Filtr Polaryzacyjny

Światło odbite od błyszczących powierzchni takich jak woda, szkło, płaszczyzny lakierowane, glansowany papier, folie z tworzyw sztucznych, błyszczące liście trawy - ulega spolaryzowaniu. Światło słoneczne rozproszone w atmosferze ulega także częściowemu spolaryzowaniu. Co to jednak oznacza, że światło jest spolaryzowane?

Otóż jeżeli wyobrazimy sobie fale świetlne w postaci drgań, to drgania te przebiegają we wszystkich płaszczyznach usytuowanych prostopadle do kierunku rozchodzenia się światła. Gdy promień świetlny padnie na szybę szklaną i odbije się od niej, okaże się, że drgania tej odbitej fali świetlnej nie przebiegają już we wszystkich kierunkach i płaszczyznach lecz tylko w jednej płaszczyźnie. Takie uporządkowanie drgań w jednej płaszczyźnie nazywamy liniowym spolaryzowaniem światła. Światło spolaryzowane tak zresztą jak inne światło tworzy obrazy optyczne i powoduje naświetlenie błony fotograficznej. Fotografując obiekty błyszczące, takie jak szyby wystaw sklepowych, gładkie powierzchnie zbiorników wodnych (stawy, kałuże), przedmioty lakierowane, polerowane itp. powoduje, iż odbite od nich światło spolaryzowane tworzy na obrazie fotograficznym niekorzystne odblaski, które niszczą poprawny kontrast światłocienia. Można te odblaski wygaszać zakładając na obiektyw aparatu filtr polaryzacyjny.

Obracając filtr w oprawce dookoła jego osi optycznej znajdziemy takie położenie, w którym obie płaszczyzny (płaszczyzna polaryzacji filtru i płaszczyzna polaryzacji światła) są zgodne. Wówczas o filtr przepuści spolaryzowane promienie światła. Jeżeli jednak obrócić filtr o 90° w stosunku do poprzedniego położenia, wówczas płaszczyzna polaryzacji światła i płaszczyzna polaryzacji filtru będą do siebie prostopadłe czyli będą skrzyżowane względem siebie. W tej sytuacji filtr zatrzyma wszystkie promienie spolaryzowane, inaczej mówiąc wygasi je. Promienie niespolaryzowane filtr oczywiście przepuści.

Opisane powyżej filtry nazywamy filtrami liniowymi, ponieważ mają one właściwości liniowego polaryzowania światła w jednej, określonej płaszczyźnie. Jeżeli filtr taki założyć na obiektyw lustrzanki jednoobiektywowej, która wyposażona jest w układ wewnętrznego pomiaru ekspozycji, wówczas mogą wystąpić błędy pomiarowe. Przyczyna leży w tym, że między fotografowanym przedmiotem a elementem pomiarowym (fotoelementem) znajduje się skomplikowany układ optyczny. Układ ten stanowią soczewki obiektywu oraz lustro i pryzmat aparatu, także rozdzielacz światła kierujący je do fotoelementu. Taki rozdzielacz światła ma właściwość polaryzowania przechodzącego przezeń światła, jest to polaryzacja liniowa. Jeżeli polaryzacja wywołana przez układ rozdzielacza światła nałoży się na działanie filtru polaryzacyjnego umieszczonego na obiektywie wówczas pociąga to za sobą powstanie błędów w dokonywanych pomiarach.

Dla uniknięcia tego niepożądanego zjawiska przy fotografowaniu lustrzanką wyposażoną w układ pomiaru wewnętrznego, stosuje się filtry polaryzacyjne cyrkularne powodujące kołową polaryzację światła przechodzącego przez taki filtr. Dzięki temu, że polaryzacja światła spowodowana przez filtr oraz przez rozdzielacz promieni układu pomiarowego ma różny charakter, to nie występuje ich wzajemne oddziaływanie na siebie i pomiary wolne są od błędów. Gdy chodzi zaś o działanie obu typów filtrów polaryzacyjnych w stosunku do fotografowanych przedmiotów to jest ono identyczne i uzyskuje się analogiczne efekty na zdjęciach.

Jaki jest zasadniczy cel użycia filtru polaryzacyjnego? Otóż w pierwszym rzędzie służyć on może do usuwania na zdjęciach niepożądanych odblasków światła występujących na błyszczących powierzchniach fotografowanych przedmiotów. Fotografując np. wystawę sklepową przez szybę i chcąc usunąć powstające na płaszczyźnie szyby odbicia ludzi i przedmiotów znajdujących się od strony ulicy zakładamy na obiektyw aparatu filtr polaryzacyjny. Oprawa filtru składa się z dwóch elementów połączonych ze sobą koncentrycznie. Gwintowany element wkręcamy w przedni pierścień tubusu obiektywu. Patrząc poprzez układ celowniczy aparatu (dotyczy to lustrzanek jednoobiektywowych), pokręcamy drugą częścią oprawy, w której to części umocowany jest sam filtr. Przekręcając filtr dobieramy takie jego położenie, w którym zaniknie obraz odbity w szybie.

Fotografując aparatem celownikowym lub też lustrzanką dwuobiektywową mamy nieco utrudnione zadanie; właściwe skręcenie filtru polaryzacyjnego musimy ustalić trzymając go przy oku w pozycji identycznej jaką zajmuje aparat. Okręcając filtr wokół jego osi optycznej dokonujemy cały czas kontroli wizualnej. Zaniknięcie odbicia w szybie lub odblasku na błyszczącej powierzchni oznaczać będzie właściwe położenie filtru. Po stwierdzeniu wygaszenia refleksów, trzeba założyć filtr na obiektyw aparatu zachowując identyczne jego położenie. Pomocą mogą tu być specjalne znaki umieszczone na oprawach niektórych filtrów polaryzacyjnych.

Warto tu przypomnieć, że nie wszystkie odblaski dadzą się całkowicie wygasić przy użyciu filtru polaryzacyjnego a jedynie te, które tworzą się na błyszczącej powierzchni (ale tylko na powierzchni niemetalicznej) przez odbicie pod kątem w granicach od 30 do 40`, przy czym dla różnych materiałów kąt ten może być rozmaity. Dlatego musimy dobrać nie tylko właściwy kąt skręcenia filtru, ale także znaleźć takie położenie aparatu w stosunku do fotografowanego przedmiotu, aby promienie odbijały się od błyszczącej powierzchni pod właściwym kątem. Musimy więc dopóty zmieniać miejsce ustawienia aparatu, pokręcając równocześnie filtrem, dopóki nie uzyskamy maksymalnego wygaszenia odblasków.

Jak wynika z powyższego, filtr polaryzacyjny oddaje nam nieocenione usługi wówczas, gdy chcemy fotografować poprzez szyby usuwając z nich niepożądane odbicia i odblaski. Będzie to więc miało miejsce nie tylko wówczas gdy fotografujemy wystawy sklepowe, oszklone gabloty itp. lecz także, gdy chcemy usunąć odblaski np. na obrazach olejnych, na froterowanych posadzkach i innych podobnych obiektach. Wyjątek stanowią natomiast lustra i odbicia lustrzane na polerowanych powierzchniach metalowych. Powierzchnie metalowe bądź metalizowane (m.in. lustra wykonane z powłok metalowych nakładanych na szkło) nie powodują polaryzacji światła i dlatego odblaski oraz odbicia powstające na tych powierzchniach nie mogą być wygaszane za pomocą omawianego filtru polaryzacyjnego.

Przy tym wszystkim należy jednak pamiętać, aby nie przesadzić w używaniu filtru polaryzacyjnego. Nie zawsze bowiem wygaszenie odblasków będzie korzystne. Powierzchnia spokojnej wody, naczynia ze szkła, czy porcelany pozbawione charakterystycznych odblasków stają się martwe. A więc nie wszystkie odblaski są niepotrzebne i nie wszystkie muszą być za wszelką cenę usuwane. Trzeba kierować się rozwagą i dobrym smakiem.

Inną właściwością filtru polaryzacyjnego jest jego zdolność do przyciemniania błękitu nieba. Bierze się to stąd, że część promieni światła zostaje w atmosferze spolaryzowana. Filtr polaryzacyjny może więc spełnić tę samą rolę co filtr żółty lub pomarańczowy, gdy chodzi o uzyskanie przyciemnienia nieba. Przy tym najsilniejsze działanie tego filtru występuje wówczas, gdy oś optyczna obiektywu aparatu fotograficznego tworzy kąt prosty z kierunkiem padania promieni słonecznych.

W fotografii barwnej jedynym sposobem uzyskania pogłębionego błękitu nieba oraz wyrazistych obłoków jest właśnie użycie filtru polaryzacyjnego. Ponadto w fotografii barwnej filtr polaryzacyjny przez zlikwidowanie drobnych odblasków światła na liściach czy na trawie pozwala pogłębić "czystość zieleni". Podobnie też w bardzo prosty sposób pogłębić można nasycenie innych barw, zwłaszcza gdy powierzchnie barwne są lekko błyszczące. Efekt takiego działania filtru obserwować możemy bezpośrednio trzymając filtr przed okiem lub zakładając na obiektyw aparatu lustrzanki jednoobiektywowej, a następnie pokręcając nim aż do uzyskania pożądane go efektu. I tu zachodzi też konieczność równoczesnego dobierania odpowiedniego miejsca ustawienia aparatu.

Fotografując na materiałach barwnych, zwłaszcza odwracalnych nie zapominajmy o tym, że większość filtrów polaryzacyjnych ma tendendcję do oddawania kolorów w cieplejszej tonacji barw w porównania z rzeczywistością. Jeżeli okaże się przy tym, że obiektyw naszego aparatu fotograficznego ma podobną tendencję wówczas sumowanie się właściwości filtru i obiektywu doprowadzić może na zdjęciu do wyraźnych zniekształceń odcieni barwnych. Pożądane byłoby więc przeprowadzenie wstępnych prób i wykonanie serii zdjęć testowych. Gdyby przesunięcia barw były zbyt silne jako przeciwwagę należy użyć filtru korekcyjnego o barwie jasnoniebieskiej. Dobór właściwej gęstości tego filtru wymaga przeprowadzenia serii próbnych zdjęć. Dopiero na ich podstawie można wybrać odpowiedni filtr.

Współczynnik przedłużenia ekspozycji zdjęć wykonywanych przy użycie filtru polaryzacyjnego mieści się w granicach 3 do 5.