Filtr o neutralnej gęstości

W fotografii i optyce filtr o neutralnej gęstości lub filtr ND to filtr, który równie dobrze pochłania promieniowanie widzialne niezależnie od długości fali . Filtr, który wygląda na szary, nie jest pokolorowany i nie zmienia odcienia ani oddawania barw . Celem tego typu filtra jest zapewnienie fotografowi większej swobody w dostosowywaniu przysłony , czasu naświetlania lub rozmycia ruchu w różnych sytuacjach, zwłaszcza przy zmieniających się warunkach oświetleniowych .

Filtr ND charakteryzuje się współczynnikiem transmisji (lub transmitancji ) lub jego gęstości optycznej D . ${\ mathcal {T}}$

Operacja

Rozważmy przypadek zastosowania filtra: w słoneczny dzień fotograf chce zrobić wodospad z czasem naświetlania wystarczająco długim, aby celowo stworzyć rozmycie ruchu . Aby to zrobić, musi skalibrować swój czas ekspozycji do około dziesięciu sekund. Problem w tym, że w tym czasie wychwytuje zbyt dużo światła, nawet przy czułości ISO i małej przysłonie (np. F / 16 lub f / 22), a to dlatego, że czas naświetlania jest zbyt długi. Światłoczuła powierzchnia otrzyma zbyt dużą ekspozycję na światło : zdjęcie z pewnością wyjdzie prześwietlone . Jeśli używany jest tryb priorytetu przysłony, aparat automatycznie wybierze czas ekspozycji, który jest zbyt krótki, aby uzyskać żądany efekt. W takiej sytuacji zastosowanie odpowiedniego filtra ND sprowadza się do sztucznego zmniejszania przysłony , a tym samym wydłużania czasu naświetlania i wywoływania efektu rozmycia w ruchu.

Używa

Granica dyfrakcji zapobiega stosowaniu zbyt małych apertur ( duża liczba apertur f / xx) pod groźbą uzyskania znacznie zdegradowanego obrazu. Minimalna przysłona zmienia się w zależności od rozmiaru czujnika fotograficznego (filmowego lub cyfrowego); dla większości obiektywów fotograficznych wynosi od f / 16 do f / 22. W przypadku dużych formatów może osiągnąć wartość f / 32.

Zastosowanie filtra o neutralnej gęstości pozwala fotografowi ograniczyć ilość światła docierającego do wrażliwej powierzchni w celu:

aby uniknąć prześwietlenia w bardzo jasnym otoczeniu;

zwiększenie czasu naświetlania dla tej samej ekspozycji, co umożliwia uzyskanie zdjęć o długiej ekspozycji, takich jak efekt rozmycia w ruchu (np. wodospady, rzeki, reflektory samochodów w mieście itp.) lub wygładzenie tafli wody;

używać większej przysłony (mniejsza liczba przysłon f / xx) dla tej samej ekspozycji, co spowoduje zmniejszenie głębi ostrości ; obiektyw może być następnie używany przy średniej aperturze, dla której aberracje są na ogół zminimalizowane.

Za pomocą aparatu cyfrowego fotograf może bezpośrednio zobaczyć renderowanie i wybrać filtr o neutralnej gęstości, aby sfotografować ujęcie: najpierw ustawia żądaną przysłonę, aby uzyskać maksymalną ostrość lub głębię ostrości. Czas naświetlania jest ustawiony tak, aby uzyskać jak najlepsze rozmycie poruszającego się obiektu. Aby to zrobić, urządzenie musi być ustawione w trybie ręcznym. Globalny ekspozycji jest regulowany czas ekspozycji lub otworu, odnotowując wykonać otwór dla ekspozycji być wystarczające, fotograf zna kaliber filtr szary w użyciu, co odpowiada różnicy parametrów. Otworu pomiędzy dwoma ustawienia.

Filtry o neutralnej gęstości służą do kontrolowania ekspozycji katadioptrycznych soczewek fotograficznych , stosowanych od czasu rezygnacji z przesłon tęczówkowych , których użycie zwiększyło współczynnik środkowej przeszkody, prowadząc do słabych wyników.

Filtry o neutralnej gęstości mają wiele zastosowań w dziedzinie laserów o wysokiej precyzji, ponieważ mocy lasera nie można regulować bez zmiany innych wewnętrznych właściwości (na przykład kolimacji wiązki). Ponadto większość laserów ma próg mocy, od którego mogą działać. Aby osiągnąć pożądane tłumienie światła, na wiązce można umieścić jeden lub więcej filtrów o neutralnej gęstości.

Widoki z szerokiego teleskopu mogą spowodować, że Księżyc i planety będą zbyt jasne lub spowodować utratę kontrastu. Filtr o neutralnej gęstości może zwiększyć tę ostatnią i zmniejszyć jasność, co ułatwia obserwację gwiazd.

Warianty

Ukończył filtr ND jest podobny do filtru ND tym wyjątkiem, że transmitancja (i gęstość optyczna) zmienia się stopniowo w poprzek powierzchni filtra. Może to być szczególnie przydatne, gdy tylko jeden obszar obrazu jest zbyt jasny w porównaniu z pozostałymi: tak jest na przykład w przypadku zachodów słońca. Strefa przejściowa lub skok jest dostępna w różnych wariantach: miękka, twarda lub wyciszona. Najczęściej używany jest miękki skok, który umożliwia płynną zmianę między obszarem filtrowanym a obszarem normalnym. Twarde skoki sprawiają, że przejście jest ostre, a przejście stopniowo słabnie przez większość filtra, więc przejście jest ledwo zauważalne.

Istnieje inny typ filtra kołowego o neutralnej gęstości. Tworzą go dwa krążki z perforowanego szkła, których gęstość naniesionego produktu zwiększa się wokół perforacji, na powierzchni czołowej każdego krążka. Kiedy dyski obracają się naprzeciw siebie, efektywna transmisja może wahać się od 0% do 100%. Stosowane są w teleskopach katadioptrycznych (patrz wyżej), a także w każdym systemie wymagającym pracy ze 100% aperturą (najczęściej ze względu na konieczność pracy tego układu z maksymalną rozdzielczością przestrzenną ).

W praktyce filtry o neutralnej gęstości nie są oczywiście doskonałe, ponieważ nie zmniejszają również intensywności każdej długości fali. W rezultacie mogą powodować bardziej uwydatnione odcienie na niektórych obrazach, a zjawisko to jest gorsze w przypadku tanich filtrów. Jeszcze bardziej irytujące jest to, że większość filtrów o neutralnej gęstości nie obejmuje zakresu częstotliwości większych niż widmo widzialne , a zatem nie blokuje promieniowania podczerwonego i ultrafioletowego . Może to być niebezpieczne, jeśli do obserwacji źródeł promieniowania (takich jak Słońce lub zjawisko promieniowania ciała doskonale czarnego ) używa się filtrów o neutralnej gęstości , które emitują dużą ilość niewidzialnego promieniowania: oko może być uszkodzone, nawet jeśli źródło nie jest jasne za filtrem. W celu zapewnienia bezpiecznego widoku należy wtedy użyć specjalnych filtrów.

Tańszą alternatywą dla filtrów ND jest domowy filtr z kawałkiem szkła spawalniczego, który działa jak 10-stoperowy ogranicznik otworu.

Rodzaje filtrów ND

W fotografii filtry ND klasyfikuje się według ich gęstości optycznej lub, w równoważny sposób, zmniejszenia liczby apertur w „stopniach”, a nawet współczynnika mnożenia czasu naświetlania. W mikroskopii czasami stosuje się przepuszczalność. Na przykład użycie filtra ND 104 przepuszcza tylko jedną szesnastą światła: może otworzyć 4 stopnie lub pomnożyć czas naświetlania o 16, zachowując ekspozycję.

Notacja numeru ND1	Gęstość optyczna	Współczynnik czasu ekspozycji	Przepuszczalność	Przepuszczalność (%)	Zmniejszenie liczby apertur na przystankach
			1	100%	0
ND 101	ND 0,3	ND2	1/2	50%	1
ND 102	ND 0,6	ND4	1/4	25%	2
ND 103	ND 0,9	ND8	1/8	12,5%	3
ND 104	ND 1.2	ND16	1/16	6,25%	4
105	ND 1,5	ND32	1/32	3,125%	5
ND 106	ND 1,8	ND64	1/64	1,563%	6
	ND 2.0	ND100	1/100	1%	6 2/3
ND 107	ND 2.1	ND128	1/128	0,781%	7
108	ND 2.4	ND256	1/256	0,391%	8
	ND 2,6	ND400	1/400	0,25%	8 2/3
109	NO 2,7	ND512	1/512	0,195%	9
ND 110	ND 3.0	ND1024 (zwany również ND1000 )	1/1024	0,098%	10
NR 111	ND 3.3	ND2048	1/2048	0,049%	11
ND 112	ND 3.6	ND4096	1/4096	0,024%	12
113	ND 3,9	ND8192	1/8192	0,012%	13

Uwaga: Hoya, B + W, Cokin używają nazw ND2 lub ND2x itd .; Lee, Tiffen używają nominałów 0.3ND, itd .; Leica używa nominałów 1x, 4x, 8x itd.

Jeśli używanych jest kilka filtrów ND, należy pomnożyć transmitancje i dodać gęstości optyczne. Na przykład filtr ND4 zamontowany na filtrze ND8 jest równoważny filtrowi ND32.

Uwagi i odniesienia

(fr) Ten artykuł jest częściowo lub w całości zaczerpnięty z artykułu Wikipedii w języku angielskim zatytułowanego „ Neutral density filter ” ( zobacz listę autorów ) .

(w) „ IFW Intelligent Filter Wheel ” (dostęp: 28 listopada 2012 )
(in) „ Use Welding Glass Stops As 10 ND Filter ” (dostęp: 28 listopada 2012 )
„ CAMERA LENS FILTERS ” (dostęp 12 czerwca 2014 )
„ filtrów fotograficznych ”
„ bokeh.fr ”