Светофильтры

Светофильтры по-прежнему имеют много применений в цифровой фотографии и должны быть важной частью экипировки любого фотографа. Это могут быть поляризационные фильтры для снижения яркости и повышения насыщенности или просто защитные фильтры для пущей сохранности передней линзы. Данная глава познакомит вас с этими и другими фильтрами, которые нельзя воспроизвести при помощи цифрового редактирования. Общие проблемы и недостатки, а также размеры фильтров обсуждаются в конце.

Обзор: типы светофильтров

Наиболее часто в цифровой фотографии используют поляризационные (линейные или круговые), защитные (UV/haze), нейтральные, градиентные и холодные/тёплые или цветные фильтры. Примеры использования каждого из них приведены ниже:

Линейные и круговые поляризационные фильтры

Поляризационные фильтры («поляризаторы») обозначаются аббревиатурой PL (C-PL). Это, пожалуй, самые важные фильтры в пейзажной и ландшафтной съёмке. Их работа заключается в снижении количества отражённого света, попадающего на сенсор камеры. Аналогично поляризующим очкам, поляризаторы придадут небесам более глубокую синеву, уменьшат яркость и отражения от воды и других поверхностей, а также уменьшат контраст между небом и землёй.

Заметьте, как небо становится намного более синим, и как листва и камни прибавляют в цвете. Интенсивность поляризующего эффекта может быть изменена вращением фильтра, хотя не имеет смысла вращать его более, чем на пол-оборота (180°), поскольку далее все возможные интенсивности повторяются. Используйте видоискатель или экран камеры, чтобы наблюдать за эффектом, который достигается вращением поляризационного фильтра.

Эффект поляризации может значительно усиливаться или ослабевать в зависимости от направления камеры относительно солнца. Эффект усиливается в направлении,перпендикулярном к солнечному свету. Это значит, что если солнце находится в зените, максимальный эффект будет достигнут во всех направлениях.

Однако использовать поляризационные фильтры нужно с осторожностью, поскольку они могут негативно повлиять на снимок. Поляризаторы существенно сокращают количество света, который достигает сенсора камеры, зачастую на 2-3 f-ступени (от 1/4 до 1/8 количества света). Это означает, что риск размытия при съёмке с рук значительно повышается и в некоторых случаях может сделать получение снимков движения невозможным.

Вдобавок, использование поляризатора на широкоугольном объективе может создать неравномерное или ненатурально выглядящее небо с видимым затемнением. На примере слева заметны неоднородность и чрезмерное затемнение неба.

Линейные и круговые поляризаторы: на сегодня разработано широкое разнообразие круговых поляризаторов, которые позволяют системам экспозамера и автофокуса камеры функционировать корректно. Линейные поляризаторы намного дешевле, но не могут использоваться с камерами, в которых применяется сквозной (через объектив) метод экспозамера и автофокуса, называемый также TTL (through-the-lens), — а он используется практически во всех цифровых зеркальных камерах. Можно было бы, конечно, делать предварительный экспозамер и автофокус, но вряд ли это удобно.

Нейтральные фильтры

Нейтральные фильтры обозначаются аббревиатурой ND (neutral density). Их действие заключается в равномерном уменьшении количества света, попадающего на сенсор камеры. Они полезны для получения достаточно большого времени экспозиции, если его невозможно достичь иначе в диапазоне доступных апертур диафрагмы (при минимальной светочувствительности ISO).

Ситуации, в которых могут пригодиться нейтральные фильтры:

• Сглаживание движения воды в водопадах, реках, океанах и т.д.
• Достижение меньшей глубины резкости в очень ярком свете
• Уменьшение дифракции (которая снижает резкость) посредством раскрытия диафрагмы
• Размытие или исключение движущихся объектов (таких как люди и машины)
• Создание размытия для передачи движения объектов (motion blur)

Используйте нейтральные фильтры только тогда, когда это абсолютно необходимо, поскольку они эффективно уменьшают освещённость, которую можно было использовать, чтобы получить более короткую выдержку (чтобы заморозить движение), закрыть диафрагму (для глубины резкости) или понизить чувствительность ISO (чтобы уменьшить визуальный шум). Кроме того, некоторые нейтральные фильтры могут незначительно изменить цветовой баланс изображения.

Понять, насколько уменьшает освещённость тот или иной нейтральный фильтр, порою затруднительно, поскольку производители используют разные форматы обозначений:

Обычно для большинства сцен наподобие водопадов достаточно нескольких ступеней диафрагмы, так что большинство фотографов просто держат при себе один или два разных нейтральных фильтра. Экстремальное подавление освещённости может позволить довольно длительные выдержки даже в яркий солнечный день.

Градиентные нейтральные фильтры.

Градиентные нейтральные фильтры обозначают аббревиатурой GND (graduated neutral density). Они снижают степень освещённости изображения в соответствии с мягким геометрическим шаблоном. Порой их также называют «сплит-фильтры». Градиентные фильтры идеально подходят для съёмки сцен с простой геометрией света, такой как линейное изменение от тёмного к светлому, которое часто встречается в пейзажной и ландшафтной съёмке (внизу).

До появления цифровых камер градиентные фильтры были абсолютно необходимы при съёмке драматично освещённых пейзажей. Цифровые камеры позволяют сделать два разных снимка и совместить их программно, используя линейный градиент. С другой стороны, применить такую технику невозможно для быстро движущихся предметов или изменяющегося освещения (если только не иметь дела с одной экспозицией, извлечённой дважды из файла в формате RAW, но тем самым умножаются шумы). Многие предпочитают использовать GND, чтобы видеть, каким будет итоговое изображение, в видоискателе или на ЖК-экране.

Существует широкое разнообразие градиентных фильтров. Наиболее важным параметром является скорость изменения от светлого к тёмному, что обычно называют «мягкой» или «жёсткой» гранью для постепенного или более резкого изменения, соответственно. Выбирают их, исходя из того, насколько резко изменяется освещённость сцены, где резкий переход от тёмной земли к яркому небу может потребовать более жёсткого фильтра, например. Иначе, затемнение может быть круговым, чтобы добавить или убавить света на краях изображения (виньетирование).

Использование фильтра подразумевает аккуратность и обычно требует штатива. Мягкий фильтр обычно более гибок и толерантен к неточностям. С другой стороны, мягкая грань может привести к лишнему затемнению или осветлению вблизи зоны перехода освещённости, если этот переход резче, чем фильтр. Стоит также принять во внимание, что вертикальные объекты, пересекающие зону перехода, могут оказаться неестественно тёмными.

Проблема терминологии мягкого и жёсткого перехода состоит в том, что она не стандартизирована и варьируется у разных производителей. То, что одна компания назвала мягким фильтром, другая назовёт жёстким. Поэтому имеет смысл рассматривать каждый фильтр индивидуально, чтобы оценить его тип. Большинство производителей демонстрируют на своих сайтах пример фильтра.

Второй важной характеристикой является разность между пропуском света на концах градиента (в вышеприведенных примерах между верхней и нижней частями). Эта разность выражается в тех же терминах, что и для нейтральных фильтров из предыдущей главы. «0.6 ND» в этом случае означает на 2 f-ступени (1/4) меньше пропускаемого света на затемнении, чем на светлой части фильтра. Аналогично, 0.9 ND означает на 3 f-ступени меньше света (1/8) на одной стороне. Для большинства пейзажей достаточно 1-3 f-ступеней.

Противотуманные и ультрафиолетовые фильтры

Сегодня UV-фильтры в-основном используют для защиты передней линзы объектива, поскольку они прозрачны и не вносят заметных изменений в изображение. Для плёночных камер ультрафиолетовые фильтры уменьшали дымку и повышали контраст, минимизируя попадание ультрафиолетового излучения на плёнку. Проблема с ультрафиолетовым светом в том, что он невидим для человеческого глаза, но зачастую, когда солнце в дымке, значительное количество ультрафиолета рассеивается в атмосфере и влияет на экспозицию, уменьшая контраст. К счастью, сенсоры цифровых камер настолько менее чувствительны к ультрафиолету, чем плёнка, что фильтровать его больше нет необходимости.

Однако ультрафиолетовые фильтры потенциально способны понизить качество изображения, прибавляя блики, меняя оттенки цвета или снижая контраст. Многослойные фильтры практически лишены бликов, и сохранение фильтра в чистоте минимизирует потери качества изображения (хотя даже невидимые микроцарапины повлияют на резкость и контраст). Высококачественные ультрафиолетовые фильтры не вносят никаких изменений в соотношение цвета.

Для цифровых камер преимущества ультрафиолетового фильтра (защита) в противовес потенциальным потерям в качестве изображения являются предметом частых дискуссий. Для дорогих объективов фактор защиты зачастую является определяющим, поскольку намного проще заменить фильтр, чем починить объектив. Однако для объективов среднего класса или компактных цифровых камер защита намного менее важна, и выбор определяется скорее личными предпочтениями.

Ещё одно соображение состоит в том, что защитные фильтры могут повысить продажную стоимость объектива, сохраняя его переднюю линзу в нетронутом виде. В этом смысле защитный фильтр может даже рассматриваться как повышающий качество изображения (по сравнению с незащищённым объективом), поскольку он может быть легко заменён, как только станет заметно влиять на изображение.

Тёплые и холодные фильтры

Тёплые и холодные фильтры изменяют баланс белого света, достигающего сенсора камеры. Это может быть как средством коррекции неестественного соотношения цветов, так и средством создания такового, например, добавляя теплоты в облачный день, чтобы он выглядел как на закате.

Такие фильтры существенно потеряли свою важность с приходом цифровых камер, поскольку они автоматически корректируют баланс белого, и он может быть скорректирован впоследствии вручную при съёмке в файл формата RAW. С другой стороны, некоторые ситуации могут по-прежнему требовать цветных фильтров, такие как необычное освещение (на вышеприведенном примере) или при съёмке под водой, поскольку обилие монохроматического света делает невозможным восстановление цвета без появления большого количества шумов в отдельных каналах цвета.

Проблемы использования фильтров

Следует использовать фильтры только по необходимости, ведь они могут также отрицательно повлиять на изображение, поскольку вносят дополнительный слой стекла между сенсором камеры и предметом съёмки и в результате могут снизить качество изображения. Обычно это проявляется в форме изменения соотношения цвета, снижения локального или общего контраста, а также появления или увеличения числа бликов, вызванных светом, непредвиденно отразившимся внутри фильтра.

Фильтры могут также вызвать физическое виньетирование (затемнение на краях изображения), если их оправа оказывается на пути света, попадающего в объектив (на примере справа). Эта виньетка вызвана размещением поляризационного фильтра поверх защитного при использовании широкоугольного объектива, что вызвало попадание оправы внешнего фильтра в кадр. Наложение фильтров может усилить все вышеописанные проблемы.

Выбор размера фильтра для объектива

Существует два основных вида фильтров: навинчивающиеся и накладные. Последние предоставляют большую гибкость, поскольку могут быть использованы практически с любым объективом, однако их использование может также оказаться и более обременительным, поскольку их придётся держать перед объективом. С другой стороны, существуют наборы для фиксации фильтров, которые могут упростить процесс. Навинчивающиеся фильтры могут обеспечить герметичное соединение, необходимое для защиты, и не могут быть случайно сдвинуты в процессе экспозиции. Основным недостатком является фиксированный диаметр резьбы.

Размер навинчивающегося фильтра выражается его диаметром, который соответствует диаметру передней кромки объектива, обычно указанному на нём. Этот диаметр выражается в миллиметрах и как правило варьируется от 46 до 82 мм для цифровых зеркальных камер. Переходные кольца могут позволить использовать на данном объективе фильтр с большим или меньшим диаметром, однако уменьшение диаметра может вызвать серьёзное виньетирование (поскольку фильтр может заблокировать свет на краях линз), а увеличение диаметра означает, что фильтр выступает за края объектива (и вносит потенциальные неудобства).

Высота оправы фильтра тоже может быть важна. Для использования на широкоугольных объективах без виньетирования разработаны ультратонкие и другие специальные фильтры. С другой стороны, они могут стоить значительно дороже и зачастую не имеют передней резьбы для наложенного фильтра (а иногда и пространства для крепления крышки объектива).