenobjektiv della Zeiss con luminosità f/0,85, che
a sua volta contiene già in germe tutte le caratteristiche del Planar 50mm f/0,7 definitivo,
ridottissimo spazio retrofocale compreso (nella fattispecie, quest'obiettivo lavorava
direttamente a contatto col film e l'ultima lente con superficie piana consentiva un
perfetto registro del piano focale e lo spianamento dell'emulsione)

INIZIO UPGRADING 20/04/2011

Il Planar 50mm f/0,7 fu calcolato da Erhard Glatzel ed il suo progetto passò attraverso
quattro prototipi intermedi prima di giungere alla configurazione definitiva; Glatzel partì
da un Gauss da 50mm f/1,0 (per 30° sul formato cinematografico) calcolato manualmente,
un doppio Gauss a 10 lenti per distribuire meglio le forze su diversi elementi ed una lente
di campo quasi sul piano focale; questo modello iniziale fu oggetto di complessi calcoli,
sia manuali che operati in automatico utilizzando un computer IBM 7090, uno strumento
che nel 1960 costava 2,9 milioni di Dollari USA; ecco gli schemi ottici di tutte le versioni,
dal prototipo preliminare all'obiettivo definitivo.

Il particolare, la seconda lente sdoppiata manualmente in un doppietto collato passando
dal primo al secondo prototipo, costituiva il contributo negativo alla somma di Seidel I,
ma i successivi passaggi computerizzati in automatico distribuirono questo contributo
uniformemente nelle due superfici dispersive poste ai lati del diaframma, rendendo quindi
praticamente inutile la complicazione nella parte anteriore; le tre lenti anteriori presenti
nel terzo prototipo vennero dunque semplificate manualmente in una sola lente, passando
poi per un ultima rifinitura al computer per ottimizzare definitivamente lo schema; lo stesso
Glatzel fece notare le analogie col già citato Roentgenobjektiv Carl Zeiss Jena f/0,85,
argomentando però che il passaggio ad f/0,7 rappresenta un notevole passo avanti.

Gli inediti MTF dello Zeiss Planar 50mm f/0,7, misurati ad f/0,7 su frequenze spaziali
da 0 a 20 cicli/mm sull'asse, a 10° sulla semidiagonale (metà campo, con orientamento
sagittale e tangenziale) ed a 14° sulla semidiagonale (bordi del formato, sempre con
orientamento sagittale e tangenziale); naturalmente si tratta di valori modesti ma
perfettamente giustificati dall'apertura estrema e dall'anzianità del progetto.

Erhard Glatzel, il padre del Planar 50mm f/0,7

(picture: courtesy Larry Gubas)

Un'impressionante vista d'insieme del computer IBM 7090, introdotto a fine
anni '50 e utilizzato da Glatzel nel calcolo ottico di quest'obiettivo: come accennato,
questo mostro costava all'epoca 2,9 milioni di Dollari o, se preferite, 63.500 Dollari
mensili per il noleggio...

(picture: computer-history.info)

L'esemplare di Planar 50mm f/0,7 corrispondente alle specifiche d'origine (nessun dispositivo di
messa a fuoco, otturatore Compur Electronic #3) proveniente dalla collezione del defunto e
compianto Charles Barringer, grande esperto e collezionista Zeiss già Presidente della Zeiss
Historica.

(picture: Westlicht Photographica Auction - Wien)

Un esemplare di Planar 50mm f/0,7 fotografato ad Oberkochen sui disegni quotati originali;
questo esemplare dispone di un attacco flangiato a baionetta e di elicoide di messa a fuoco
graduato in piedi.

(picture: photoscala.de)

Il dettaglio mostra la scala di messa a fuoco finemente graduata (l'ottica va focheggiata a stima
su scala metrica) ed il diaframma regolabile da f/0,7 ad f/8.

(picture: photoscala.de)

FINE UPGRADING 20/04/2011

INIZIO UPGRADING 28/12/2007

Il principio ottico su cui si basa il calcolo del Planar 50mm f/0,7 e la sua eccezionale
luminosità non scriveva niente di nuovo ma si basava sui progetti preliminari realizzati
nel 1928 da Benjamin Ellan Luboshez e nel 1937 da Maximilian Herzberger per Kodak;
il progetto originale di Luboshez si potrebbe definire rozzamente una sorta di "teleconverter
alla rovescia": infatti, si tratta di un gruppo ottico posteriore (aggiunto in fase di calcolo
all'obiettivo primario o predisposto come accessorio per obiettivi già prodotti) che intercetta
il fascio posteriore e lo fa convergere su un formato d'immagine inferiore al precedente; dal
momento che la pupilla d'ingresso non viene alterata, il fascio luminoso è come "concentrato"
(immaginate il classico giochetto della lente d'ingrandimento che concentra i raggi solari in
un punto luminosissimo), e mantenendo pupilla d'ingresso ed angolo di campo inquadrato
immutati su un formato inferiore abbiamo una riduzione della lunghezza focale ed una variazione
anche per il gradiente che definisce la luminosità massima, la quale invece aumenta; ecco gli
schemi rielaborati dal progetto di Luboshez.

in colore ciano ho evidenziato l'obiettivo primario ed in rosso il gruppo convergente posteriore:
mantenendo la stessa pupilla d'ingresso (e quindi lo stesso flusso luminoso ed un eguale angolo di campo)
la proiezione posteriore viene "concentrata" su un formato più piccolo dell'originale, ottenendo così
una riduzione della lunghezza focale effettiva (stesso angolo di campo su diagonale minore) ed un
incremento della luminosità massima, dal momento che il flusso luminoso viene "concentrato" su una
superficie inferiore; nel progetto di Luboshez era previsto sia un sistema semplificato ed economico
costituito da un solo menisco convergente, sia una opzione più corretta a quattro lenti, sia infine una
versione "universale" destinata all'accoppiamento con vari obiettivi già in produzione; la destinazione
originale di questo progetto era la riproduzione da fluoroscopi a raggi X su pellicola, un campo dove
la debole fluorescenza dello schermo richiede alta luminosità, mentre l'aberrazione cromatica non è
stata considerata, dal momento che la fluorescenza eccitata dai raggi X è sostanzialmente monocromatica

Un ulteriore step evolutivo in questo settore lo dobbiamo ai calcoli svolti nel 1937 da Maximilian Herzberger
per la Eastman Kodak Company; Herzberger riprese il progetto di Luboshez e ne smussò i limiti, evolvendo
il gruppo convergente posteriore in un modello realizzato anche con l'adozione di fluor krown acid glass a
bassa dispersione; i "difetti" del progetto di Luboshez consistevano nell'assenza di acromatizzazione, nella
presenza di una forte curvatura di campo (dovuta all'elevata somma di Petzval intrinseca) e in un angolo di
campo utile piuttosto ristretto; il progetto evoluto di Herzberger nasceva con l'obiettivo di ridurre la somma
di Petzval e di ottenere un angolo di campo sufficientemente ampio con una riduzione di astigmatismo senza
far subentrare il coma, riducendo a sua volta il coma e l'aberrazione sferica senza penalizzare la curvatura di
campo; l'adozione di due vetri a dispersione contenuta consentiva anche una correzione cromatica sfruttabile
con l'intero spettro visibile, e questo progetto può considerarsi l'antesignano del concetto alla base di molti
super-luminosi del tempo di guerra e dello stesso Planar 50mm f70,7; partendo da un obiettivo primario da
100mm f/2,0 (misure convenzionali di riferimento), aggiungendo il gruppo convergente la focale effettica
si riduceva a 40,65mm, con un proporzionale aumento della luminosità massima da f/2,0 ad f/0.813, ovviamente
su un formato più ridotto.

Il progetto di Herzberger del 1937 abbinato allo schema del Planar 50mm f/0,7
rivela molte analogie, compresa l'esigenza di uno spazio retrofocale davvero ridotto;
come detto, l'ultima lente del Planar è forgiata a guisa della lente di campo di Piazzi-Smyth,
estensivamente utilizzata sui superluminosi tedeschi degli ultimi anni di guerra che
erano stati calcolati per l'accoppiamento a tubi catodici (per visori notturni ad
infrarossi), una lente che modificava la curvatura di campo della coniugata posteriore
e la adattava alla curvatura del tubo catodico: proprio il ridotto spazio retrofocale
e la presenza di questa lente mi suggerisce che anche il Planar 50mm f/0,7 potrebbe
essere stato progettato per la NASA in vista di un impiego analogo, sfruttando un
gruppo in cascata con tubo catodico per riprese ad infrarossi o con sistema di
intensificazione d'immagine, ma questo non spiegherebbe la presenza del corpulento
otturatore centrale, necessario solo per esigenze fotografiche...

questo schema evidenzia il funzionamento di un classico teleconverter posteriore (i moltiplicatori
di focale comunemente adottati dai fotografi) e del gruppo convergente di Luboshez ed Herzberger,
poi sfruttato anche nel Planar 50mm f/0,7: mentre il moltiplicatore diverge la proiezione del fascio,
distribuendo la luminosità su una superficie maggiore di quella originale (ma le eccedenze non vengono
sfruttate) e riducendo la luminosità relativa del sistema, il gruppo convergente agisce in maniera opposta,
accentrando il flusso luminoso garantito dalla pupilla d'ingresso su una superficie di formato inferiore,
concentrando così il fascio ed aumentando la luminosità relativa; dal momento che lo stesso angolo di
campo viene garantito su un formato inferiore, anche la lunghezza focale verrà ridotta di pari passo;
naturalmente per mantenere il formato originale occorrerà predisporre un obiettivo primario con diametri
e copertura sovrabbondanti

per quanto concerne la logica dell'originale commessa NASA, occorre considerare che non si trattava di
un salto nel vuoto: già il primo Aprile 1960 era andato in orbita il satellite Tiros I con un sistema di riprese
fotografiche e televisive ad infrarosso per utilizzo metereologico, e l'esigenza di ottiche molto luminose si era
manifestata quando il Presidente J. F. Kennedy proclamò la necessità di un'accelerazione nello sviluppo delle
missioni spaziali e la volontà di portare l'uomo sulla Luna entro al decade degli anni '60; col budget triplicato,
la NASA incrementò gli sforzi legati alle missioni lunari e fu programmato il lancio di cinque navette Ranger
destinate ad entrare in orbita lunare per eseguire una mappatura fotografica ravvicinata, ivi compresa la
famosa "dark side" sempre nascosta e poco illuminata; il primo modulo Ranger fu lanciato il 23 Gennaio 1961
ma soltanto il Ranger IV (lanciato il 23 Aprile 1962) raggiunse l'orbita lunare senza inconvenienti; questi
moduli vantavano fra le dotazioni di bordo anche un obiettivo superluminoso per impiego fotografico, un
Gauss f/1,0 progettato nel Marzo 1953 da Pierre Angenieux in persona, probabilmente destinato a condizioni
critiche di illuminazione o alla faccia in ombra del satellite.... Il Ranger IV impattò sulla "dark side" e l'Angenieux
f/1,0 riposa tuttora in quei silenzi inesplorati.

un sunto del progetto originale concepito da Pierre Angenieux in persona: si tratta di
un obiettivo f/1,0 basato su un classico schema Gauss, che peraltro non usufruisce
dei vetri più avanzati disponibili all'epoca

Dopo quest'esperienza nella mappatura delle zone buie della Luna eseguite con
l'Angenieux f/1,0, è possibile che i tecnici della NASA abbiano trovato questa
luminosità ancora insufficiente, ed in previsione del famoso progetto Apollo (già
presentato nel Luglio 1960) abbiano commissionato alla Zeiss un'ottica ancora
più luminosa, cioè il Planar 50mm f/0,7.

FINE UPGRADING 28/12/2007

INIZIO UPGRADING 19/03/2010

E' noto a pochissimi addetti ai lavori che alla Zeiss, dopo la realizzazione del Planar
50mm f/0,7, misero mano al suo progetto, evolvendolo in un versuch (prototipo) che
utilizzava 9 lenti anzichè 8, un 50mm la cui luminosità era stata spinta addirittura alla
soglia di f/0,63, come confermato pesonalmente dal compianto Walter Woeltche, il
sostituto di Erhard Glatzel; questo mirabolante Planar versuch 50mm f/0,63 non venne
mai prodotto e fino ad oggi se ne ignorava completamente la struttura ottica; lo schema
che segue illustra la sezione del Planar 50mm f/0,7 e - per la prima volta - anche quella
del suo potenziale successore, il Planar 50mm f/0,63.

Lo schema ottico del prototipo Planar 50mm f/0,63 si differenzia da quello
del Planar 50mm f/0,7 utilizzato dalla NASA e da Kubrick per l'aggiunta di
un menisco collettivo anteriore e per la spaziatura ad aria del primo doppietto
collato, modifiche che non hanno stravolto la fisionomia generale dell'obiettivo.

FINE UPGRADING 19/03/2010

una rara immagine ufficiale del Planar 50mm f/0,7 nella configurazione originale, prevista per la
NASA; l'obiettivo presentava un grosso otturatore centrale Compur Electronic #3 con tempi
1" - 1/200" che fungeva anche da diaframma e pesava 1,85kg; per l'adattamento alla cinepresa
di Kubrick (una vecchia Mitchell non reflex, come richiesto dall'ultima lente quasi appoggiata alla
pellicola) l'otturatore fu eliminato a causa del suo ingombro e sostituito da un distanziale di eguale
tiraggio; l'obiettivo risulta essere stato prodotto in 10 esemplari, dei quali 6 forniti alla NASA, 1
rimasto alla Zeiss e 3 acquistati poi da Kubrick (dei quali uno utilizzato come 50mm, un'altro modificato
con l'adozione di un aggiuntivo da 36,5mm ed un'altro - mai usato nel film - accorciato a 24mm con
un aggiuntivo di diversa fattura), tuttavia nel catalogo di fabbricazione della Zeiss di Oberkochen
risulta la produzione di un solo esemplare, nel 1966

lo schema ottico di base del Planar 50mm f/0,7 con anteposto quello dell'aggiuntivo Kollmorgen utilizzato
per modificare la focale e convertire l'obiettivo a 36,5mm f/0,7 (come richiesto dal maestro, che trovava
la focale 50mm un po' stretta sul formato 18x24mm per certe viste d'insieme); considerando che all'epoca
non esisteva l'antiriflessi multiplo credo che il T effettivo del complesso da 36,5mm fosse inferiore all'f/0,7
dichiarato. L'aggiuntivo Dimension 150 che riduceva la focale fino a 24mm f/0,7 non fu utilizzato da Kubrick
a causa di una distorsione eccessiva rilevata nelle prove preliminari

uno schema d'insieme con i dati generali; il gruppo ottico complessivo era decisamente
ingombrante, con una lunghezza di quasi 40cm ed un diametro della lente anteriore di oltre 16cm
lo spazio retrofocale libero è esattamente 5,27mm

Dopo queste documentazioni inedite vediamo cosa fu in grado di produrre il grande Kubrick
utilizzando quest'obiettivo, così perigliosamente adattato, durante le famose riprese a lume di
candela del film "Barry Lyndon"; a tale proposito ho realizzato delle snapshots prelevate dai
momenti salienti del film in cui il Planar 50mm f/0,7 fu utilizzato (con invertibile 100 ISO in push +1
a 200 ISO), sia da solo che con l'aggiuntivo Kollmorgen e focale risultante di 36,5mm.

PLANAR 50mm f/0,7 SENZA AGGIUNTIVO

notare l'aberrazione cromatica sulle candele

in evidenza l'irripetibile stacco plastico

PLANAR 50mm f/0,7 + AGGIUNTIVO KOLLMORGEN (36,5mm f/0,7)

notare la maggiore morbidezza nella resa a piena apertura con l'aggiuntivo,
non previsto dal progetto Zeiss originale

notare la forma cometaria assunta dalle fiamme delle candele sfuocate alle spalle di O'Neal
rispetto a quelle a fuoco sul tavolo

Una storia davvero affascinante ed incredibile, un intrigo, un tumulto di correnti ed emozioni
che dalle armi segrete nazi passa alle imprese spaziali e ad un capolavoro del cinema: tutto
questo è incarnato dal Planar f/0,7, che chiamare mito è francamente riduttivo.

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