Filtru de lumină

Filtru de lumină în optică, tehnologie - un dispozitiv optic care servește la suprimarea (selectarea) unei părți a spectrului de radiații electromagnetice.

Clasificare după scop

Filtrele camerei

Un filtru de lumină în fotografie și cinema , un filtru de lumină de filmare  este un dispozitiv optic care servește la suprimarea, izolarea sau convertirea unei părți a fluxului luminos, de obicei o parte a spectrului .

Montat pe obiectivul instrumentelor optice sau camerelor foto . În fotografie, filtrele de lumină sunt folosite pentru a corecta culoarea, a schimba luminozitatea și contrastul obiectelor fotografiate aflate deja în procesul de fotografiere. Filtrele de lumină sunt, de asemenea, folosite pentru a reproduce diverse culori și efecte de lumină.

Filtrele de lumină sunt de obicei atașate la lentilă printr-o conexiune filetată în fața lentilei frontale a lentilei.

Pentru lentilele cu unghi ultra-larg , este adesea prevăzută o montură în spatele lentilei din spate a obiectivului. Designul optic al unor astfel de lentile este specific, lentilele frontale sunt adesea foarte mari, iar filtrele frontale ale unor astfel de lentile trebuie să aibă un diametru și mai mare pentru a evita vignetarea . Filtrele cu diametrele necesare sunt foarte mari, scumpe, grele și voluminoase, ceea ce creează condiția prealabilă pentru utilizarea filtrelor din spate.
Este fundamental imposibil să instalați un filtru frontal pe lentilele ochi de pește din cauza lentilei frontale puternic convexe care iese în față.

În schemele de obiective cu unghi larg cu filtru montat în spate, există întotdeauna un filtru ND ca element din spate, care poate fi înlocuit cu altul după bunul plac. La scoaterea unui filtru înlocuibil, cel neutru standard revine la locul său pentru a evita modificarea caracteristicilor optice ale lentilei.

În sistemele de proiecție și iluminare, filtrele (în special filtrele termice) sunt adesea instalate între sursa de lumină și restul sistemului optic.

Montarea filtrelor pe obiectiv , combinată cu o capotă de protecție împotriva luminii , se numește compendiu .

Filtrele de fotografiere sunt marcate cu diametrul filetului de conectare, simbolul tipului de filtru și o indicație opțională a raportului de expunere (1 x  - modificarea expunerii nu este necesară, 1,4 x  - este necesară o modificare cu jumătate de pas, 4 x  - este necesară o creștere a expunerii cu 2 trepte). Raportul filtrului depinde de compoziția spectrală a luminii și de sensibilitatea spectrală a materialului fotografic. De exemplu, filtrul de lumină Zh-2x are o mărire de aproximativ 6x pentru materiale izoortocromatice și de 2x pentru materiale  pancromatice cu o compoziție spectrală a luminii aproape de lumina zilei. [unu]

Prezența iluminării pe filtrul de lumină este importantă. Reduce proporția de lumină reflectată de pe suprafețele optice ale filtrului, ceea ce vă permite să creșteți transmisia luminii și, de multe ori, mai important, crește contrastul imaginii prin reducerea eclipsului parazit și îmbunătățește calitatea imaginii prin eliminarea sau reducerea defectelor de strălucire din imagine. . Iluminarea este importantă pentru toate tipurile de filtre de lumină.

Filtru de protecție

Proiectat pentru a proteja suprafața frontală a lentilei de impacturi mecanice. De obicei, aceste filtre sunt desemnate (N) - o simplă sticlă transparentă clarificată. Adesea , în acest rol este folosit un filtru de ultraviolete (UV - engleză  UltraViolet ). O valoare suplimentară pentru filtrele de protecție este oferită de acoperirea multistrat (MC, HMC, UMC etc.), precum și de o acoperire impermeabilă (WPC - Water  Proof Coat  - acoperire impermeabilă). [2]

Filtru ND

Servește la reducerea diafragmei efective a obiectivului fără a modifica diafragma geometrică, precum și la reducerea diafragmei efective a unui obiectiv care nu are diafragmă .

Filtrele cu densitate neutră vin în densități diferite, iar acest lucru este indicat în denumire. Cel mai ușor este H-2 x sau ND2. Numărul din nume înseamnă proporția de lumină care trece prin filtru (pentru ND2, proporția este 1/2, adică jumătate), sau, cu alte cuvinte, de câte ori trebuie să creșteți expunerea atunci când fotografiați cu acest filtru. Mai întunecat va fi ND4, sau H-4 x , denumit și HC8 (sticlă neutră tip 8), apoi ND8, de exemplu. Dacă puneți mai multe filtre la rând, atunci pentru a găsi multiplicitatea finală a acestui set de filtre, trebuie să înmulțiți multiplicitatea tuturor filtrelor instalate între ele. De exemplu, când două filtre ND2 și ND4 sunt instalate împreună, multiplicitatea finală va fi egală cu 2×4=8, ca un singur filtru ND8.

Pentru a fotografia cu o viteză de expunere de câteva secunde pe vreme însorită, aveți nevoie de un ND400, ND1000 și multe altele. [3]

Există, de asemenea, filtre ND cu ajustare lină a densității (filtru variabil nd) de la ND2 la ND400 și chiar ND1000. Din punct de vedere structural, sunt două filtre polarizante instalate într-un cadru, rotindu-se unul față de celălalt. [patru]

Filtru solar

Un filtru neutru extrem de dens care vă permite să fotografiați Soarele , sudarea electrică , o explozie nucleară și alte fenomene care sunt mult mai strălucitoare decât obiectele obișnuite, fără a dăuna fotografului și materialului fotografic . Densitățile de la ND400 și mai sus sunt folosite pentru fotografie, iar cele mai dense pentru observații vizuale. Există filtre care absorb sticlă și filtre reflectorizante. În fotografie, filtrele de sticlă într-un cadru filetat standard care sunt înșurubate pe obiectiv sunt populare, iar în astronomia amatoare sunt adesea folosite filtre de film Baader AstroSolar, cadrul pentru care, de regulă, este realizat din mijloace improvizate, sau corpul. se folosește un alt filtru de lumină.

Filtru gradient

Uniformizează luminozitatea unei scene prin întunecarea sau schimbarea culorii unei părți a imaginii. De obicei servește pentru a compensa luminozitatea excesivă a cerului și pentru a obține diverse efecte artistice. Este folosit și termenul „filtru de lumină colorată”.

Spectral (culoare) Ultraviolete

Filtru de blocare ultraviolete (filtru incolor) - conceput pentru a reduce impactul părții ultraviolete a spectrului în condiții montane, de mare altitudine și alte condiții similare de fotografiere. Relevant doar dacă lentila transmite partea ultravioletă a spectrului.

Filtru de transmisie ultravioletă - pentru fotografiere specială. Folosit în cercetarea științifică.

Infraroșu

Filtru de transmisie în infraroșu - Trece partea infraroșu a spectrului, întârziend toate celelalte părți ale spectrului.

Filtru de blocare în infraroșu - utilizat, de regulă, în sistemele a căror optică nu este proiectată să funcționeze cu lungimi de undă în infraroșu și, prin urmare, nu creează imagini clare.

Corectiv

Filtrele corective sunt aplicate în fotografia alb-negru; „Filtrul galben”, „filtrul galben-verde”, „filtrul portocaliu” și „filtrul roșu” atenuează partea albastră a spectrului în grade diferite și fac imaginea mai contrastată. „Filtrul albastru” are proprietăți opuse.

  • Filtru de conversie - numele general al unui grup de filtre utilizate pentru a converti (converti) spectrul
    • Pentru fotografia color se folosesc filtre de diferite nuanțe de culoare. De exemplu, „filtre roșu-maro” și „filtre albastre” - pentru a crea efectul luminii artificiale în lumina zilei, sau efectul luminii naturale - în iluminarea artificială.
    • Un filtru fluorescent  este un filtru de lumină corectiv special care aduce lumina fluorescentă la un echilibru apropiat de cel al lămpilor incandescente.
    • Filtre de conversie pentru fotografierea la lumina lămpilor incandescente pe film color destinat razelor solare și invers.
Mozaic

Un filtru mozaic este un filtru de lumină format dintr-un număr mare de elemente de culori diferite dispuse într-o anumită ordine. Se folosește la obținerea unei imprimări color de test, care este folosită pentru a determina combinația de filtre străctive corective [5] .

În fotografia digitală, filtrele de culoare sunt utilizate mai rar, deoarece procesarea ulterioară a imaginii pe un computer vă permite să obțineți rezultate aproape identice cu utilizarea lor.

Spectaculos

Există multe filtre care produc diferite efecte de lumină asupra imaginii în timpul procesului de fotografiere. De exemplu, coroane luminoase în jurul surselor de lumină sau stele scânteind în diferite locuri. Există diverse filtre de culoare care schimbă tranzițiile și rapoartele de culoare.

  • Foggy - creează efectul de ceață, ceață. Reduceți contrastul și saturația culorilor
  • Difuz (filtru moale) - reduce claritatea. Fabricat:
    • refractiv. Cea mai simplă opțiune este vaselina pe sticlă
    • Difractiv. Un număr mare de lovituri fine aplicate pe sticlă
  • Înstelat - transformă imaginile surselor de lumină punctuale și a luminii strălucitoare în „stele”. Utilizați de obicei fenomenul de difracție. Desemnate prin numărul de raze. Ele sunt realizate prin aplicarea mai multor grupuri de curse rectilinie paralele pe sticlă, creând un model de difracție. Numărul de raze formate este întotdeauna de două ori mai mare decât numărul de grupuri de stroke. Unele filtre au nume separate:
    • Solar (spectaculos) - cu opt fascicule
    • Astroide - cu patru fascicule
  • Irizant - formează un halou sau o pată irizată de origine difractivă în jurul imaginilor surselor de lumină punctiforme.
  • Culoare și multicolor - schimbați schema de culori a scenei filmate sau a părții acesteia
  • Prisme multiplicatoare - creați o imagine duplicată
  • Filtre holografice sintetizate — imaginea holografică a unui sistem optic este un sistem optic. Cu toate acestea, pe lângă filmarea sistemelor optice existente, este posibil să se calculeze un sistem optic care nu este realizabil din punct de vedere tehnic într-o substanță, după care o hologramă a unui astfel de sistem poate fi sintetizată și o astfel de hologramă poate fi imprimată (de exemplu, ștanțată pe transparent). plastic). În acest fel se realizează filtre „corona”, „spirale”, al căror rezultat este crearea unei anumite forme (nerealizate de niciun alt filtre) în jurul imaginilor surselor de lumină. În sens strict matematic, filtrele stelare sunt un caz special de filtre holografice sintetizate.
  • Polarizat - vezi mai jos
Lentile atașate

Datorită aceleiași metode de aplicare și fixare pe obiectiv, lentilele de atașare sunt adesea denumite filtre de fotografiere:

  • O jumătate de lentilă este jumătate dintr-o lentilă pozitivă fixată într-un cadru rotativ. Creează efectul diferitelor distanțe de focalizare pentru părți ale cadrului. De regulă, este utilizat în fotografia macro pentru a obține o imagine clară a două părți diferite ale cadrului, dacă este imposibil să se atingă adâncimea necesară a spațiului descris clar prin deschidere.
  • Lentila macro  - folosită pentru fotografia macro , folosită în principal pe dispozitive cu optică care nu poate fi înlocuită. Puterea optică este indicată în dioptrii sau distanță focală.
  • Convertor larg  - atașamentul oferă efectul de reducere a distanței focale.

Filtre de lumină ale metodelor de reproducere a culorilor

Filtre aditive

Filtrele aditive de lumină ( lat.  additivus  - adăugat) sunt filtre zonale care separă culorile care separă trei fluxuri separate spațial (cu ajutorul altor elemente optice) de fluxul de lumină original al luminii albe: albastru, verde și roșu. Orice culori din gama de culori a sistemului acestor trei filtre pot fi obținute prin amestecarea acestor trei fluxuri în diferite proporții. Acest amestec se numește Sinteză aditivă a culorii . De obicei, se folosesc filtre de absorbție, precum și combinații de filtre de absorbție și interferență, pentru a obține o fidelitate ridicată a culorii. Filtrele aditive de lumină reprezintă o parte importantă a sistemelor de iluminare ale sistemelor de televiziune de proiecție. Sunt folosite în tehnologia de copiere a filmelor și în aparatele de mărire foto speciale pentru imprimarea color. Odată cu dezvoltarea fotografiei digitale, acestea sunt utilizate pe scară largă în matricele CCD.

Filtre subtractive

Spre deosebire de filtrele aditive, în care culorile primare sunt roșu, verde și albastru, în modelul subtractiv ( ing.  subtractive lat.  subtraho  - I extract) există trei culori de bază: galben, magenta și cyan (CMY). La „scăderea” magenta și cyan dintr-un ton alb neutru, se obține albastru; scăzând galben și magenta dă roșu, scăzând galben și cian dă verde. Impunerea simultană a tuturor celor trei culori subtractive dă un ton de negru.

Pentru imprimarea foto color prin metoda subtractiva au fost produse seturi de filtre corective de lumina (33 de bucati intr-un set, cate 11 filtre galbene, magenta si cyan fiecare). Densitatea filtrelor de lumină pentru fiecare culoare este de la 5 la 100%. Filtre corective de lumină subtractivă într-un aparat de mărire fotografic au fost introduse în fluxul luminos dintre lampa incandescentă și negativ . Pentru utilizarea filtrelor corective, consultați Imprimarea fotografiilor .

În proiectarea camerelor digitale

  • Filtre de zonă pentru separarea culorilor. Ele fac parte din matricea de filtre de culoare și sunt de obicei o parte integrantă a matricei .
  • Filtrul AA (filtru antialiasing englezesc  ), numit și „filtru low-pass”, „filtru low-pass”. Servește la eliminarea efectului de moiré de culoare asociat structurii cu gresie a matricei de filtre de culoare. De obicei, combinat cu o matrice.
  • Filtru IR - un filtru de interferență anti-infraroșu (IR high-pass), necesar pentru a elimina influența părții infraroșii invizibile a spectrului asupra imaginii. De obicei situat în imediata apropiere a matricei.

Scuturi termice

Filtru termic , filtru termic  - absoarbe sau reflectă selectiv radiația infraroșie și transmite domeniul de lumină vizibilă cu pierderi reduse. Sunt folosite în echipamente de iluminat, în proiectoare pentru a proteja filmul, precum și în microfotografie pentru a proteja obiectele biologice de încălzire. Anterior, erau utilizate filtre de absorbție slab colorate în albastru și verde (desemnarea SZS - sticlă albastru-verde pentru cele produse în URSS). Reducerea costului de producție a filtrelor care reflectă interferența mult mai eficiente a dus la aplicarea lor în masă.

Clasificarea filtrelor de lumină după principiul de acțiune

Absorbție

( lat.  absorbeo  - eu absorb). Au selectivitate spectrală datorită absorbției diferite a diferitelor părți ale spectrului de radiații electromagnetice. Cele mai populare filtre. Sunt produse pe baza de pahare optice colorate sau de substanțe organice (de exemplu, din gelatină).

  • Filtrele de sticlă se caracterizează prin caracteristici stabile, rezistență ridicată la temperatură și alte influențe.
  • Filtrele cu gelatină, în ciuda varietății mai mari de caracteristici optice, sunt fragile mecanic, se estompează rapid și, prin urmare, sunt mult mai puțin comune decât cele din sticlă.
  • Filtrele din plastic sunt folosite datorită ușurinței mult mai mari de colorare și a varietății de proprietăți obținute în comparație cu cele din sticlă. Sunt mai rezistente decât gelatina.
  • Filtrele de lumină lichidă sunt vase cu pereți de sticlă umpluți cu soluții de colorant. Sunt rar utilizate, în principal în cercetarea științifică, dacă substanța folosită are caracteristici unice.

Interferență

Reflectă una și transmite o altă parte a spectrului radiației incidente, datorită fenomenului de interferență multicai în filmele dielectrice subțiri .

reflectorizant

Acțiunea filtrelor reflectorizante se bazează pe dependența spectrală a reflexiei unui material opac. Avantajul unui filtru reflectorizant față de filtrele de absorbție este unicitatea suprafeței care participă la sistemul optic și absența aberațiilor cromatice introduse de mediile transparente de refracție.

Polarizare

Există două tipuri de filtre polarizante pentru fotografie: polarizate circulare și liniare. Scopul lor este același: să separe sau invers să evidențieze zone bogate în lumină polarizată reflectată. De exemplu, puteți filtra reflexele strălucitoare ale valurilor de pe apă împușcând fundul sau fotografiați peisajul în afara ferestrei fără propria reflectare în fereastra în sine.

  • Polarizare liniară. Filtrele liniare îndeplinesc o funcție foarte simplă - trec doar lumina cu polarizare într-un singur plan. Filtrul poate fi rotit pentru a selecta planul de polarizare în care va trece lumina. Adică, ieșirea unui filtru liniar este întotdeauna lumină polarizată liniar. Acestea sunt filtre foarte simple și ieftine, sunt perfecte pentru camerele vechi fără focalizare automată fără măsurare automată a expunerii, nu sunt potrivite pentru camerele SLR moderne. Dacă camera folosește o oglindă translucidă, de exemplu pentru autoexpunere sau autofocus, lumina polarizată va păcăli senzorii și imaginea va fi distrusă.
  • Polarizare circulară. Există o concepție greșită că un filtru polarizat circular permite trecerea numai luminii care este polarizat circular. Cu toate acestea, sensul unui filtru de polarizare circulară este că face o polarizare circulară din orice polarizare. Aceasta înseamnă că un astfel de filtru este potrivit pentru toate camerele, inclusiv pentru cele vechi, vă permite să determinați corect expunerea și nu împiedică autofocusul să funcționeze. În acest caz, strălucirea inutilă va fi întârziată exact în același mod ca într-un filtru simplu cu polarizare liniară. Un filtru cu polarizare circulară este mai complicat decât unul liniar, prin urmare este mai scump. La exterior există un filtru liniar obișnuit, iar la interior este lipită o placă cu un sfert de undă, ceea ce vă permite să transformați polarizarea liniară în circulară. [6] De asemenea, trebuie remarcat faptul că filtrul CPL oferă polarizare circulară „pură” numai la o anumită lungime de undă caracteristică (de exemplu, pentru HOYA HRT 526 nm [7] ), la care diferența de cale optică între razele extraordinare și obișnuite în placa de undă are exact un sfert de lungime de undă. Pentru toate celelalte lungimi de undă, acest filtru va da polarizare eliptică. [8] [9]

Dispersat

(din latină  dispersio  - scattering) se bazează pe dependența indicelui de refracție de lungimea de undă. În combinație cu filtre reflectorizante și/sau de interferență, precum și cu un raster , ele sunt adesea folosite pentru a crea sisteme optice de scindare - prisme dicroice. Sunt utilizate în proiectoarele multimedia moderne , unde sunt instrumentul principal pentru împărțirea fluxului luminos al unei lămpi cu incandescență puternică în trei game spectrale. Sunt folosite ca filtre eficiente pentru a obține imagini irizate.

Clasificare în funcție de tipul părții alocate a spectrului

Bandă îngustă

Unilateral

Bilateral

Corectiv

Corectiv, care absorb parțial lumina în unele părți ale spectrului și transmit în altele. De exemplu, filtrul BG34 reduce intensitatea de emisie a unei lămpi cu halogen de tungsten în jur de 600 nm, în timp ce trece toată radiația în regiunile roșii și albastre, unde sensibilitatea detectorului este mai mică.

Clasificare după design

Filtre unice

Filtre rotunde cu suport cu șurub sau baionetă.

Sisteme de filtrare

Compendiu (compunder) este un suport de filtru, a cărui caracteristică principală este dimensiunea filtrului introdus.

Filtre a căror caracteristică definitorie este dimensiunea și forma:

  • Pătrat - introdus în compendiu și centrat în mijloc.
  • Dreptunghiular: umbrire gradient.
  • Rotund: polarizat, mai rar ca alternativă la pătrat.

Elemente suplimentare ale sistemului de filtrare ( hote , inele adaptoare etc.).

Vezi și

Note

  1. ↑ V.G. Pell. Multiplicitatea filtrului de lumină // Fotokinotehnică: Enciclopedie / Cap. ed. E. A. Iofis . — M .: Enciclopedia sovietică , 1981. — 447 p.
  2. ↑ Ce este un filtru de protecție. Pentru ce este. . „Pro Photo”. Preluat la 12 septembrie 2012. Arhivat din original la 17 octombrie 2012.
  3. ↑ Filtru de densitate neutră . „Pro Photo”. Preluat la 12 septembrie 2012. Arhivat din original la 17 octombrie 2012.
  4. ↑ Filtru ND reglabil cu densitate  . Preluat la 30 septembrie 2017. Arhivat din original la 11 august 2017.
  5. ↑ Tehnologia foto-cinema: Enciclopedia / Cap. ed. E. A. Iofis. - M . : Enciclopedia Sovietică, 1981. - 447 p. — 100.000 de exemplare.
  6. ↑ Cum funcționează un filtru de polarizare . „Pro Photo”. Preluat la 12 septembrie 2012. Arhivat din original la 17 octombrie 2012.
  7. ↑ Pagini personale . Data accesului: 31 iulie 2013. Arhivat din original la 1 august 2013.
  8. ↑ Vladimir Rodionov. Amestecuri, suporturi pentru filtre, filtre, reflectoare . ixbt.com (16 iunie 2003). Data accesului: 19 iulie 2013. Arhivat din original pe 7 septembrie 2013.
  9. ↑ Testul filtrelor polarizante - Despre lumină și polarizare - Lenstip.com . Preluat la 31 iulie 2013. Arhivat din original la 4 august 2013.

Literatură

  • Hayman R. Filtre (Rex Hayman. Filtre)
  • Yaroslavsky L.P., Merzlyakov N.S. Metode de holografie digitală. - M .: „Nauka”, 1977.
  • Tehnologia fotografică: Enciclopedia / Ch. ed. E. A. Iofis. - M . : Enciclopedia Sovietică, 1981. - 447 p. — 100.000 de exemplare.
  • Chris Weston Filtre în fotografie. Software și sisteme optice. - M .: „Art-primăvară”, 2010

Link -uri

 Procese fotografice
Fotoprocese clasice
Fotoprocese fără argint
Etape de prelucrare
Fotografie color
Media de imagine
Echipamente
materiale fotografice
Prelucrare suplimentară