Глаз как оптический прибор – явление уникальное. То, что может увидеть глаз, не может зафиксировать ни один прибор. Чтобы передать зрителю впечатление от увиденного, фотографу приходится прибегать к всевозможным ухищрениям. Представьте себе, Вы всего лишь зажмурились, и картина изменилась, а чтобы передать это впечатление, Вам придется строить весьма сложную оптическую систему. Глаз - это оптический прибор, подсоединенный к мощной вычислительной машине, которая фильтрует и склеивает фрагменты изображения. Чтобы запечатлеть ту же картину только оптическими методами, приходится использовать наши знания о волновой природе света. Наиболее наглядно волновая природа света проявляется при использовании поляризационных и дифракционных фильтров.
Эти фильтры по своей фотографической сути являются эффектными, то есть применяются не для исправления погрешностей эмульсии пленки, а для достижения определенных эффектов, отвечающих творческим замыслам автора.
Поляризационные фильтры применяются как в цветной, так и черно-белой фотографии для того, чтобы пропустить свет, поляризованный только в одной плоскости. Свет поляризуется при отражении и рассеянии, а также при прохождении через некоторые кристаллы. Например , в кристалле исландского шпата свет, поляризованный в разных плоскостях, преломляется под разными углами, а в кристалле турмалина по-разному поглощается. Свойства некоторых материалов по-разному преломлять или поглощать поляризованный в разных плоскостях свет используются для изготовления поляризационных фильтров или насадок. Источником света, поляризованного при рассеянии, является голубое небо. Направление поляризации в любой точке составляет прямой угол с линией, соединяющей эту точку с солнцем. Частично перекрывая этот свет, можно притемнить небо, не влияя на любую другую часть фотографии. Эффект от использования поляризационного фильтра сопоставим с результатом применения желтого фильтра в черно-белой фотографии. Однако поскольку фильтр не имеет окраски, то он может применяться и в цветной фотографии. Свет, отраженный от блестящей поверхности диэлектриков (жидкостей, стекла , лаковой мебели, листьев, пластмасс), линейно поляризован. Это свойство можно использовать, чтобы ослабить или усилить эти отражения. Наиболее часто необходимость в применении фильтра возникает при фотографировании витрин магазинов, человека в очках, картины за стеклом , водоема со спокойной поверхностью воды. Отраженный свет полностью поляризован при угле падения светового луча равном арктангенсу показателя преломления и называемом углом Брюстера. (Для стекла этот угол равен 56 °, для воды 53°). Особый случай применения поляризационных фильтров - это съемка объектов, освещенных поляризованным светом. Наиболее часто используется освещение поляризованным светом при съемке кристаллов с двойным преломлением (исландский шпат, кварц, слюда) или при фотографировании предметов из материалов, в которых двойное преломление возникло вследствие местных внутренних напряжений.
Наиболее употребительными в фотографии являются «поляроидной пленки». Один из сортов этих пленок представляет собой крохотные дихроичные кристаллы, параллельно ориентированные в твердой связующей среде. Имеющиеся сегодня в продаже фильтры делятся на фильтры с линейной и круговой поляризацией. Последние состоят из «поляроидной пленки», и «пластинки в четверть волны».
[Следует заметить, что фильтр дает круговую поляризацию только при одной длине волны, для которой оптическая разность хода между обыкновенным и необыкновенным лучами при прохождении через двоякопреломляющую кристаллическую пластинку составляет четверть длины волны. Для других длин волн этот фильтр будет давать эллиптическую поляризацию.]
Любой свет, отраженный от диэлектрического зеркала, частично поляризован, поэтому вращение фильтра с линейной поляризацией будет приводить к изменению показаний встроенного экспонометра, поскольку свет на чувствительный элемент попадает, как правило, отразившись от нескольких зеркал. Мои эксперименты с аппаратом CANON EOS 50 показали, что при вращении линейного поляризационного фильтра, надетого на объектив камеры направленной на лампу накаливания, значения выдержки менялись на 30%. Вращение фильтра с круговой поляризацией практически не сказалось на показаниях экспонометрической системы ТТЛ.
Для тех, кто пользуется отдельным экспонометром при съемке, нет никакой необходимости пользоваться фильтром с круговой поляризацией. Вам следует замерить кратность вашего фильтра и вносить соответствующую поправку при съемке. Хотя теоретически идеальный поляризационный светофильтр должен уменьшить интенсивность падающего на него света лишь наполовину, практически его кратность достигает 3,5.
[Вообще говоря, при съемках кристаллов полезно иметь оптическую установку, в которой перед объективом фотоаппарата закреплена пластинка в четверть волны, а затем линейный анализатор, и они могут независимо вращаться. В этом случае, вращая пластинку можно превратить эллиптически поляризованный свет в линейно поляризованный, а затем усилить или ослабить блик, вращая линейный анализатор.]
Поляризационные фильтры позволяют выделить и усилить ту, часть изображения , что реально существует и не зависит от используемой оптики. Звездные же фильтры добавляют оптические эффекты, присущие оптической системе. Наиболее близкая аналогия - это взгляд через ресницы, когда Вы зажмуриваете глаза.
Эффект дифракции на всевозможных решетках и сетках, а также преломления света на микропризмах активно используется в фотографии для создания звездных и ореольных эффектов от наиболее ярких деталей сюжета. Применяя фильтры с различным числом линий на миллиметр и ориентацией этих линий, можно получить звезды с любым числом точек вокруг каждой наиболее яркой детали сюжета. Приставки призматического типа создают лучистый эффект с лучами, содержащими все цвета спектра, расходящимися из одного центра.
Для того, чтобы проиллюстрировать эффекты, вызываемые поляризационными и звездными фильтрами я воспользовался статуэткой жирафа из органического стекла.
Итак, жираф большой, с ним видней.
Жираф был освещен контровым ( примерно под 30 ° к оптической оси объектива фотоаппарата) линейно поляризованным светом от диапроектора Киев 66.
Съемка производилась аппаратом Canon EOS 50 с объективом 28-80 мм. На объектив был навинчен поляризационный фильтр и к нему крепился компендиум для крепления эффектных фильтров. Как фон использовался черный вельвет. Сперва, вращая поляризационные фильтры, на проекторе и фотоаппарате я добился полного гашения прямого света от источника. Получилось изображение, сформированное деполяризованным на краях за счет рассеяния и в толще за счет двойного лучепреломления вызванного остаточными напряжениями в стекле. Эффект двойного лучепреломления можно усилить приложив нагрузку к статуэтке (положив на нею утюг). Органическое стекло - более интересный материал, чем обычное стекло или хрусталь, поскольку незначительные напряжения вызывают существенную оптическую анизотропию. В этом случае появляется весьма интересный цветной узор. Однако его яркость мала по сравнению с бликами на краях, и запечатлеть его можно, только снимая фрагмент статуэтки. Подобную интерференционную картинку можно наблюдать при съемке жидких кристаллов под поляризационным микроскопом.