Введение:
Бывает такое, когда мы видим то, чего не хотим видеть, нам мешает это для кадра или наоборот, не видим то, что нам нужно запечатлеть. И в фотоиндустрии есть различные фильтры для объективов. Сегодня вы узнаете, что такое поляризационный фильтр(CPL-фильтр) и как магия превращается в физику.
Чтобы понять, что такое поляризационный фильтр, нам нужно знать два слова “поляризация” и “фильтр”.
Начнем с легкого)))
Поляризация — что это такое?
Поляризация это процесс разделения или противопоставления, условно на плюс и минус, на черный и белый, южный полюс и северный. В нашем случае разделяются волны света. Когда свет «поляризуется», это значит, что его волны колеблются не во всех направлениях, а вдоль одной определённой оси, можно сказать, что они становятся упорядоченными. Из хаоса в порядок.
Свет от солнца или от лампы у нас неполяризованный и электромагнитные волны колеблются во все стороны сразу: вверх-вниз, влево-вправо, по диагонали, короче —
как хочет.
Поляризованный свет — это когда волны колеблются только вдоль одной оси.
Если свет падает на шершавую, матовую поверхность, то есть та поверхность, которая не дает четкого отражения, а свет рассеивается, он по прежнему неполяризованный.
Если свет попадает на поверхность гладкую, типа стекло, зеркало, лед, в общем та, которая отражает объекты, то свет от этой поверхности будет поляризованным.
Еще раз уточню. Свет от лампочки неполяризованный, хаотический или рассеянный, летит, попадает на объект, от него падает на отражающую поверхность и получается свет от объекта после отражения становится поляризованным и волны света становятся не хаотичными, а упорядоченными в одну плоскость.
Примеры:
Сухой асфальт свет рассеивает, отражений мы не видим, свет неполяризованный.
Мокрый асфальт свет поляризуется в одну плоскость и мы видим отражения.
Наведи CPL-фильтр на мокрый асфальт — блик исчезнет.
Смотришь на озеро, видишь блик, видишь небо, облака, повернул фильтр - блик ушел, стало видно дно озера, так как свет прошел сквозь воду и отразился от дна, неполяризованный.
Фильтр?
Ну тут все просто! Фильтр — это устройство, которое пропускает одно, и задерживает другое. Простыми словами: сортировщик.
- Кофейный фильтр — пропускает воду, задерживает гущу. Вот с поляриком почти так же, только тут свет.
Поляризационный фильтр
Это обычный оптический фильтр, который пропускает свет только с нужной ориентацией колебаний.
Поляризационный фильтр в фотографии работает, блокируя часть поляризованного света, который отражается от различных поверхностей, таких как вода, стекло или листва. Это позволяет уменьшить блики, сделать цвета более насыщенными и усилить контраст, особенно в пейзажной фотографии.
Картинки взял с сайта https://hoyafilters.ru/reviews/how_to_master_pl_filters/
Как устроен фильтр.
Внутри — тонкая поляризационная плёнка из полимера.
У этой плёнки есть ось пропускания — как невидимые полоски на решётке.
- Волны, которые колеблются вдоль оси → проходят.
- Волны, которые колеблются перпендикулярно оси → блокируются.
На фильтре есть поворотное кольцо. Крутишь его — ось поворачивается. Так ты сам выбираешь, какие именно волны пропустить, а какие вырезать.
Повторяем, поляризационный фильтр пропускает свет, поляризованный в определённой плоскости, и блокирует свет, поляризованный в перпендикулярной плоскости.
Почему так? Потому что в кадре всегда смесь:
- Неполяризованный свет (от неба, людей, листвы) → проходит почти полностью.
- Поляризованный блик (горизонтальный от воды, стекла) → когда ось фильтра становится перпендикулярной блику → блик исчезает.
Поворачиваешь кольцо — блик возвращается или уходит. Это и есть «магия», которой нет.
Но вы наверное заметили, что фильтры называются cpl, а не pl.
Раньше были pl-фильтры, потом им на замену пришли cpl-фильтры.
Если расшифровать pl-фильтр, то будет Polarizer Linear - поляризованный линейный фильтр. С таким фильтром часто тупил автофокус. После начали добавлять четвертьволновую пластину и назвали CPL - Circular Polarizer Linear - циркулярный (или круговой) поляризованный линейный фильтр.
Четвертьволновая пластинка превращает линейный свет в круговой и автофокус не тупит. Пластина либо из полимера, либо из кварца. На рынке сейчас в основном cpl из полимера.
(У вас наверняка вопросы, как это одна волна света замедляется, откуда появляется вторая волна и многое другое. Если интересно, отдельно напишу об этом в другой статье.)
А почему просто с линейным фильтром автофокус тупил, а с круговым линейным фильтром перестал тупить?
В старых зеркалках автофокус и экспозамер работают так, что им нужен обычный неполяризованный свет (или хотя бы круговой). В итоге потом и зеркало убрали и фильтры круговые стали делать.
Поляризационный фильтр — это способ увидеть свет под другим углом. Буквально и метафорически.
Кстати, существуют еще поляризационные очки, их рыбаки берут, чтобы рыбу видеть в воде.
Что там с экранами?
Возьмите поляризационный фильтр, наведите на экран → Экран полностью чёрный
Почти все современные экраны излучают строго поляризованный свет.
ЖК-экраны
- За подсветкой стоит первый линейный поляризатор (тыльная сторона). Он пропускает только одну плоскость света (например, вертикальную).
- Потом идут жидкие кристаллы — они поворачивают плоскость поляризации в зависимости от напряжения (то есть от того, какой пиксель включён).
- Сверху — второй линейный поляризатор (фронтальный). Он пропускает свет только в своей плоскости (обычно горизонтальной).
Результат: На выходе свет линейно поляризован.
OLED-экраны
OLED сам по себе излучает неполяризованный свет.
Но производители всё равно клеят сверху поляризационную плёнку, чтобы убрать отражения от металлических электродов внутри экрана (чтобы чёрный был действительно чёрным). Иначе у нас экраны были как зеркало, буквально.
Короче
Свет от любого ЖК/OLED-экрана обязательно проходит через поляризатор на выходе. Поэтому он всегда поляризован.
экран pixel 6a (с iphone не покажу, нет на руках, да и как наглядно сфотографировать, его же как ни крути, он не будет черным, надо видео снимать))))
Поэтому экраны смартфонов, планшетов, мониторов темнеют, но не все. Но такого нет на экранах от apple. На айфонах и действительно они не темнеют. Почему?
Apple используют круговую поляризацию на выходе.
Apple добавляет четвертьволновую пластинку поверх линейного поляризатора. Это превращает линейно-поляризованный свет в круговой.
Но почему такой технологии нет у других производителей? У apple есть патент
https://patents.google.com/patent/US20080036948A1 “Дисплей, который излучает циркулярно поляризованный свет. Этот дисплей включает в себя механизм отображения, который излучает линейно поляризованный свет, и слой, расположенный на пути линейно поляризованного света. Слой получает линейно поляризованный свет на одной поверхности, преобразует линейно поляризованный свет в круговой поляризованный свет, а затем излучает круговой поляризованный свет с другой поверхности.”
Вообще раньше на pixel 2 и 3 были такие же экраны, но видимо гуглу надоело платить бабки эпл и те перестали делать нормальные экраны. Еще Сони использовали четвертьволновую пластину для Иксперия 1 и 5. Наверняка еще есть производители, надо проверять.
Вот такие вот пироги.