Ljusfilter

Ljusfilter i optik, teknik - en optisk enhet som tjänar till att undertrycka (välja) en del av spektrumet av elektromagnetisk strålning.

Klassificering efter syfte

Kamerafilter

Ett ljusfilter inom fotografi och film , ett fotograferingsljusfilter  är en optisk enhet som tjänar till att undertrycka, isolera eller omvandla en del av ljusflödet, vanligtvis en del av spektrumet .

Monteras på linsen på optiska instrument eller kameror . Inom fotografering används ljusfilter för att korrigera färg, ändra ljusstyrkan och kontrasten hos fotograferade objekt som redan är i fotograferingsprocessen. Ljusfilter används också för att återge olika färg- och ljuseffekter.

Ljusfilter är vanligtvis fästa på linsen med en gängad anslutning framför linsens främre lins.

För ultravidvinkelobjektiv finns ofta ett fäste bakom objektivets bakre lins. Den optiska utformningen av sådana linser är specifik, de främre linserna är ofta mycket stora, och frontfiltren på sådana linser måste ha en ännu större diameter för att undvika vinjettering . Filter med de erforderliga diametrarna är mycket stora, dyra, tunga och skrymmande, vilket skapar en förutsättning för användning av bakre filter.
Det är i princip omöjligt att installera ett frontfilter på fisheye-linser på grund av den kraftigt konvexa frontlinsen som sticker ut framåt.

I vidvinkelobjektivsystem med ett bakmonterat filter finns det alltid ett ND-filter som ett bakre element, som kan bytas ut mot ett annat efter behag. När du tar bort ett utbytbart filter återgår det neutrala standardfiltret till sin plats för att undvika att linsens optiska egenskaper ändras.

I projektions- och belysningssystem installeras ofta filter (särskilt termiska filter) mellan ljuskällan och resten av det optiska systemet.

Att montera filter på objektivet , kombinerat med en ljusskyddande huva , kallas ett kompendium .

Fotograferingsfilter är märkta med diametern på den anslutande tråden, symbolen för filtertypen och en valfri indikation på exponeringsförhållandet (1 x  - exponeringsändring krävs inte, 1,4 x  - en förändring med ett halvt steg krävs, 4 x  - en ökning av exponeringen med 2 steg krävs). Filterförhållandet beror på ljusets spektrala sammansättning och på det fotografiska materialets spektrala känslighet. Till exempel har ljusfiltret Zh-2x en förstoring på cirka 6x för iso- ortokromatiska och 2x för  pankromatiska material med en spektral sammansättning av ljus nära dagsljus. [ett]

Närvaron av upplysning på ljusfiltret är viktig. Det minskar andelen reflekterat ljus från filtrets optiska ytor, vilket gör att du kan öka ljusgenomsläppligheten, och, ofta viktigare, ökar bildkontrasten genom att minska strökljus och förbättrar bildkvaliteten genom att eliminera eller minska bländningsdefekter i bilden . Upplysning är viktigt för alla typer av ljusfilter.

Skyddsfilter

Designad för att skydda framsidan av linsen från mekaniska stötar. Vanligtvis är dessa filter betecknade (N) - ett enkelt transparent klargjort glas. Ofta används ett ultraviolett filter i denna roll (UV - engelska  UltraViolet ). Ytterligare värde till skyddsfilter tillhandahålls av flerskiktsbeläggning (MC, HMC, UMC, etc.), samt en vattentät beläggning (WPC - Water  Proof Coat  - vattentät beläggning). [2]

ND-filter

Fungerar för att minska objektivets effektiva bländare utan att ändra geometrin, samt att minska den effektiva bländaren för en lins som inte har en membran .

Neutrala densitetsfilter finns i olika densiteter, och detta anges i namnet. Den lättaste är H-2 x , eller ND2. Siffran i namnet betyder andelen ljus som passerar genom filtret (för ND2 är andelen 1/2, det vill säga hälften), eller med andra ord hur många gånger du behöver öka exponeringen när du fotograferar med detta filter. Mörkare blir ND4, eller H-4 x , även betecknad HC8 (neutral glastyp 8), sedan ND8, till exempel. Om du sätter flera filter i rad, måste du multiplicera multipliciteten av alla installerade filter för att hitta den slutliga mångfalden av denna uppsättning filter. Till exempel, när två filter ND2 och ND4 installeras tillsammans, blir den slutliga multipliciteten lika med 2×4=8, som ett enda ND8-filter.

För att fotografera med en slutartid på några sekunder i soligt väder behöver du en ND400, ND1000 med mera. [3]

Det finns även ND-filter med mjuk densitetsjustering (variabelt intervall och filter) från ND2 till ND400 och till och med ND1000. Strukturellt sett är de två polariserande filter installerade i en ram, roterande det ena i förhållande till det andra. [fyra]

Solfilter

Ett extremt tätt neutralt filter som låter dig fotografera solen , elektrisk svetsning , en kärnvapenexplosion och andra fenomen som är mycket ljusare än vanliga föremål utan att skada fotografen och fotografiskt material . Densiteter från ND400 och högre används för fotografering, och tätare för visuella observationer. Det finns glasabsorberande och filmreflekterande filter. Inom fotografering är glasfilter i en standardgängad ram som skruvas fast på objektivet populära, och inom amatörastronomi används ofta Baader AstroSolar filmfilter, vars ram som regel är gjord av improviserade medel, eller kroppen av ett annat ljusfilter används.

Gradientfilter

Jämnar ut ljusstyrkan i en scen genom att göra en del av bilden mörkare eller ändra färgen. Den tjänar vanligtvis till att kompensera för himlens överdrivna ljusstyrka och för att få olika konstnärliga effekter. Termen "tonat ljusfilter" används också.

Spektral (färg) Ultraviolett

Ultraviolett blockerande filter (färglöst filter) - utformat för att minska påverkan av den ultravioletta delen av spektrumet i bergiga, hög höjd och andra liknande fotograferingsförhållanden. Relevant endast om linsen sänder den ultravioletta delen av spektrumet.

Ultraviolett transmissionsfilter - för speciell fotografering. Används i vetenskaplig forskning.

Infraröd

Infrarött överföringsfilter - Passerar den infraröda delen av spektrumet och fördröjer alla andra delar av spektrumet.

Infrarött blockerande filter - används som regel i system vars optik inte är designad för att fungera med infraröda våglängder och därför inte skapar skarpa bilder.

Korrigerande

Korrigerande filter används i svartvit fotografering; Det "gula filtret", "gulgrönt filter", "orangefilter" och "rött filter" dämpar den blå delen av spektrumet i varierande grad och gör bilden mer kontrast. Det "blå filtret" har motsatta egenskaper.

  • Konverteringsfilter - det allmänna namnet på en grupp filter som används för att konvertera (konvertera) spektrumet
    • För färgfotografering används filter av olika färgnyanser. Till exempel "rödbruna filter" och "blåfilter" - för att skapa effekten av artificiell belysning i dagsljus, eller effekten av dagsljus - i artificiell belysning.
    • Ett lysrörsfilter  är ett speciellt korrigerande ljusfilter som bringar lysrörsbelysningen till en balans nära den för glödlampor.
    • Konverteringsfilter för fotografering under ljuset av glödlampor på färgfilm avsedd för solljus och vice versa.
Mosaik

Ett mosaikfilter är ett ljusfilter som består av ett stort antal element i olika färger arrangerade i en viss ordning. Den används när man skaffar ett testfärgutskrift, som används för att bestämma kombinationen av korrigerande subtraktiva filter [5] .

Inom digital fotografering används färgfilter mindre ofta, eftersom efterföljande bildbehandling på en dator gör att du kan få resultat som är nästan identiska med deras användning.

Spektakulära

Det finns många filter som ger olika ljuseffekter på bilden under fotograferingsprocessen. Till exempel lysande kronor runt ljuskällor eller stjärnor som glittrar på olika platser. Det finns olika färgfilter som ändrar färgövergångar och färgförhållanden.

  • Dimmig - skapar effekten av dis, dimma. Minska kontrast och färgmättnad
  • Diffus (mjukt filter) - minska skärpan. Tillverkad:
    • Refraktiv. Det enklaste alternativet är vaselin på glas
    • Diffraktiv. Ett stort antal fina drag applicerade på glaset
  • Starry - förvandla bilder av punktljuskällor och ljusa höjdpunkter till "stjärnor". Använder vanligtvis fenomenet diffraktion. Betecknas av antalet strålar. De är gjorda genom att applicera flera grupper av parallella rätlinjiga slag på glaset, vilket skapar ett diffraktionsmönster. Antalet bildade strålar är alltid två gånger antalet slaggrupper. Vissa filter har separata namn:
    • Solar (spektakulär) - åtta strålar
    • Astroider - fyra strålar
  • Iriserande - bildar en halo eller iriserande fläck av diffraktivt ursprung runt bilder av punktljuskällor.
  • Färg och flerfärg - ändra färgschemat för scenen som tas eller dess del
  • Multiplikatorprismor - skapa en dubblettbild
  • Syntetiserade holografiska filter — den holografiska bilden av ett optiskt system är ett optiskt system. Men förutom att fotografera befintliga optiska system är det möjligt att beräkna ett optiskt system som inte är tekniskt realiserbart i en substans, varefter ett hologram av ett sådant system kan syntetiseras och ett sådant hologram tryckas (till exempel stämplat på transparent plast). På detta sätt skapas "korona", "spiral" filter, resultatet av vilket är skapandet av en viss form (inte realiserad av några andra filter) runt bilderna av ljuskällor. I strikt matematisk mening är stjärnfilter ett specialfall av syntetiserade holografiska filter.
  • Polariserad - se nedan
Bifogade linser

På grund av samma metod för applicering och fixering på linsen kallas fästlinser ofta för fotograferingsfilter:

  • En halv lins är en halv av en positiv lins fixerad i en roterande ram. Skapar effekten av olika fokuseringsavstånd för delar av ramen. Som regel används det i makrofotografering för att få en skarp bild av två olika delar av ramen, om det är omöjligt att uppnå det erforderliga djupet av det skarpt avbildade utrymmet med bländare.
  • Makroobjektiv  - används för makrofotografering , används huvudsakligen på enheter med icke utbytbar optik. Den optiska effekten anges i dioptrier eller brännvidd.
  • Bred omvandlare  - fästet ger effekten av att minska brännvidden.

Ljusfilter av färgåtergivningsmetoder

Additiva filter

Additiv ljusfilter ( lat.  additivus  - tillagd) är färgseparerande zonfilter som separerar tre rumsligt separerade (med hjälp av andra optiska element) strömmar från det ursprungliga ljusflödet av vitt ljus: blått, grönt och rött. Alla färger inom färgomfånget för systemet med dessa tre filter kan erhållas genom att blanda dessa tre strömmar i olika proportioner. Denna blandning kallas för additiv färgsyntes . Vanligtvis används absorptionsfilter, såväl som kombinationer av absorptions- och interferensfilter, för att erhålla hög färgåtergivning. Tillsatsljusfilter är en viktig del av belysningssystemen i projektions-TV-system. De används i filmkopieringsteknik och i speciella fotoförstorare för färgutskrift. Med utvecklingen av digital fotografering används de i stor utsträckning i CCD-matriser.

Subtraktiva filter

Till skillnad från additivfilter, där primärfärgerna är röda, gröna och blå, finns det i den subtraktiva modellen ( eng.  subtractive lat.  subtraho  - I extract) tre grundfärger: gul, magenta och cyan (CMY). När man "subtraherar" magenta och cyan från en neutral vit ton erhålls blått; subtrahera gult och magenta ger rött, subtrahera gult och cyan ger grönt. Samtidig påläggning av alla tre subtraktiva färger ger en svart ton.

För färgfotoutskrift med den subtraktiva metoden producerades uppsättningar av korrigerande ljusfilter (33 stycken i en uppsättning, 11 gula, magenta och cyanfilter vardera). Densiteten av ljusfilter av varje färg är från 5 till 100%. Korrigerande subtraktiva ljusfilter i en fotografisk förstorare infördes i ljusflödet mellan glödlampan och negativet . För användning av korrigerande filter, se Fotoutskrift .

I designen av digitalkameror

  • Zonfilter för färgseparationer. De är en del av färgfiltermatrisen och är vanligtvis en integrerad del av matrisen .
  • AA-filter ( engelsk  Antialiasing- filter), även kallat "lågpassfilter", "lågpassfilter". Fungerar för att eliminera färgmoiréeffekten som är förknippad med färgfilteruppsättningens sida vid sida. Vanligtvis kombinerat med en matris.
  • IR-filter - ett interferens-anti-infrarött filter (IR-högpass), nödvändigt för att eliminera påverkan av den osynliga infraröda delen av spektrumet på bilden. Vanligtvis placerad i närheten av matrisen.

Värmesköldar

Termiskt filter , termiskt filter  - absorberar eller reflekterar selektivt infraröd strålning och överför det synliga ljusområdet med låga förluster. De används i belysningsutrustning, i projektorer för att skydda filmen, samt i mikrofotografering för att skydda biologiska föremål från uppvärmning. Tidigare användes svagt färgade blå och gröna absorptionsfilter (SZS-beteckning - blågrönt glas för de som produceras i Sovjetunionen). Minskningen av produktionskostnaden för mycket effektivare interferensreflekterande filter har lett till massapplicering.

Klassificering av ljusfilter enligt handlingsprincipen

Absorption

( lat.  absorbeo  - jag absorberar). De har spektral selektivitet på grund av olika absorption av olika delar av spektrumet av elektromagnetisk strålning. De mest populära filtren. De tillverkas på basis av färgade optiska glas eller organiska ämnen (till exempel från gelatin).

  • Glasfilter kännetecknas av stabila egenskaper, hög motståndskraft mot temperatur och andra influenser.
  • Gelatinfilter, trots den större variationen av optiska egenskaper, är mekaniskt ömtåliga, bleknar snabbt och är därför mycket mindre vanliga än glas.
  • Plastfilter används på grund av den mycket större lättheten att färga och mängden egenskaper som erhålls jämfört med glas. De är mer hållbara än gelatin.
  • Flytande ljusfilter är kärl med glasväggar fyllda med färglösningar. De används sällan, främst inom vetenskaplig forskning, om ämnet som används har unika egenskaper.

Interferens

Reflekterar en och sänder en annan del av spektrumet av den infallande strålningen, på grund av fenomenet flervägsinterferens i tunna dielektriska filmer.

Reflekterande

Effekten av reflekterande filter är baserad på det spektrala beroendet av reflektionen av ett ogenomskinligt material. Fördelen med ett reflekterande filter framför absorptionsfilter är det unika med ytan som deltar i det optiska systemet och frånvaron av kromatiska aberrationer som introduceras av brytande transparenta medier.

Polariserande

Det finns två typer av polariserande filter för fotografering: cirkulärt polariserat och linjärt. Deras syfte är detsamma: att separera eller vice versa för att markera områden som är rika på reflekterat polariserat ljus. Du kan till exempel filtrera bort de ljusa reflektionerna från vågorna på vattnet genom att fotografera botten, eller fotografera landskapet utanför fönstret utan din egen reflektion i själva fönstret.

  • Linjär polarisering. Linjära filter utför en mycket enkel funktion - de passerar endast ljus med polarisering i ett plan. Filtret kan roteras för att välja polarisationsplanet i vilket ljuset ska passera. Det vill säga, utsignalen från ett linjärt filter är alltid linjärt polariserat ljus. Det här är väldigt enkla och billiga filter, de är perfekta för gamla kameror utan autofokus utan automatisk exponeringsmätning, de är inte lämpliga för moderna SLR-kameror. Om kameran använder en genomskinlig spegel, till exempel för autoexponering eller autofokus, kommer det polariserade ljuset att lura sensorerna och bilden kommer att förstöras.
  • Cirkulär polarisering. Det finns en missuppfattning att ett cirkulärt polariserat filter endast tillåter ljus som är cirkulärt polariserat att passera igenom. Men innebörden av ett cirkulärt polariserande filter är att det gör en cirkulär polarisering av vilken polarisation som helst. Detta innebär att ett sådant filter är lämpligt för alla kameror, inklusive gamla, låter dig bestämma exponeringen korrekt och förhindrar inte att autofokus fungerar. I detta fall kommer onödig bländning att fördröjas på exakt samma sätt som i ett enkelt filter med linjär polarisation. Ett filter med cirkulär polarisation är mer komplicerat än ett linjärt, därför är det dyrare. På utsidan finns ett vanligt linjärt filter, och på insidan är en kvartsvågsplatta limmad, vilket gör att du kan förvandla linjär polarisering till cirkulär. [6] Det bör också noteras att CPL-filtret ger "ren" cirkulär polarisation endast vid någon karakteristisk våglängd (till exempel för HOYA HRT 526 nm [7] ), vid vilken den optiska vägskillnaden mellan de extraordinära och vanliga strålarna i vågplattan är exakt kvarts våglängd. För alla andra våglängder kommer detta filter att ge elliptisk polarisation. [8] [9]

Dispersed

(från latin  dispersio  - spridning) baseras på brytningsindexets beroende av våglängden. I kombination med reflekterande och/eller interferensfilter, såväl som ett raster , används de ofta för att skapa delande optiska system - dikroiska prismor. De används i moderna multimediaprojektorer , där de är huvudverktyget för att dela upp ljusflödet från en kraftfull glödlampa i tre spektralområden. De används som effektiva filter för att få iriserande bilder.

Klassificering enligt typen av allokerad del av spektrumet

Smalband

Unilateral

Bilaterala

Korrigerande

Korrigerande, som delvis absorberar ljus i vissa delar av spektrumet och sänder ut i andra. Till exempel minskar BG34-filtret emissionsintensiteten för en volframhalogenlampa runt 600 nm, samtidigt som all strålning passerar i de röda och blå områdena, där detektorns känslighet är lägre.

Klassificering efter design

Enstaka filter

Runda filter med skruv eller bajonettfäste.

Filtersystem

Kompendium (kompounder) är en filterhållare, vars huvudsakliga egenskap är storleken på det insatta filtret.

Filter vars kännetecken är storlek och form:

  • Fyrkantig - införd i kompendiet och centrerad i mitten.
  • Rektangulär: gradientskuggning.
  • Rund: polariserad, mindre ofta som ett alternativ till kvadrat.

Ytterligare element i filtersystemet ( huvar , adapterringar , etc.).

Se även

Anteckningar

  1. ↑ V.G. Pell. Ljusfiltrets mångfald // Photokinotechnics: Encyclopedia / Kap. ed. E. A. Iofis . — M .: Soviet Encyclopedia , 1981. — 447 sid.
  2. ↑ Vad är ett skyddsfilter. Vad är det för. . "Pro Photo". Hämtad 12 september 2012. Arkiverad från originalet 17 oktober 2012.
  3. ↑ Neutralt densitetsfilter . "Pro Photo". Hämtad 12 september 2012. Arkiverad från originalet 17 oktober 2012.
  4. ↑ Densitetsjusterbara ND-  filter . Hämtad 30 september 2017. Arkiverad från originalet 11 augusti 2017.
  5. ↑ Foto-bioteknologi: Encyclopedia / Ch. ed. E. A. Iofis. - M . : Soviet Encyclopedia, 1981. - 447 sid. — 100 000 exemplar.
  6. ↑ Hur ett polariserande filter fungerar . "Pro Photo". Hämtad 12 september 2012. Arkiverad från originalet 17 oktober 2012.
  7. ↑ Personliga sidor . Tillträdesdatum: 31 juli 2013. Arkiverad från originalet 1 augusti 2013.
  8. ↑ Vladimir Rodionov. Blandningar, filterhållare, filter, reflektorer . ixbt.com (16 juni 2003). Datum för åtkomst: 19 juli 2013. Arkiverad från originalet den 7 september 2013.
  9. ↑ Polariserande filtertest - Om ljus och polarisering - Lenstip.com . Hämtad 31 juli 2013. Arkiverad från originalet 4 augusti 2013.

Litteratur

  • Hayman R. Filters (Rex Hayman. Filters)
  • Yaroslavsky L.P., Merzlyakov N.S. Metoder för digital holografi. - M .: "Nauka", 1977.
  • Fotografisk teknik: Encyclopedia / Kap. ed. E. A. Iofis. - M . : Soviet Encyclopedia, 1981. - 447 sid. — 100 000 exemplar.
  • Chris Weston filter inom fotografering. Programvara och optiska system. - M .: "Konst-vår", 2010

Länkar

 Fotografiska processer
Klassiska fotoprocesser
Silverlösa fotoprocesser
Bearbetningssteg
Färgfotografering
Bildmedia
Utrustning
fotografiskt material
Ytterligare bearbetning