Поляризационный фильтр для чего нужен: Как работает поляризационный фильтр и когда его использовать?

При использовании светосильных объективов поляризационные фильтры могут привести к размытости изображения при слабом освещении. Использование высококачественного стеклянного или кварцевого поляризационного фильтра даст наиболее четкие результаты. При покупке поляризационного фильтра и переходных колец для нескольких объективов выберите фильтр, который подходит для объектива камеры с самым большим диаметром. Основная причина этого заключается в том, что понижающие кольца могут вызвать виньетирование, поэтому лучше всего использовать повышающие кольца, чтобы устанавливать поляризационные фильтры большего размера на объективы камер меньшего размера. Исключением является использование полнокадровых объективов и фильтров для камер формата APS-C или Micro Four Thirds, где эти меньшие кроп-сенсоры устраняют виньетирование или обрезку композиции.

Поскольку поляризационные фильтры способны уменьшать блики и блики, а также улучшать насыщенность и контрастность способами, недоступными при постредактировании, эти фильтры остаются незаменимыми для каждого создателя контента. И хотя вам может быть трудно найти линейный поляризатор нового производства, всегда выбирайте круговой поляризатор при покупке нового или бывшего в употреблении фильтра для цифровой (зеркальной/беззеркальной) камеры. Для получения дополнительной информации о фильтрах камеры, например о том, как настроить поляризационный фильтр или фильтры ND/PL, посетите канал PolarPro на YouTube.

Под редакцией Карли Сан Филиппо
Автор Скотт Фэйрфакс

Поляризационные фильтры — Американское общество кинематографистов (en-US) их использование важно для каждого творческого кинематографиста.

В современную цифровую эпоху многие традиционные стеклянные фотофильтры выходят из моды, потому что их эффекты можно легко воспроизвести — возможно, с большей точностью и скоростью — в наборе цветов. Это особенно верно, когда речь идет о цветовых градациях или фильтрах цветовых эффектов, но даже диффузионные фильтры могут быть воссозданы в постобработке, по крайней мере, до определенной степени, а в некоторых случаях это обеспечивает большую гибкость с желаемым эффектом.

Поляризатор, однако, представляет собой специальный фильтр, и его эффекты не так просто воспроизвести с помощью цифровых трюков. Эти эффекты включают затемнение синего неба (под определенным углом), осветление или насыщение некоторых цветов (особенно зеленого) и устранение некоторых отражений. В то время как более темное небо и повышенная насыщенность могут быть реализованы в наборе для цветокоррекции, устранение отражений невозможно в постобработке без компьютерных эффектов.

Наука
Так как же на самом деле работает поляризатор? Ответ на этот вопрос требует некоторого обсуждения физики.

Помните, что свет ведет себя двумя способами: как частица и как волна. Обсуждая поляризаторы, мы сосредоточимся на поведении волн. Когда свет исходит от источника, такого как солнце или лампочка, он излучается во всех направлениях одинаково. Когда эти световые волны падают на плоский объект, особенно с блестящей поверхностью, они отражаются от этой поверхности поляризованным образом, а это означает, что теперь свет излучается в основном в одном направлении, а не во всех направлениях одинаково. Для наших глаз — и для камеры — это обычно видно как яркое отражение света от отражающей поверхности.

Поскольку теперь поляризованный свет смешивается с неполяризованным светом, мы можем отделить одноплоскостно поляризованный свет с помощью поляризационного фильтра.

Поляризационный фильтр имеет дихроичный поглощающий слой, расположенный между двумя слоями стекла. Дихроичный слой, иногда называемый «пола-фольгой», изготовлен из пластика на основе поливинилового спирта (ПВА), который растягивается во время производства, заставляя молекулы в пластике выстраиваться в длинные параллельные цепочки с крошечными промежутками между ними — подумайте о стержнях из поливинилового спирта (ПВС). тюремная камера или частокол. Эти цепочки невидимы невооруженным глазом. Затем этот растянутый полимер погружают в раствор йода, и молекулы йода прикрепляются к полимерным цепям. Полученная структура позволяет фольге для пола поглощать световые волны, параллельные длинным цепочкам, и в то же время позволяет волнам, которые перпендикулярны, проходить без изменений.

Первоначальный поляризационный фильтр был разработан Polaroid — той же компанией, которая занималась производством пленочных фотоаппаратов для мгновенной печати — в 1929 году, а затем в 1938 году был изменен до его нынешнего вида. Во всех смыслах поляризационные фильтры оставались неизменными в течение последних 80 лет. годы.

Полы в действии
Чтобы наглядно представить, как поляризатор влияет на свет, сначала представьте двух детей, держащих натянутую между ними скакалку. Один ребенок трясет веревку вверх и вниз, создавая синусоидальную волну, которая проходит по всей длине веревки в одной плоскости. Теперь представьте, что веревка проходит между планками частокола — параллельными цепочками половой фольги — с одним ребенком по обе стороны забора. Когда один из детей будет трясти веревку вверх и вниз, образовавшаяся волна пройдет через щель в заборе к ребенку на другой стороне; однако, если вместо этого первый ребенок будет трясти веревку из стороны в сторону, образовавшаяся волна будет остановлена ​​забором и не передастся другому ребенку.

Это, по сути, то, что происходит с поляризационным фильтром. (На самом деле поляризатор поглощает свет, имеющий ту же ориентацию, что и цепи, и пропускает свет, перпендикулярный цепочкам, но тем не менее аналогия с забором работает для общей концепции. ) Когда микроскопические линии молекул вращаются в правильную ориентацию по отношению к поляризованному свету, они блокируют попадание этого света в камеру — фольга для пола поглощает световую энергию. Помимо уменьшения интенсивности света, о котором мы поговорим чуть позже, фильтр не оказывает заметного влияния на неполяризованный свет. Это означает, что мы можем нейтрализовать яркие отражения от поверхностей, как если бы их никогда не существовало, и в то же время иметь возможность прекрасно видеть все остальное.

Это может показаться волшебством, но на самом деле это наука.

Конечно, есть оговорки. Вы не можете просто волшебным образом отменить все отражения в мире; те, которые вы можете отменить, должны быть под определенным углом к ​​камере. Кроме того, свет не обязательно отражается от поверхности идеально поляризованным образом; вы, возможно, не сможете полностью устранить отражение, но вы все равно можете значительно уменьшить его яркость. И это верно для многих разных поверхностей, а не только для идеально ровных. Вода, например, не идеально плоская, но волнистость волн (или вейвлетов) создает на мгновение «плоские» поверхности, которые отражают поляризованный свет в сторону камеры, создавая мерцающий эффект; поляризаторы часто используются для устранения таких отражений.

Аналогично, полой можно уменьшить яркие отражения от листьев. Отражения от окон, ветровых стекол или даже глянцевого пола можно уменьшить с помощью полы. Что не может быть уменьшено, независимо от угла, так это отражения от металлических поверхностей — поскольку такой отраженный свет на самом деле не поляризован, поэтому поляризатор не может его нейтрализовать. На фотографии ниже отражение от двери автомобиля компенсируется поляризатором, но на самом деле это отражение от прозрачного покрытия автомобиля, а не от самой металлической поверхности:

Хорошо, но как поляризатор делает небо темнее?

Это связано с тем, что солнечный свет рассеивается мельчайшими частицами газа в атмосфере, а именно молекулами кислорода и азота. Синий свет рассеивается сильнее, чем другие длины волн, и именно это дает нам прекрасное голубое небо. Этот рассеянный синий свет поляризован, поэтому его можно уменьшить с помощью поляризационного фильтра. Когда фильтр направлен на устранение поляризованного света, небо выглядит темнее — меньше рассеянного света означает меньшее «загрязнение» светом и, следовательно, меньшую яркость. Этот эффект лучше всего достигается, когда солнце перпендикулярно кадру (при 9под углом 0 градусов к линзе). Когда солнце находится прямо перед линзой или за ней, поляризатор не будет влиять на поляризованный свет.

Линейный и круговой 
Существует два основных типа поляризаторов: линейный и круговой. Это относится не к физической форме фильтра — круговой поляризатор может быть квадратной или прямоугольной формы, а линейный поляризатор может быть круглым — а скорее к тому, как свет выходит из фильтра и включает ли фильтр дополнительный тип фильтрации. Линейный поляризатор — это просто поляризатор. Он работает, как описано выше, для устранения поляризованного света с определенного направления, позволяя проходить неполяризованному свету. Проблема в том, что, проходя через фильтр, неполяризованный свет становится поляризованным; фильтр, как и частокол, пропускает только свет, колеблющийся в одном направлении. С большинством пленочных камер это не проблема — если только на камере нет видеозахвата, который получает изображение через светоделительную призму.

Однако с некоторыми цифровыми камерами, а также с камерами, имеющими функцию автоматической фокусировки или автоматической экспозиции, это может быть проблемой. Эти камеры часто имеют светоделительную призму или частичное зеркало, которое отводит свет от объектива и направляет его на экспонометр или дополнительный датчик для экспозиции или фокусировки. Этот светоделитель или полузеркало поляризует свет, поэтому, если единственный свет, попадающий на светоделитель/зеркало, уже поляризован, то его можно вообще не «увидеть» или его интенсивность может быть неверно истолкована, и в результате авто- фокусировка или автоматическая экспозиция могут работать неправильно. Циркулярный поляризатор решает эту проблему.

Круговые поляризаторы включают вторичный фильтр, называемый «четвертьволновой пластиной» или «четвертьволновым замедлителем», на задней стороне линейного поляризатора. По сути, эта волновая пластина деполяризует свет, проходящий через фильтр. Хотя это может показаться контрпродуктивным, свойства поляризационного фильтра по-прежнему сохраняются, в то время как свет, выходящий из фильтра, «ремикшируется», чтобы иметь более естественную ориентацию для светоделителя камеры или частичного зеркала.

Круговой поляризатор делает это, заставляя линейно колеблющуюся световую волну «вращаться» — отсюда и термин «круговой», потому что световая волна совершает круговые колебания, а не линейные. Когда волна проходит через четвертьволновую пластину, она уже не колеблется в одной плоскости, а фактически вращается вокруг своей оси.

Линейные поляризаторы также могут вызывать проблемы с трехчиповыми вещательными/английскими камерами с дихроичными призмами, поэтому с такими камерами также безопаснее использовать круговой поляризатор. На самом деле, у кругового поляризатора нет недостатков, кроме стоимости. Как правило, это более безопасная ставка с любой камерой.

Как пользоваться поляризатором  
Поскольку поляризатор влияет на поляризованный свет только тогда, когда он правильно ориентирован под правильным углом, вы должны иметь возможность вращать фильтр, чтобы он функционировал должным образом. Как уже отмечалось, поляризаторы бывают круглой или квадратной/прямоугольной формы. Круглая версия часто имеет резьбу, которая позволяет привинчивать ее непосредственно к передней части объектива; нити могут двигаться независимо от рамки фильтра, так что после прикрепления фильтра к объективу фильтр можно свободно вращать для оптимального использования.

Некоторые поляризаторы круглой формы не имеют резьбы и вместо этого должны быть закреплены в матовой коробке с вращающимся круглым предметным столиком. Точно так же квадратные/прямоугольные поля должны быть помещены в специальные вращающиеся фильтрующие ступени в матовой коробке или во вращающемся держателе фильтра. Нет определенного порядка, в котором поляризатор должен быть размещен по отношению к другим фильтрам, используемым одновременно. Однако большинство вращающихся ступеней фильтра находятся в самом заднем положении в матовой коробке, поэтому обычно полу размещают ближе всего к объективу.

Эффект поляризатора можно увидеть в видоискателе или на мониторе, поэтому его ориентацию можно отрегулировать после закрепления фильтра на месте. Вы также можете увидеть эффект полы невооруженным глазом; полезная техника состоит в том, чтобы встать рядом с камерой и посмотреть через фильтр, вращая его перед глазами, чтобы получить приблизительную ориентацию для желаемого эффекта, прежде чем закрепить его на месте. Обратите внимание, что нет необходимости использовать поляризатор с максимальной эффективностью. На самом деле, в некоторых ситуациях это может выглядеть странно или нереально. Одним из замечательных преимуществ поляризатора является то, что его эффект можно регулировать.

Если это слишком много, просто поверните его немного назад, чтобы минимизировать эффект по своему вкусу.

Если вы используете круговой поляризатор, крайне важно, чтобы вы закрепили фильтр таким образом, чтобы волнозащита была обращена к объективу; если вы поместите круговой поляризатор задом наперед, он вообще не будет иметь поляризационного эффекта. Если это круговой поляризатор с резьбой, то производитель уже правильно сориентировал фильтр для вас — он может подключаться к объективу только в одном направлении. Однако фильтр без резьбы может быть ориентирован в любом случае. На фильтре должна быть маркировка «этой стороной наружу». Обратите внимание на эту инструкцию! Эта маркировка также позволяет легко определить, является ли поляризатор круговым или линейным.

Если вы не уверены, является ли поляризатор круговым или линейным, и на нем нет маркировки, которая могла бы дать вам подсказку, поднесите фильтр к глазу и поверните его. Если вы видите эффект поляризации, то у вас правильная ориентация. Если вы перевернете фильтр, посмотрите на другую сторону и все еще увидите поляризационный эффект, то перед вами линейный поляризатор; если при переворачивании фильтра нет поляризационного эффекта, то у вас круговой поляризатор.

Фотографы-пейзажисты часто используют поляризаторы, чтобы увеличить общую насыщенность цветов в сцене за счет устранения части или большей части рассеяния света в атмосфере, которое может размывать цвета — при условии, конечно, что они снимают под углом, перпендикулярным лучу солнца. должность. Поляризаторы также могут быть полезны, если вы не можете контролировать изображения на компьютере или телевизионном мониторе. Светодиодные мониторы излучают поляризованный свет, который часто можно устранить с помощью поляризатора, из-за чего монитор кажется выключенным — черным — когда он на самом деле включен.

Некоторые недостатки  
Самая большая проблема при использовании поляризатора — потеря света. Когда мы понимаем, что фильтр поглощает поляризованный свет, легко понять, что поэтому фильтр требует значительной компенсации экспозиции. Поляризационные фильтры поглощают в среднем от 1 1/2 до 2 стопов света.

Любые фильтры, которые вы помещаете перед объективом, могут создавать блики, особенно призрачные. Полы не исключение. Некоторые производители предлагают полы с дополнительным тонкопленочным антибликовым покрытием, которое помогает смягчить эту проблему. При съемке на солнце угол к солнцу имеет решающее значение, а широкоугольные объективы могут захватывать такой большой угол обзора, что эффект поляризационного фильтра может быть неравномерным по всему кадру. Если мы используем объектив «рыбий глаз», например, с углом обзора 180 градусов, центр изображения, который находится на 90 градусов по отношению к солнцу покажет наибольший эффект, но края изображения, параллельные солнцу, не будут иметь никакого эффекта. Точно так же, независимо от фокусного расстояния, если вы панорамируете кадр, эффект поляризатора будет меняться в зависимости от того, куда направлен объектив.

Из-за сложности изготовления поляризаторы стоят дорого, особенно хорошие. Они легко могут быть самыми дорогими фильтрами в комплекте. Разница в стоимости от одного полы к другому часто отражает качество стекла фильтра. В более дорогих фильтрах используется оптическое стекло более высокого качества, и они, как правило, будут иметь меньшую цветовую погрешность на вашем изображении, в то время как недорогие фильтры могут придавать зеленому оттенку, присущему стеклу.

Несколько производителей, в том числе Formatt-Hitech, Lindsey Optics, Schneider Optics и Tiffen, предлагают поляризаторы для киносъемок и многие другие для фотокамер. В некоторых случаях вы можете найти «одноступенчатый» поляризатор с меньшей эффективностью для использования в условиях низкой освещенности или 3- или 4-ступенчатые поляризаторы в сочетании с фильтрами нейтральной плотности.

Tiffen также предлагает «Теплый поляризатор», который сочетает фильтр 812 Color Warming с поляризатором, чтобы добавить немного желтого/красного в сцену.

Кроме того, доступны высокоэффективные поляризаторы от Schneider (True-Pol) и Tiffen (Ultra Pol).

Примеры

В этом ролике выше показано, как поляризатор устраняет блики с обложки AC Manual . В то время как свет, проходящий через окно, рассеивается во всех направлениях, когда этот свет отражается от глянцевой поверхности книги, часть этого света становится поляризованной. Это горячий взгляд, который вы видите. Правильно вращая поляризационный фильтр, вы можете нейтрализовать поляризованный свет и устранить (или значительно уменьшить) отражающие блики.