Съёмочные светофильтры.

         Светофильтр представляет собой светопоглощающую среду, при прохождении через которую свет не только теряет свою интенсивность, но и изменяет спектральный состав. Светофильтры бывают жидкостные, пластмассовые, желатиновые и стеклянные, окрашенные в массе.
         Стеклянные светофильтры, применяемые в фотографической практике, можно условно разбить на следующие подгруппы: контрастирующие, компенсационные, поляризационные, нейтрально-серые, диффузионные, монохроматические, селективные, субтрактивные, аддитивные. Так как светофильтр при съемке поглощает часть излучения, проходящего через объектив, экспозиция на поверхности эмульсионного слоя фотографического материала будет меньше, чем при съемке без светофильтра, т. е. светочувствительность фотопленки как бы уменьшается. Полученная светочувствительность фотоматериала называется эффективной .
         Ее можно определить, зная кратность светофильтра q, которая показывает, во сколько раз необходимо увеличить экспозицию при съемке со светофильтром, чтобы получить такой же фотографический эффект, как и при его отсутствии:

.

         При съемке удаленных объектов наблюдается существенное понижение контраста объекта K_{о.практ.}, за счет воздушной дымки, обусловленной некоторыми особенностями рассеяния света атмосферой:

.

         где

         B_рас — яркость, обусловленная рассеянием света атмосферой.
         Интенсивность рассеяния света атмосферой I_рас зависит от длины волны : чем короче длина волны , тем больше I_рас

1. идеальной
2. реальной
3. дымки и тумана.
4. Влияние желтого контрастирующего светофильтра на уменьшение интенсивности рассеяния света
   

   Кроме того, интенсивность рассеяния света атмосферой зависит и от величины инородных твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии, т. е. показатель степени длины волны , определяется размером частиц. В случае ( идеальной дымки 1 ) этот показатель равен 4

   
   
   Интенсивность рассеяния света атмосферой в случае
   1. идеальной
   2. реальной
   3. дымки и тумана.
   4. Влияние желтого контрастирующего светофильтра на уменьшение интенсивности рассеяния света
   
   

   (кривая 1). Когда же размер частиц соизмерим с длиной волны ( реальная дымка 2 ), 0 < n < 4

   
   
   Интенсивность рассеяния света атмосферой в случае
   1. идеальной
   2. реальной
   3. дымки и тумана.
   4. Влияние желтого контрастирующего светофильтра на уменьшение интенсивности рассеяния света
   
   

   (кривая 2). При тумане размер частиц, находящихся в атмосфере, гораздо больше длины волны и n = 0, т. е. в этом случае рассеяние света атмосферой не зависит от длины волны

   
   
   Интенсивность рассеяния света атмосферой в случае
   1. идеальной
   2. реальной
   3. дымки и тумана.
   4. Влияние желтого контрастирующего светофильтра на уменьшение интенсивности рассеяния света
   
   

   (прямая 3). Для увеличения контраста при фотосъемке объектов, расположенных на больших расстояниях (аэрофотография, космическая фотография и т. д.), применяют контрастирующие светофильтры: желтый, оранжевый или красный, которые существенно уменьшают составляющую рассеянного света ( B_рас ), состоящую в основном из синих лучей

   
   
   Интенсивность рассеяния света атмосферой в случае
   1. идеальной
   2. реальной
   3. дымки и тумана.
   4. Влияние желтого контрастирующего светофильтра на уменьшение интенсивности рассеяния света
   
   

   (смотри диаграмму 4). Цвет светофильтра выбирается в зависимости от степени задымленности атмосферы. При сильном тумане контрастирующие светофильтры практически не способствуют увеличению контраста, поэтому обычно при съемке в этих условиях рекомендуют применять фотоматериалы, чувствительные к инфракрасной области спектра.
            При съемке на изопанхроматический галогенсеребряный фотоматериал наблюдаются яркостные искажения из-за того, что он реагирует на различные излучения видимой части спектра совсем по-другому, чем человеческий глаз

   
   
   Кривая спектральной чувствительности изопанхроматического фотоматериала
   1. без светофильтра
   2. Кривая видности человеческого глаза
   3. при использовании селенового фотоэлемента
   4. при использовании сернисто-кадмиевого фоторезистора
   5. при использовании компенсационного светофильтра
   
   

   (кривая). Применение при фотосъемке желто-зеленых (ЖЗС-5, ЭКЗС-9) или желтых (ЖС-12, ЭКС-17, ЭКС-18) светофильтров, которые называются компенсационными, позволяет исключить или существенно уменьшить яркостные искажения при проведении фотопроцесса. Компенсационные светофильтры за счет значительного поглощения синих и красных лучей видимого спектра компенсируют (уменьшают) чрезмерную светочувствительность галогенсеребряного фотоматериала к этим лучам и позволяют приблизить кривую спектральной чувствительности изопанхроматического фотоматериала 5 к кривой видности человеческого глаза 2

   
   
   Кривая спектральной чувствительности изопанхроматического фотоматериала
   1. без светофильтра
   2. Кривая видности человеческого глаза
   3. при использовании селенового фотоэлемента
   4. при использовании сернисто-кадмиевого фоторезистора
   5. при использовании компенсационного светофильтра
   
   

   (смотри кривую 2).
            Когда невозможно уменьшить величину экспозиции диафрагмированном объектива или изменением скорости работы затвора фотоаппарата при проведении фотосъемки в горах, на море и в других случаях, применяют нейтрально-серые светофильтры. Они имеют большую кратность и тем самым существенно понижают общую интенсивность света, практически не изменяя при этом его спектрального состава

   
   
   Кривая поглощения нейтрального (а) и ультрафиолетового (b) светофильтров
   

   (кривая а). Для уменьшения сильного воздействия ультрафиолетовых лучей на фотографический материал при данных условиях съемки я в черно-белой, и в цветной фотографии целесообразно использовать ультрафиолетовые светофильтры

   
   
   Кривая поглощения нейтрального (а) и ультрафиолетового (b) светофильтров
   

   (кривая b). Их применяют при печати цветных фотоотпечатков, как правило, они вмонтированы в большинство выпускаемых промышленностью цветосмесительных головок.
            Известно, что солнечный свет и свет от многих искусственных источников распространяется прямолинейно во всех направлениях и представляет собой колебания электрических и магнитных полей, которые происходят под различными углами к линии распределения светового луча. Свет, падая на некоторые поверхности, такие как листва, кожа, стекло, дерево, фарфор, пластмасса, металл, водная поверхность, почти зеркально отражается (бликует), т. е. поляризуется. Колебание светового пучка в этом случае происходит только в одной плоскости

   
   
   Схема, поясняющая поляризацию света:
   1. источник света;
   2. ось светового пучка;
   3. колебания света во взаимоперпендикулярных пучках;
   4. поляризатор;
   5. анализатор;
   6. поляризованный свет;
   7. неполяризованный свет
   
   

   Поляризация наивысшей степени наблюдается, когда тангенс угла падения светового луча равен показателю преломления материала, отражающего свет, а угол падения светового луча в зависимости от вида материала равен 53-57°. Для того чтобы убрать яркие блики поляризованного света, возникающие при отражении дневного света от зеркально поляризованной поверхности диэлектриков, т. е. задержать поляризованный пропускают только рассеянно-отраженный свет от объекта съемки. В случае цветной фотографии это приводит к увеличению цветовой насыщенности как на цветном фотоотпечатке, так и на цветном слайде.
            Поляризационные светофильтры изготовляют из специального материала, называемого поляроидом, и помещают во вращающиеся оправы. Количество света, прошедшего через светофильтр, определяется ориентацией поляроида относительно плоскости поляризации. При одинаковой ориентации свет проходит через светофильтр полностью, когда же угол ориентации равен 90°, свет через светофильтр практически не проходит. С помощью поляризационного светофильтра в цветной фотографии можно изменить тональность неба, а именно, притемнить небо синего цвета, не оказывая влияния на другие цвета, это оживает его цвет н придаст дополнительную насыщенность всему фотоснимку. Наблюдая за объектом съемки через поляризационный светофильтр, его медленно вращают до исчезновения блика на поверхности объекта. Кратность поляризационного светофильтра довольно велика (до 8), причем она непостоянна и зависит от установки поляризатора. Часто фотографы поляризационные светофильтры применяют как нейтрально-серые: вращая один светофильтр относительно другого, можно значительно изменить его оптическую плотность и тем самым ослабить действие света на фотоматериал до 10⁵ раз.