Разновидности цветных светофильтров

Применяемые в фотографической практике цветные светофильтры различаются по спектральной характеристике, материалу и технике изготовления.

По спектральной характеристике различают монохроматические, субтрактивные , селективные (зональные) и компенсационные (корректирующие) фильтры.

Монохроматические фильтры (красные, зеленые, синие) обладают способностью выделять только узкий участок спектра (10—15 нм), но не лучи какой-либо одной длины (рис. 18, а). Однако не все красители позволяют получить строго ограниченный узкий участок спектра. Так, желтые красители, с их неотчетливо выраженной границей поглощения, не дают возможности изготовить желтый монохроматический светофильтр.

Монохроматические светофильтры применяются главным образом при освещении фото- и кинолабораторий , в астрографии , микрофотографии, в научно-исследовательских работах. К монохроматическим фильтрам можно отнести и интерференционные , позволяющие выделить из пучка белого света очень узкий спектральный участок (5-10 им), а остальную часть спектра погасить.

Монохроматические светофильтры, как и противоположные им субтрактивные , поглощающие узкий участок спектра и пропускающие лучи в остальной его части (рис. 18, б), применяются сравнительно редко и требуют специального изготовления.

Селективные (зональные) фильтры выделяют более широкие участки спектра в какой-либо его зоне — синей, зеленой или красной (рис. 18, в). Используются они в цветной фотографии, в полиграфии при репродукционной съемке для получения цветоделенных негативов, в микрофотографии, при освещении фото- и кинолабораторий .

При фотографических съемках обычно применяются компенсационные (корректирующие) желтые и желто-зеленые светофильтры различной плотности. Благодаря поглощению этими светофильтрами в большей или меньшей степени сине-фиолетового участка спектра подавляется чрезмерная чувствительность негативного материала к этим лучам. При этом действие более длинноволнового участка не ослабляется. Таким образом, компенсационные фильтры, ослабляя действие сине-фиолетовых лучей, как бы компенсируют этим недостаточную чувствительность негативного материала к длинноволновым лучам.

П оэтому ком-

пенсационные светофильтры, способствующие тонально правильной передаче цветов в изображении, называются также светофильтрами правильной цветопередачи.

Чем сильнее сенсибилизирован негативный материал, чем слабее коротковолновая часть излучения источника света, тем в меньшей коррекции нуждается негативный материал, тем более слабый желтый фильтр окажется све тофильтром правильной цветопередачи. В противных случаях понадобится более плотный светофильтр правильной цветопередачи.

Нередко в практике фотографов встречаются случаи, когда два соприкасающихся цвета или когда один цвет, окруженный другим, несмотря на почти одинаковую яркость различаются глазом, но в изображении при правильной их цветопередаче передаются настолько близкими серыми тонами, что контуры между ними едва различимы. В таких случаях приходится отказаться от правильной цветопередачи и с помощью светофильтра усилить, подчеркнуть контраст между этими цветами. Чаще всего потеря контраста, т. е. передача одними серыми тонами, наблюдается между оттенками красного и зеленого цвета, синего и зеленого, оранжевого и зеленого. Светофильтры, отделяющие в монохромном воспроизведении на снимке один цвет от другого путем усиления контраста между серыми тонами, называются контрастными (контрастирующими). Они должны быть достаточно плотными, с резко ограниченной областью поглощения. К контрастным светофильтрам могут относиться красные, оранжевые, зеленые, синие.

При необходимости усилить контраст между цветами возникает вопрос, в каком направлении следует изменять его, какие из цветов передавать более светлыми, какие более темными. Исходя из ощущений цветов нашим зрением, более теплые цвета — красный, оранжевый, желтый и желто-зеленый (550—700 им) предпочтительнее передавать более светлыми, а холодные — фиолетовый, синий, голубой (ниже 550 нм) — темными.

Контрастными фильтрами нередко пользуются и для получения определенных эффектов (поэтому их называют и эффектными), в аэрофотографии, криминалистике, в научно-технических съемках.

По материалу и технике изготовления различают стеклянные светофильтры из окрашенного в массе стекла (краситель вводится в массу стекла), склеенные стеклянные с окрашенной желатиновой или пластмассовой пленкой (фолии ), целлофановые и ацетатцеллюлозные . Им придается прямоугольная, квадратная или круглая форма.

Стеклянные фильтры из окрашенного в массе стекла выпускаются нашей промышленностью всех необходимых для фотографии цветов. Благодаря устойчивости их окраски к выцветанию под действием света, к влиянию влажности, температуры, к механическим повреждениям эти фильтры пользуются особым спросом у фотолюбителей.

Стеклянные склеенные светофильтры также широко используются в практике фотосъемок. Поляризационные фильтры, например, изготовляются только в таком виде. В склеенных фильтрах слой окрашенного желатина, весьма чувствительный к внешним влияниям, заклеен канадским или сибирским бальзамом между двумя плоскопараллельными пластинами из бесцветного оптического стекла. Существенным преимуществом этих светофильтров является сравнительная простота изготовления. Слабая сторона склеенных светофильтров — неустойчивость к температурным воздействиям, влажности воздуха и длительному воздействию света. Размягчение бальзама от нагрева при нарушении контакта стекла с желатином, поглощение желатиновым слоем влаги из воздуха ухудшают склеивание. Устойчивость к нагреванию желатина и бальзама у склеенного светофильтра находится в пределах 60° С. Отсыревший желатин начинает плесневеть, покрывается матовыми пятнами, набухает и отстает от стекла. Для предохранения светофильтра от проникновения в него воздуха торцовые грани его покрывают водонепроницаемым лаком (черным асфальтовым).

При первых признаках начала расклеивания — помутнение желатинового слоя, появление пятен, воздушных пузырьков, ньютоновых колец (чередующихся светлых и темных колец, вызванных явлением интерференции при неполном прилегании плоскостей стекла и желатина) — светофильтр необходимо переклеить. При надлежащем обращении с фильтрами и правильном уходе они служат долго.

Окрашенный желатин наносится также на гибкую нит-роцеллюлозную или триацетатную подложку.

Пленочные светофильтры — тонкие окрашенные пленки из задубленного желатина (фолии ) толщиной 0,05—0,15 мм (отделенные от стекла, на которое сначала были нанесены). Используются они в склеенных стеклянных светофильтрах и самостоятельно как отдельный вид светофильтров. Пользоваться желатиновыми фильтрами, предварительно защитив их стеклянными пластинками, без склеивания, не следует из-за потерь (до 25%) света и вредного его рассеивания стеклянными поверхностями. Пленочные светофильтры легко окрашиваются в нужный цвет, допускают совмещение двух-трех пленок.

При обычных съемках пленочные светофильтры применяются редко. Объясняется это тем, что они очень чувствительны к перегреву, сырости, солнечному свету, легко запыляются , покрываются неудаляемыми царапинами, быстро становятся непригодными к эксплуатации. Но в тех случаях, когда от светофильтра требуется высокое оптическое качество, например при репродукции, для минимального влияния на ход лучей вместо стеклянных светофильтров успешно используются пленочные. Обладая незначительной толщиной, пленочные светофильтры практически не ухудшают резкость изображения. Чтобы избежать искривления пленок, их зажимают в специальном Держателе — металлической или картонной рамке. Если Д опускает конструкция, вырезанную пленку можно вставить внутрь объектива, в плоских камерах — в кассету перед светочувствительным слоем.

Придав фолии соответствующую форму, ее используют для виньетирования, для фильтрования части изображения. Разрезается фолия вместе с двумя листами бумаги, между которыми она находится, по контуру, предварительно нанесенному на бумагу.

Гораздо чаще пленочные светофильтры применяются при научных съемках, где требуется совершенно определенная и точная спектральная прозрачность. А такую прозрачность можно получить только при использовании желатиновых светофильтров.

Интерференционные светофильтры по своим свойствам и изготовлению резко отличаются от цветных. Причиной избирательного поглощения в этих фильтрах являются не красители, а интерференция света, возникающая в тонких пластинках или пленках.

Интерференционный светофильтр представляет собой две сложенные вместе своими посеребренными с одной стороны плоскостями стеклянные пластинки, между которыми находится слой прозрачного вещества, либо две склеенные стеклянные пластинки с заключенной между ними тонкой пленкой. Светофильтры могут быть ориентированы на любой цвет, определяемый толщиной пленки. В этом случае из пучка света, упавшего на светофильтр, последний выделяет и пропускает этот цвет в виде узкого участка спектра в 5—10 нм, а остальной свет благодаря явлению интерференции погашается. При этом пропускаемый пучок света почти не ослабляется.

В клиновых интерференционных светофильтрах тонкие слои наносятся в виде клина. В этом случае длина волны света определяется тем местом клина, через который проходит пучок света.

Стеклянные и стеклянные склеенные светофильтры не должны ухудшать качества изображения, прежде всего резкость современных высококоррегированных объективов и их разрешающую способность. Находясь перед объективом, эти светофильтры становятся как бы составной частью оптической системы объектив + светофильтр. Поэтому к обоим видам стеклянных светофильтров предъявляются высокие технические требования.

Светофильтры после изготовления подвергают всестороннему контролю с использованием точнейших измерительных приборов. Если возникают какие-либо сомнения в отношении качества светофильтров, их пригодность для съемки можно установить, не прибегая к сложным измерительным приборам, с помощью карманного спектроскопа или спектроскопа со шкалой. Последний позволяет определить границу поглощения с точностью до 10 нм.

Красители, применяемые для изготовления светофильтров, должны быть предельно светоустойчивы, не выцветать со временем, не флуоресцировать при облучении ультрафиолетовым светом. Светофильтры нельзя подвергать действию света вне времени съемок, а во время съемок они должны быть защищены блендой от засветки солнцем, небом и т. д.

Несветоустойчивые краски выцветают за несколько часов действия солнечного света. Для испытания красителя на светоустойчивость половину светофильтра закрывают черной бумагой и выставляют на свет, желательно богатый ультрафиолетовыми лучами. Если после некоторого времени действия света разница в окраске обеих половин не замечается, можно считать фильтр светоустойчивым.

Обе поверхности стеклянной пластинки должны быть плоскими, параллельными между собой. Отдельные неровности нарушают ход лучей, и после прохождения через светофильтр они отклоняются от своего направления. При отсутствии параллельности светофильтр начинает действовать и как призма. Призматичность фильтра (при угле около 10) заметно сдвигает изображение, причем не на всех участках в равной мере. Если призматичность оценивается углом в пределах 3, то фильтр вполне пригоден для съемки. Очень трудно добиться призматичиости с углом меньше Г. Стеклянные светофильтры обладают более строгой параллельностью по сравнению со склеенными .

Плоскопараллельность светофильтра можно оценить, рассматривая объект через светофильтр или его отражения от поверхности светофильтра. В первом случае светофильтр держат перед глазами на расстоянии 25—30 см и рассматривают через него на фоне неба оконные переплеты, ветви деревьев, узоры на занавеси и другие объекты с резкими линиями. Неподвижность рассматриваемого объекта при медленных круговых движениях светофильтра или передвижении влево — вправо подтверждает параллельность фильтра. При ее отсутствии линии объекта передвигаются вслед за светофильтром, танцуют. В таких случаях говорят, что фильтр бьет.

Оптическое качество светофильтра отвечает требованиям съемки, если при его покачивании в горизонтальном положении (несколько ниже лампы накаливания и в 50— 60 см от нее) увидим в зеркале светофильтра, что расстояние между двумя изображениями нитей лампы накаливания, окрашенным и неокрашенным, не изменяется. Светофильтр можно считать пригодным к съемке, если контуры изображений нитей сдвигаются незначительно, не больше чем на 1 мм.

Если же при покачивании светофильтра отраженные предметы (оконные переплеты, ветви деревьев на фоне неба) несколько искажаются, напоминая отражение в воде, по которой пробежал легкий ветер, а контуры нитей лампы накаливания как бы сдвигаются в разном направлении, то поверхности светофильтра недостаточно плоски и параллельны. Такой фильтр непригоден для съемки.

В стеклянном склеенном светофильтре под действием склеивающего слоя или под давлением оправы, особенно при изменении температуры, может возникнуть напряжение в стекле. Появляется выпуклость, кривизна поверхности светофильтра. Даже при ничтожной, на десятые доли миллиметра, выпуклости светофильтр приобретает некоторое действие линзы, оптической насадки с неопределенным фокусным расстоянием. Это ухудшает резкость изображения, что совершенно недопустимо при репродукционных работах с объективами с фокусным расстоянием свыше 100 мм, когда требуется самое высокое качество светофильтра. Нежелательной деформации часто подвержены менее прочные тонкие фильтры.

При малых диаметрах светофильтра и толщине стекла 3—4 мм явление напряжения обычно не возникает. Для диаметра светофильтра или его стороны около 7 см во избежание напряжения толщина стекла должна быть не меньше 5—7 мм. Опытным путем установлено, что толщина светофильтра в миллиметрах должна примерно равняться диаметру фильтра в сантиметрах.

Дефекты светофильтров в виде включений в стекло пузырьков, свилей (стекловидные прослойки, нити и т. п.), прожилок, царапин на стекле, пыли, попавшей в желатин во время изготовления светофильтра, даже мало заметной глазом, нарушают оптическую однородность светофильтров и являются причиной рассеяния света, что несколько снижает контраст изображения. Часто светофильтры с такими недостатками становятся непригодными для съемки. Заметно влияет па качество изображения, особенно на резкость, и такой оптический порок, как отклонение от плоскопараллелыюсти . Во всех этих случаях у светофильтра отсутствует оптическая добротность.

Для выявления качества светофильтра и его возможного влияния на изображение прибегают к сравнительной съемке тест-таблицы (миры), газетного листа или какого-либо штрихового рисунка со светофильтром и без него. Аппарат устанавливают на устойчивом штативе (съемка с рук не допускается) и заряжают тонкослойным материалом. Снимают с несколькими выдержками при полной диафрагме. Резкость негатива контролируют десятикратной лупой. Если светофильтр заметно ухудшает резкость изображения, то он непригоден для работы.

Светофильтр нуждается в таком или почти таком же обращении и уходе, как и объектив. Прежде всего он должен содержаться в чистоте. Загрязненный, запыленный, захватанный пальцами, поцарапанный светофильтр неизбежно ухудшит изображение. Чаще всего такой светофильтр непригоден для эксплуатации.

Перед съемкой светофильтр необходимо подвергнуть чистке. Но неумелая чистка может только повредить его. Среди пылинок, осевших на светофильтре, могут оказаться твердые частицы, способные во время чистки поцарапать оптическое стекло, не отличающееся большой сопротивляемостью к механическим повреждениям. После неоднократных чисток на поверхности светофильтра появляются многочисленные царапины. Поэтому перед чисткой с поверхности следует сначала смахнуть пыль мягкой волосяной (лучше колонковой) кистью или сдуть грушей, после чего оставшуюся пыль удалить мягкой, много раз стиранной льняной ветошкой, специально предназначенной для чистку объективов, или бумажной салфеткой. И кисть, и ветошка, и бумажная салфетка должны храниться в недоступных для пыли местах — в футляре, коробке и т. п. Время от времени кисть необходимо промывать в спирте, а ветошку — простирывать. Не следует использовать для чистки светофильтров замшу, достаточно жесткую, собирающую пыль и оставляющую после себя жирные пятна, рассеивающие свет, и шелк, притягивающий благодаря возникающей при чистке электризации пылинки из воздуха.

При сильном загрязнении светофильтра пользуются тампоном стерильной ваты, намотанной на спичку и увлажненной спиртом. После очень осторожного удаления загрязнений поверхность фильтра насухо вытирают. При каждой чистке тампон меняют.

Особенно опасны отпечатки пальцев на стекле. От прикосновения к поверхности светофильтров жирных, потных пальцев на стекле остаются их следы, которые, если их немедленно не удалить, разъедают стекло. И тогда от этих следов можно избавиться, лишь отполировав стекло.

Не следует поверхность клееного фильтра обильно смачивать спиртом; стекающий спирт может попасть на торец фильтра, растворить бальзам, в результате чего между стеклами появятся пятна. Нельзя чистить светофильтры даже слабой щелочью — к ней очень чувствительно оптическое стекло.

Появившиеся глубокие царапины для избежания рассеяния света заделывают черным матовым лаком.

Светофильтр требует осторожного обращения с ним. У клееных светофильтров падение, удары могут стать причиной нарушения параллельности. Особенно легко возникают деформации у тонких светофильтров.

В межсъемочный период стеклянные светофильтры следует хранить в футлярах с прозрачной крышкой. Для хранения набора стеклянных светофильтров существуют складывающиеся футляры, выложенные внутри материалом, который защищает стекла от царапин (рис. 19).

Дел атиново-пленочные светофильтры (фолии ) нуждаются в особом уходе и обращении. Чистка пленочных фильтров допускается в исключительных, крайних случаях. Тампоном из ваты, увлажненным чистым спиртом, слегка водят по поверхности. Брать пленочные светофильтры следует за уголок сухими пальцами, лучше в нитяных перчатках. Как и царапины, отпечатки пальцев на пленке удалить нельзя.

После съемки светофильтр должен храниться в бумажных конвертах, в которых их продают, или между двумя листами белой бумаги, под легким грузом. Пленочные, как и клееные фильтры, хранят в сухом месте, подальше от горячей батареи.