El filtro atmosférico y el efecto escala / the atmospheric filter and the scale effect.

Leonardo da Vinci fué el primer artista en constatar el efecto del ambiente y la distancia sobre la percepción de la forma y el color. Su estudio determinó que la atmósfera entre el espectador y el objeto observado actuaba como un filtro que cambiaba el color y la forma de este.
En efecto, si observamos cualquier paisaje en el que distintos elementos se encuentran a diferentes distancias podremos darnos cuenta de que elementos similares se ven diferentes cuanto más lejos están de nosotros. Por ejemplo, en el campo podemos ver como los árboles que están más lejanos tienden a aclarase, aunque sean los mismos que tenemos en un primer plano. Otro efecto de la perspectiva atmosférica es la difuminación de los contornos pero esto es mucho más dificil de representar en un objeto 3d.
 Leonardo da Vinci was the first one to establish the effect that both ambient and distance produced in the perception of color and form. His study determined that the atmosphere between the observer and the objetc observed acted as a filter that changed the color and the shape of it.
 Indeed if we observe a landscape in which similar elements are at different distances we will notice that they tend to enlighten as the distance increases, for example the trees that are further than the ones in the foreground look lighter and blueish. Another effect of the atmospheric perspective is that the edge of the objects turn to blur, but this is far more complicated to represent in a 3D object.

A qué se debe esto? Pues es debido a la humedad y el polvo que flota en el ambiente y que refleja la luz del sol. Cuanta mayor es la distancia entre nosotros y lo que observamos, más cantidad de este efecto se interpone entre nosotros, cambiando así la percepción que tenemos de las cosas. Leonardo llamó a este efecto, la perspectiva atmosférica.
 El efecto escala trata de medir la proporción de este fltro que tenemos que aplicar a nuestras obras según a la escala que trabajemos, que representa la distancia a la que observamos un objeto.
 A distancias reducidas, el filtro atmosférico es tán sutíl que es casi imperceptible, sobre todo cuando el color del objeto es similar al del filtro, es en las escalas más pequeñas donde comienza a ser relevante.
Según un estudio, el filtro que tenemos que aplicar para representar el efecto escala es de un 0.2% por metro, así, cuando no alejamos a 35m del objeto, el filtro será de un 7,5%, a una distancia de 48 metros de un 9,6% y a 72 metros de un 14,4%.
Pero es siempre el filtro atmosférico igual? No, obviamente depende de la atmósfera circundante y de la luz.
No es lo mismo observar un tanque desde 100 metros en un día despejado, con una humedad relativa del 30% al mediodía en un entorno sin polución que hacerlo a la misma distancia al atardecer, con una humedad del 90% alrededor de una fuente de humo o en medio de una bruma, etc.
 Cómo podemos saber qué color utilizar para nuestro filtro atmosférico? Bueno, resumiendolo mucho, podemos observar el cielo y utilizar ese color, después de todo es cielo lo que se interpone entre el objeto y nosotros.
 Why happens this? Well it´s because of the humidity and dust in the ambient that reflects the sun light. The bigger the distance between the object and the observer, the more this effect interfere between, changing this way the perception we have of things. Leonardo called this effect the atmospheric perspective.
 The scale effect tries to meassure the proportion of this filter that we have to apply depending on the scale we work that is the same than saying the distance between us and the object.
 At close distances the scale effect is so subtle that is almost imperceptible, mostly when the color is similar to the filter. it´s with the smaller scales ( bigger distances ) when the atmospheric perspective is relevant and the changes in colors is perceptible.
 According with a study the filter we have to apply to represetn the scale effect is 0,2% per metre. So if we move 35 metres from the object the filter would be 7,5%, with 48 mteres 9,6% and with 72 mteres 14,4%.
But is this atmospheric filter always the same? No, obviously it depends on the surrounding atmosphere and light.
 Is not the same looking to a tank at 100 mteres in a sunny day, with a relative humidity of 30%, at 13:00 hours and non polluted enviroment than doing the same at 20.00 hours with a 90% relatice humidity near to a smoke source or haze.
how can we determine the color of the filter to be used? Cutting a long story short we can look at the sky and use that color, after all is sky what is between us and the object observed.

En la siguiente foto podemos ver como el filtro en un día nublado pasa a ser de un tono grisáceo
In the next picture we can see how the filter in a cloudy day is not blue but light grey

 Para ver el efecto de la luz sobre los objetos podemos observar estas dos fotos tomadas en el mismo museo con dos días de diferencia, un día soleado y el otro nublado.
 To see the effect of the light on the objects we can have a look at these two photogrpahs of the same  tank with a two days difference, the first one in a sunny day and the second one in a cloudy day.

 Si aplicamos un filtro atmosférico a ambas fotos, tomando como referencia el color del cielo, tenemos una gama de colores diferente. En los cuadors superiores de las fotos podemos ver la intensidad del filtro y la escala correspondiente.
 If we apply an atmospheric filter to both photographs, taking the sky color as reference, we will obtain a different color range. In the superior part of the photograph we can see the filter intensity and the correspondant scale.

 

Como podemos observar, el efecto escala empieza a ser perceptible a partir de los 50 metros y solo con un estudio comparativo. 

As we can see the scale effect starts to be perceptible after the 50 metres and only when comparing to the original color.

Ahora veamos el efecto escala sobre algunas maquetas

Now let´s see the scale effect at some models

El efecto escala sobre algunos de los colores mas habituales en el modelismo militar
The scale effect at some of the most used colors in military models

 En el siguiente cuadro podemos ver el efecto de un filtro atmosférico blanco sobre algunos colores de tamiya
 In the following tables we can see the effect of a white atmospheric filter over some tamiya colors.

Y en este otro, el filtro es de color cielo
And this one is with a sky color filter

Ahora el filtro blanco sobre algunos colores de Vallejo
Now the white filter with some Vallejo colors

Y el filtro de color cielo
And the sky filter

Como podéis ver los colores claros no reflejan tanto el cambio como los más oscuros.
As you can see the pale colors are not as affected as the darker ones.

Cómo aplicar el filtro atmosférico?

Algunos fabricantes como AK interactive tienen en cuenta el factor del efecto escala en sus pinturas ( aunque no mencionan cuál, supongo que es para 1/35 ) pero lo normal es que no lo hagan ya que el fabricante no sabe para qué escala vá a ser utilizada. La forma más sencilla es mezclar el color del filtro con la pintura que vayamos a aplicar en la proporción adecuada según la escala. El inconveniente de esta forma de aplicarlo es que todo lo que hagamos luego no lo reflejará.
la forma más complicada es aplicar un filtro con el aerógrafo al finalizar la maqueta, el inconveniente aquí es que la capa debería ser perfectamente uniforme ya que donde repitamos una pasada o nos demoremos un poco se acumulará más pigmente y el filtro no será homogéneo.

How to apply the atmospheric filter?

Some producers like AK interactive consider the scale effect and apply it to their paints ( although they don´t say for which scale I presume that is 1/35 ) but the usual thing is that they don´t do it as the producer doesn´t know which scale will be the paint used for. The easiest way is to mix the filter color with the paint we are going to use with the model in the adequate proportion for the scale, the handicap here is that everything that we do henceforth won´t reflect this change. The most complicated way would be to apply a filter with the airbrush once the model is finished, but if we change the speed or pass twice over a zone the pigment will accumulate and the filter won´t be homogeneous.

Forzando el punto de vista del espectador

Los pintores de cuadros aplican la perspectiva atmosférica teniendo en cuenta que su obra es de dos dimensiones y el punto de visión del espectador no cambia. Sin embargo en un modelo tridimensional, el espectador puede observar desde múltiples puntos de vista. En un objeto de dimensiones reducidas este factor es casi irrelevante, pero qué ocurre si queremos representar un objeto muy grande. Por ejemplo un barco.
Imaginaros que queréis aplicar a vuestra maqueta de un grán barco a escala 1/350 un filtro atmosférico, si nos situamos a proa, el color tendría que ir cambiando hacia la popa, pero si representamos este efecto obligamos al espectador a observar desde ese punto fijo, ya que si cambia de posición el efecto no sería correcto. En la realidad, los barcos de guerra suelen ser de un color cercano al cielo por lo que el efecto atmosférico en cuanto al color es casi inaplicable. Pero por debajo de la línea de flotación es otro cantar, y por otro lado los barcos civiles pueden ser de otros colores.
 lo mismo ocurrirá si representamos un diorama a escala muy pequeña y de grandes dimensiones, en ese caso el filtro que tendríamos que aplicar para ganar verosimilitud obligaría al espectador a mantener su posición fija.

Forcing the observer point of view

The artists apply to their paintings the atmospheric perspective considering that their work is in two dimension and the observer point of view doesn´t change. But with a 3D model the thing changes, the observer can move around the object so he can look form many different points of view. With a small size object this thing is not important but what happens if we want to represent a very large object. For example a ship.
 Imagine that you want to apply to your 1/350 big ship an atmospheric filter, if we place ourselves next to the bows, then the stern would be far enough to see a difference in the color but if we represent this effect we will obly the observer to maintain that point of view or the effect would not be correct. In fact military ships are painted in a color that matches very well both sea and sky so the atmospheric perspective is less noticeable, but under the floating line...is another story, and civilian ships are painted with other colors.
 The same would occur if we represetn a big diorama in a small scale, in that case, the filter that we would have to apply to gain in reality would also force a determined point of view.

Conclusión

Como tantas otras técnicas pictóricas, el filtro atmosférico y el efecto escala aportan un toque de realismo que podemos completar o anular con otras técnicas. De nosotros depende el aspecto que queramos que tenga nuestra maqueta. Pero no tiene mucho sentido aplicar un filtro atmosférico de un día soleado si no representamos también la iluminación adecuada. Un modulado de color que represente múltiples focos de iluminación puede dar al traste con el efecto del filtro atmosférico buscado.
 Finalmente me gustaria recordar que el modelismo es un hobby como cualquier otro, lo que queramos de él no tiene por que ser una norma para todos. Si queremos dar rienda libre a nuestra imaginación no hay nadie que deba impedírnoslo y si queremos tomarnoslo como una búsqueda de la exactitud solo nosotros tenemos que ponernos los límites.

Conclusion

Like many other painting techniques, the atmospheric filter and the scale effect bring our models a realistic touch that we can complete or annulate with other processes. Is up to ourselves the look that we want for our models, but i think that it makes not much sense to use the atmospheric filter from a sunny day and then force multiple spotlights to highlight determined parts of the model.

 Finally I would like to remind that this is a hobby , like many others, and what we want from it shouldn´t be a rule for others. If we want to set our imagination free nobody should prevent us for doing it so, and if what pleases us is to be as accurate as possible, only ourselves should mark the limits.