Как на самом деле работают градуированные фильтры ND?

Мой вопрос связан с тем, что поверхность фильтра полностью не сфокусирована.

Насколько я понимаю, свет от любой точки объекта попадает на линзу повсюду ... часть проходит через более темную часть, а часть проходит через более светлую часть фильтра. Предполагая, что объект находится в фокусе, весь этот свет возвращается в одну точку на датчике.

Поэтому мне кажется логичным, что каждая точка на датчике будет получать одинаковое количество света, прошедшего через каждую из половинок (для простоты) градуированного фильтра .... и поэтому я получаю, что логически фильтр будет не функционирует иначе, чем обычный фильтр ND.

Очевидно, я ошибаюсь, о чем свидетельствуют многие удачные фотографии закатов. Разве линзы не используют весь свет, который попадает на передний элемент? Если нет, куда все это идет?

filters optics graduated-filters

— Johan
источник

Я думал о линзах точно так же и на днях и

— запутался

Ответы:

Ваша интуиция в основном верна, но есть несколько важных моментов.

Когда объектив остановлен прямо вниз, только свет, направленный к центру переднего элемента, попадет на изображение, поэтому весь передний элемент не используется для каждой точки света, попадающей на датчик (хотя все это используется для какая-то точка света).
Даже когда диафрагма полностью открыта и свет проходит через весь передний элемент для каждого пикселя, фильтр будет небольшим, но значительным расстоянием перед объективом.

Время для некоторых грубо нарисованных диаграмм. В первом случае легко увидеть, что если фильтр расположен где-либо, кроме мертвого уровня с радужной оболочкой, то он блокирует свет, идущий сверху сцены, но не снизу:

http://www.mattgrum.com/photo_se/pinhole.jpg

Теперь рассмотрим второй случай. Линза широко открыта, и за исключением эффектов виньетирования, каждая точка света от объекта в фокусе распространяется, ударяя по всему переднему элементу, прежде чем фокусироваться вниз до точки. Это говорит о том, что свет от верхней части объекта и от нижней части объекта проходит через одно и то же количество ND-фильтра, что означает отсутствие градуированного эффекта. Однако фильтр не будет установлен заподлицо с передним элементом:

http://www.mattgrum.com/photo_se/wideopen.jpg

Когда немного впереди, будет угол, под которым свет просто огибает фильтр, когда идет снизу сцены, тогда как свет сверху частично отфильтровывается, что приводит к разнице в яркости между верхом и низом.

Однако, если линза очень быстрая, а фильтр установлен достаточно близко к линзе, тогда Grad ND действительно не будет работать, как подсказывает ваш вопрос. Чтобы доказать это, я приклеил черную карточку к 50-мм объективу f / 1.4, чтобы она была чуть выше центра, покрывая почти половину переднего элемента:

http://mattgrum.com/photo_se/f1_4.jpg

Это широко открыто, указывая на небо (фокусное расстояние 3 м). Сверху видно небольшое виньетирование, но оно далеко не соответствует ожидаемому эффекту от градиентного фильтра с резкой фильтрацией от 0 до 100%! Вот тот же снимок на f / 11:

http://mattgrum.com/photo_se/f11.jpg

— Мэтт Грум
источник

Потрясающие. Я начинал бояться, что магия была вовлечена (снова).

— Йохан

Значит ли это, что расстояние между объективом и фильтром важно?

— Йохан

@ Йохан в какой-то степени, да, расстояние важно, особенно с быстро открытыми объективами. Однако на практике градусные измерения используются с остановленной линзой, и поэтому расстояние оказывает гораздо меньшее влияние на степень градации и может быть проигнорировано.

— Мэтт Грум

Не каждый пиксель будет использовать свет от всего света, достигающего объектива.

Ваше предположение о том, что весь свет идет в одну точку, верно только в том случае, если вы берете одну точку из вашего объекта. Если вы берете другую смежную точку от вашего объекта, эта точка будет проецироваться рядом с предыдущей точкой. В конце концов у вас есть фокусная плоскость (проекция), а не просто одна точка.

Другими словами, центральный пиксель вашего изображения будет использовать в основном свет, исходящий от центра объектива, а граничные пиксели будут использовать свет от краев объектива. Таким образом, часть изображения, которая покрывается grad-ND, будет темнее.

— Эвалдас Дзиманавичюс
источник

Я знаю, что каждая точка в объекте фокусируется на другой точке на плоскости изображения. Это не отвечает на мой вопрос.

— Йохан

@Johan - он действительно отвечает на вопрос. Если вы думаете об этом так, большая часть света, составляющего центр, будет исходить из центра, а большая часть света, составляющего пиксель около края, будет исходить от края. Да, фильтр ND воздействует на все пиксели, но имеет больший эффект, когда через него проходит больший процент света, составляющего этот пиксель. Если подумать об этом иначе, где вы видите палец, если держите его перед верхней частью объектива?

— AJ Henderson

@AJHenderson это не совсем то, как работают линзы - если у вас объектив с очень небольшим широко открытым виньетированием, то каждый пиксель на изображении будет получать свет, который прошел через весь передний элемент.

— Мэтт Грум

@mattgrum Правильно, но разве большинство света не исходит из пятна в относительной позиции? Это влияет на всю картину, но не с одинаковым влиянием. Я что-то пропустил?

— А.Дж. Хендерсон

@AJHenderson, когда объектив широко открыт и объект находится в фокусе, каждый пиксель получает одинаковое количество света от каждой части старого переднего элемента, независимо от того, где находится пиксель на датчике. Подумайте о том, что происходит, когда точка света не сфокусирована, вы видите на датчике круг света, и этот круг имеет равномерную яркость.

— Мэтт Грум