Что такое светофильтр: Светофильтр — Википедия. Что такое Светофильтр

Содержание

Светофильтр — Википедия. Что такое Светофильтр

Набор светофильтров.

Светофильтр в оптике, технике — оптическое устройство, которое служит для подавления (выделения) части спектра электромагнитного излучения.

Классификация по назначению

Светофильтры съёмочные

Различные съёмочные светофильтры

Светофильтр в фотографии и кинематографе, съёмочный светофильтр — оптическое устройство, которое служит для подавления, выделения или преобразования части светового потока, обычно части спектра.

  • Светофильтры воздействуют на световой поток, не ограничивая его апертуру или поле зрения, в отличие от апертурной диафрагмы, полевой диафрагмы.
  • Светофильтры предназначены для воздействия на основной световой поток от снимаемой сцены, в отличие от бленды, ограничивающей действие паразитного светового потока.
  • Светофильтры (кроме некоторых эффектных, призматических), в отличие от линз, не изменяют направления световых лучей в оптической системе.

Устанавливается на объектив оптических приборов или фотокамер. В фотографии светофильтры применяются для корректировки цвета, изменения яркости и контрастности фотографируемых объектов уже в процессе фотографирования. Светофильтры применяются также для воспроизводства различных цветовых и световых эффектов.

Крепление светофильтров к объективу осуществляется обычно резьбовым соединением, перед передней линзой объектива.

Для сверхширокоугольных объективов часто предусматривают крепление за задней линзой объектива. Оптические схемы таких объективов специфичны, передние линзы часто очень велики, а передние светофильтры таких объективов должны иметь ещё больший диаметр во избежание виньетирования. Фильтры нужных диаметров очень велики, дороги, тяжелы и громоздки, что и создаёт предпосылку для использования задних светофильтров.
У объективов «фишай» вообще принципиально невозможно установить передний светофильтр из-за выдающейся вперёд сильно выпуклой передней линзы.

В схемах широкоугольных объективов с устанавливаемым задним фильтром, в качестве заднего элемента, постоянно присутствует нейтральный фильтр, который может заменяться на другой по желанию. При снятии заменяемого фильтра — стандартный нейтральный возвращается на место, во избежание изменения оптических характеристик объектива.

В проекционных и осветительных системах фильтры (особенно тепловые) часто устанавливаются между источником света и остальной оптической системой.

Крепление светофильтров к объективу, совмещённое со светозащитной блендой, называется компендиум.

Маркируются съёмочные светофильтры диаметром присоединительной резьбы, условным обозначением типа фильтра и необязательным указанием кратности экспозиции (1x — не требуется изменение экспозиции, 1,4x — требуется изменение на пол ступени, 4x — требуется увеличение экспозиции на 2 ступени). Кратность фильтра зависит от спектрального состава света и от спектральной чувствительности фотоматериала. Например, светофильтр Ж-2x имеет кратность около 6x для изоортохроматических и 2x — для панхроматических материалов при спектральном составе света, близком к дневному освещению.[1]

Важным является наличие просветления на светофильтре. Оно уменьшает долю отражённого света от оптических поверхностей светофильтра, что позволяет увеличить светопропускание, а также, что зачастую намного более важно, увеличивает контраст изображения за счёт уменьшения паразитных засветок, и увеличивает качество изображения, устраняя или уменьшая дефекты в виде бликов на изображении. Просветление важно для всех типов светофильтров.

Защитный фильтр

Предназначен для предохранения передней поверхности объектива от механических воздействий. Обычно эти фильтры обозначаются (N) — простое прозрачное осветлённое стекло. Часто в этой роли используется ультрафиолетовый фильтр (UV — англ. UltraViolet). Дополнительную ценность защитным фильтрам придаёт многослойное просветление (MC, HMC, UMC и т. д.), а также водозащитное покрытие (WPC — англ. Water Proof Coat — водонепроницаемое покрытие).[2]

Нейтральный фильтр
Демонстрация работы нейтрального фильтра.

Служит для снижения эффективной светосилы объектива без изменения геометрической, а также для снижения эффективной светосилы объектива, не имеющего диафрагмы.

Нейтральные фильтры бывают разной плотности, и это указано в названии. Самый светлый — Н-2

x, или ND2. Цифра в названии означает долю света, которая через фильтр проходит (для ND2 доля равна 1/2, то есть, половина), или, другими словами, во сколько раз нужно увеличить экспозицию при съёмке с этим фильтром. Более тёмным будет ND4, или Н-4x, обозначаемый так же НС8 (нейтральное стекло тип 8), затем ND8, например. Если поставить несколько фильтров подряд, то, чтобы найти итоговую кратность этой совокупности фильтров, надо перемножить между собой кратности всех установленных фильтров. Например при установке вместе двух фильтров ND2 и ND4, итоговая кратность будет равна 2×4=8, как у одиночного фильтра ND8.

Чтобы фотографировать с выдержкой в несколько секунд в солнечную погоду, понадобится ND400, ND1000 и больше.[3]

Существуют также нейтральные фильтры с плавной регулировкой плотности (variable range nd filter) от ND2 до ND400 и даже ND1000. Конструктивно они представляют из себя установленные в одной оправе два поляризационных фильтра, вращающиеся один относительно другого.[4]

Солнечный фильтр

Чрезвычайно плотный нейтральный фильтр, позволяющий без вреда для фотоматериала снимать Солнце, электросварку, ядерный взрыв и другие явления, значительно превышающие по яркости обычные предметы. Используются плотности от ND400 и выше — для фотосъёмки, и более плотные — для визуальных наблюдений. Бывают стеклянные поглощающие и плёночные отражающие фильтры. В фототехнике популярны стеклянные фильтры в стандартной резьбовой оправе, накручивающиеся на объектив, а в любительской астрономии часто используются плёночными фильтрами «Baader AstroSolar», оправу для которого, как правило, делают из подручных средств, или используют корпус другого светофильтра.

Градиентный фильтр

Выравнивает яркость сцены, притемняя или меняя цвет части изображения. Обычно служит для компенсации избыточной яркости неба и для получения различных художественных эффектов. Также применяется термин «Оттенённый светофильтр».

Спектральные (цветные)
Ультрафиолетовые

Ультрафиолетовый блокирующий фильтр (бесцветный фильтр) — предназначен для снижения воздействия ультрафиолетовой части спектра в горных, высотных и иных аналогичных условиях съёмки. Актуален только в случае, если объектив пропускает ультрафиолетовую часть спектра.

Ультрафиолетовый пропускающий фильтр — для специальных съёмок. Применяется в научных исследованиях.

Инфракрасные

Инфракрасный пропускающий фильтр — пропускает инфракрасную часть спектра, задерживая все остальные части спектра.

Инфракрасный блокирующий фильтр — применяется, как правило, в системах, оптика которых не рассчитана на работу с инфракрасными длинами волн, и поэтому создающих не резкие изображения.

Корректирующие

Корректирующие фильтры применяются в чёрно-белой фотографии; «жёлтый фильтр», «жёлто-зелёный фильтр», «оранжевый фильтр» и «красный фильтр» в разной степени демпфируют синюю часть спектра и делают изображение более контрастным. «Голубой фильтр» обладает противоположными свойствами.

  • Конверсионный фильтр — общее название группы фильтров, служащих для преобразования (конверсии) спектра
    • Для цветной фотографии применяются светофильтры всевозможных цветовых оттенков. Например, «красно-коричневые фильтры» и «синие фильтры» — для создания эффекта искусственного освещения при дневном свете, или эффекта дневного света — при искусственном освещении.
    • Флуоресцентный фильтр — специальный корректирующий светофильтр, приводящий освещение лампами дневного света к балансу, близкому к лампам накаливания.
    • Конверсионные фильтры для фотографирования при свете ламп накаливания на цветную фотоплёнку, предназначенную для солнечного освещения и наоборот.
Мозаичные

Мозаичный фильтр — светофильтр, состоящий из большого числа элементов разных цветов, расположенных в определённом порядке. Применяется при получении пробного цветного отпечатка, по которому определяется комбинация корректирующих субтрактивных светофильтров[5].

В цифровой фотографии цветные светофильтры используются реже, так как последующая обработка изображения на компьютере позволяет получить практически идентичные их применению результаты.

Эффектные

Имеется множество фильтров, которые в процессе фотографирования производят различные световые эффекты на изображении. Например, светящиеся короны вокруг источников света или сверкающие в различных местах звёзды. Имеются различные цветные фильтры, которые изменяют цветовые переходы и соотношение цветов.

  • Туманные — создают эффект дымки, тумана. Понижают контраст и насыщенность цвета
  • Диффузные (софт-фильтр) — снижают резкость. Изготавливаются:
    • Рефракционные. Простейший вариант — вазелин на стекле
    • Дифракционные. Большое количество тонких штрихов, нанесённых на стекло
  • Звёздные — превращают изображения точечных источников света и ярких бликов в «звёзды». Обычно используют явление дифракции. Обозначаются по числу лучей. Изготавливаются нанесением на стекло нескольких групп параллельных прямолинейных штрихов, создающих дифракционную картину. Число образуемых лучей всегда вдвое больше числа групп штрихов. Некоторые фильтры носят отдельные названия:
    • Солнечные (эффектные) — восьмилучевые
    • Астроиды — четырёхлучевые
  • Радужные — образуют гало или радужное пятно дифракционного происхождения вокруг изображений точечных источников света.
  • Цветные и многоцветные — изменяют цветовое решение снимаемой сцены или её части
  • Множительные призмы — создают дублированное изображение
  • Синтезированные голографические фильтры — голографическое изображение оптической системы является оптической системой. Однако помимо съёмки существующих оптических систем, можно рассчитать технически не реализуемую в веществе оптическую систему, после чего синтезировать голограмму такой системы и напечатать такую голограмму (например, отштамповать её на прозрачном пластике). Таким образом изготавливаются «коронные», «спиральные» фильтры, результатом применения которых является создание определённой формы (не реализуемой никакими другими фильтрами)вокруг изображений источников света. В строго математическом смысле, звёздные фильтры являются частным случаем синтезированных голографических.
  • Поляризационные — см. ниже
Насадочные линзы

Из-за одинакового способа применения и закрепления на объективе к съёмочным светофильтрам часто относят насадочные линзы:

  • Полулинза — закреплённая в поворотной оправе половинка положительной линзы. Создаёт эффект различного расстояния наводки на резкость для частей кадра. Как правило, применяется в макросъёмке для получения резкого изображения двух различных участков кадра, при невозможности достичь диафрагмированием необходимой глубины резко изображаемого пространства.
  • Макролинза — служит для макросъёмки, применяется в основном на аппаратах с несменной оптикой. Обозначается оптическая сила в диоптриях или фокусное расстояние.
  • Широкоугольный конвертер — насадка даёт эффект уменьшения фокусного расстояния.

Светофильтры методов цветовоспроизведения

Аддитивные фильтры

Аддитивные светофильтры (лат. additivus — прибавляемый) — цветоделительные зональные светофильтры, выделяющие из исходного светового потока белого света трёх пространственно разделённых (с помощью других оптических элементов) потоков: синего, зелёного и красного. Любые цвета в пределах цветового охвата системы этих трёх фильтров могут быть получены смешиванием этих трёх потоков в различных пропорциях. Это смешивание называется Аддитивный синтез цвета. Обычно применяются абсорбционные фильтры, а также комбинации из абсорбционных и интерфереционных, для получения высокой точности цветопередачи. Аддитивные светофильтры — важная деталь осветительных систем проекционных телевизионных систем. Применяются в кинокопировальной технике и в специальных фотоувеличителях для цветной печати. С развитием цифровой фотографии широко применяются в CCD матрицах.

Субтрактивные фильтры
Фотоувеличитель «УПА-601» и корректирующие светофильтры для субтрактивной печати. СССР, 1981 год.

В отличие от аддитивных фильтров, в которых первичными цветами являются красный, зелёный и синий, в субтрактивной модели (англ. subtractive лат. subtraho  — извлекаю) существуют три базовых цвета: жёлтый, пурпурный и голубой цвета (CMY). При «вычитании» пурпурного и голубого из нейтрального белого тона получается синий цвет; вычитание жёлтого и пурпурного даёт красный цвет, вычитание жёлтого и голубого — зелёный. Одновременно наложение всех трёх субтрактивных цветов даёт чёрный тон.

Для цветной фотопечати субтрактивным методом выпускались наборы корректирующих светофильтров (в наборе 33 шт, по 11 светофильтров жёлтого, пурпурного и голубого цвета). Плотность светофильтров каждого цвета — от 5 до 100 %. Корректирующие субтрактивные светофильтры в фотоувеличителе вводились в световой поток между лампой накаливания и негативом. О применении корректирующих светофильтров см. Фотопечать.

В конструкции цифровых фотоаппаратов

  • Зональные светофильтры для цветоделения. Являются частью массива цветных фильтров и обычно являются неотъемлемой частью матрицы.
  • АА-фильтр (англ. Antialiasing фильтр), называемый также «фильтр низких частот», «low-pass фильтр». Служит для устранения эффекта цветного муара, связанного с мозаичной структурой массива цветных фильтров. Обычно объединён с матрицей.
  • ИК-фильтр — интерференционный антиинфракрасный фильтр (IR high-pass), необходимый для устранения влияния на изображение невидимой инфракрасной части спектра. Обычно располагается в непосредственной близости от матрицы.

Теплозащитные

Тепловой фильтр, теплофильтр — избирательно поглощает или отражает инфракрасное излучение и пропускает с малыми потерями диапазон видимого света. Применяются в осветительной аппаратуре, в проекторах для защиты плёнки, а также при микрофотографии для защиты биологических объектов от нагревания. Ранее применялись слабо окрашенные голубые и зелёные абсорбционные фильтры (обозначение СЗС — синезелёное стекло для выпускавшихся в СССР). Удешевление производства значительно более эффективных интерференционных отражающих фильтров привело к их массовому применению.

Классификация светофильтров по принципу действия

Абсорбционные

(лат. absorbeo — поглощаю). Обладают спектральной избирательностью, обусловленной различным поглощением различных участков спектра электромагнитного излучения. Наиболее массовые фильтры. Производятся на основе окрашенных оптических стёкол или органических веществ (например, из желатины).

  • Стеклянные фильтры отличаются стабильностью характеристик, высокой устойчивостью к температурным и иным воздействиям.
  • Желатиновые фильтры, несмотря на большее разнообразие оптических характеристик, механически непрочны, быстро выцветают, и потому намного менее распространены, чем стеклянные.
  • Пластмассовые фильтры находят применение благодаря намного большей лёгкости окраски и разнообразия получаемых свойств по сравнению со стеклянными. Они долговечнее желатиновых.
  • Жидкостные светофильтры — сосуды со стеклянными стенками, заполненные растворами красителей. Используются редко, в основном в научных исследованиях, при наличии у используемого вещества уникальных характеристик.

Интерференционные

Отражает одну и пропускает другую часть спектра падающего излучения, благодаря явлению многолучевой интерференции в тонких диэлектрических плёнках. Также используется как Дихроичный фильтр.

Отражательные

Действие отражательных фильтров основано на спектральной зависимости отражения непрозрачного материала. Преимуществом отражательного фильтра перед абсорбционными является единственность участвующей в оптической системе поверхности и отсутствии хроматических аберраций, вносимых преломляющими прозрачными средами.

Поляризационные

Поляризационные фильтры для фотографии бывают двух типов: с круговой поляризацией и с линейной. Назначение у них одно: отделить или наоборот выделить участки, богатые отражённым поляризованным светом. Например, можно отсеять яркие блики волн на воде, снимая дно, или снять пейзаж за окном без своего отражения в самом окне.

  • Линейная поляризация (Linear polarization). Линейные фильтры выполняют одну очень простую функцию — они пропускают только свет с поляризацией в одной плоскости. Фильтр можно поворачивать, выбирая плоскость, с поляризацией в которой свет будет проходить. То есть, на выходе линейного фильтра всегда линейно поляризованный свет. Это очень простые и недорогие фильтры, они отлично подойдут к старым неавтофокусным камерам без автоматического замера экспозиции, для современных зеркальных камер они не подходят. Если в камере используется полупрозрачное зеркало, например для автоэкспозиции ли автофокуса, поляризованный свет «обманет» датчики, снимок будет испорчен.
  • Круговая поляризация (Circular polarization). Бытует ошибочное мнение, что фильтр с круговой поляризацией пропускает только свет, поляризованный по кругу. Однако, смысл кругового поляризационного фильтра в том, что из любой поляризации он делает круговую. Это означает, что такой фильтр подходит ко всем камерам, и старым в том числе, позволяет корректно определять экспозицию и не мешает автофокусу работать. При этом ненужные блики будут задержаны абсолютно так же, как в простом фильтре с линейной поляризацией. Фильтр с круговой поляризацией сложнее линейного, поэтому дороже. С внешней стороны стоит обычный линейный фильтр, а с внутренней приклеена четвертьволновая пластинка, которая позволяет линейную поляризацию превращать в круговую.[6] Также следует отметить, что CPL-фильтр даёт «чистую» круговую поляризацию только при некоторой характерной длине волны (например для HOYA HRT 526 nm[7]), при которой оптическая разность хода между необыкновенным и обыкновенным лучами в волновой пластинке составляет ровно четверть длины волны. Для всех других длин волн этот фильтр будет давать эллиптическую поляризацию.[8][9]

Дисперсные

(от лат. dispersio — рассеяние) основаны на зависимости показателя преломления от длины волны. В сочетании с отражающими и/или интерфереционными фильтрами, а также растром часто служат для создания расщепляющих оптических систем — дихроических призм. Находят применение в современных мультимедийных проекторах, где являются основным инструментом разделения светового потока мощной лампы накаливания на три спектральных диапазона. Применяются в качестве эффектных фильтров для получения радужных изображений.

Классификация по типу выделяемой части спектра

Узкополосные

Односторонние

Двухсторонние

Корректирующие

Корректирующие, которые частично поглощают свет в одних участках спектра и пропускают в других. Например, фильтр BG34 снижает интенсивность излучения вольфрамовой галогенной лампы в районе 600 нм, пропуская при этом все излучение в красной и синей областях, где чувствительность детектора ниже.

Классификация по конструктивному исполнению

Одиночные фильтры

Круглые фильтры в оправе с винтовым или байонетным креплением.

Системы фильтров

Компендиум (компаундер) — держатель фильтров, основной характеристикой которого является размер вставляемого фильтра.

Фильтры, определяющей характеристикой которых является размер и форма:

  • Квадратная — вставляются в компендиум и центрируется по середине.
  • Прямоугольная : градиентные оттеняющие.
  • Круглая: поляризационные, реже как альтернатива квадратным.

Дополнительные элементы системы фильтров (бленды, переходные кольца и т. д.).

См. также

Примечания

Литература

  • Хеймен Р. Светофильтры (Rex Hayman. Filters)
  • Ярославский Л. П., Мерзляков Н. С. Методы цифровой голографии. — М.: «Наука», 1977.
  • Фотокинотехника: Энциклопедия / Гл. ред. Е. А. Иофис. — М.: Советская Энциклопедия, 1981. — 447 с. — 100 000 экз.
  • Крис Вестон Фильтры в фотографии. Программные и оптические системы. — М.: «Арт-родник», 2010 г.

Ссылки

Светофильтр — Википедия. Что такое Светофильтр

Набор светофильтров.

Светофильтр в оптике, технике — оптическое устройство, которое служит для подавления (выделения) части спектра электромагнитного излучения.

Классификация по назначению

Светофильтры съёмочные

Различные съёмочные светофильтры

Светофильтр в фотографии и кинематографе, съёмочный светофильтр — оптическое устройство, которое служит для подавления, выделения или преобразования части светового потока, обычно части спектра.

  • Светофильтры воздействуют на световой поток, не ограничивая его апертуру или поле зрения, в отличие от апертурной диафрагмы, полевой диафрагмы.
  • Светофильтры предназначены для воздействия на основной световой поток от снимаемой сцены, в отличие от бленды, ограничивающей действие паразитного светового потока.
  • Светофильтры (кроме некоторых эффектных, призматических), в отличие от линз, не изменяют направления световых лучей в оптической системе.

Устанавливается на объектив оптических приборов или фотокамер. В фотографии светофильтры применяются для корректировки цвета, изменения яркости и контрастности фотографируемых объектов уже в процессе фотографирования. Светофильтры применяются также для воспроизводства различных цветовых и световых эффектов.

Крепление светофильтров к объективу осуществляется обычно резьбовым соединением, перед передней линзой объектива.

Для сверхширокоугольных объективов часто предусматривают крепление за задней линзой объектива. Оптические схемы таких объективов специфичны, передние линзы часто очень велики, а передние светофильтры таких объективов должны иметь ещё больший диаметр во избежание виньетирования. Фильтры нужных диаметров очень велики, дороги, тяжелы и громоздки, что и создаёт предпосылку для использования задних светофильтров.
У объективов «фишай» вообще принципиально невозможно установить передний светофильтр из-за выдающейся вперёд сильно выпуклой передней линзы.

В схемах широкоугольных объективов с устанавливаемым задним фильтром, в качестве заднего элемента, постоянно присутствует нейтральный фильтр, который может заменяться на другой по желанию. При снятии заменяемого фильтра — стандартный нейтральный возвращается на место, во избежание изменения оптических характеристик объектива.

В проекционных и осветительных системах фильтры (особенно тепловые) часто устанавливаются между источником света и остальной оптической системой.

Крепление светофильтров к объективу, совмещённое со светозащитной блендой, называется компендиум.

Маркируются съёмочные светофильтры диаметром присоединительной резьбы, условным обозначением типа фильтра и необязательным указанием кратности экспозиции (1x — не требуется изменение экспозиции, 1,4x — требуется изменение на пол ступени, 4x — требуется увеличение экспозиции на 2 ступени). Кратность фильтра зависит от спектрального состава света и от спектральной чувствительности фотоматериала. Например, светофильтр Ж-2x имеет кратность около 6x для изоортохроматических и 2x — для панхроматических материалов при спектральном составе света, близком к дневному освещению.[1]

Важным является наличие просветления на светофильтре. Оно уменьшает долю отражённого света от оптических поверхностей светофильтра, что позволяет увеличить светопропускание, а также, что зачастую намного более важно, увеличивает контраст изображения за счёт уменьшения паразитных засветок, и увеличивает качество изображения, устраняя или уменьшая дефекты в виде бликов на изображении. Просветление важно для всех типов светофильтров.

Защитный фильтр

Предназначен для предохранения передней поверхности объектива от механических воздействий. Обычно эти фильтры обозначаются (N) — простое прозрачное осветлённое стекло. Часто в этой роли используется ультрафиолетовый фильтр (UV — англ. UltraViolet). Дополнительную ценность защитным фильтрам придаёт многослойное просветление (MC, HMC, UMC и т. д.), а также водозащитное покрытие (WPC — англ. Water Proof Coat — водонепроницаемое покрытие).[2]

Нейтральный фильтр
Демонстрация работы нейтрального фильтра.

Служит для снижения эффективной светосилы объектива без изменения геометрической, а также для снижения эффективной светосилы объектива, не имеющего диафрагмы.

Нейтральные фильтры бывают разной плотности, и это указано в названии. Самый светлый — Н-2x, или ND2. Цифра в названии означает долю света, которая через фильтр проходит (для ND2 доля равна 1/2, то есть, половина), или, другими словами, во сколько раз нужно увеличить экспозицию при съёмке с этим фильтром. Более тёмным будет ND4, или Н-4x, обозначаемый так же НС8 (нейтральное стекло тип 8), затем ND8, например. Если поставить несколько фильтров подряд, то, чтобы найти итоговую кратность этой совокупности фильтров, надо перемножить между собой кратности всех установленных фильтров. Например при установке вместе двух фильтров ND2 и ND4, итоговая кратность будет равна 2×4=8, как у одиночного фильтра ND8.

Чтобы фотографировать с выдержкой в несколько секунд в солнечную погоду, понадобится ND400, ND1000 и больше.[3]

Существуют также нейтральные фильтры с плавной регулировкой плотности (variable range nd filter) от ND2 до ND400 и даже ND1000. Конструктивно они представляют из себя установленные в одной оправе два поляризационных фильтра, вращающиеся один относительно другого.[4]

Солнечный фильтр

Чрезвычайно плотный нейтральный фильтр, позволяющий без вреда для фотоматериала снимать Солнце, электросварку, ядерный взрыв и другие явления, значительно превышающие по яркости обычные предметы. Используются плотности от ND400 и выше — для фотосъёмки, и более плотные — для визуальных наблюдений. Бывают стеклянные поглощающие и плёночные отражающие фильтры. В фототехнике популярны стеклянные фильтры в стандартной резьбовой оправе, накручивающиеся на объектив, а в любительской астрономии часто используются плёночными фильтрами «Baader AstroSolar», оправу для которого, как правило, делают из подручных средств, или используют корпус другого светофильтра.

Градиентный фильтр

Выравнивает яркость сцены, притемняя или меняя цвет части изображения. Обычно служит для компенсации избыточной яркости неба и для получения различных художественных эффектов. Также применяется термин «Оттенённый светофильтр».

Спектральные (цветные)
Ультрафиолетовые

Ультрафиолетовый блокирующий фильтр (бесцветный фильтр) — предназначен для снижения воздействия ультрафиолетовой части спектра в горных, высотных и иных аналогичных условиях съёмки. Актуален только в случае, если объектив пропускает ультрафиолетовую часть спектра.

Ультрафиолетовый пропускающий фильтр — для специальных съёмок. Применяется в научных исследованиях.

Инфракрасные

Инфракрасный пропускающий фильтр — пропускает инфракрасную часть спектра, задерживая все остальные части спектра.

Инфракрасный блокирующий фильтр — применяется, как правило, в системах, оптика которых не рассчитана на работу с инфракрасными длинами волн, и поэтому создающих не резкие изображения.

Корректирующие

Корректирующие фильтры применяются в чёрно-белой фотографии; «жёлтый фильтр», «жёлто-зелёный фильтр», «оранжевый фильтр» и «красный фильтр» в разной степени демпфируют синюю часть спектра и делают изображение более контрастным. «Голубой фильтр» обладает противоположными свойствами.

  • Конверсионный фильтр — общее название группы фильтров, служащих для преобразования (конверсии) спектра
    • Для цветной фотографии применяются светофильтры всевозможных цветовых оттенков. Например, «красно-коричневые фильтры» и «синие фильтры» — для создания эффекта искусственного освещения при дневном свете, или эффекта дневного света — при искусственном освещении.
    • Флуоресцентный фильтр — специальный корректирующий светофильтр, приводящий освещение лампами дневного света к балансу, близкому к лампам накаливания.
    • Конверсионные фильтры для фотографирования при свете ламп накаливания на цветную фотоплёнку, предназначенную для солнечного освещения и наоборот.
Мозаичные

Мозаичный фильтр — светофильтр, состоящий из большого числа элементов разных цветов, расположенных в определённом порядке. Применяется при получении пробного цветного отпечатка, по которому определяется комбинация корректирующих субтрактивных светофильтров[5].

В цифровой фотографии цветные светофильтры используются реже, так как последующая обработка изображения на компьютере позволяет получить практически идентичные их применению результаты.

Эффектные

Имеется множество фильтров, которые в процессе фотографирования производят различные световые эффекты на изображении. Например, светящиеся короны вокруг источников света или сверкающие в различных местах звёзды. Имеются различные цветные фильтры, которые изменяют цветовые переходы и соотношение цветов.

  • Туманные — создают эффект дымки, тумана. Понижают контраст и насыщенность цвета
  • Диффузные (софт-фильтр) — снижают резкость. Изготавливаются:
    • Рефракционные. Простейший вариант — вазелин на стекле
    • Дифракционные. Большое количество тонких штрихов, нанесённых на стекло
  • Звёздные — превращают изображения точечных источников света и ярких бликов в «звёзды». Обычно используют явление дифракции. Обозначаются по числу лучей. Изготавливаются нанесением на стекло нескольких групп параллельных прямолинейных штрихов, создающих дифракционную картину. Число образуемых лучей всегда вдвое больше числа групп штрихов. Некоторые фильтры носят отдельные названия:
    • Солнечные (эффектные) — восьмилучевые
    • Астроиды — четырёхлучевые
  • Радужные — образуют гало или радужное пятно дифракционного происхождения вокруг изображений точечных источников света.
  • Цветные и многоцветные — изменяют цветовое решение снимаемой сцены или её части
  • Множительные призмы — создают дублированное изображение
  • Синтезированные голографические фильтры — голографическое изображение оптической системы является оптической системой. Однако помимо съёмки существующих оптических систем, можно рассчитать технически не реализуемую в веществе оптическую систему, после чего синтезировать голограмму такой системы и напечатать такую голограмму (например, отштамповать её на прозрачном пластике). Таким образом изготавливаются «коронные», «спиральные» фильтры, результатом применения которых является создание определённой формы (не реализуемой никакими другими фильтрами)вокруг изображений источников света. В строго математическом смысле, звёздные фильтры являются частным случаем синтезированных голографических.
  • Поляризационные — см. ниже
Насадочные линзы

Из-за одинакового способа применения и закрепления на объективе к съёмочным светофильтрам часто относят насадочные линзы:

  • Полулинза — закреплённая в поворотной оправе половинка положительной линзы. Создаёт эффект различного расстояния наводки на резкость для частей кадра. Как правило, применяется в макросъёмке для получения резкого изображения двух различных участков кадра, при невозможности достичь диафрагмированием необходимой глубины резко изображаемого пространства.
  • Макролинза — служит для макросъёмки, применяется в основном на аппаратах с несменной оптикой. Обозначается оптическая сила в диоптриях или фокусное расстояние.
  • Широкоугольный конвертер — насадка даёт эффект уменьшения фокусного расстояния.

Светофильтры методов цветовоспроизведения

Аддитивные фильтры

Аддитивные светофильтры (лат. additivus — прибавляемый) — цветоделительные зональные светофильтры, выделяющие из исходного светового потока белого света трёх пространственно разделённых (с помощью других оптических элементов) потоков: синего, зелёного и красного. Любые цвета в пределах цветового охвата системы этих трёх фильтров могут быть получены смешиванием этих трёх потоков в различных пропорциях. Это смешивание называется Аддитивный синтез цвета. Обычно применяются абсорбционные фильтры, а также комбинации из абсорбционных и интерфереционных, для получения высокой точности цветопередачи. Аддитивные светофильтры — важная деталь осветительных систем проекционных телевизионных систем. Применяются в кинокопировальной технике и в специальных фотоувеличителях для цветной печати. С развитием цифровой фотографии широко применяются в CCD матрицах.

Субтрактивные фильтры
Фотоувеличитель «УПА-601» и корректирующие светофильтры для субтрактивной печати. СССР, 1981 год.

В отличие от аддитивных фильтров, в которых первичными цветами являются красный, зелёный и синий, в субтрактивной модели (англ. subtractive лат. subtraho  — извлекаю) существуют три базовых цвета: жёлтый, пурпурный и голубой цвета (CMY). При «вычитании» пурпурного и голубого из нейтрального белого тона получается синий цвет; вычитание жёлтого и пурпурного даёт красный цвет, вычитание жёлтого и голубого — зелёный. Одновременно наложение всех трёх субтрактивных цветов даёт чёрный тон.

Для цветной фотопечати субтрактивным методом выпускались наборы корректирующих светофильтров (в наборе 33 шт, по 11 светофильтров жёлтого, пурпурного и голубого цвета). Плотность светофильтров каждого цвета — от 5 до 100 %. Корректирующие субтрактивные светофильтры в фотоувеличителе вводились в световой поток между лампой накаливания и негативом. О применении корректирующих светофильтров см. Фотопечать.

В конструкции цифровых фотоаппаратов

  • Зональные светофильтры для цветоделения. Являются частью массива цветных фильтров и обычно являются неотъемлемой частью матрицы.
  • АА-фильтр (англ. Antialiasing фильтр), называемый также «фильтр низких частот», «low-pass фильтр». Служит для устранения эффекта цветного муара, связанного с мозаичной структурой массива цветных фильтров. Обычно объединён с матрицей.
  • ИК-фильтр — интерференционный антиинфракрасный фильтр (IR high-pass), необходимый для устранения влияния на изображение невидимой инфракрасной части спектра. Обычно располагается в непосредственной близости от матрицы.

Теплозащитные

Тепловой фильтр, теплофильтр — избирательно поглощает или отражает инфракрасное излучение и пропускает с малыми потерями диапазон видимого света. Применяются в осветительной аппаратуре, в проекторах для защиты плёнки, а также при микрофотографии для защиты биологических объектов от нагревания. Ранее применялись слабо окрашенные голубые и зелёные абсорбционные фильтры (обозначение СЗС — синезелёное стекло для выпускавшихся в СССР). Удешевление производства значительно более эффективных интерференционных отражающих фильтров привело к их массовому применению.

Классификация светофильтров по принципу действия

Абсорбционные

(лат. absorbeo — поглощаю). Обладают спектральной избирательностью, обусловленной различным поглощением различных участков спектра электромагнитного излучения. Наиболее массовые фильтры. Производятся на основе окрашенных оптических стёкол или органических веществ (например, из желатины).

  • Стеклянные фильтры отличаются стабильностью характеристик, высокой устойчивостью к температурным и иным воздействиям.
  • Желатиновые фильтры, несмотря на большее разнообразие оптических характеристик, механически непрочны, быстро выцветают, и потому намного менее распространены, чем стеклянные.
  • Пластмассовые фильтры находят применение благодаря намного большей лёгкости окраски и разнообразия получаемых свойств по сравнению со стеклянными. Они долговечнее желатиновых.
  • Жидкостные светофильтры — сосуды со стеклянными стенками, заполненные растворами красителей. Используются редко, в основном в научных исследованиях, при наличии у используемого вещества уникальных характеристик.

Интерференционные

Отражает одну и пропускает другую часть спектра падающего излучения, благодаря явлению многолучевой интерференции в тонких диэлектрических плёнках. Также используется как Дихроичный фильтр.

Отражательные

Действие отражательных фильтров основано на спектральной зависимости отражения непрозрачного материала. Преимуществом отражательного фильтра перед абсорбционными является единственность участвующей в оптической системе поверхности и отсутствии хроматических аберраций, вносимых преломляющими прозрачными средами.

Поляризационные

Поляризационные фильтры для фотографии бывают двух типов: с круговой поляризацией и с линейной. Назначение у них одно: отделить или наоборот выделить участки, богатые отражённым поляризованным светом. Например, можно отсеять яркие блики волн на воде, снимая дно, или снять пейзаж за окном без своего отражения в самом окне.

  • Линейная поляризация (Linear polarization). Линейные фильтры выполняют одну очень простую функцию — они пропускают только свет с поляризацией в одной плоскости. Фильтр можно поворачивать, выбирая плоскость, с поляризацией в которой свет будет проходить. То есть, на выходе линейного фильтра всегда линейно поляризованный свет. Это очень простые и недорогие фильтры, они отлично подойдут к старым неавтофокусным камерам без автоматического замера экспозиции, для современных зеркальных камер они не подходят. Если в камере используется полупрозрачное зеркало, например для автоэкспозиции ли автофокуса, поляризованный свет «обманет» датчики, снимок будет испорчен.
  • Круговая поляризация (Circular polarization). Бытует ошибочное мнение, что фильтр с круговой поляризацией пропускает только свет, поляризованный по кругу. Однако, смысл кругового поляризационного фильтра в том, что из любой поляризации он делает круговую. Это означает, что такой фильтр подходит ко всем камерам, и старым в том числе, позволяет корректно определять экспозицию и не мешает автофокусу работать. При этом ненужные блики будут задержаны абсолютно так же, как в простом фильтре с линейной поляризацией. Фильтр с круговой поляризацией сложнее линейного, поэтому дороже. С внешней стороны стоит обычный линейный фильтр, а с внутренней приклеена четвертьволновая пластинка, которая позволяет линейную поляризацию превращать в круговую.[6] Также следует отметить, что CPL-фильтр даёт «чистую» круговую поляризацию только при некоторой характерной длине волны (например для HOYA HRT 526 nm[7]), при которой оптическая разность хода между необыкновенным и обыкновенным лучами в волновой пластинке составляет ровно четверть длины волны. Для всех других длин волн этот фильтр будет давать эллиптическую поляризацию.[8][9]

Дисперсные

(от лат. dispersio — рассеяние) основаны на зависимости показателя преломления от длины волны. В сочетании с отражающими и/или интерфереционными фильтрами, а также растром часто служат для создания расщепляющих оптических систем — дихроических призм. Находят применение в современных мультимедийных проекторах, где являются основным инструментом разделения светового потока мощной лампы накаливания на три спектральных диапазона. Применяются в качестве эффектных фильтров для получения радужных изображений.

Классификация по типу выделяемой части спектра

Узкополосные

Односторонние

Двухсторонние

Корректирующие

Корректирующие, которые частично поглощают свет в одних участках спектра и пропускают в других. Например, фильтр BG34 снижает интенсивность излучения вольфрамовой галогенной лампы в районе 600 нм, пропуская при этом все излучение в красной и синей областях, где чувствительность детектора ниже.

Классификация по конструктивному исполнению

Одиночные фильтры

Круглые фильтры в оправе с винтовым или байонетным креплением.

Системы фильтров

Компендиум (компаундер) — держатель фильтров, основной характеристикой которого является размер вставляемого фильтра.

Фильтры, определяющей характеристикой которых является размер и форма:

  • Квадратная — вставляются в компендиум и центрируется по середине.
  • Прямоугольная : градиентные оттеняющие.
  • Круглая: поляризационные, реже как альтернатива квадратным.

Дополнительные элементы системы фильтров (бленды, переходные кольца и т. д.).

См. также

Примечания

Литература

  • Хеймен Р. Светофильтры (Rex Hayman. Filters)
  • Ярославский Л. П., Мерзляков Н. С. Методы цифровой голографии. — М.: «Наука», 1977.
  • Фотокинотехника: Энциклопедия / Гл. ред. Е. А. Иофис. — М.: Советская Энциклопедия, 1981. — 447 с. — 100 000 экз.
  • Крис Вестон Фильтры в фотографии. Программные и оптические системы. — М.: «Арт-родник», 2010 г.

Ссылки

Светофильтр — Википедия. Что такое Светофильтр

Набор светофильтров.

Светофильтр в оптике, технике — оптическое устройство, которое служит для подавления (выделения) части спектра электромагнитного излучения.

Классификация по назначению

Светофильтры съёмочные

Различные съёмочные светофильтры

Светофильтр в фотографии и кинематографе, съёмочный светофильтр — оптическое устройство, которое служит для подавления, выделения или преобразования части светового потока, обычно части спектра.

  • Светофильтры воздействуют на световой поток, не ограничивая его апертуру или поле зрения, в отличие от апертурной диафрагмы, полевой диафрагмы.
  • Светофильтры предназначены для воздействия на основной световой поток от снимаемой сцены, в отличие от бленды, ограничивающей действие паразитного светового потока.
  • Светофильтры (кроме некоторых эффектных, призматических), в отличие от линз, не изменяют направления световых лучей в оптической системе.

Устанавливается на объектив оптических приборов или фотокамер. В фотографии светофильтры применяются для корректировки цвета, изменения яркости и контрастности фотографируемых объектов уже в процессе фотографирования. Светофильтры применяются также для воспроизводства различных цветовых и световых эффектов.

Крепление светофильтров к объективу осуществляется обычно резьбовым соединением, перед передней линзой объектива.

Для сверхширокоугольных объективов часто предусматривают крепление за задней линзой объектива. Оптические схемы таких объективов специфичны, передние линзы часто очень велики, а передние светофильтры таких объективов должны иметь ещё больший диаметр во избежание виньетирования. Фильтры нужных диаметров очень велики, дороги, тяжелы и громоздки, что и создаёт предпосылку для использования задних светофильтров.
У объективов «фишай» вообще принципиально невозможно установить передний светофильтр из-за выдающейся вперёд сильно выпуклой передней линзы.

В схемах широкоугольных объективов с устанавливаемым задним фильтром, в качестве заднего элемента, постоянно присутствует нейтральный фильтр, который может заменяться на другой по желанию. При снятии заменяемого фильтра — стандартный нейтральный возвращается на место, во избежание изменения оптических характеристик объектива.

В проекционных и осветительных системах фильтры (особенно тепловые) часто устанавливаются между источником света и остальной оптической системой.

Крепление светофильтров к объективу, совмещённое со светозащитной блендой, называется компендиум.

Маркируются съёмочные светофильтры диаметром присоединительной резьбы, условным обозначением типа фильтра и необязательным указанием кратности экспозиции (1x — не требуется изменение экспозиции, 1,4x — требуется изменение на пол ступени, 4x — требуется увеличение экспозиции на 2 ступени). Кратность фильтра зависит от спектрального состава света и от спектральной чувствительности фотоматериала. Например, светофильтр Ж-2x имеет кратность около 6x для изоортохроматических и 2x — для панхроматических материалов при спектральном составе света, близком к дневному освещению.[1]

Важным является наличие просветления на светофильтре. Оно уменьшает долю отражённого света от оптических поверхностей светофильтра, что позволяет увеличить светопропускание, а также, что зачастую намного более важно, увеличивает контраст изображения за счёт уменьшения паразитных засветок, и увеличивает качество изображения, устраняя или уменьшая дефекты в виде бликов на изображении. Просветление важно для всех типов светофильтров.

Защитный фильтр

Предназначен для предохранения передней поверхности объектива от механических воздействий. Обычно эти фильтры обозначаются (N) — простое прозрачное осветлённое стекло. Часто в этой роли используется ультрафиолетовый фильтр (UV — англ. UltraViolet). Дополнительную ценность защитным фильтрам придаёт многослойное просветление (MC, HMC, UMC и т. д.), а также водозащитное покрытие (WPC — англ. Water Proof Coat — водонепроницаемое покрытие).[2]

Нейтральный фильтр
Демонстрация работы нейтрального фильтра.

Служит для снижения эффективной светосилы объектива без изменения геометрической, а также для снижения эффективной светосилы объектива, не имеющего диафрагмы.

Нейтральные фильтры бывают разной плотности, и это указано в названии. Самый светлый — Н-2x, или ND2. Цифра в названии означает долю света, которая через фильтр проходит (для ND2 доля равна 1/2, то есть, половина), или, другими словами, во сколько раз нужно увеличить экспозицию при съёмке с этим фильтром. Более тёмным будет ND4, или Н-4x, обозначаемый так же НС8 (нейтральное стекло тип 8), затем ND8, например. Если поставить несколько фильтров подряд, то, чтобы найти итоговую кратность этой совокупности фильтров, надо перемножить между собой кратности всех установленных фильтров. Например при установке вместе двух фильтров ND2 и ND4, итоговая кратность будет равна 2×4=8, как у одиночного фильтра ND8.

Чтобы фотографировать с выдержкой в несколько секунд в солнечную погоду, понадобится ND400, ND1000 и больше.[3]

Существуют также нейтральные фильтры с плавной регулировкой плотности (variable range nd filter) от ND2 до ND400 и даже ND1000. Конструктивно они представляют из себя установленные в одной оправе два поляризационных фильтра, вращающиеся один относительно другого.[4]

Солнечный фильтр

Чрезвычайно плотный нейтральный фильтр, позволяющий без вреда для фотоматериала снимать Солнце, электросварку, ядерный взрыв и другие явления, значительно превышающие по яркости обычные предметы. Используются плотности от ND400 и выше — для фотосъёмки, и более плотные — для визуальных наблюдений. Бывают стеклянные поглощающие и плёночные отражающие фильтры. В фототехнике популярны стеклянные фильтры в стандартной резьбовой оправе, накручивающиеся на объектив, а в любительской астрономии часто используются плёночными фильтрами «Baader AstroSolar», оправу для которого, как правило, делают из подручных средств, или используют корпус другого светофильтра.

Градиентный фильтр

Выравнивает яркость сцены, притемняя или меняя цвет части изображения. Обычно служит для компенсации избыточной яркости неба и для получения различных художественных эффектов. Также применяется термин «Оттенённый светофильтр».

Спектральные (цветные)
Ультрафиолетовые

Ультрафиолетовый блокирующий фильтр (бесцветный фильтр) — предназначен для снижения воздействия ультрафиолетовой части спектра в горных, высотных и иных аналогичных условиях съёмки. Актуален только в случае, если объектив пропускает ультрафиолетовую часть спектра.

Ультрафиолетовый пропускающий фильтр — для специальных съёмок. Применяется в научных исследованиях.

Инфракрасные

Инфракрасный пропускающий фильтр — пропускает инфракрасную часть спектра, задерживая все остальные части спектра.

Инфракрасный блокирующий фильтр — применяется, как правило, в системах, оптика которых не рассчитана на работу с инфракрасными длинами волн, и поэтому создающих не резкие изображения.

Корректирующие

Корректирующие фильтры применяются в чёрно-белой фотографии; «жёлтый фильтр», «жёлто-зелёный фильтр», «оранжевый фильтр» и «красный фильтр» в разной степени демпфируют синюю часть спектра и делают изображение более контрастным. «Голубой фильтр» обладает противоположными свойствами.

  • Конверсионный фильтр — общее название группы фильтров, служащих для преобразования (конверсии) спектра
    • Для цветной фотографии применяются светофильтры всевозможных цветовых оттенков. Например, «красно-коричневые фильтры» и «синие фильтры» — для создания эффекта искусственного освещения при дневном свете, или эффекта дневного света — при искусственном освещении.
    • Флуоресцентный фильтр — специальный корректирующий светофильтр, приводящий освещение лампами дневного света к балансу, близкому к лампам накаливания.
    • Конверсионные фильтры для фотографирования при свете ламп накаливания на цветную фотоплёнку, предназначенную для солнечного освещения и наоборот.
Мозаичные

Мозаичный фильтр — светофильтр, состоящий из большого числа элементов разных цветов, расположенных в определённом порядке. Применяется при получении пробного цветного отпечатка, по которому определяется комбинация корректирующих субтрактивных светофильтров[5].

В цифровой фотографии цветные светофильтры используются реже, так как последующая обработка изображения на компьютере позволяет получить практически идентичные их применению результаты.

Эффектные

Имеется множество фильтров, которые в процессе фотографирования производят различные световые эффекты на изображении. Например, светящиеся короны вокруг источников света или сверкающие в различных местах звёзды. Имеются различные цветные фильтры, которые изменяют цветовые переходы и соотношение цветов.

  • Туманные — создают эффект дымки, тумана. Понижают контраст и насыщенность цвета
  • Диффузные (софт-фильтр) — снижают резкость. Изготавливаются:
    • Рефракционные. Простейший вариант — вазелин на стекле
    • Дифракционные. Большое количество тонких штрихов, нанесённых на стекло
  • Звёздные — превращают изображения точечных источников света и ярких бликов в «звёзды». Обычно используют явление дифракции. Обозначаются по числу лучей. Изготавливаются нанесением на стекло нескольких групп параллельных прямолинейных штрихов, создающих дифракционную картину. Число образуемых лучей всегда вдвое больше числа групп штрихов. Некоторые фильтры носят отдельные названия:
    • Солнечные (эффектные) — восьмилучевые
    • Астроиды — четырёхлучевые
  • Радужные — образуют гало или радужное пятно дифракционного происхождения вокруг изображений точечных источников света.
  • Цветные и многоцветные — изменяют цветовое решение снимаемой сцены или её части
  • Множительные призмы — создают дублированное изображение
  • Синтезированные голографические фильтры — голографическое изображение оптической системы является оптической системой. Однако помимо съёмки существующих оптических систем, можно рассчитать технически не реализуемую в веществе оптическую систему, после чего синтезировать голограмму такой системы и напечатать такую голограмму (например, отштамповать её на прозрачном пластике). Таким образом изготавливаются «коронные», «спиральные» фильтры, результатом применения которых является создание определённой формы (не реализуемой никакими другими фильтрами)вокруг изображений источников света. В строго математическом смысле, звёздные фильтры являются частным случаем синтезированных голографических.
  • Поляризационные — см. ниже
Насадочные линзы

Из-за одинакового способа применения и закрепления на объективе к съёмочным светофильтрам часто относят насадочные линзы:

  • Полулинза — закреплённая в поворотной оправе половинка положительной линзы. Создаёт эффект различного расстояния наводки на резкость для частей кадра. Как правило, применяется в макросъёмке для получения резкого изображения двух различных участков кадра, при невозможности достичь диафрагмированием необходимой глубины резко изображаемого пространства.
  • Макролинза — служит для макросъёмки, применяется в основном на аппаратах с несменной оптикой. Обозначается оптическая сила в диоптриях или фокусное расстояние.
  • Широкоугольный конвертер — насадка даёт эффект уменьшения фокусного расстояния.

Светофильтры методов цветовоспроизведения

Аддитивные фильтры

Аддитивные светофильтры (лат. additivus — прибавляемый) — цветоделительные зональные светофильтры, выделяющие из исходного светового потока белого света трёх пространственно разделённых (с помощью других оптических элементов) потоков: синего, зелёного и красного. Любые цвета в пределах цветового охвата системы этих трёх фильтров могут быть получены смешиванием этих трёх потоков в различных пропорциях. Это смешивание называется Аддитивный синтез цвета. Обычно применяются абсорбционные фильтры, а также комбинации из абсорбционных и интерфереционных, для получения высокой точности цветопередачи. Аддитивные светофильтры — важная деталь осветительных систем проекционных телевизионных систем. Применяются в кинокопировальной технике и в специальных фотоувеличителях для цветной печати. С развитием цифровой фотографии широко применяются в CCD матрицах.

Субтрактивные фильтры
Фотоувеличитель «УПА-601» и корректирующие светофильтры для субтрактивной печати. СССР, 1981 год.

В отличие от аддитивных фильтров, в которых первичными цветами являются красный, зелёный и синий, в субтрактивной модели (англ. subtractive лат. subtraho  — извлекаю) существуют три базовых цвета: жёлтый, пурпурный и голубой цвета (CMY). При «вычитании» пурпурного и голубого из нейтрального белого тона получается синий цвет; вычитание жёлтого и пурпурного даёт красный цвет, вычитание жёлтого и голубого — зелёный. Одновременно наложение всех трёх субтрактивных цветов даёт чёрный тон.

Для цветной фотопечати субтрактивным методом выпускались наборы корректирующих светофильтров (в наборе 33 шт, по 11 светофильтров жёлтого, пурпурного и голубого цвета). Плотность светофильтров каждого цвета — от 5 до 100 %. Корректирующие субтрактивные светофильтры в фотоувеличителе вводились в световой поток между лампой накаливания и негативом. О применении корректирующих светофильтров см. Фотопечать.

В конструкции цифровых фотоаппаратов

  • Зональные светофильтры для цветоделения. Являются частью массива цветных фильтров и обычно являются неотъемлемой частью матрицы.
  • АА-фильтр (англ. Antialiasing фильтр), называемый также «фильтр низких частот», «low-pass фильтр». Служит для устранения эффекта цветного муара, связанного с мозаичной структурой массива цветных фильтров. Обычно объединён с матрицей.
  • ИК-фильтр — интерференционный антиинфракрасный фильтр (IR high-pass), необходимый для устранения влияния на изображение невидимой инфракрасной части спектра. Обычно располагается в непосредственной близости от матрицы.

Теплозащитные

Тепловой фильтр, теплофильтр — избирательно поглощает или отражает инфракрасное излучение и пропускает с малыми потерями диапазон видимого света. Применяются в осветительной аппаратуре, в проекторах для защиты плёнки, а также при микрофотографии для защиты биологических объектов от нагревания. Ранее применялись слабо окрашенные голубые и зелёные абсорбционные фильтры (обозначение СЗС — синезелёное стекло для выпускавшихся в СССР). Удешевление производства значительно более эффективных интерференционных отражающих фильтров привело к их массовому применению.

Классификация светофильтров по принципу действия

Абсорбционные

(лат. absorbeo — поглощаю). Обладают спектральной избирательностью, обусловленной различным поглощением различных участков спектра электромагнитного излучения. Наиболее массовые фильтры. Производятся на основе окрашенных оптических стёкол или органических веществ (например, из желатины).

  • Стеклянные фильтры отличаются стабильностью характеристик, высокой устойчивостью к температурным и иным воздействиям.
  • Желатиновые фильтры, несмотря на большее разнообразие оптических характеристик, механически непрочны, быстро выцветают, и потому намного менее распространены, чем стеклянные.
  • Пластмассовые фильтры находят применение благодаря намного большей лёгкости окраски и разнообразия получаемых свойств по сравнению со стеклянными. Они долговечнее желатиновых.
  • Жидкостные светофильтры — сосуды со стеклянными стенками, заполненные растворами красителей. Используются редко, в основном в научных исследованиях, при наличии у используемого вещества уникальных характеристик.

Интерференционные

Отражает одну и пропускает другую часть спектра падающего излучения, благодаря явлению многолучевой интерференции в тонких диэлектрических плёнках. Также используется как Дихроичный фильтр.

Отражательные

Действие отражательных фильтров основано на спектральной зависимости отражения непрозрачного материала. Преимуществом отражательного фильтра перед абсорбционными является единственность участвующей в оптической системе поверхности и отсутствии хроматических аберраций, вносимых преломляющими прозрачными средами.

Поляризационные

Поляризационные фильтры для фотографии бывают двух типов: с круговой поляризацией и с линейной. Назначение у них одно: отделить или наоборот выделить участки, богатые отражённым поляризованным светом. Например, можно отсеять яркие блики волн на воде, снимая дно, или снять пейзаж за окном без своего отражения в самом окне.

  • Линейная поляризация (Linear polarization). Линейные фильтры выполняют одну очень простую функцию — они пропускают только свет с поляризацией в одной плоскости. Фильтр можно поворачивать, выбирая плоскость, с поляризацией в которой свет будет проходить. То есть, на выходе линейного фильтра всегда линейно поляризованный свет. Это очень простые и недорогие фильтры, они отлично подойдут к старым неавтофокусным камерам без автоматического замера экспозиции, для современных зеркальных камер они не подходят. Если в камере используется полупрозрачное зеркало, например для автоэкспозиции ли автофокуса, поляризованный свет «обманет» датчики, снимок будет испорчен.
  • Круговая поляризация (Circular polarization). Бытует ошибочное мнение, что фильтр с круговой поляризацией пропускает только свет, поляризованный по кругу. Однако, смысл кругового поляризационного фильтра в том, что из любой поляризации он делает круговую. Это означает, что такой фильтр подходит ко всем камерам, и старым в том числе, позволяет корректно определять экспозицию и не мешает автофокусу работать. При этом ненужные блики будут задержаны абсолютно так же, как в простом фильтре с линейной поляризацией. Фильтр с круговой поляризацией сложнее линейного, поэтому дороже. С внешней стороны стоит обычный линейный фильтр, а с внутренней приклеена четвертьволновая пластинка, которая позволяет линейную поляризацию превращать в круговую.[6] Также следует отметить, что CPL-фильтр даёт «чистую» круговую поляризацию только при некоторой характерной длине волны (например для HOYA HRT 526 nm[7]), при которой оптическая разность хода между необыкновенным и обыкновенным лучами в волновой пластинке составляет ровно четверть длины волны. Для всех других длин волн этот фильтр будет давать эллиптическую поляризацию.[8][9]

Дисперсные

(от лат. dispersio — рассеяние) основаны на зависимости показателя преломления от длины волны. В сочетании с отражающими и/или интерфереционными фильтрами, а также растром часто служат для создания расщепляющих оптических систем — дихроических призм. Находят применение в современных мультимедийных проекторах, где являются основным инструментом разделения светового потока мощной лампы накаливания на три спектральных диапазона. Применяются в качестве эффектных фильтров для получения радужных изображений.

Классификация по типу выделяемой части спектра

Узкополосные

Односторонние

Двухсторонние

Корректирующие

Корректирующие, которые частично поглощают свет в одних участках спектра и пропускают в других. Например, фильтр BG34 снижает интенсивность излучения вольфрамовой галогенной лампы в районе 600 нм, пропуская при этом все излучение в красной и синей областях, где чувствительность детектора ниже.

Классификация по конструктивному исполнению

Одиночные фильтры

Круглые фильтры в оправе с винтовым или байонетным креплением.

Системы фильтров

Компендиум (компаундер) — держатель фильтров, основной характеристикой которого является размер вставляемого фильтра.

Фильтры, определяющей характеристикой которых является размер и форма:

  • Квадратная — вставляются в компендиум и центрируется по середине.
  • Прямоугольная : градиентные оттеняющие.
  • Круглая: поляризационные, реже как альтернатива квадратным.

Дополнительные элементы системы фильтров (бленды, переходные кольца и т. д.).

См. также

Примечания

Литература

  • Хеймен Р. Светофильтры (Rex Hayman. Filters)
  • Ярославский Л. П., Мерзляков Н. С. Методы цифровой голографии. — М.: «Наука», 1977.
  • Фотокинотехника: Энциклопедия / Гл. ред. Е. А. Иофис. — М.: Советская Энциклопедия, 1981. — 447 с. — 100 000 экз.
  • Крис Вестон Фильтры в фотографии. Программные и оптические системы. — М.: «Арт-родник», 2010 г.

Ссылки

Светофильтр — Википедия Переиздание // WIKI 2

Набор светофильтров.

Набор светофильтров.

Светофильтр в оптике, технике — оптическое устройство, которое служит для подавления (выделения) части спектра электромагнитного излучения.

Классификация по назначению

Светофильтры съёмочные

Различные съёмочные светофильтры

Светофильтр в фотографии и кинематографе, съёмочный светофильтр — оптическое устройство, которое служит для подавления, выделения или преобразования части светового потока, обычно части спектра.

  • Светофильтры воздействуют на световой поток, не ограничивая его апертуру или поле зрения, в отличие от апертурной диафрагмы, полевой диафрагмы.
  • Светофильтры предназначены для воздействия на основной световой поток от снимаемой сцены, в отличие от бленды, ограничивающей действие паразитного светового потока.
  • Светофильтры (кроме некоторых эффектных, призматических), в отличие от линз, не изменяют направления световых лучей в оптической системе.

Устанавливается на объектив оптических приборов или фотокамер. В фотографии светофильтры применяются для корректировки цвета, изменения яркости и контрастности фотографируемых объектов уже в процессе фотографирования. Светофильтры применяются также для воспроизводства различных цветовых и световых эффектов.

Крепление светофильтров к объективу осуществляется обычно резьбовым соединением, перед передней линзой объектива.

Для сверхширокоугольных объективов часто предусматривают крепление за задней линзой объектива. Оптические схемы таких объективов специфичны, передние линзы часто очень велики, а передние светофильтры таких объективов должны иметь ещё больший диаметр во избежание виньетирования. Фильтры нужных диаметров очень велики, дороги, тяжелы и громоздки, что и создаёт предпосылку для использования задних светофильтров.
У объективов «фишай» вообще принципиально невозможно установить передний светофильтр из-за выдающейся вперёд сильно выпуклой передней линзы.

В схемах широкоугольных объективов с устанавливаемым задним фильтром, в качестве заднего элемента, постоянно присутствует нейтральный фильтр, который может заменяться на другой по желанию. При снятии заменяемого фильтра — стандартный нейтральный возвращается на место, во избежание изменения оптических характеристик объектива.

В проекционных и осветительных системах фильтры (особенно тепловые) часто устанавливаются между источником света и остальной оптической системой.

Крепление светофильтров к объективу, совмещённое со светозащитной блендой, называется компендиум.

Маркируются съёмочные светофильтры диаметром присоединительной резьбы, условным обозначением типа фильтра и необязательным указанием кратности экспозиции (1x — не требуется изменение экспозиции, 1,4x — требуется изменение на пол ступени, 4x — требуется увеличение экспозиции на 2 ступени). Кратность фильтра зависит от спектрального состава света и от спектральной чувствительности фотоматериала. Например, светофильтр Ж-2x имеет кратность около 6x для изоортохроматических и 2x — для панхроматических материалов при спектральном составе света, близком к дневному освещению.[1]

Важным является наличие просветления на светофильтре. Оно уменьшает долю отражённого света от оптических поверхностей светофильтра, что позволяет увеличить светопропускание, а также, что зачастую намного более важно, увеличивает контраст изображения за счёт уменьшения паразитных засветок, и увеличивает качество изображения, устраняя или уменьшая дефекты в виде бликов на изображении. Просветление важно для всех типов светофильтров.

Защитный фильтр

Предназначен для предохранения передней поверхности объектива от механических воздействий. Обычно эти фильтры обозначаются (N) — простое прозрачное осветлённое стекло. Часто в этой роли используется ультрафиолетовый фильтр (UV — англ. UltraViolet). Дополнительную ценность защитным фильтрам придаёт многослойное просветление (MC, HMC, UMC и т. д.), а также водозащитное покрытие (WPC — англ. Water Proof Coat — водонепроницаемое покрытие).[2]

Нейтральный фильтр
Демонстрация работы нейтрального фильтра.

Демонстрация работы нейтрального фильтра.

Служит для снижения эффективной светосилы объектива без изменения геометрической, а также для снижения эффективной светосилы объектива, не имеющего диафрагмы.

Нейтральные фильтры бывают разной плотности, и это указано в названии. Самый светлый — Н-2x, или ND2. Цифра в названии означает долю света, которая через фильтр проходит (для ND2 доля равна 1/2, то есть, половина), или, другими словами, во сколько раз нужно увеличить экспозицию при съёмке с этим фильтром. Более тёмным будет ND4, или Н-4x, обозначаемый так же НС8 (нейтральное стекло тип 8), затем ND8, например. Если поставить несколько фильтров подряд, то, чтобы найти итоговую кратность этой совокупности фильтров, надо перемножить между собой кратности всех установленных фильтров. Например при установке вместе двух фильтров ND2 и ND4, итоговая кратность будет равна 2×4=8, как у одиночного фильтра ND8.

Чтобы фотографировать с выдержкой в несколько секунд в солнечную погоду, понадобится ND400, ND1000 и больше.[3]

Существуют также нейтральные фильтры с плавной регулировкой плотности (variable range nd filter) от ND2 до ND400 и даже ND1000. Конструктивно они представляют из себя установленные в одной оправе два поляризационных фильтра, вращающиеся один относительно другого.[4]

Солнечный фильтр

Чрезвычайно плотный нейтральный фильтр, позволяющий без вреда для фотографа и фотоматериала снимать Солнце, электросварку, ядерный взрыв и другие явления, значительно превышающие по яркости обычные предметы. Используются плотности от ND400 и выше — для фотосъёмки, и более плотные — для визуальных наблюдений. Бывают стеклянные поглощающие и плёночные отражающие фильтры. В фототехнике популярны стеклянные фильтры в стандартной резьбовой оправе, накручивающиеся на объектив, а в любительской астрономии часто используются плёночными фильтрами «Baader AstroSolar», оправу для которого, как правило, делают из подручных средств, или используют корпус другого светофильтра.

Градиентный фильтр

Выравнивает яркость сцены, притемняя или меняя цвет части изображения. Обычно служит для компенсации избыточной яркости неба и для получения различных художественных эффектов. Также применяется термин «Оттенённый светофильтр».

Спектральные (цветные)
Ультрафиолетовые

Ультрафиолетовый блокирующий фильтр (бесцветный фильтр) — предназначен для снижения воздействия ультрафиолетовой части спектра в горных, высотных и иных аналогичных условиях съёмки. Актуален только в случае, если объектив пропускает ультрафиолетовую часть спектра.

Ультрафиолетовый пропускающий фильтр — для специальных съёмок. Применяется в научных исследованиях.

Инфракрасные

Инфракрасный пропускающий фильтр — пропускает инфракрасную часть спектра, задерживая все остальные части спектра.

Инфракрасный блокирующий фильтр — применяется, как правило, в системах, оптика которых не рассчитана на работу с инфракрасными длинами волн, и поэтому создающих не резкие изображения.

Корректирующие

Красный и оранжевый фильтры

Корректирующие фильтры применяются в чёрно-белой фотографии; «жёлтый фильтр», «жёлто-зелёный фильтр», «оранжевый фильтр» и «красный фильтр» в разной степени демпфируют синюю часть спектра и делают изображение более контрастным. «Голубой фильтр» обладает противоположными свойствами.

  • Конверсионный фильтр — общее название группы фильтров, служащих для преобразования (конверсии) спектра
    • Для цветной фотографии применяются светофильтры всевозможных цветовых оттенков. Например, «красно-коричневые фильтры» и «синие фильтры» — для создания эффекта искусственного освещения при дневном свете, или эффекта дневного света — при искусственном освещении.
    • Флуоресцентный фильтр — специальный корректирующий светофильтр, приводящий освещение лампами дневного света к балансу, близкому к лампам накаливания.
    • Конверсионные фильтры для фотографирования при свете ламп накаливания на цветную фотоплёнку, предназначенную для солнечного освещения и наоборот.
Мозаичные

Мозаичный фильтр — светофильтр, состоящий из большого числа элементов разных цветов, расположенных в определённом порядке. Применяется при получении пробного цветного отпечатка, по которому определяется комбинация корректирующих субтрактивных светофильтров[5].

В цифровой фотографии цветные светофильтры используются реже, так как последующая обработка изображения на компьютере позволяет получить практически идентичные их применению результаты.

Эффектные

Имеется множество фильтров, которые в процессе фотографирования производят различные световые эффекты на изображении. Например, светящиеся короны вокруг источников света или сверкающие в различных местах звёзды. Имеются различные цветные фильтры, которые изменяют цветовые переходы и соотношение цветов.

  • Туманные — создают эффект дымки, тумана. Понижают контраст и насыщенность цвета
  • Диффузные (софт-фильтр) — снижают резкость. Изготавливаются:
    • Рефракционные. Простейший вариант — вазелин на стекле
    • Дифракционные. Большое количество тонких штрихов, нанесённых на стекло
  • Звёздные — превращают изображения точечных источников света и ярких бликов в «звёзды». Обычно используют явление дифракции. Обозначаются по числу лучей. Изготавливаются нанесением на стекло нескольких групп параллельных прямолинейных штрихов, создающих дифракционную картину. Число образуемых лучей всегда вдвое больше числа групп штрихов. Некоторые фильтры носят отдельные названия:
    • Солнечные (эффектные) — восьмилучевые
    • Астроиды — четырёхлучевые
  • Радужные — образуют гало или радужное пятно дифракционного происхождения вокруг изображений точечных источников света.
  • Цветные и многоцветные — изменяют цветовое решение снимаемой сцены или её части
  • Множительные призмы — создают дублированное изображение
  • Синтезированные голографические фильтры — голографическое изображение оптической системы является оптической системой. Однако помимо съёмки существующих оптических систем, можно рассчитать технически не реализуемую в веществе оптическую систему, после чего синтезировать голограмму такой системы и напечатать такую голограмму (например, отштамповать её на прозрачном пластике). Таким образом изготавливаются «коронные», «спиральные» фильтры, результатом применения которых является создание определённой формы (не реализуемой никакими другими фильтрами)вокруг изображений источников света. В строго математическом смысле, звёздные фильтры являются частным случаем синтезированных голографических.
  • Поляризационные — см. ниже
Насадочные линзы

Из-за одинакового способа применения и закрепления на объективе к съёмочным светофильтрам часто относят насадочные линзы:

  • Полулинза — закреплённая в поворотной оправе половинка положительной линзы. Создаёт эффект различного расстояния наводки на резкость для частей кадра. Как правило, применяется в макросъёмке для получения резкого изображения двух различных участков кадра, при невозможности достичь диафрагмированием необходимой глубины резко изображаемого пространства.
  • Макролинза — служит для макросъёмки, применяется в основном на аппаратах с несменной оптикой. Обозначается оптическая сила в диоптриях или фокусное расстояние.
  • Широкоугольный конвертер — насадка даёт эффект уменьшения фокусного расстояния.

Светофильтры методов цветовоспроизведения

Аддитивные фильтры

Аддитивные светофильтры (лат. additivus — прибавляемый) — цветоделительные зональные светофильтры, выделяющие из исходного светового потока белого света трёх пространственно разделённых (с помощью других оптических элементов) потоков: синего, зелёного и красного. Любые цвета в пределах цветового охвата системы этих трёх фильтров могут быть получены смешиванием этих трёх потоков в различных пропорциях. Это смешивание называется Аддитивный синтез цвета. Обычно применяются абсорбционные фильтры, а также комбинации из абсорбционных и интерфереционных, для получения высокой точности цветопередачи. Аддитивные светофильтры — важная деталь осветительных систем проекционных телевизионных систем. Применяются в кинокопировальной технике и в специальных фотоувеличителях для цветной печати. С развитием цифровой фотографии широко применяются в CCD матрицах.

Субтрактивные фильтры
Фотоувеличитель «УПА-601» и корректирующие светофильтры для субтрактивной печати. СССР, 1981 год.

В отличие от аддитивных фильтров, в которых первичными цветами являются красный, зелёный и синий, в субтрактивной модели (англ. subtractive лат. subtraho  — извлекаю) существуют три базовых цвета: жёлтый, пурпурный и голубой цвета (CMY). При «вычитании» пурпурного и голубого из нейтрального белого тона получается синий цвет; вычитание жёлтого и пурпурного даёт красный цвет, вычитание жёлтого и голубого — зелёный. Одновременно наложение всех трёх субтрактивных цветов даёт чёрный тон.

Для цветной фотопечати субтрактивным методом выпускались наборы корректирующих светофильтров (в наборе 33 шт, по 11 светофильтров жёлтого, пурпурного и голубого цвета). Плотность светофильтров каждого цвета — от 5 до 100 %. Корректирующие субтрактивные светофильтры в фотоувеличителе вводились в световой поток между лампой накаливания и негативом. О применении корректирующих светофильтров см. Фотопечать.

В конструкции цифровых фотоаппаратов

  • Зональные светофильтры для цветоделения. Являются частью массива цветных фильтров и обычно являются неотъемлемой частью матрицы.
  • АА-фильтр (англ. Antialiasing фильтр), называемый также «фильтр низких частот», «low-pass фильтр». Служит для устранения эффекта цветного муара, связанного с мозаичной структурой массива цветных фильтров. Обычно объединён с матрицей.
  • ИК-фильтр — интерференционный антиинфракрасный фильтр (IR high-pass), необходимый для устранения влияния на изображение невидимой инфракрасной части спектра. Обычно располагается в непосредственной близости от матрицы.

Теплозащитные

Тепловой фильтр, теплофильтр — избирательно поглощает или отражает инфракрасное излучение и пропускает с малыми потерями диапазон видимого света. Применяются в осветительной аппаратуре, в проекторах для защиты плёнки, а также при микрофотографии для защиты биологических объектов от нагревания. Ранее применялись слабо окрашенные голубые и зелёные абсорбционные фильтры (обозначение СЗС — синезелёное стекло для выпускавшихся в СССР). Удешевление производства значительно более эффективных интерференционных отражающих фильтров привело к их массовому применению.

Классификация светофильтров по принципу действия

Абсорбционные

(лат. absorbeo — поглощаю). Обладают спектральной избирательностью, обусловленной различным поглощением различных участков спектра электромагнитного излучения. Наиболее массовые фильтры. Производятся на основе окрашенных оптических стёкол или органических веществ (например, из желатины).

  • Стеклянные фильтры отличаются стабильностью характеристик, высокой устойчивостью к температурным и иным воздействиям.
  • Желатиновые фильтры, несмотря на большее разнообразие оптических характеристик, механически непрочны, быстро выцветают, и потому намного менее распространены, чем стеклянные.
  • Пластмассовые фильтры находят применение благодаря намного большей лёгкости окраски и разнообразия получаемых свойств по сравнению со стеклянными. Они долговечнее желатиновых.
  • Жидкостные светофильтры — сосуды со стеклянными стенками, заполненные растворами красителей. Используются редко, в основном в научных исследованиях, при наличии у используемого вещества уникальных характеристик.

Интерференционные

Отражает одну и пропускает другую часть спектра падающего излучения, благодаря явлению многолучевой интерференции в тонких диэлектрических плёнках.

Отражательные

Действие отражательных фильтров основано на спектральной зависимости отражения непрозрачного материала. Преимуществом отражательного фильтра перед абсорбционными является единственность участвующей в оптической системе поверхности и отсутствии хроматических аберраций, вносимых преломляющими прозрачными средами.

Поляризационные

Поляризационные фильтры для фотографии бывают двух типов: с круговой поляризацией и с линейной. Назначение у них одно: отделить или наоборот выделить участки, богатые отражённым поляризованным светом. Например, можно отсеять яркие блики волн на воде, снимая дно, или снять пейзаж за окном без своего отражения в самом окне.

  • Линейная поляризация (Linear polarization). Линейные фильтры выполняют одну очень простую функцию — они пропускают только свет с поляризацией в одной плоскости. Фильтр можно поворачивать, выбирая плоскость, с поляризацией в которой свет будет проходить. То есть, на выходе линейного фильтра всегда линейно поляризованный свет. Это очень простые и недорогие фильтры, они отлично подойдут к старым неавтофокусным камерам без автоматического замера экспозиции, для современных зеркальных камер они не подходят. Если в камере используется полупрозрачное зеркало, например для автоэкспозиции ли автофокуса, поляризованный свет «обманет» датчики, снимок будет испорчен.
  • Круговая поляризация (Circular polarization). Бытует ошибочное мнение, что фильтр с круговой поляризацией пропускает только свет, поляризованный по кругу. Однако, смысл кругового поляризационного фильтра в том, что из любой поляризации он делает круговую. Это означает, что такой фильтр подходит ко всем камерам, и старым в том числе, позволяет корректно определять экспозицию и не мешает автофокусу работать. При этом ненужные блики будут задержаны абсолютно так же, как в простом фильтре с линейной поляризацией. Фильтр с круговой поляризацией сложнее линейного, поэтому дороже. С внешней стороны стоит обычный линейный фильтр, а с внутренней приклеена четвертьволновая пластинка, которая позволяет линейную поляризацию превращать в круговую.[6] Также следует отметить, что CPL-фильтр даёт «чистую» круговую поляризацию только при некоторой характерной длине волны (например для HOYA HRT 526 nm[7]), при которой оптическая разность хода между необыкновенным и обыкновенным лучами в волновой пластинке составляет ровно четверть длины волны. Для всех других длин волн этот фильтр будет давать эллиптическую поляризацию.[8][9]

Дисперсные

(от лат. dispersio — рассеяние) основаны на зависимости показателя преломления от длины волны. В сочетании с отражающими и/или интерфереционными фильтрами, а также растром часто служат для создания расщепляющих оптических систем — дихроических призм. Находят применение в современных мультимедийных проекторах, где являются основным инструментом разделения светового потока мощной лампы накаливания на три спектральных диапазона. Применяются в качестве эффектных фильтров для получения радужных изображений.

Классификация по типу выделяемой части спектра

Узкополосные

Односторонние

Двухсторонние

Корректирующие

Корректирующие, которые частично поглощают свет в одних участках спектра и пропускают в других. Например, фильтр BG34 снижает интенсивность излучения вольфрамовой галогенной лампы в районе 600 нм, пропуская при этом все излучение в красной и синей областях, где чувствительность детектора ниже.

Классификация по конструктивному исполнению

Одиночные фильтры

Круглые фильтры в оправе с винтовым или байонетным креплением.

Системы фильтров

Компендиум (компаундер) — держатель фильтров, основной характеристикой которого является размер вставляемого фильтра.

Фильтры, определяющей характеристикой которых является размер и форма:

  • Квадратная — вставляются в компендиум и центрируется по середине.
  • Прямоугольная : градиентные оттеняющие.
  • Круглая: поляризационные, реже как альтернатива квадратным.

Дополнительные элементы системы фильтров (бленды, переходные кольца и т. д.).

См. также

Примечания

Литература

  • Хеймен Р. Светофильтры (Rex Hayman. Filters)
  • Ярославский Л. П., Мерзляков Н. С. Методы цифровой голографии. — М.: «Наука», 1977.
  • Фотокинотехника: Энциклопедия / Гл. ред. Е. А. Иофис. — М.: Советская Энциклопедия, 1981. — 447 с. — 100 000 экз.
  • Крис Вестон Фильтры в фотографии. Программные и оптические системы. — М.: «Арт-родник», 2010 г.

Ссылки

Фотоувеличитель «УПА-601» и корректирующие светофильтры для субтрактивной печати. СССР, 1981 год. Эта страница в последний раз была отредактирована 28 июня 2020 в 11:28.

Светофильтр — Википедия

Набор светофильтров.

Светофильтр в оптике, технике — оптическое устройство, которое служит для подавления (выделения) части спектра электромагнитного излучения.

Классификация по назначению

Светофильтры съёмочные

Различные съёмочные светофильтры

Светофильтр в фотографии и кинематографе, съёмочный светофильтр — оптическое устройство, которое служит для подавления, выделения или преобразования части светового потока, обычно части спектра.

  • Светофильтры воздействуют на световой поток, не ограничивая его апертуру или поле зрения, в отличие от апертурной диафрагмы, полевой диафрагмы.
  • Светофильтры предназначены для воздействия на основной световой поток от снимаемой сцены, в отличие от бленды, ограничивающей действие паразитного светового потока.
  • Светофильтры (кроме некоторых эффектных, призматических), в отличие от линз, не изменяют направления световых лучей в оптической системе.

Устанавливается на объектив оптических приборов или фотокамер. В фотографии светофильтры применяются для корректировки цвета, изменения яркости и контрастности фотографируемых объектов уже в процессе фотографирования. Светофильтры применяются также для воспроизводства различных цветовых и световых эффектов.

Крепление светофильтров к объективу осуществляется обычно резьбовым соединением, перед передней линзой объектива.

Для сверхширокоугольных объективов часто предусматривают крепление за задней линзой объектива. Оптические схемы таких объективов специфичны, передние линзы часто очень велики, а передние светофильтры таких объективов должны иметь ещё больший диаметр во избежание виньетирования. Фильтры нужных диаметров очень велики, дороги, тяжелы и громоздки, что и создаёт предпосылку для использования задних светофильтров.
У объективов «фишай» вообще принципиально невозможно установить передний светофильтр из-за выдающейся вперёд сильно выпуклой передней линзы.

В схемах широкоугольных объективов с устанавливаемым задним фильтром, в качестве заднего элемента, постоянно присутствует нейтральный фильтр, который может заменяться на другой по желанию. При снятии заменяемого фильтра — стандартный нейтральный возвращается на место, во избежание изменения оптических характеристик объектива.

В проекционных и осветительных системах фильтры (особенно тепловые) часто устанавливаются между источником света и остальной оптической системой.

Крепление светофильтров к объективу, совмещённое со светозащитной блендой, называется компендиум.

Маркируются съёмочные светофильтры диаметром присоединительной резьбы, условным обозначением типа фильтра и необязательным указанием кратности экспозиции (1x — не требуется изменение экспозиции, 1,4x — требуется изменение на пол ступени, 4x — требуется увеличение экспозиции на 2 ступени). Кратность фильтра зависит от спектрального состава света и от спектральной чувствительности фотоматериала. Например, светофильтр Ж-2x имеет кратность около 6x для изоортохроматических и 2x — для панхроматических материалов при спектральном составе света, близком к дневному освещению.[1]

Важным является наличие просветления на светофильтре. Оно уменьшает долю отражённого света от оптических поверхностей светофильтра, что позволяет увеличить светопропускание, а также, что зачастую намного более важно, увеличивает контраст изображения за счёт уменьшения паразитных засветок, и увеличивает качество изображения, устраняя или уменьшая дефекты в виде бликов на изображении. Просветление важно для всех типов светофильтров.

Защитный фильтр

Предназначен для предохранения передней поверхности объектива от механических воздействий. Обычно эти фильтры обозначаются (N) — простое прозрачное осветлённое стекло. Часто в этой роли используется ультрафиолетовый фильтр (UV — англ. UltraViolet). Дополнительную ценность защитным фильтрам придаёт многослойное просветление (MC, HMC, UMC и т. д.), а также водозащитное покрытие (WPC — англ. Water Proof Coat — водонепроницаемое покрытие).[2]

Нейтральный фильтр
Демонстрация работы нейтрального фильтра.

Служит для снижения эффективной светосилы объектива без изменения геометрической, а также для снижения эффективной светосилы объектива, не имеющего диафрагмы.

Нейтральные фильтры бывают разной плотности, и это указано в названии. Самый светлый — Н-2x, или ND2. Цифра в названии означает долю света, которая через фильтр проходит (для ND2 доля равна 1/2, то есть, половина), или, другими словами, во сколько раз нужно увеличить экспозицию при съёмке с этим фильтром. Более тёмным будет ND4, или Н-4x, обозначаемый так же НС8 (нейтральное стекло тип 8), затем ND8, например. Если поставить несколько фильтров подряд, то, чтобы найти итоговую кратность этой совокупности фильтров, надо перемножить между собой кратности всех установленных фильтров. Например при установке вместе двух фильтров ND2 и ND4, итоговая кратность будет равна 2×4=8, как у одиночного фильтра ND8.

Чтобы фотографировать с выдержкой в несколько секунд в солнечную погоду, понадобится ND400, ND1000 и больше.[3]

Существуют также нейтральные фильтры с плавной регулировкой плотности (variable range nd filter) от ND2 до ND400 и даже ND1000. Конструктивно они представляют из себя установленные в одной оправе два поляризационных фильтра, вращающиеся один относительно другого.[4]

Солнечный фильтр

Чрезвычайно плотный нейтральный фильтр, позволяющий без вреда для фотоматериала снимать Солнце, электросварку, ядерный взрыв и другие явления, значительно превышающие по яркости обычные предметы. Используются плотности от ND400 и выше — для фотосъёмки, и более плотные — для визуальных наблюдений. Бывают стеклянные поглощающие и плёночные отражающие фильтры. В фототехнике популярны стеклянные фильтры в стандартной резьбовой оправе, накручивающиеся на объектив, а в любительской астрономии часто используются плёночными фильтрами «Baader AstroSolar», оправу для которого, как правило, делают из подручных средств, или используют корпус другого светофильтра.

Градиентный фильтр

Выравнивает яркость сцены, притемняя или меняя цвет части изображения. Обычно служит для компенсации избыточной яркости неба и для получения различных художественных эффектов. Также применяется термин «Оттенённый светофильтр».

Спектральные (цветные)
Ультрафиолетовые

Ультрафиолетовый блокирующий фильтр (бесцветный фильтр) — предназначен для снижения воздействия ультрафиолетовой части спектра в горных, высотных и иных аналогичных условиях съёмки. Актуален только в случае, если объектив пропускает ультрафиолетовую часть спектра.

Ультрафиолетовый пропускающий фильтр — для специальных съёмок. Применяется в научных исследованиях.

Инфракрасные

Инфракрасный пропускающий фильтр — пропускает инфракрасную часть спектра, задерживая все остальные части спектра.

Инфракрасный блокирующий фильтр — применяется, как правило, в системах, оптика которых не рассчитана на работу с инфракрасными длинами волн, и поэтому создающих не резкие изображения.

Корректирующие

Корректирующие фильтры применяются в чёрно-белой фотографии; «жёлтый фильтр», «жёлто-зелёный фильтр», «оранжевый фильтр» и «красный фильтр» в разной степени демпфируют синюю часть спектра и делают изображение более контрастным. «Голубой фильтр» обладает противоположными свойствами.

  • Конверсионный фильтр — общее название группы фильтров, служащих для преобразования (конверсии) спектра
    • Для цветной фотографии применяются светофильтры всевозможных цветовых оттенков. Например, «красно-коричневые фильтры» и «синие фильтры» — для создания эффекта искусственного освещения при дневном свете, или эффекта дневного света — при искусственном освещении.
    • Флуоресцентный фильтр — специальный корректирующий светофильтр, приводящий освещение лампами дневного света к балансу, близкому к лампам накаливания.
    • Конверсионные фильтры для фотографирования при свете ламп накаливания на цветную фотоплёнку, предназначенную для солнечного освещения и наоборот.
Мозаичные

Мозаичный фильтр — светофильтр, состоящий из большого числа элементов разных цветов, расположенных в определённом порядке. Применяется при получении пробного цветного отпечатка, по которому определяется комбинация корректирующих субтрактивных светофильтров[5].

В цифровой фотографии цветные светофильтры используются реже, так как последующая обработка изображения на компьютере позволяет получить практически идентичные их применению результаты.

Эффектные

Имеется множество фильтров, которые в процессе фотографирования производят различные световые эффекты на изображении. Например, светящиеся короны вокруг источников света или сверкающие в различных местах звёзды. Имеются различные цветные фильтры, которые изменяют цветовые переходы и соотношение цветов.

  • Туманные — создают эффект дымки, тумана. Понижают контраст и насыщенность цвета
  • Диффузные (софт-фильтр) — снижают резкость. Изготавливаются:
    • Рефракционные. Простейший вариант — вазелин на стекле
    • Дифракционные. Большое количество тонких штрихов, нанесённых на стекло
  • Звёздные — превращают изображения точечных источников света и ярких бликов в «звёзды». Обычно используют явление дифракции. Обозначаются по числу лучей. Изготавливаются нанесением на стекло нескольких групп параллельных прямолинейных штрихов, создающих дифракционную картину. Число образуемых лучей всегда вдвое больше числа групп штрихов. Некоторые фильтры носят отдельные названия:
    • Солнечные (эффектные) — восьмилучевые
    • Астроиды — четырёхлучевые
  • Радужные — образуют гало или радужное пятно дифракционного происхождения вокруг изображений точечных источников света.
  • Цветные и многоцветные — изменяют цветовое решение снимаемой сцены или её части
  • Множительные призмы — создают дублированное изображение
  • Синтезированные голографические фильтры — голографическое изображение оптической системы является оптической системой. Однако помимо съёмки существующих оптических систем, можно рассчитать технически не реализуемую в веществе оптическую систему, после чего синтезировать голограмму такой системы и напечатать такую голограмму (например, отштамповать её на прозрачном пластике). Таким образом изготавливаются «коронные», «спиральные» фильтры, результатом применения которых является создание определённой формы (не реализуемой никакими другими фильтрами)вокруг изображений источников света. В строго математическом смысле, звёздные фильтры являются частным случаем синтезированных голографических.
  • Поляризационные — см. ниже
Насадочные линзы

Из-за одинакового способа применения и закрепления на объективе к съёмочным светофильтрам часто относят насадочные линзы:

  • Полулинза — закреплённая в поворотной оправе половинка положительной линзы. Создаёт эффект различного расстояния наводки на резкость для частей кадра. Как правило, применяется в макросъёмке для получения резкого изображения двух различных участков кадра, при невозможности достичь диафрагмированием необходимой глубины резко изображаемого пространства.
  • Макролинза — служит для макросъёмки, применяется в основном на аппаратах с несменной оптикой. Обозначается оптическая сила в диоптриях или фокусное расстояние.
  • Широкоугольный конвертер — насадка даёт эффект уменьшения фокусного расстояния.

Светофильтры методов цветовоспроизведения

Аддитивные фильтры

Аддитивные светофильтры (лат. additivus — прибавляемый) — цветоделительные зональные светофильтры, выделяющие из исходного светового потока белого света трёх пространственно разделённых (с помощью других оптических элементов) потоков: синего, зелёного и красного. Любые цвета в пределах цветового охвата системы этих трёх фильтров могут быть получены смешиванием этих трёх потоков в различных пропорциях. Это смешивание называется Аддитивный синтез цвета. Обычно применяются абсорбционные фильтры, а также комбинации из абсорбционных и интерфереционных, для получения высокой точности цветопередачи. Аддитивные светофильтры — важная деталь осветительных систем проекционных телевизионных систем. Применяются в кинокопировальной технике и в специальных фотоувеличителях для цветной печати. С развитием цифровой фотографии широко применяются в CCD матрицах.

Субтрактивные фильтры
Фотоувеличитель «УПА-601» и корректирующие светофильтры для субтрактивной печати. СССР, 1981 год.

В отличие от аддитивных фильтров, в которых первичными цветами являются красный, зелёный и синий, в субтрактивной модели (англ. subtractive лат. subtraho  — извлекаю) существуют три базовых цвета: жёлтый, пурпурный и голубой цвета (CMY). При «вычитании» пурпурного и голубого из нейтрального белого тона получается синий цвет; вычитание жёлтого и пурпурного даёт красный цвет, вычитание жёлтого и голубого — зелёный. Одновременно наложение всех трёх субтрактивных цветов даёт чёрный тон.

Для цветной фотопечати субтрактивным методом выпускались наборы корректирующих светофильтров (в наборе 33 шт, по 11 светофильтров жёлтого, пурпурного и голубого цвета). Плотность светофильтров каждого цвета — от 5 до 100 %. Корректирующие субтрактивные светофильтры в фотоувеличителе вводились в световой поток между лампой накаливания и негативом. О применении корректирующих светофильтров см. Фотопечать.

В конструкции цифровых фотоаппаратов

  • Зональные светофильтры для цветоделения. Являются частью массива цветных фильтров и обычно являются неотъемлемой частью матрицы.
  • АА-фильтр (англ. Antialiasing фильтр), называемый также «фильтр низких частот», «low-pass фильтр». Служит для устранения эффекта цветного муара, связанного с мозаичной структурой массива цветных фильтров. Обычно объединён с матрицей.
  • ИК-фильтр — интерференционный антиинфракрасный фильтр (IR high-pass), необходимый для устранения влияния на изображение невидимой инфракрасной части спектра. Обычно располагается в непосредственной близости от матрицы.

Теплозащитные

Тепловой фильтр, теплофильтр — избирательно поглощает или отражает инфракрасное излучение и пропускает с малыми потерями диапазон видимого света. Применяются в осветительной аппаратуре, в проекторах для защиты плёнки, а также при микрофотографии для защиты биологических объектов от нагревания. Ранее применялись слабо окрашенные голубые и зелёные абсорбционные фильтры (обозначение СЗС — синезелёное стекло для выпускавшихся в СССР). Удешевление производства значительно более эффективных интерференционных отражающих фильтров привело к их массовому применению.

Классификация светофильтров по принципу действия

Абсорбционные

(лат. absorbeo — поглощаю). Обладают спектральной избирательностью, обусловленной различным поглощением различных участков спектра электромагнитного излучения. Наиболее массовые фильтры. Производятся на основе окрашенных оптических стёкол или органических веществ (например, из желатины).

  • Стеклянные фильтры отличаются стабильностью характеристик, высокой устойчивостью к температурным и иным воздействиям.
  • Желатиновые фильтры, несмотря на большее разнообразие оптических характеристик, механически непрочны, быстро выцветают, и потому намного менее распространены, чем стеклянные.
  • Пластмассовые фильтры находят применение благодаря намного большей лёгкости окраски и разнообразия получаемых свойств по сравнению со стеклянными. Они долговечнее желатиновых.
  • Жидкостные светофильтры — сосуды со стеклянными стенками, заполненные растворами красителей. Используются редко, в основном в научных исследованиях, при наличии у используемого вещества уникальных характеристик.

Интерференционные

Отражает одну и пропускает другую часть спектра падающего излучения, благодаря явлению многолучевой интерференции в тонких диэлектрических плёнках. Также используется как Дихроичный фильтр.

Отражательные

Действие отражательных фильтров основано на спектральной зависимости отражения непрозрачного материала. Преимуществом отражательного фильтра перед абсорбционными является единственность участвующей в оптической системе поверхности и отсутствии хроматических аберраций, вносимых преломляющими прозрачными средами.

Поляризационные

Поляризационные фильтры для фотографии бывают двух типов: с круговой поляризацией и с линейной. Назначение у них одно: отделить или наоборот выделить участки, богатые отражённым поляризованным светом. Например, можно отсеять яркие блики волн на воде, снимая дно, или снять пейзаж за окном без своего отражения в самом окне.

  • Линейная поляризация (Linear polarization). Линейные фильтры выполняют одну очень простую функцию — они пропускают только свет с поляризацией в одной плоскости. Фильтр можно поворачивать, выбирая плоскость, с поляризацией в которой свет будет проходить. То есть, на выходе линейного фильтра всегда линейно поляризованный свет. Это очень простые и недорогие фильтры, они отлично подойдут к старым неавтофокусным камерам без автоматического замера экспозиции, для современных зеркальных камер они не подходят. Если в камере используется полупрозрачное зеркало, например для автоэкспозиции ли автофокуса, поляризованный свет «обманет» датчики, снимок будет испорчен.
  • Круговая поляризация (Circular polarization). Бытует ошибочное мнение, что фильтр с круговой поляризацией пропускает только свет, поляризованный по кругу. Однако, смысл кругового поляризационного фильтра в том, что из любой поляризации он делает круговую. Это означает, что такой фильтр подходит ко всем камерам, и старым в том числе, позволяет корректно определять экспозицию и не мешает автофокусу работать. При этом ненужные блики будут задержаны абсолютно так же, как в простом фильтре с линейной поляризацией. Фильтр с круговой поляризацией сложнее линейного, поэтому дороже. С внешней стороны стоит обычный линейный фильтр, а с внутренней приклеена четвертьволновая пластинка, которая позволяет линейную поляризацию превращать в круговую.[6] Также следует отметить, что CPL-фильтр даёт «чистую» круговую поляризацию только при некоторой характерной длине волны (например для HOYA HRT 526 nm[7]), при которой оптическая разность хода между необыкновенным и обыкновенным лучами в волновой пластинке составляет ровно четверть длины волны. Для всех других длин волн этот фильтр будет давать эллиптическую поляризацию.[8][9]

Дисперсные

(от лат. dispersio — рассеяние) основаны на зависимости показателя преломления от длины волны. В сочетании с отражающими и/или интерфереционными фильтрами, а также растром часто служат для создания расщепляющих оптических систем — дихроических призм. Находят применение в современных мультимедийных проекторах, где являются основным инструментом разделения светового потока мощной лампы накаливания на три спектральных диапазона. Применяются в качестве эффектных фильтров для получения радужных изображений.

Классификация по типу выделяемой части спектра

Узкополосные

Односторонние

Двухсторонние

Корректирующие

Корректирующие, которые частично поглощают свет в одних участках спектра и пропускают в других. Например, фильтр BG34 снижает интенсивность излучения вольфрамовой галогенной лампы в районе 600 нм, пропуская при этом все излучение в красной и синей областях, где чувствительность детектора ниже.

Классификация по конструктивному исполнению

Одиночные фильтры

Круглые фильтры в оправе с винтовым или байонетным креплением.

Системы фильтров

Компендиум (компаундер) — держатель фильтров, основной характеристикой которого является размер вставляемого фильтра.

Фильтры, определяющей характеристикой которых является размер и форма:

  • Квадратная — вставляются в компендиум и центрируется по середине.
  • Прямоугольная : градиентные оттеняющие.
  • Круглая: поляризационные, реже как альтернатива квадратным.

Дополнительные элементы системы фильтров (бленды, переходные кольца и т. д.).

См. также

Примечания

Литература

  • Хеймен Р. Светофильтры (Rex Hayman. Filters)
  • Ярославский Л. П., Мерзляков Н. С. Методы цифровой голографии. — М.: «Наука», 1977.
  • Фотокинотехника: Энциклопедия / Гл. ред. Е. А. Иофис. — М.: Советская Энциклопедия, 1981. — 447 с. — 100 000 экз.
  • Крис Вестон Фильтры в фотографии. Программные и оптические системы. — М.: «Арт-родник», 2010 г.

Ссылки

Гид по выбору фотофильтров | Другие фототовары | Блог

Фотофильтры (светофильтры) – интересная и разнообразная группа фото аксессуаров, которая довольно давно применяется в фотографии. Фильтры, выпускаемые Hoya, Dicom, B+W, Tiffen, Polaroid, чаще всего накручиваются прямо на объектив фотоаппарата. Есть светофильтры, которые устанавливаются в специальный держатель, который крепится на объектив.

Работа всех светофильтров основана на подавлении, выделении или преобразовании части светового потока для достижения необходимого эффекта, но бывают фильтры, изготовленные из прозрачного осветленного стекла (нейтральные). Одной из важнейших задач фильтров является защита передней линзы объектива от отпечатков пальцев, ударов, царапин и других механических повреждений, а также от пыли, загрязнений и влаги. Для этого можно использовать обычный защитный фильтр, предназначенный для предохранения передней поверхности объектива от механических воздействий. Обычно эти фильтры обозначаются (N) — простое прозрачное осветлённое стекло. От падения объектива фильтр никак не защитит, равно как и от сильного удара тоже не поможет. Но от небольших воздействий — помогает. Часто в этой роли используется ультрафиолетовый фильтр. Защитные фильтры могут быть с водозащитным покрытием (WPC — англ. water proof coat — водонепроницаемое покрытие).

Существует несколько различных видов фильтров: спектральные, поляризационные, нейтральные, смягчающие, градиентные и т.д. Наибольшее распространение в современной фотографии получили первые три вида.

Ультрафиолетовые фильтры (UV – Ultra Violet).

УФ-фильтр относится к группе спектральных фильтров и предназначен для снижения воздействия ультрафиолетового излучения в горных, высотных и иных аналогичных условиях съёмки.

Плёнка и цифровая матрица более восприимчивы к ультрафиолетовому излучению, чем человеческий глаз. Ультрафиолетовое излучение может стать причиной общей голубоватой засветки кадра в яркий солнечный день, особенно в горах и на море. Для устранения этих эффектов и рекомендуется пользоваться UV-фильтрами. Самые современные защитные фильтры, созданные специально для цифровых камер, отсекают не только ультрафиолет, но и лучи теплового диапазона, из-за которых повышается уровень шума цифровой картинки, а просветляющие слои на некоторых делаются антистатическими и влагоотталкивающими. Использовать качественный защитный фильтр важно еще и потому, что специализированное просветление, нанесенное на прочное и очень тонкое оптическое стекло, позволяет избавляться от паразитных бликов, являющихся бичом серьезных цифровых камер.

Следует заметить, однако, что матрица современного цифрового фотоаппарата уже имеет встроенный УФ-фильтр, и, в отличие от пленочного фотоаппарата, эффект от применения такого фильтра не столь очевиден. Поэтому основной задачей UV фильтров сегодня является физическая защита высококачественного объектива от пыли, царапин, влаги, отпечатков и т.д.

Поляризационные фильтры.

Поляризационный светофильтр в фотографии (чаще всего применяется CPL — англ. circular polarization — круговой поляризатор) — фильтр, предназначенный для устранения нежелательных эффектов: бликов, отражений, уменьшения яркости (с одновременным повышением насыщенности) неба или для достижения художественных целей. Работу поляризационного фильтра практически невозможно воспроизвести в программах компьютерной обработки изображений. При использовании поляризационного фильтра следует учитывать, что его нужно настраивать перед съемкой, поворачивая на угол от 0° до 90°. Для достижения максимального эффекта усиления цвета угол поворота обычно составляет 90°, а для максимального удаления отражений и бликов угол поворота поляризационного фильтра составляет 30° - 45°, в зависимости от характеристик поверхностей.

Поляризационный светофильтр влияет на экспозицию снимка, уменьшая светосилу объектива примерно на 1,5-2 шага. Из-за этого и автофокус вашей камеры может давать сбои.

Существуют два типа поляризационных фильтров: круговой и линейный. Светофильтр с круговой поляризацией (Circular Polarizer Filter - CPL) обычно используется в автофокусных фотокамерах, но стоит дороже поляризационного фильтра с линейной поляризацией. Более дешёвые светофильтры с линейной поляризацией (LPL - Linear Polarizer Filter) не позволяют датчикам автофокуса работать нормально, поэтому их можно применять только в ручном режиме фокусировки.

Поскольку поляризационный фильтр вращается при настройке, применять его можно только с объективами, имеющими так называемую внутреннюю фокусировку - когда внешняя линза не вращается в процессе наводки на резкость. Использовать поляризационный фильтр с большинством китовых объективов с вращающейся передней линзой практически невозможно. Однако, вы можете приобрести поляризационный фильтр с подвижной оправой - в этом случае, после настройки фильтра во время фокусировки вам нужно будет лишь придержать оправу фильтра.

Нейтральные фильтры.

Нейтральный светофильтр уменьшает количество света поступающего в объектив, не влияя на контрастность, цвета, отражения и блики. Нейтральные светофильтры обозначаются буквами ND (Neutral Density). Нейтральные фильтры бывают разной плотности, и это указано в названии. Самый светлый — ND2. Цифра в названии означает долю света, которая через фильтр проходит (для ND2 доля равна 1/2, то есть, половина). Более тёмным будет ND4, затем ND8, например. Если вы поставите несколько фильтров подряд, то, чтобы понять, что у вас получилось, надо перемножить цифры всех установленных фильтров. То есть, ND2 × ND4 = ND8. Однако, чтобы фотографировать с выдержкой в несколько секунд в солнечную погоду, вам понадобится ND1000 и больше.

Существуют также нейтральные фильтры с плавной регулировкой плотности (variable range nd filter) от ND2 до ND400 и даже ND1000. Фактически, это два поляризационных фильтра, вращающиеся один относительно другого.

Такие фильтры используются фотографами в основном для съемки на длинных выдержках и/или с открытой диафрагмой при ярком освещении. Например, для уменьшения глубины резкости снимка в солнечный день или для эффектных снимков:

Спектральные (цветные)

Инфракрасный фильтр — пропускает инфракрасное излучение, задерживая все остальные части спектра.

Корректирующие фильтры применяются в чёрно-белой фотографии; «жёлтый фильтр», «жёлто-зелёный фильтр», «оранжевый фильтр» и «красный фильтр» в разной степени демпфируют синюю часть спектра и делают изображение более контрастным. «Голубой фильтр» обладает противоположными свойствами.

Конверсионный фильтр — общее название группы фильтров, служащих для преобразования (конверсии) спектра

o Для цветной фотографии применяются светофильтры всевозможных цветовых оттенков. Например, «красно-коричневые фильтры» и «синие фильтры» — для создания эффекта искусственного освещения при дневном свете, или эффекта дневного света — при искусственном освещении.

o Флуоресцентный фильтр — специальный корректирующий светофильтр, приводящий освещение лампами дневного света к балансу, близкому к лампам накаливания.

o Конверсионные фильтры для фотографирования при свете ламп накаливания на цветную фотоплёнку, предназначенную для солнечного освещения и наоборот.

Мозаичные светофильтры для субтрактивной фотопечати - светофильтры, состоящие из большого числа элементов разных цветов, расположенных в определённом порядке. Применяются при получении пробного цветного отпечатка, по которому определяется комбинация корректирующих субтрактивных светофильтров.

В цифровой фотографии цветные светофильтры используются реже, так как последующая обработка изображения на компьютере позволяет получить практически идентичные их применению результаты. Такие фильтры более актуальны для черно-белой фотографии.

Эффектные

Имеется множество фильтров, которые в процессе фотографирования производят различные световые эффекты на изображении. Например, светящиеся короны вокруг источников света или сверкающие в различных местах звёзды. Имеются различные цветные фильтры, которые изменяют цветовые переходы и соотношение цветов.

• Туманные — создают эффект дымки, тумана. Понижают контраст и насыщенность цвета

• Диффузные (софт-фильтр) — снижают резкость. Изготавливаются:

o Рефракционные. Простейший вариант — вазелин на стекле

o Дифракционные. Большое количество тонких штрихов, нанесённых на стекло

• Звёздные — превращают изображения точечных источников света и ярких бликов в «звёзды». Обычно используют явление дифракции. Обозначаются по числу лучей. Изготавливаются нанесением на стекло нескольких групп параллельных прямолинейных штрихов, создающих дифракционную картину. Число образуемых лучей всегда вдвое больше числа групп штрихов. Некоторые фильтры носят отдельные названия:

o Солнечные — восьмилучевые

o Астроиды — четырёхлучевые

• Радужные — образуют гало или радужное пятно дифракционного происхождения вокруг изображений точечных источников света.

• Цветные и многоцветные — изменяют цветовое решение снимаемой сцены или её части

• Множительные призмы — создают дублированное изображение

• Синтезированные голографические фильтры — голографическое изображение оптической системы является оптической системой. Однако помимо съёмки существующих оптических систем, можно рассчитать технически не реализуемую в веществе оптическую систему, после чего синтезировать голограмму такой системы и напечатать такую голограмму (например, отштамповать её на прозрачном пластике). Таким образом изготавливаются «коронные», «спиральные» фильтры, результатом применения которых является создание определённой формы (не реализуемой никакими другими фильтрами)вокруг изображений источников света. В строго математическом смысле, звёздные фильтры являются частным случаем синтезированных голографических.

Выбор фильтр

По типу крепления светофильтры делятся на прямоугольные и круглые.

Прямоугольные устанавливаются с помощью специальной системы крепления, в которую можно устанавливать до 3 светофильтров одновременно. По такому принципу сделаны фильтры системы Cokin.

Круглые распространены гораздо больше. Они крепятся в металлической оправе с резьбой для установки на объектив. Наиболее распространены резьбы диаметром 46, 49, 52, 55, 58, 62, 67, 72 и 77 мм.

Фотолюбителю при покупке первой зеркалки стоит обзавестись защитным или ультрафиолетовым фильтром. В том случае, если объективов приобретено несколько (например, комплект Double Kit), фильтр нужно приобрести на каждый объектив. Если есть деньги и желание снимать пейзажи, можно купить поляризационный светофильтр на тот объектив, которым эти пейзажи будут сниматься. Остальные фильтры стоит покупать только по необходимости.

При выборе фильтра следует учесть особенности его оправы: высота кольца оправы обычного фильтра от 4 до 9 мм, а у некоторых составных фильтров (поляризационных и эффектных) и того больше. Такая оправа может создать затемнение (виньетирование) по углам поля изображения. Если объектив вашей камеры имеет очень широкий угол (более 65 градусов), то понадобится тонкий фильтр для широкоугольных объективов. Его высота — от 2.8 до 4.5 мм, и он никак не влияет на качество изображения.

Не рекомендуется одевать больше двух светофильтров одновременно на один объектив – это может заметно повлиять на качество изображения. Не стоит забывать, что любое стекло, добавленное к оптической схеме объектива, не улучшает ее характеристик.

Использованы материалы сайтов:

1. http://freefotohelp.ru

2. http://fujifilmru.livejournal.com

3. https://www.schneideroptics.com

4. http://ru.wikipedia.org

5. http://www.mobimag.ru

Светофильтр — Википедия

Набор светофильтров.

Светофильтр в оптике, технике — оптическое устройство, которое служит для подавления (выделения) части спектра электромагнитного излучения.

Классификация по назначению

Светофильтры съёмочные

Различные съёмочные светофильтры

Светофильтр в фотографии и кинематографе, съёмочный светофильтр — оптическое устройство, которое служит для подавления, выделения или преобразования части светового потока, обычно части спектра.

  • Светофильтры воздействуют на световой поток, не ограничивая его апертуру или поле зрения, в отличие от апертурной диафрагмы, полевой диафрагмы.
  • Светофильтры предназначены для воздействия на основной световой поток от снимаемой сцены, в отличие от бленды, ограничивающей действие паразитного светового потока.
  • Светофильтры (кроме некоторых эффектных, призматических), в отличие от линз, не изменяют направления световых лучей в оптической системе.

Устанавливается на объектив оптических приборов или фотокамер. В фотографии светофильтры применяются для корректировки цвета, изменения яркости и контрастности фотографируемых объектов уже в процессе фотографирования. Светофильтры применяются также для воспроизводства различных цветовых и световых эффектов.

Крепление светофильтров к объективу осуществляется обычно резьбовым соединением, перед передней линзой объектива.

Для сверхширокоугольных объективов часто предусматривают крепление за задней линзой объектива. Оптические схемы таких объективов специфичны, передние линзы часто очень велики, а передние светофильтры таких объективов должны иметь ещё больший диаметр во избежание виньетирования. Фильтры нужных диаметров очень велики, дороги, тяжелы и громоздки, что и создаёт предпосылку для использования задних светофильтров.
У объективов «фишай» вообще принципиально невозможно установить передний светофильтр из-за выдающейся вперёд сильно выпуклой передней линзы.

В схемах широкоугольных объективов с устанавливаемым задним фильтром, в качестве заднего элемента, постоянно присутствует нейтральный фильтр, который может заменяться на другой по желанию. При снятии заменяемого фильтра — стандартный нейтральный возвращается на место, во избежание изменения оптических характеристик объектива.

В проекционных и осветительных системах фильтры (особенно тепловые) часто устанавливаются между источником света и остальной оптической системой.

Крепление светофильтров к объективу, совмещённое со светозащитной блендой, называется компендиум.

Маркируются съёмочные светофильтры диаметром присоединительной резьбы, условным обозначением типа фильтра и необязательным указанием кратности экспозиции (1x — не требуется изменение экспозиции, 1,4x — требуется изменение на пол ступени, 4x — требуется увеличение экспозиции на 2 ступени). Кратность фильтра зависит от спектрального состава света и от спектральной чувствительности фотоматериала. Например, светофильтр Ж-2x имеет кратность около 6x для изоортохроматических и 2x — для панхроматических материалов при спектральном составе света, близком к дневному освещению.[1]

Важным является наличие просветления на светофильтре. Оно уменьшает долю отражённого света от оптических поверхностей светофильтра, что позволяет увеличить светопропускание, а также, что зачастую намного более важно, увеличивает контраст изображения за счёт уменьшения паразитных засветок, и увеличивает качество изображения, устраняя или уменьшая дефекты в виде бликов на изображении. Просветление важно для всех типов светофильтров.

Защитный фильтр

Предназначен для предохранения передней поверхности объектива от механических воздействий. Обычно эти фильтры обозначаются (N) — простое прозрачное осветлённое стекло. Часто в этой роли используется ультрафиолетовый фильтр (UV — англ. UltraViolet). Дополнительную ценность защитным фильтрам придаёт многослойное просветление (MC, HMC, UMC и т. д.), а также водозащитное покрытие (WPC — англ. Water Proof Coat — водонепроницаемое покрытие).[2]

Нейтральный фильтр
Демонстрация работы нейтрального фильтра.

Служит для снижения эффективной светосилы объектива без изменения геометрической, а также для снижения эффективной светосилы объектива, не имеющего диафрагмы.

Нейтральные фильтры бывают разной плотности, и это указано в названии. Самый светлый — Н-2x, или ND2. Цифра в названии означает долю света, которая через фильтр проходит (для ND2 доля равна 1/2, то есть, половина), или, другими словами, во сколько раз нужно увеличить экспозицию при съёмке с этим фильтром. Более тёмным будет ND4, или Н-4x, обозначаемый так же НС8 (нейтральное стекло тип 8), затем ND8, например. Если поставить несколько фильтров подряд, то, чтобы найти итоговую кратность этой совокупности фильтров, надо перемножить между собой кратности всех установленных фильтров. Например при установке вместе двух фильтров ND2 и ND4, итоговая кратность будет равна 2×4=8, как у одиночного фильтра ND8.

Чтобы фотографировать с выдержкой в несколько секунд в солнечную погоду, понадобится ND400, ND1000 и больше.[3]

Существуют также нейтральные фильтры с плавной регулировкой плотности (variable range nd filter) от ND2 до ND400 и даже ND1000. Конструктивно они представляют из себя установленные в одной оправе два поляризационных фильтра, вращающиеся один относительно другого.[4]

Солнечный фильтр

Чрезвычайно плотный нейтральный фильтр, позволяющий без вреда для фотоматериала снимать Солнце, электросварку, ядерный взрыв и другие явления, значительно превышающие по яркости обычные предметы. Используются плотности от ND400 и выше — для фотосъёмки, и более плотные — для визуальных наблюдений. Бывают стеклянные поглощающие и плёночные отражающие фильтры. В фототехнике популярны стеклянные фильтры в стандартной резьбовой оправе, накручивающиеся на объектив, а в любительской астрономии часто используются плёночными фильтрами «Baader AstroSolar», оправу для которого, как правило, делают из подручных средств, или используют корпус другого светофильтра.

Градиентный фильтр

Выравнивает яркость сцены, притемняя или меняя цвет части изображения. Обычно служит для компенсации избыточной яркости неба и для получения различных художественных эффектов. Также применяется термин «Оттенённый светофильтр».

Спектральные (цветные)
Ультрафиолетовые

Ультрафиолетовый блокирующий фильтр (бесцветный фильтр) — предназначен для снижения воздействия ультрафиолетовой части спектра в горных, высотных и иных аналогичных условиях съёмки. Актуален только в случае, если объектив пропускает ультрафиолетовую часть спектра.

Ультрафиолетовый пропускающий фильтр — для специальных съёмок. Применяется в научных исследованиях.

Инфракрасные

Инфракрасный пропускающий фильтр — пропускает инфракрасную часть спектра, задерживая все остальные части спектра.

Инфракрасный блокирующий фильтр — применяется, как правило, в системах, оптика которых не рассчитана на работу с инфракрасными длинами волн, и поэтому создающих не резкие изображения.

Корректирующие

Корректирующие фильтры применяются в чёрно-белой фотографии; «жёлтый фильтр», «жёлто-зелёный фильтр», «оранжевый фильтр» и «красный фильтр» в разной степени демпфируют синюю часть спектра и делают изображение более контрастным. «Голубой фильтр» обладает противоположными свойствами.

  • Конверсионный фильтр — общее название группы фильтров, служащих для преобразования (конверсии) спектра
    • Для цветной фотографии применяются светофильтры всевозможных цветовых оттенков. Например, «красно-коричневые фильтры» и «синие фильтры» — для создания эффекта искусственного освещения при дневном свете, или эффекта дневного света — при искусственном освещении.
    • Флуоресцентный фильтр — специальный корректирующий светофильтр, приводящий освещение лампами дневного света к балансу, близкому к лампам накаливания.
    • Конверсионные фильтры для фотографирования при свете ламп накаливания на цветную фотоплёнку, предназначенную для солнечного освещения и наоборот.
Мозаичные

Мозаичный фильтр — светофильтр, состоящий из большого числа элементов разных цветов, расположенных в определённом порядке. Применяется при получении пробного цветного отпечатка, по которому определяется комбинация корректирующих субтрактивных светофильтров[5].

В цифровой фотографии цветные светофильтры используются реже, так как последующая обработка изображения на компьютере позволяет получить практически идентичные их применению результаты.

Эффектные

Имеется множество фильтров, которые в процессе фотографирования производят различные световые эффекты на изображении. Например, светящиеся короны вокруг источников света или сверкающие в различных местах звёзды. Имеются различные цветные фильтры, которые изменяют цветовые переходы и соотношение цветов.

  • Туманные — создают эффект дымки, тумана. Понижают контраст и насыщенность цвета
  • Диффузные (софт-фильтр) — снижают резкость. Изготавливаются:
    • Рефракционные. Простейший вариант — вазелин на стекле
    • Дифракционные. Большое количество тонких штрихов, нанесённых на стекло
  • Звёздные — превращают изображения точечных источников света и ярких бликов в «звёзды». Обычно используют явление дифракции. Обозначаются по числу лучей. Изготавливаются нанесением на стекло нескольких групп параллельных прямолинейных штрихов, создающих дифракционную картину. Число образуемых лучей всегда вдвое больше числа групп штрихов. Некоторые фильтры носят отдельные названия:
    • Солнечные (эффектные) — восьмилучевые
    • Астроиды — четырёхлучевые
  • Радужные — образуют гало или радужное пятно дифракционного происхождения вокруг изображений точечных источников света.
  • Цветные и многоцветные — изменяют цветовое решение снимаемой сцены или её части
  • Множительные призмы — создают дублированное изображение
  • Синтезированные голографические фильтры — голографическое изображение оптической системы является оптической системой. Однако помимо съёмки существующих оптических систем, можно рассчитать технически не реализуемую в веществе оптическую систему, после чего синтезировать голограмму такой системы и напечатать такую голограмму (например, отштамповать её на прозрачном пластике). Таким образом изготавливаются «коронные», «спиральные» фильтры, результатом применения которых является создание определённой формы (не реализуемой никакими другими фильтрами)вокруг изображений источников света. В строго математическом смысле, звёздные фильтры являются частным случаем синтезированных голографических.
  • Поляризационные — см. ниже
Насадочные линзы

Из-за одинакового способа применения и закрепления на объективе к съёмочным светофильтрам часто относят насадочные линзы:

  • Полулинза — закреплённая в поворотной оправе половинка положительной линзы. Создаёт эффект различного расстояния наводки на резкость для частей кадра. Как правило, применяется в макросъёмке для получения резкого изображения двух различных участков кадра, при невозможности достичь диафрагмированием необходимой глубины резко изображаемого пространства.
  • Макролинза — служит для макросъёмки, применяется в основном на аппаратах с несменной оптикой. Обозначается оптическая сила в диоптриях или фокусное расстояние.
  • Широкоугольный конвертер — насадка даёт эффект уменьшения фокусного расстояния.

Светофильтры методов цветовоспроизведения

Аддитивные фильтры

Аддитивные светофильтры (лат. additivus — прибавляемый) — цветоделительные зональные светофильтры, выделяющие из исходного светового потока белого света трёх пространственно разделённых (с помощью других оптических элементов) потоков: синего, зелёного и красного. Любые цвета в пределах цветового охвата системы этих трёх фильтров могут быть получены смешиванием этих трёх потоков в различных пропорциях. Это смешивание называется Аддитивный синтез цвета. Обычно применяются абсорбционные фильтры, а также комбинации из абсорбционных и интерфереционных, для получения высокой точности цветопередачи. Аддитивные светофильтры — важная деталь осветительных систем проекционных телевизионных систем. Применяются в кинокопировальной технике и в специальных фотоувеличителях для цветной печати. С развитием цифровой фотографии широко применяются в CCD матрицах.

Субтрактивные фильтры
Фотоувеличитель «УПА-601» и корректирующие светофильтры для субтрактивной печати. СССР, 1981 год.

В отличие от аддитивных фильтров, в которых первичными цветами являются красный, зелёный и синий, в субтрактивной модели (англ. subtractive лат. subtraho  — извлекаю) существуют три базовых цвета: жёлтый, пурпурный и голубой цвета (CMY). При «вычитании» пурпурного и голубого из нейтрального белого тона получается синий цвет; вычитание жёлтого и пурпурного даёт красный цвет, вычитание жёлтого и голубого — зелёный. Одновременно наложение всех трёх субтрактивных цветов даёт чёрный тон.

Для цветной фотопечати субтрактивным методом выпускались наборы корректирующих светофильтров (в наборе 33 шт, по 11 светофильтров жёлтого, пурпурного и голубого цвета). Плотность светофильтров каждого цвета — от 5 до 100 %. Корректирующие субтрактивные светофильтры в фотоувеличителе вводились в световой поток между лампой накаливания и негативом. О применении корректирующих светофильтров см. Фотопечать.

В конструкции цифровых фотоаппаратов

  • Зональные светофильтры для цветоделения. Являются частью массива цветных фильтров и обычно являются неотъемлемой частью матрицы.
  • АА-фильтр (англ. Antialiasing фильтр), называемый также «фильтр низких частот», «low-pass фильтр». Служит для устранения эффекта цветного муара, связанного с мозаичной структурой массива цветных фильтров. Обычно объединён с матрицей.
  • ИК-фильтр — интерференционный антиинфракрасный фильтр (IR high-pass), необходимый для устранения влияния на изображение невидимой инфракрасной части спектра. Обычно располагается в непосредственной близости от матрицы.

Теплозащитные

Тепловой фильтр, теплофильтр — избирательно поглощает или отражает инфракрасное излучение и пропускает с малыми потерями диапазон видимого света. Применяются в осветительной аппаратуре, в проекторах для защиты плёнки, а также при микрофотографии для защиты биологических объектов от нагревания. Ранее применялись слабо окрашенные голубые и зелёные абсорбционные фильтры (обозначение СЗС — синезелёное стекло для выпускавшихся в СССР). Удешевление производства значительно более эффективных интерференционных отражающих фильтров привело к их массовому применению.

Классификация светофильтров по принципу действия

Абсорбционные

(лат. absorbeo — поглощаю). Обладают спектральной избирательностью, обусловленной различным поглощением различных участков спектра электромагнитного излучения. Наиболее массовые фильтры. Производятся на основе окрашенных оптических стёкол или органических веществ (например, из желатины).

  • Стеклянные фильтры отличаются стабильностью характеристик, высокой устойчивостью к температурным и иным воздействиям.
  • Желатиновые фильтры, несмотря на большее разнообразие оптических характеристик, механически непрочны, быстро выцветают, и потому намного менее распространены, чем стеклянные.
  • Пластмассовые фильтры находят применение благодаря намного большей лёгкости окраски и разнообразия получаемых свойств по сравнению со стеклянными. Они долговечнее желатиновых.
  • Жидкостные светофильтры — сосуды со стеклянными стенками, заполненные растворами красителей. Используются редко, в основном в научных исследованиях, при наличии у используемого вещества уникальных характеристик.

Интерференционные

Отражает одну и пропускает другую часть спектра падающего излучения, благодаря явлению многолучевой интерференции в тонких диэлектрических плёнках. Также используется как Дихроичный фильтр.

Отражательные

Действие отражательных фильтров основано на спектральной зависимости отражения непрозрачного материала. Преимуществом отражательного фильтра перед абсорбционными является единственность участвующей в оптической системе поверхности и отсутствии хроматических аберраций, вносимых преломляющими прозрачными средами.

Поляризационные

Поляризационные фильтры для фотографии бывают двух типов: с круговой поляризацией и с линейной. Назначение у них одно: отделить или наоборот выделить участки, богатые отражённым поляризованным светом. Например, можно отсеять яркие блики волн на воде, снимая дно, или снять пейзаж за окном без своего отражения в самом окне.

  • Линейная поляризация (Linear polarization). Линейные фильтры выполняют одну очень простую функцию — они пропускают только свет с поляризацией в одной плоскости. Фильтр можно поворачивать, выбирая плоскость, с поляризацией в которой свет будет проходить. То есть, на выходе линейного фильтра всегда линейно поляризованный свет. Это очень простые и недорогие фильтры, они отлично подойдут к старым неавтофокусным камерам без автоматического замера экспозиции, для современных зеркальных камер они не подходят. Если в камере используется полупрозрачное зеркало, например для автоэкспозиции ли автофокуса, поляризованный свет «обманет» датчики, снимок будет испорчен.
  • Круговая поляризация (Circular polarization). Бытует ошибочное мнение, что фильтр с круговой поляризацией пропускает только свет, поляризованный по кругу. Однако, смысл кругового поляризационного фильтра в том, что из любой поляризации он делает круговую. Это означает, что такой фильтр подходит ко всем камерам, и старым в том числе, позволяет корректно определять экспозицию и не мешает автофокусу работать. При этом ненужные блики будут задержаны абсолютно так же, как в простом фильтре с линейной поляризацией. Фильтр с круговой поляризацией сложнее линейного, поэтому дороже. С внешней стороны стоит обычный линейный фильтр, а с внутренней приклеена четвертьволновая пластинка, которая позволяет линейную поляризацию превращать в круговую.[6] Также следует отметить, что CPL-фильтр даёт «чистую» круговую поляризацию только при некоторой характерной длине волны (например для HOYA HRT 526 nm[7]), при которой оптическая разность хода между необыкновенным и обыкновенным лучами в волновой пластинке составляет ровно четверть длины волны. Для всех других длин волн этот фильтр будет давать эллиптическую поляризацию.[8][9]

Дисперсные

(от лат. dispersio — рассеяние) основаны на зависимости показателя преломления от длины волны. В сочетании с отражающими и/или интерфереционными фильтрами, а также растром часто служат для создания расщепляющих оптических систем — дихроических призм. Находят применение в современных мультимедийных проекторах, где являются основным инструментом разделения светового потока мощной лампы накаливания на три спектральных диапазона. Применяются в качестве эффектных фильтров для получения радужных изображений.

Классификация по типу выделяемой части спектра

Узкополосные

Односторонние

Двухсторонние

Корректирующие

Корректирующие, которые частично поглощают свет в одних участках спектра и пропускают в других. Например, фильтр BG34 снижает интенсивность излучения вольфрамовой галогенной лампы в районе 600 нм, пропуская при этом все излучение в красной и синей областях, где чувствительность детектора ниже.

Классификация по конструктивному исполнению

Одиночные фильтры

Круглые фильтры в оправе с винтовым или байонетным креплением.

Системы фильтров

Компендиум (компаундер) — держатель фильтров, основной характеристикой которого является размер вставляемого фильтра.

Фильтры, определяющей характеристикой которых является размер и форма:

  • Квадратная — вставляются в компендиум и центрируется по середине.
  • Прямоугольная : градиентные оттеняющие.
  • Круглая: поляризационные, реже как альтернатива квадратным.

Дополнительные элементы системы фильтров (бленды, переходные кольца и т. д.).

См. также

Примечания

Литература

  • Хеймен Р. Светофильтры (Rex Hayman. Filters)
  • Ярославский Л. П., Мерзляков Н. С. Методы цифровой голографии. — М.: «Наука», 1977.
  • Фотокинотехника: Энциклопедия / Гл. ред. Е. А. Иофис. — М.: Советская Энциклопедия, 1981. — 447 с. — 100 000 экз.
  • Крис Вестон Фильтры в фотографии. Программные и оптические системы. — М.: «Арт-родник», 2010 г.

Ссылки

Как синий свет и плох, и хорош для вас

Видимый свет намного сложнее, чем вы думаете.

Выход на улицу на солнце; переключение на настенный выключатель в помещении; Включение компьютера, телефона или другого цифрового устройства - все это приводит к тому, что ваши глаза подвергаются воздействию различных видимых (а иногда и невидимых) световых лучей, которые могут оказывать целый ряд эффектов.

Большинство людей знают, что солнечный свет содержит видимые лучи света, а также невидимые ультрафиолетовые лучи, которые могут загореть или сжечь кожу.Но то, что многие не знают, - то, что видимый свет, излучаемый солнцем, включает в себя диапазон разноцветных световых лучей, которые содержат различное количество энергии.

Что такое синий свет?

Солнечный свет содержит красные, оранжевые, желтые, зеленые и синие световые лучи и множество оттенков каждого из этих цветов в зависимости от энергии и длины волны отдельных лучей (также называемых электромагнитным излучением). В совокупности этот спектр цветных световых лучей создает то, что мы называем «белый свет» или солнечный свет.

Спектр света

Не вдаваясь в сложные физики, существует обратная зависимость между длиной волны световых лучей и количеством энергии, которую они содержат. Световые лучи, которые имеют относительно большие длины волн, содержат меньше энергии, а лучи с короткими длинами волн имеют больше энергии.

Лучи на красном конце спектра видимого света имеют более длинные длины волн и, следовательно, меньше энергии. Лучи на синем конце спектра имеют более короткие длины волн и больше энергии.

Электромагнитные лучи, расположенные непосредственно за красным концом спектра видимого света, называются инфракрасными - они теплые, но невидимые. («Согревающие лампы», которые, как вы видите, сохраняют пищу теплой в местной закусочной, излучают инфракрасное излучение. Но эти лампы также излучают видимый красный свет, поэтому люди знают, что они включены! То же самое относится и к другим типам нагревательных ламп.)

На другой конец спектра видимого света, лучи синего света с самой короткой длиной волны (и самой высокой энергией) иногда называют сине-фиолетовым или фиолетовым светом.Вот почему невидимые электромагнитные лучи, которые находятся за пределами спектра видимого света, называются ультрафиолетовым (УФ) излучением.

Ультрафиолетовые лучи и преимущества

имеют большую энергию, чем лучи видимого света, что делает их способными вызывать изменения в коже, которые создают загар. Фактически, по этой причине лампы в соляриях излучают контролируемое количество ультрафиолетового излучения.

Но слишком сильное воздействие ультрафиолета вызывает болезненный солнечный ожог - и, что еще хуже, может привести к раку кожи.Эти лучи также могут вызвать загорелые глаза - состояние, называемое фотокератит или снежная слепота.

Но умеренное ультрафиолетовое излучение также оказывает благотворное влияние, например помогает организму вырабатывать достаточное количество витамина D.

Как правило, ученые говорят, что спектр видимого света включает электромагнитное излучение с длиной волны от 380 нанометров (нм) на синий конец спектра до 700 нм на красном конце. (Кстати, нанометр равен одной миллиардной части метра - это 0.000000001 метр!)

Синий свет обычно определяется как видимый свет в диапазоне от 380 до 500 нм. Синий свет иногда разбивается на сине-фиолетовый (примерно от 380 до 450 нм) и сине-бирюзовый (примерно от 450 до 500 нм).

Таким образом, примерно треть всего видимого света считается высокоэнергетическим видимым (HEV) или "синим" светом.

Ключевые моменты о голубом свете

Подобно ультрафиолетовому излучению, видимый синий свет - часть спектра видимого света с самыми короткими длинами волн и самой высокой энергией - имеет как преимущества, так и опасности.Вот важные вещи, которые вы должны знать о голубом свете:

1. Синий свет повсюду.

Солнечный свет является основным источником синего света, и большинство из нас подвержены воздействию света вне помещения в дневное время. Но есть также много искусственных внутренних источников синего света, включая флуоресцентное и светодиодное освещение, а также телевизоры с плоским экраном.

В частности, экраны компьютеров, электронных ноутбуков, смартфонов и других цифровых устройств излучают значительное количество синего света.

Количество HEV-света, излучаемого этими устройствами, составляет лишь небольшую часть от солнечного. Но количество времени, которое люди проводят с использованием этих устройств, и близость этих экранов к лицу пользователя заставляют многих глазных врачей и других специалистов здравоохранения беспокоиться о возможных долгосрочных эффектах синего света на здоровье глаз.

2. HEV лучи света делают небо голубым.

Коротковолновые высокоэнергетические световые лучи на синем конце спектра видимого света рассеиваются легче, чем другие видимые световые лучи, когда они ударяют молекулы воздуха и воды в атмосфере.Чем выше степень рассеяния этих лучей, тем безоблачное небо выглядит голубым.

3. Глаз не очень хорошо блокирует синий свет.

Передние структуры глаза взрослого человека (роговица и хрусталик) очень эффективны для блокирования ультрафиолетовых лучей от попадания на светочувствительную сетчатку в задней части глазного яблока. Фактически, менее одного процента ультрафиолетового излучения от солнца достигает сетчатки, даже если вы не носите солнцезащитные очки.

(Имейте в виду, однако, что солнцезащитные очки, которые блокируют 100% ультрафиолета, необходимы для защиты этих и других частей глаза от повреждений, которые могут привести к катаракте, снежной слепоте,

.
Что такое УФ-светофильтр? Вреден ли ультрафиолетовый свет для людей?

Светофильтр UV-C с одним из четырех типов ультрафиолетового света (UV-A, UV-B, UV-C и UV-V) обычно используется в очистителях воздуха или выступает в качестве автономного дезинфицирующего средства для воздуха. специально убивать микробы, споры плесени, плесень, бактерии и даже вирусы. Мы найдем эту технологию очистки воздуха не только в высококачественных машинах, но и в доступных по цене.

В реальных условиях светофильтр УФ-С может работать в одиночку, чтобы покончить с жизнью бактерий и вирусов, но вам все еще нужны другие физические воздушные фильтры для сбора частиц в воздухе.В наших очистителях воздуха самый популярный воздушный фильтр в сочетании с ультрафиолетовым светофильтром - это фильтр True HEPA.

В Breathe Quality мы знаем все ваши проблемы с качеством воздуха в помещениях и очистителями воздуха. Мы знаем, что вам нужен лучший очиститель воздуха, чтобы улучшить качество вашей жизни. Мы являемся экспертами в области очистителей воздуха, но, более того, мы такие же люди, как вы. У нас также есть серьезные проблемы с воздушной аллергией и астмой, и мы знаем, что вы боретесь за то, чтобы изучить очиститель воздуха и положить конец вашим страданиям.Сегодня вы узнаете все о УФ-фильтре в нашем подробном руководстве.

Если вы обеспокоены и другими типами воздушных фильтров, мы надеемся, что приведенные ниже инструкции помогут вам.

1, Истинный HEPA-фильтр .

2, Ионизатор .

3, Фильтр с активированным углем .

4, PlasmaWave .

Я надеюсь, что вы готовы узнать больше о фильтре с активированным углем.Давай продолжим читать.

Что такое светофильтр UV-C?

Ультрафиолетовый свет , как и радиоволны и рентгеновские лучи, является невидимой формой электромагнитного излучения. Он составляет все длины волн электромагнитного излучения, включая свет, радиоволны и рентгеновские лучи, которые расположены в соответствии с частотой и длиной волны. Ультрафиолетовый свет - это особый тип излучения, который не виден невооруженным глазом, поскольку он является частью невидимой части, составляющей электромагнитный спектр. Чтобы быть точным, его длина волны составляет от 400 нм (750 ТГц) до 100 нм (30 Гц), короче, чем у видимого света.

В очистителях воздуха светофильтр UV-C с длиной волны всего 256 нм способен эффективно убивать микроорганизмы, такие как микробы и вирусы. Уничтожая клетки, ультрафиолетовый светофильтр стерилизует микроорганизмы. Однако он просто предотвращает размножение ДНК этих микроорганизмов, но не удаляет их из воздуха.

Так сказать, если вы используете дезинфицирующее средство только с УФ-фильтром, он убьет только бактерии и вирусы, которые вызывают многие из ваших заболеваний, но не удалит другие потенциальные аллергены, такие как пыль, пыль клещи, пыльца или перхоть домашних животных.Для этого вам понадобится фильтр True HEPA. Ниже представлены наиболее популярные очистители воздуха с комбинацией фильтра True HEPA и фильтра УФ-C.

Вреден ли ультрафиолетовый свет для человека?

Хотя многие бренды очистителей воздуха заявляют, что ультрафиолетовый свет абсолютно безвреден для человека, вы должны знать природу ультрафиолетового света. Интенсивность ультрафиолетового излучения значительно уменьшается на расстоянии, поэтому чем дальше вы находитесь от источника ультрафиолетового света, тем меньше вы подвергаетесь воздействию.Кроме того, длина поглощения ультрафиолетового излучения в коже человека действительно очень мала, поэтому она не сможет достичь живых клеток.

Обычно ультрафиолетовый свет не причиняет вреда людям. И самое главное, ультрафиолетовая лампочка полностью скрыта внутри воздухоочистителя, поэтому вы не подвергнетесь воздействию ультрафиолета.

Тем не менее, светофильтр UV-C способен выделять некоторое количество озона, и озон по-прежнему является причиной раздражающей астмы и многих других проблем с дыханием.Если вы не знаете, или если вы испытываете побочный эффект от использования светофильтра UV-C, вы должны отключить эту функцию как можно скорее.

Чтобы помочь вам узнать, какой очиститель воздуха сертифицирован Калифорнийским советом по воздушным ресурсам (CARB) для безопасного использования, даже с ультрафиолетовым светофильтром или без него, вы должны проверить это сертифицированные калифорнийские устройства очистки воздуха. Или же вам нужно только прочитать наши обзоры очистителей воздуха, чтобы увидеть, можете ли вы доверять одному очистителю воздуха или нет.

Список лучших очистителей воздуха в 2020 году

  • 1, Лучшие очистители воздуха ( 2020 версия )
  • 2, Лучшие очистители воздуха от аллергии и астмы
  • 3, Лучшие очистители воздуха для спальни
  • 4, Лучший очиститель воздуха для ребенка
  • 5, Лучший очиститель воздуха от дыма
  • 6, Лучший очиститель воздуха от пыли
  • 7, Лучший очиститель воздуха для плесени
  • 8, Лучший очиститель воздуха для больших помещений
  • 9, Лучший очиститель воздуха для домашних животных
  • 10, Лучший очиститель воздуха для офиса

Плюсы и минусы УФ-фильтра света

Мы узнали все о УФ-фильтре, но вы все еще не понимаете не знаю, безупречен ли этот воздушный фильтр или нет.Ниже приведены плюсы и минусы ультрафиолетового светового фильтра.

PROS
  • Может убивать микроорганизмы, такие как микробы, бактерии и вирусы
  • Ультрафиолетовый свет не причиняет вреда людям
CONS
  • Все еще производит озон
  • Требуется быть часто меняется
  • Высокая потребляемая мощность
  • Невозможно удалить фактические частицы из воздуха

Рейтинг Breathe Quality

  • Средние оценки для поста
,

Документ без названия

Безымянный документ

Длина волны

Физика природы света увлекательна и долгие годы спорит бушевал между учеными относительно того, ведет ли себя свет подобно волнам частицы. Другими словами, он доставляет свою энергию как град пуль? или как волны воды? На самом деле ни то, ни другое верно! Это называется волна-частица двойственность. Частично причина того, что наука прекрасна, в том, что она не так стричь и сушить столько, сколько людям нравится думать! Тем не менее, можно использовать волновая модель для света, а затем различные длины волны света соответствуют в разные цвета.

Цвет

Наука цвета удивительна. Тем не менее, это не обязательно очень просто. Ни одна из теорий цвета не входит в первичную учебную программу, но она производит такие веселые занятия, которые было бы ужасно пропустить!

Если белый свет проходит через призму (треугольный блок стекла), то свет распадается на цвета радуги:

Это потому, что белый свет, по сути, является комбинацией этих цветов. спектр различных цветов или длин волн света на экране.

Фильтры

Если вы пропустите белый свет через красный фильтр, то красный свет выйдет из другая сторона. Это потому, что красный фильтр пропускает только красный свет. другие цвета (длины волн) спектра поглощаются. Точно так же зеленый Фильтр пропускает только зеленый свет. Это называется цвет путем вычитания.

Итак, когда, например, красный фильтр помещен перед спектром выше остается только красная часть спектра - остальная часть исчезает.

Н.Б. Весь спектр НЕ окрашен в красный цвет - красная часть спектра остается но остальная часть спектра была поглощена фильтром.

Если зеленый и красный фильтры расположены вместе, какие цвета вы ожидаете быть переданным? (Ответ - цвет не будет передаваться, он будет выглядеть черным. Это потому, что чистый красный фильтр пропускает только красный свет и чистый зеленый Фильтр пропускает только зеленый свет. Вместе это означает, что они позволяют нет света и кажется черным.)

Точно так же любая цветная поверхность, такая как джемпер или пальто в результате цвета вычитанием:

Красная перемычка красная при просмотре в белом свете, потому что все длины волн спектра, который падает на него, поглощаются, кроме красного, который отражается в глаз. На практике, наверное, точнее сказать, что красная перемычка отражает больше красного света, чем другие цвета, и поэтому кажется красным. Там есть несколько пигменты, которые являются абсолютно чистыми и отражают только один цвет, но некоторые отражают в основном одного цвета.

Черное пальто выглядит черным, потому что оно поглощает всех длин волн визуальный свет, падающий на него, и никакой свет не отражается в глаз от этого объект. Из-за этого в солнечный день черная одежда становится горячей что белые.

Интересно рассмотреть, какого цвета появится синее платье, если смотреть в красный источник света! (Ответ - черный) Значит, это хорошая идея, чтобы выбрать одежду или ковер у окна или при дневном свете, так как они могут выглядеть несколько иначе магазин фары.Краски тоже результат вычитания цвета. Только красная краска отражает красную часть спектра, остальное поглощается. Следовательно, когда многие цветные краски смешиваются вместе, результат получается мутным и черноватым! Различные краски, смешанные вместе, поглощают практически весь падающий свет на них.

Содержание

Прицел, Безопасность, Свет нуждается в источнике, Скорость света
Прозрачность, Непрозрачные материалы и тени
Отражение света, Интенсивность
Зеркала
Глаз
Оценочный материал
Справочный материал ,

1. Введение - что такое свет?

3. НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Цель этого мнения состоит в том, чтобы определить, является ли постепенное прекращение лампы накаливания и их замена на более энергоэффективные Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) может иметь возможные последствия для здоровья, особенно для «Светочувствительные» группы людей.КЛЛ технологически разработан из обычных люминесцентные лампы и отличаются в основном от тех, что по размеру, что они могут соответствовать в обычные розетки для лампочек, например, в настольные лампы в тесном близость к пользователю.

Целью этого раздела является создание научного обоснование, которое необходимо для предоставления мнения в ответ на запрос в Комитет.В разделе подводятся итоги физические, инженерные, биологические и медицинские научные знания, которые важны для оценки, если есть конкретные риски для здоровья, связанные с КЛЛ по сравнению с обычными формами освещения.

3.1. Введение

Свет определяется как электромагнитное излучение с длины волн от 380 до 750 нм, который виден человеческий глаз. Электромагнитное излучение, такое как свет, является генерируется изменениями в движении (вибрации) электрически заряженные частицы, такие как части "нагретого" молекулы, или электроны в атомах (оба процессы играют роль в светящейся нити лампы накаливания, тогда как последнее происходит в флюоресцентные лампы).Электромагнитное излучение распространяется от γ-лучей и рентгеновских лучей через радиоволнам и длинные радиоволны. Это часто упоминается как «электромагнитный спектр», который показано на рисунке ниже (модифицированный от American Chemical Общество 2003):

Альтернативное физическое описание света должно рассмотреть излучение, испускаемое в виде дискретных участков энергии, называется фотоны, которые имеют двойственную природу - частицы и волны.Фундаментальный параметр, который отличает одну часть электромагнитный спектр от другой - длина волны, которая является расстоянием между последовательные пики излучаемой энергии (волны). Энергия фотонов уровни определяются путем измерения их длины волны (выражается в единицах длины и обозначается греческой буквой лямбда λ).Из двух волн, показанных ниже, левая имеет длину волны, которая в два раза длиннее, чем показано справа:


Энергия фотона прямо пропорциональна частота фотона, и обратно пропорциональна его длине волны.Частота измеряется в количестве циклов (волновых пиков) в секунду и выражается в Гц. Итак, γ-лучи состоят из фотонов очень высокой энергии с более коротким длины волн и выше частоты по сравнению с радиоволны.

Кроме того, свет характеризуется своей интенсивностью.Для Например, ослепительно интенсивный красный свет на театральной сцене может состоять из фотонов с той же энергией и длиной волны, что и красный светофор на углу улицы; тем не менее, сценический свет отличается с точки зрения количества испущенных фотонов. чем больше облученных фотонов, тем выше амплитуда (высота) волны этих фотонов.Фигура ниже показаны фотоны с одинаковой длиной волны (λ), частота и энергия, которая имеют два разных уровня интенсивности:


Амплитуда является количественной характеристикой света, тогда как длина волны (неразрывно связана с энергией фотонов и частота) характеризует природа света качественно.

Свет очень маленький компонент электромагнитный спектр и это та часть, которая может быть воспринята человеческим глазом. Излучение сразу за красным концом видимой области описывается как инфракрасное (ИК) и излучение с меньшей длиной волны чем фиолетовый свет называется ультрафиолетовым (УФ).УФ часть Спектр разделен на три области:

UVA (315 - 400 нм)

UVB (280 - 315 нм)

UVC (100 - 280 нм)

(Некоторые исследователи определяют UVB как волновой диапазон 280 - 320 нм.)

Солнечный свет ослабевает, когда он проходит через земные атмосфера. Это означает, что все излучение с длиной волны ниже 290 нм отфильтровывается прежде чем он достигнет поверхности земли.

Для каждого источника света характерен его спектр, т.е.е. график лучистой энергии, излучаемой на каждой длине волны. В зависимости от характеристик светоизлучающей системы, излучаемый спектр может быть широким или иметь четкие «линии» на определенных длинах волн; первый случай для солнца, для лампы накаливания и галогенные лампы, и связано с температура источника.Последнее обычно связано с конкретные изменения в уровнях энергии электроны в определенных атомы. Лампы, используемые в осветительных приборах, должны покрывать видимый диапазон длин волн для правильного восприятия белого. Посредством физические принципы генерации света, тепловые источники, такие как нагретые нити разных типов [исторически C-волокна, W-нить, «галоген» защищенные W-нити, и электрически индуцированная высокотемпературная плазма (дуговые лампы)], а также Солнце и другие звезды генерируют спектр так называемого черного цвета радиатор корпуса ’, который достигает пика при определенной характеристике частота, соответствующая температура эмиттера и хорошо описана спектр между красноватым свечением углей (~ 1000 ° C) и белый свет, соответствующий температуре поверхности яркое солнце (~ 6000 ° С).Различные спектры общепризнаны по своему характерному цвету человеком-наблюдателем. Например, из-за увеличения рассеяния на коротких волнах (т.е. синий свет) с увеличенной длиной пути солнечных лучей через атмосфера, солнце берет все больше и больше красного оттенка, когда он опускается к горизонт.

Свет необходим для жизни на планете и, следовательно, влияет как на людей, так и на других существ. Примечательно, что есть важные физические эффекты через взаимодействие света с наша кожа и наши глаза ведут к «теплой» (красный свет) и «Холодный» (синий свет) ощущение, а также побочные эффекты через наше жилье к периодическим изменениям каждый день и с сезоном, которые способствуют регулированию циклы активности / отдыха.

3.2. Методология

В общем, только научные доклады, которые публикуются в Рецензируемые научные журналы на английском языке считается.В связи с конкретными вопросами и редкостью Первичная научная литература в определенных областях, мы рассмотрели другие источники информации. Мы также включили некоторые информация о некоторых дополнительных условиях и их возможная связь с флуоресцентным освещением, кроме специально указано в техническом задании.

Оценить научные доказательства, подтверждающие различные утверждения о корреляции между флуоресцентным светом от традиционные люминесцентные лампы и КЛЛ и патологические состояния, а набор критериев были использованы. Вот эти критерии:

(i) исследование «случай-контроль», когортное исследование или тест на провокацию с участием ряда лиц, опубликованных в пэре рецензируемая литература;

(ii) результаты, подтвержденные другими исследованиями в научной литература;

(iii) биологическая достоверность причины / участника и эффект;

(iv) наблюдения со стороны медицинского работника в соответствующем площадь;

(v) опыт, описанный людьми;

(vi) опыт отдельных лиц, о котором сообщили другие;

(vii) существенное воздействие и отсутствие признаков неблагоприятного воздействия последствия.

Эти критерии были затем использованы для выполнения рейтинга доказательства в соответствии со следующим:

Критерии, используемые для оценки и ранжирования научных данных
Рейтинг A B С D E
достаточное доказательство некоторые доказательства неадекватные доказательства неподтвержденная информация только нет сообщений о последствиях
Критерии (i), (ii) и (iii) (i) и (iii) (iii) и (iv) (iv), (v) или (vi) (vii)
,

admin

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о