Przetwarzanie danych osobowych

Nasza witryna korzysta z plików cookies

Wykorzystujemy pliki cookie do spersonalizowania treści i reklam, aby oferować funkcje społecznościowe i analizować ruch w naszej witrynie, a także do prawidłowego działania i wygodniejszej obsługi. Informacje o tym, jak korzystasz z naszej witryny, udostępniamy partnerom społecznościowym, reklamowym i analitycznym. Partnerzy mogą połączyć te informacje z innymi danymi otrzymanymi od Ciebie lub uzyskanymi podczas korzystania z ich usług i innych witryn.

Masz możliwość zmiany preferencji dotyczących ciasteczek w swojej przeglądarce internetowej. Jeśli więc nie wyrażasz zgody na zapisywanie przez nas plików cookies w twoim urządzeniu zmień ustawienia swojej przeglądarki, lub opuść naszą witrynę.

Jeżeli nie zmienisz tych ustawień i będziesz nadal korzystał z naszej witryny, będziemy przetwarzać Twoje dane zgodnie z naszą Polityką Prywatności. W dokumencie tym znajdziesz też więcej informacji na temat ustawień przeglądarki i sposobu przetwarzania twoich danych przez naszych partnerów społecznościowych, reklamowych i analitycznych.

Zgodę na wykorzystywanie przez nas plików cookies możesz cofnąć w dowolnym momencie.

Optyczne.pl

Poradniki

Filtry polaryzacyjne - podstawy

Filtry polaryzacyjne - podstawy
11 marca 2010

1. Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2

Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2

Omówieniem podstaw związanych z działaniem i zastosowaniami filtrów polaryzacyjnych rozpoczynamy cykl dotyczący filtrów fotograficznych. Będziemy przy tym opierać się na ofercie filtrów firmy Marumi. Decyzja o wyborze właśnie filtrów polaryzacyjnych jako pierwszego tematu nie jest przypadkowa, ponieważ jest to niewątpliwie zdecydowanie najpopularniejszy rodzaj filtru. Określany bywa wręcz niezbędnikiem każdego fotografa. Jednak pośród osób mniej zaznajomionych z fotografią wydaje się on tworem tajemniczym i niepotrzebnym. A co za tym idzie, najczęściej ignoruje się jego istnienie. Tymczasem naprawdę warto rozumieć cel jego istnienia i sposób działania. Odpowiednio użyty, potrafi znacznie wzbogacić nasze zdjęcia, a nawet pozwala fotografować w sytuacjach, w których bez niego byłoby to praktycznie niemożliwe.

Doświadczonych fotografów nie trzeba przekonywać, że „polar” oraz inne filtry naprawdę się przydają. Cykl tych poradników jednak, choć przeznaczony przede wszystkim dla mniej doświadczonych amatorów fotografowania, zawierać będzie również informacje, które mogą zainteresować tych bardziej doświadczonych. Nie ulega zresztą wątpliwości, że zawsze warto sobie powtórzyć i odświeżyć wiedzę, którą nabyło się kiedyś.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - R E K L A M A - - - - - - - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Ponieważ jest to lekcja wprowadzająca, powiemy również kilka słów o filtrach fotograficznych w ogólności. Poznamy zasadę działania filtra polaryzacyjnego, przekonamy się o jego podstawowym użyciu. Ze względu na jego uniwersalność, poświęcimy mu jednak również lekcję drugą, bardziej skupiając się w niej na różnych praktycznych zastosowaniach.

Filtry fotograficzne


Filtry fotograficzne są nieomal tak stare jak sama fotografia. Były niezwykle istotne w czasach analogowych, upraszczając tworzenie efektów, które dziś bez problemu uzyskujemy za pomocą kilku kliknięć w programie graficznym. Jednak nawet w czasach cyfrowych istnieją filtry, których zastąpienie programami graficznymi jest trudne – choć upierać się można, że nie niemożliwe. Doskonałym przykładem jest właśnie filtr polaryzacyjny.

Filtr jest elementem, który modyfikuje obraz widziany przez element światłoczuły – czyli obecnie najczęściej matrycę cyfrową. Modyfikacja ta odbywa się poprzez specjalny materiał (np. szkło), dopasowany do zastosowań. Są na przykład materiały koloryzujące (w filtrach kolorowych), przyciemniające ale bez zabarwień (w filtrach szarych) albo przyciemniające tylko część kadru (w filtrach połówkowych).

Ten przeźroczysty materiał trzeba oczywiście jakoś przymocować do obiektywu, tak by jego używanie było wygodne. Najczęściej odbywa się to poprzez mocowanie gwintowe z przodu obiektywu, na które nakręca się filtr.

Gwintowe mocowanie filtrów
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2

Dlatego też zdecydowana większość filtrów fotograficznych jest okrągła. Różne modele obiektywów mogą różnić się średnicą mocowania filtra, istnieje kilka najpopularniejszych średnic takich jak 58, 62, 67, 77 mm. Mniejsze i większe są spotykane rzadziej.

Zestaw filtrów Marumi
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2

Osoby używające filtrów (bądź świadome tego, że będą) często uwzględniają średnicę filtra jako ważny parametr doboru obiektywów. Bez sensu bowiem jest być zmuszonym do posiadania kilku np. filtrów polaryzacyjnych dopasowanych do kilku posiadanych obiektywów. Istnieją co prawda redukcje, czyli przejściówki pomiędzy różnymi średnicami, jednak ich stosowanie nie jest do końca wygodne. Zbyt szeroki filtr blokować może np. możliwość założenia osłony przeciwsłonecznej. Z oczywistych względów nie ma sensu zamontować filtru węższego na szerszym obiektywie, ponieważ zasłaniałby on część kadru.

Kaskadowe łączenie filtrów
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2

Filtry nakręcane na obiektyw również posiadają gwint, dzięki czemu można je łączyć ze sobą kaskadowo. Pozwala to łączyć różne efekty, choć należy być świadomym, że nie odbywa się to bez spadku jakości i jasności zdjęć. Czemu tak się dzieje wytłumaczymy w dalszej części lekcji.

Nie we wszystkich obiektywach da się zamocować filtr z przodu, ponieważ ich przednia soczewka może być za duża. Dzieje się tak najczęściej w jasnych teleobiektywach, np. w Sigmie 200–500mm f/2.8 EX DG. Koszt filtru o średnicy przedniej soczewki (w tym wypadku ponad 200 mm) byłby zbyt duży, a sam filtr niepraktyczny. W takich sytuacjach najczęściej filtry wkłada się między obiektyw, a aparat, w specjalnie przeznaczonym do tego miejscu.

Tylne mocowanie filtrów o średnicy 72 mm w obiektywie Sigma 200–500mm f/2.8 EX DG
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2

Stosuje się w tym przypadku takie same filtry jak omówione powyżej, ale ze względu na ograniczone miejsce, można zastosować oczywiście tylko jeden filtr naraz.

Filtry okrągłe, choć wygodne i kompaktowe, to nie jedyny sposób ich mocowania. Istnieje tzw. system Cokina, opierający się na innej zasadzie. Do obiektywu mocuje się w nim specjalny uchwyt, do którego przymocowywane są poszczególne, kwadratowe bądź prostokątne filtry.

System mocowań Cokina
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2

System taki ma kilka zalet – uchwyt jest uniwersalny, pasuje więc do różnych posiadanych obiektywów. Nie ma za to problemu z dopasowaniem filtrów (najdroższego elementu). Poza tym prostokątny kształt filtra i możliwość przesuwania go szczególnie przydaje się przy filtrach połówkowych. Dlatego przy ich omawianiu wspomnimy jeszcze o takim systemie mocowania. Oczywistą wadą takiego rozwiązania jest mniejsza poręczność. Najczęściej na system Cokina decydują się fotografowie krajobrazowi, dla których zarówno mniejsza wygoda jak i czas montowania są mniej ważne niż możliwość precyzyjnego ustawiania filtrów połówkowych.

W zależności od typu, filtr może mieć mniej lub bardziej skomplikowaną budowę. Prosty filtr szary to teoretycznie jednolita warstwa odpowiednio dobranego materiału. Filtr polaryzacyjny to natomiast skomplikowany układ kilku warstw. Wszystko to przekłada się oczywiście na koszty produkcji, dlatego m.in. filtry szare są tańsze niż polaryzacyjne o tej samej średnicy gwintu. Sama średnica też oczywiście wpływa na koszt produkcji, co docenić mogą posiadacze obiektywów o małej średnicy.

Wspomnieliśmy wcześniej, że zastosowanie kilku filtrów naraz pogorszyć może jakość obrazu. Podkreśliliśmy to, ponieważ kumuluje się wtedy efekt możliwego pogorszenia obrazu wprowadzanego przez filtr z osobna. Jaki negatywny wpływ może mieć filtr fotograficzny? Istnieje kilka czynników:

1. Spadek rozdzielczości


Słabej jakości materiał z jakiego wykonano filtr może pogarszać rozdzielczość optyczną obiektywu. Wyobraźmy sobie bowiem, że oglądamy świat przez plastikową szybkę – wszystko wydawać się będzie rozmazane. Podobnie, choć oczywiście w znacznie mniejszym stopniu, wpływać może kiepskiej jakości filtr fotograficzny. Zdarza się to na szczęście rzadko, choć szczególnie uważać należy kupując tanie filtry niemarkowych producentów. M.in. właśnie dlatego warto zaopatrywać się u sprawdzonych producentów np. Marumi i nie jest to jedynie marketingowa agitacja.

Ze spadkiem rozdzielczości nierozerwalnie jest związane pojęcie jednorodności filtra. Jest to parametr jakościowy, na który składa się np. smużystość i pęcherzykowatość. Defekt taki powstaje, gdy powierzchnia jest nierówna lub komponenty szkieł (folii) są źle zmieszane. Światło ulega ugięciu a w efekcie spada rozdzielczość otrzymywanych obrazów.

Obraz niejednorodności filtra uzyskany dzięki wstawieniu go w równoległą wiązkę światła.
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2
Dobrej jakości filtry cechują się dużą jednorodnością, co ma znikomy wpływ na spadek rozdzielczości. Obraz został uzyskany w teście filtru Marumi Water Proof Coat Circular P.L.
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2

2. Odblaski


Gdy światło pada na granicę pomiędzy dwoma ośrodkami (np. między szkłem a powietrzem), jego część jest od tej powierzchni odbijana. Granicami takimi w przypadku obiektywów są oczywiście granice soczewek, a odbicia od nich mają niekorzystny wpływ na rejestrowane zdjęcia. Po pierwsze, ponieważ światło odbija się od granicy ośrodków, nie całe światło, które wpadnie przez przednią soczewkę ostatecznie trafi na matrycę – spada więc jasność rejestrowanych zdjęć. Co gorsza, światło odbijając się zaczyna „wędrować” po obiektywie, co skutkować może spadkiem kontrastu i/lub niepożądanymi odblaskami widocznymi na zdjęciach. Poniższy schemat bardzo poglądowo ilustruje ten problem.

Niepożądane odbicia w obiektywie
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2

Straty światła na pojedynczej granicy powietrze-szkło mogą wynosić nawet 5%. W efekcie, gdy w obiektywie znajduje się wiele soczewek, nawet połowa wpadającego do niego światła byłaby odbijana z powrotem! Aby temu zaradzić, stosuje się w obiektywach specjalne powłoki antyodbiciowe. Choć nie niwelują one odbić całkowicie, to potrafią zmniejszyć je do poziomu 0.2% na pojedynczej granicy powietrze-szkło, dzięki czemu obiektyw przenosi nawet do 97% wpadającego doń światła.

Niepożądane odblaski, które pojawiają się na zdjęciu po założeniu filtra
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2

Filtr jest dodatkowym przedmiotem na torze optycznym aparatu. Pojawiają się więc kolejne granice pomiędzy powietrzem a szkłem, bądź innymi materiałami, z których wykonano filtr. Jeżeli nie zastosuje się na nim powłok antyodbiciowych, pojawią się wspomniane powyżej problemy. Problem w tym, że pojedyncza warstwa optymalizowana jest pod kątem pewnego zakresu długości fal (w uproszczeniu – kolorów). Pojedyncza warstwa niwelowałaby np. w większym stopniu odbicia światła niebieskiego niż czerwonego, co owocowałoby czerwonawym zabarwieniem zdjęć. Konieczne staje się więc stosowanie wielu warstw, tak by cały zakres widma traktować jednakowo. Generalna zasada brzmi zatem – im warstw antyodbiciowych więcej, tym lepiej. Opisem tego jak filtr radzi sobie z poszczególnymi długościami fal jest tzw. transmisja. Ukazuje ona procent przepuszczonego światła dla długości fal z zakresu światła widzialnego. Idealny filtr miałby oczywiście transmisję 100% dla każdego koloru.

Unikanie odbić
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2
Czarna obwódka filtra
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2
Matowa ramka

Przy projektowaniu filtrów dbać należy o jak najmniejsze szanse powstania niepożądanych odbić. Dlatego w filtrach Marumi stosuje się tak drobiazgowe zabiegi jak matowy, satynowy materiał ramki i czarną otoczkę filtru.

3. Winietowanie


Inny niepożądanym efektem stosowania filtrów może być winietowanie. Jest to zjawisko odznaczające się spadkiem jasności na brzegach kadru. Z sytuacją taką możemy mieć do czynienia gdy stosujemy obiektywy szerokokątne. Duży kąt padania promieni na filtr sprawia, że blisko brzegów problemem może być ramka filtru. Aby zaradzić temu zjawisku, tworzy się cienkie filtry w oprawkach typu slim (np. Marumi Wide CPL). Winietowanie filtrów ma również inne podłoże – światło pochodzące z krawędzi pola widzenia przechodzi dłuższą drogę optyczną w polaryzatorze. W efekcie na brzegach spadek jasności może wynosić kilka procent.

Filtr założony na obiektyw powoduje wzrost winietowania, czyli większy spadek jasności na brzegach kadru
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2

Przeglądając ofertę filtrów, spotkać się można z filtrami „dedykowanymi do fotografii cyfrowej”. W przypadku filtrów Marumi jest to seria DHG (ang. Digital High Grade, czyli „Obraz cyfrowy wysokiej jakości”). Na czym polega różnica względem innych filtrów i czy to oznacza, że pozostałych filtrów nie powinno się używać z aparatami cyfrowymi?

Różnica pomiędzy fotografią cyfrową a analogową tkwi oczywiście w materiale światłoczułym. Błona fotograficzna nie miała jednak takich tendencji do odbijania światła jak matryca cyfrowa. Dlatego właśnie w serii DHG stosuje się specjalne powłoki antyodbiciowe o ultra niskim współczynniku odbicia. Ma to zapobiec przed powstawaniem artefaktów (flar, blików) powstałych po odbiciu światła od matrycy.

Polaryzacja światła


Skoro poznaliśmy już ogólnie tematykę związaną z filtrami fotograficznymi, przejdźmy do zagadnień, które przybliżą nas do zrozumienia omawianego w tej lekcji filtra polaryzacyjnego. Z pewnością zrozumieć należy, czym jest owa polaryzacja. Prosimy więc osoby nietechniczne o chwilę szczególnego skupienia, ponieważ nie da się odpowiedzieć na to pytanie bez odrobiny fizyki. Nie jest to wiedza wykraczająca poza poziom obowiązkowej w naszym kraju szkoły podstawowej – powinna być więc raczej przypomnieniem raz już posiadanej wiedzy. Stephena Hawkinga przed napisaniem „Krótkiej Historii Czasu” przestrzegano, że każde użycie wzoru zmniejsza liczbę czytelników o połowę. Zaryzykujemy jednak i przytoczymy w dalszej części jeden prosty wzór, gdyż dobrze pozwoli on zilustrować pewne ważne zależności.

Światło jest falą elektromagnetyczną. Fizycy od razu mogą wnieść protest – ze względu na dualizm korpuskularno-falowy, tak naprawdę światło objawiać może zarówno naturę falową jak i korpuskularną (cząsteczkową). Na potrzeby jednak tej lekcji światło traktować będziemy jako falę elektromagnetyczną i zapomnimy o pojęciu kwantów światła (fotonów).

Fala ma amplitudę oraz długość. Ludzkie oko (a co za tym idzie, wzorowana na nim matryca cyfrowa) działa w ten sposób, że od długości fali zależy postrzegany przez nas kolor. Światło ma również inną cechę – polaryzację. Od urodzenia uczymy się postrzegać kolory oraz jasność światła. Ponieważ jednak ludzkie oko nie rozróżnia polaryzacji, pojęcie to w codziennym życiu nie występuje w ogóle. Czemu zatem może ono być interesujące dla fotografów? Zanim odpowiemy sobie na to pytanie, wróćmy do fizyki.

Światło jest falą poprzeczną, tzn. że drga w kierunku prostopadłym do kierunku, w którym się rozchodzi. Znanym każdemu przykładem takiej fali jest fala morska, choć woda w morzu falować (oscylować) może tylko w jednym kierunku – w górę i w dół. Światło nie jest pod tym względem ograniczone i oscylować może w dowolnym kierunku. Dokładniej, mówimy tu o kierunku oscylacji składowej pola elektrycznego (E na rysunku poniżej) i prostopadłej do niej – magnetycznego (H). Tu i w dalszej części lekcji będziemy jednak ograniczać się rozpatrywania pola elektrycznego. Kierunek oscylacji nazywamy właśnie polaryzacją, w naszym przypadku polaryzacją fali świetlnej. Jeżeli oscylacja odbywa się wzdłuż linii prostej, mówimy o polaryzacji liniowej.

Fala elektromagnetyczna – światło
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2

Fala elektromagnetyczna oscylować może jednak równocześnie w pionie jak i w poziomie. W efekcie odbywa się oscylacja, w której ślad punktu poruszającego się w ten sposób wygląda jak korkociąg.

Mówimy wtedy o polaryzacji kołowej, bądź eliptycznej – w zależności od tego czy wychyla się w tym samym stopniu w obu kierunkach czy też nie.

Światło, które obserwujemy nie jest oczywiście pojedynczą falą lecz całym, bardzo licznym ich strumieniem. Mówimy, że światło jest spolaryzowane, jeżeli wszystkie fale oscylują w nim w tym samym kierunku. Światło może być więc spolaryzowane liniowo, kołowo bądź eliptycznie.

Możemy mówić też o świetle częściowo spolaryzowanym, gdy jedynie część fal ma wspólną polaryzację. Światło niespolaryzowane traktować można natomiast jako mieszankę fal o różnych polaryzacjach, bez przeważającego udziału żadnej z nich.

Światło spolaryzowane występuje w naszym otoczeniu, choć oczywiście nie zdajemy sobie sprawy z faktu jego spolaryzowania. Przykładami takiego światła jest to, które dociera poprzez atmosferę ze słońca w pogodny dzień. Polaryzacja światła (przynajmniej częściowa) następuje również wtedy, gdy odbija się ono od pewnych materiałów, np. metali i szkła. Spolaryzowane światło emitują również np. ekrany LCD oraz lasery.

Nie każde odbicie od odpowiedniego materiału sprawia jednak, że uzyskamy światło spolaryzowane. Musi ono padać pod tzw. kątem Brewstera, którego wartość zależy od właściwości materiałów, na granicy których dochodzi do odbicia (np. szkła i powietrza). Kąt ten dla interesujących fotografów granicach szkło-powietrze oraz woda-powietrze wynosi pomiędzy 50 a 60 stopni. Światło padające pod kątem bliskim kątowi Brewstera będzie częściowo spolaryzowane.

Kąt Brewstera
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2

Chcąc więc zniwelować za pomocą filtra polaryzacyjnego odbicia np. od szkła, musimy tak ustawić się z aparatem, by rejestrować odbicia spolaryzowane. Fotografowanie szkła pod innym kątem nie przyniesie oczekiwanych efektów. Przyjrzymy się oczywiście w praktyce temu ważnemu zastosowaniu już w następnej lekcji.

Jako ciekawostkę podsumowującą część teoretyczną można wspomnieć, że niektóre zwierzęta są wyczulone na polaryzację. Ptaki oraz pszczoły wykorzystują fakt polaryzacji światła słonecznego do nawigacji, a np. ośmiornice postrzegają wzory na swych ciałach różniące się właśnie polaryzacją.

Filtr polaryzacyjny


Wiedząc czym jest polaryzacja, działanie filtra polaryzacyjnego bardzo łatwo (choć w uproszczeniu) wytłumaczyć – przepuszcza on jedynie fale o pewnej polaryzacji.

Filtr polaryzacyjny
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2

Mogą zatem występować filtry liniowe jak i np. kołowe. Ponieważ polaryzacja liniowa jest bardziej intuicyjna i łatwiejsza w obrazowaniu, to ją stosować będziemy w rysunkach wyjaśniających działanie filtrów polaryzacyjnych.

Obracając filtr, wpływamy na kierunek polaryzacji, który będzie przepuszczany. Jeżeli światło nie jest spolaryzowane, różnica nie będzie dostrzegalna. Zawsze odfiltrowywana będzie pewna część fal, jednak ze względu na jednorodny rozkład polaryzacji, będzie to zawsze podobna ich ilość.

Zwróćmy uwagę, że choć zastosowanie filtra w takim przypadku nie skutkuje żadnymi ciekawymi efektami, spada ogólna jasność światła. Należy się z tym pogodzić i mieć świadomość, że zastosowanie filtra polaryzacyjnego spowodować może spadek jasności rzędu jednego stopnia EV. Wynika to wprost z tzw. prawa Malusa, które mówi, że natężenie światła spolaryzowanego o intensywności Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2 po przejściu przez idealny polaryzator będzie miało natężenie wynoszące Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2, gdzie Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2 to kąt pomiędzy płaszczyzną polaryzacji światła padającego i płaszczyzną polaryzacji polaryzatora. Światło niespolaryzowane, jak mówiliśmy, traktować możemy jako jednorodną mieszankę fal o różnych polaryzacjach. Średnia wartość Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2 dla całego zakresu możliwych kątów wynosi 1/2. Korzystając z podanej zależności otrzymujemy Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2, zatem ilość światła spada o połowę – wspomnianą jedną działkę EV. Prawo Malusa mówi o polaryzatorze idealnym, w praktyce jednak część światła może być pochłaniana przez sam filtr, a część odbijana od jego powierzchni, dlatego spadek ilości światła wahać się może w zakresie 1–1.5 EV. Poza tym, pamiętajmy, że prawo Malusa dotyczy światła spolaryzowanego. W codziennej praktyce częściej mamy do czynienia ze światłem częściowo spolaryzowanym, a co za tym idzie utrata światła może być trochę mniejsza bądź większa.

Gdy zastosujemy filtr wobec światła spolaryzowanego, uzyskać możemy jego wytłumianie, aż do całkowitego zaciemnienia. Gdy płaszczyzna polaryzacji światła i filtra są równoległe, kąt Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2, a co za tym idzie Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2. Innymi słowy (pomijając nieidealność filtra), całość światła przechodzi bez zmian przez filtr. Gdy zwiększać będziemy kąt [gamma], stopniowo maleć będzie wynikowa intensywność I. Gdy płaszczyzny ustawimy prostopadle wobec siebie (Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2) następuje całkowite wygaszenie, natężenie wyjściowe wynosi 0.

Filtr polaryzacyjny wobec światła spolaryzowanego
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2

Pozwala to w fotografii „usuwać” z kadru wpływ światła spolaryzowanego, np. odbić od szkła bądź powierzchni metalicznych. Jak sprawdza się to w praktyce przekonamy się w następnej lekcji. By jednak nie być gołosłownym, przeprowadźmy od razu mały eksperyment. Wspomnieliśmy, że ekran LCD emituje światło spolaryzowane. Przekonajmy się o tym wykonując trzy zdjęcia monitora komputerowego – dla trzech różnych kątów obrócenia filtra. Warto podkreślić, że odzwierciedlają one to, co widzimy przez wizjer, a nawet poprzez sam filtr po odkręceniu go od obiektywu. Innymi słowy nie jest to efekt żadnej cyfrowej obróbki ani magicznych własności cyfrowej matrycy.

Zdjęcia monitora LCD przy użyciu filtra polaryzacyjnego
Canon 400D + Sigma 17–70 mm f/2.8–4.5 DC Macro + Marumi DHG Super Circular P.L.D 72 mm
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2

Możemy zaobserwować przez filtr coraz większe pociemnienie monitora, aż do całkowitego wygaszenia. Jest to sytuacja gdy płaszczyzna polaryzacji filtra jest prostopadła do polaryzacji światła emitowanego przez monitor.

Również w przypadku światła częściowo spolaryzowanego, za pomocą filtra wygaszać możemy jego spolaryzowaną składową. Dobrym przykładem jest światło słoneczne rozpraszane w atmosferze w pogodny dzień – jego płaszczyzna polaryzacji jest prostopadła do kierunku, z którego świeci słońce. Gdy ustawimy filtr pod kątem prostopadłym do takiej płaszczyzny, uzyskamy przyciemnienie nieba, ponieważ wytłumimy ową składową spolaryzowaną.

Zdjęcia nieba przy użyciu filtra polaryzacyjnego
Canon 400D + Sigma 17–70 mm f/2.8–4.5 DC Macro + Marumi DHG Super Circular P.L.D 72 mm
Tryb manualny: f/5.0, 1/640 s, ISO 100
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2

Górne zdjęcie przedstawia filtr ustawiony w pozycji neutralnej, dolne zaś w pozycji maksymalnie tłumiącej. Celowo wykonaliśmy je w trybie manualnym, aby zauważyć spadek jasności powodowany różnymi ustawieniami filtra. Światłomierz wskazywał niedoświetlenie dolnego zdjęcia o 1 EV i oczywiście powinniśmy tą informację uwzględnić.

Porównajmy zatem ostateczny wynik, zwiększając ekspozycję dolnego zdjęcia o 1 EV poprzez dwukrotne zwiększenie czasu naświetlania. Celowo jeszcze raz umieszczamy zdjęcie z pozycji neutralnej dla łatwiejszego porównania.

Zdjęcia nieba przy użyciu filtra polaryzacyjnego
Canon 400D + Sigma 17–70 mm f/2.8–4.5 DC Macro + Marumi DHG Super Circular P.L.D 72 mm
Tryb manualny: f/5.0, 1/640 s, ISO 100
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2
Tryb manualny: f/5.0, 1/320 s, ISO 100
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2

Tworzy to bardzo przyjemny dla oka efekt zwiększania kontrastu nieba względem reszty sceny – klasyczne, podręcznikowe wręcz zastosowanie filtrów polaryzacyjnych. Oczywiście nikt nie wylicza w takiej sytuacji kątów względem słońca. Odpowiednią pozycję filtra ustawia się „na oko”, kręcąc nim i obserwując efekt w wizjerze bądź wyświetlaczu.

Do tej pory omawialiśmy filtr polaryzacyjny liniowy, ponieważ wydaje się prostszy w zrozumieniu. Stosowanie tego typu filtrów w lustrzankach jest jednak wysoce niewskazane. Dlaczego? Spójrzmy na poniższy rysunek.

Filtr polaryzacyjny
Filtry polaryzacyjne - podstawy - Fotoszkoła Fomei i Marumi: Lekcja 2

Światło wpadające przez obiektyw trafia na półprzepuszczalne lustro. Odbita część światła trafia na matówkę oraz czujniki TTL pomiaru światła (wykorzystywane do doboru parametrów ekspozycji). Przepuszczona (załamana) część światła trafia natomiast poprzez drugie zwierciadło na czujniki autofokusu (wykorzystywane w detekcji fazy). Zwierciadła w lustrzankach są częściowo metalizowane, a kąt padania (45 stopni) jest dość bliski kątowi Brewstera, co sprawia, że zarówno promień odbity od pierwszego jak i od drugiego lustra będą częściowo spolaryzowane. Jeżeli zastosujemy liniowy filtr polaryzacyjny, w zależności od jego orientacji możemy negatywnie wpływać na odczyt czujników TTL bądź AF.

Jeżeli ustawimy filtr liniowy tak by przepuszczał światło o polaryzacji pionowej, po odbiciu od pierwszego zwierciadła do czujników TTL dotrze mniejsza ilość światła. Odczyt będzie więc nieprawidłowy co zaowocuje prześwietleniem zdjęcia. Jeżeli filtr ustawimy tak by przepuszczał światło o polaryzacji poziomej, to do czujników autofokusu dotrze zmniejszona ilość światło, co zaowocować może problemami z ustawianiem ostrości.

Dlatego też w przypadku aparatów cyfrowych stosować należy kołowe filtry polaryzacyjne. Świało spolaryzowane kołowo, które z nich dociera ma równe składowe poziome i pionowe. Żaden z kierunków polaryzacji nie jest preferowany, a co za tym idzie do obu czujników trafia odpowiednia ilość światła.

Jakie cechy powinien posiadać dobry filtr polaryzacyjny? Przede wszystkim, nie powinien powodować niepożądanych efektów, o których pisaliśmy powyżej. Małe winietowanie, niewystępowanie odblasków, brak spadku rozdzielczości zdjęć (spowodowany np. niejednorodnościami w materiałach). Bardzo ważna jest liczba i jakość powłok, tak aby transmisja była jak najbardziej zbliżona do idealnej. W przeciwnym wypadku filtr może wprowadzać pewne zakłamania kolorów.

Najważniejszy jest jednak oczywiście to, czy filtr faktycznie działa oraz w jakim stopniu. W zależności od użytych materiałów i technologii, filtr może bowiem mniej lub bardziej skutecznie przepuszczać światło spolaryzowane. W przypadku idealnym przez filtr powinno być przepuszczane oczywiście tylko światło o wybranej polaryzacji. Po więcej informacji na temat pomiarów filtrów polaryzacyjnych, wraz z szczegółowymi testami różnych modeli zapraszamy do przeprowadzonego przez nas testu oraz jego uzupełnienia.

Ostatnia uwaga dotycząca filtrów polaryzacyjnych. Polaryzacja światła może wpływać na efekt działania innych filtrów. Jeżeli stosujemy więc kilka filtrów naraz, najlepiej aby filtr polaryzacyjny był ostatnim z nich – czyli tym najbliżej obiektywu.

Podsumowanie


Pierwsza lekcja z cyklu Fotoszkoły Marumi była zdecydowanie teoretyczna. Zapoznaliśmy się z ogólnym, wprowadzającymi informacjami na temat filtrów fotograficznych. Mieliśmy też trochę do czynienia z fizyką. Jednak mamy nadzieję, że po przeczytaniu tej lekcji będziecie wiedzieć już, jak istotne jest zrozumienie tej teorii do poznania działania filtrów polaryzacyjnych. A jeżeli zrozumiemy ich działanie, będziemy potrafili umiejętnie z nich korzystać. Proste z pozoru urządzenie, o wyglądzie szybki wmontowanej w ramkę, okazuje się być mocno zaawansowanym przyrządem. Specjalne zabiegi mające zapobiec powstawaniu refleksów, wielokrotne powłoki antyodbiciowe, a nawet grubość oprawki – wszystko to przekłada się na gorszą lub lepszą jakość generowanego obrazu.

Niwelowanie odbić oraz poprawa kontrastu sceny (np. poprzez przyciemnienie nieba) to typowe zastosowania tego typu filtrów. Przyjrzymy się im w różnych aspektach w następnej lekcji Fotoszkoły Marumi, na którą już teraz zapraszamy.

Artykuł został przygotowany przy współpracy z firmą K-Consult - dystrybutorem produktów Marumi w Polsce
Sponsorem cyklu Fotoszkoła Marumi jest firma K-Consult sp. z o.o.



Poprzedni rozdział