濾光鏡的種類及工作原理
2012-10-15
bypi
一、濾光鏡種類：
濾光鏡的種類很多，而且可以從不同的角度來分，從用途方面可分為黑白攝影專用濾光鏡、彩色攝影專用濾光鏡、彩色、黑白攝影中通用的濾光鏡及特殊效果濾光鏡等。
1．黑白攝影專用濾光鏡有幾種？
黑白攝影專用濾光鏡從形態上區分有色膠膜濾光鏡、玻璃粘合色膠膜濾光鏡和玻璃濾光鏡等。
色膠膜濾光鏡是把染料混合到精膠之中製成的透明色膠膜，一般多是方形，用時加在鏡頭前面。其優點是：因膠膜薄、對鏡頭的焦點影響很小；顏色種類多；透明度高；價廉等。其缺點是：容易落上塵土和沾染指紋；不易擦試；溫度高時易腿色；怕潮濕；如果使用時間長，膠膜會變硬而裂碎等。
玻璃粘合色膠膜濾光鏡是將有顏色的膠膜粘在兩層玻璃中間。其優點是：顏色深淺的等級多；透明度高；它比色膠膜濾光鏡堅固；易於擦試。其缺點是：厚度大，如果玻璃磨制不精，對鏡頭的焦點可能會有影響；在受潮和震動時，鏡邊容易開膠，膠膜有斑點和起皺紋。
色玻璃濾光鏡是由基質玻璃加著色劑構成的?？煞譃閮纱箢悾耗z體著色玻璃和離子著色玻璃。典型的基質玻璃是鉀、鈉、磷酸鹽、硼酸鹽、硼硅酸鹽和硅酸鹽玻璃。著色劑可以取金屬離子摻在基質玻璃的溶液之中，例如二價和三價金屬離子錳、鉻、釩，二價銅或一價銅離子、鈷、鎳、鈾、鎢、鉬、鉍、鐠離子。它們也可以由非金屬元素或非金屬元素的化合物即硫、硫化物、硒、硒化物、碲或磷化物以及金屬原子如金、銀、銅原子懸浮於玻璃之中，構成亞微觀晶體，僅經過一個特殊的熱處理達到其有效大小。濾光鏡玻璃的光譜特性不但依賴於著色劑和所採用的基質玻璃組合，同時也取決於煉玻璃爐子的氣氛。在壓鑄玻璃的情況下，還取決於連續熱處理的溫度和持續時間。
色玻璃濾光鏡因它是用有顏色的玻璃磨制而成，所以比玻璃粘合色膠膜濾光鏡薄。它對顏色的通過和吸收能力也比較強。不容易受潮氣影響，也不易褪色。但它的顏色等級不如色膠膜多。
黑白攝影專用濾光鏡從顏色上可分為如下幾類。
①黃濾光鏡，能通過黃、橙、紅、綠等色，吸收藍、紫二色。在光譜上通過的部位約由500至700納米，600納米的黃色部分通過量多。黃濾光鏡按顏色深淺又可分為深黃、中黃和淺黃等幾種。
②橙色濾光鏡，能通過黃、橙、紅諸色，吸收藍、紫和少量綠光。在光譜上通過的部位由560～700納米。
③紅橙濾光鏡，能通過黃、橙、紅諸色，吸收藍、紫和相當多的綠。光譜上通過的部位由590～700納米。
④紅濾光鏡，能通過紅、橙、黃三色，紅色通過量zui多，吸收綠、青、藍、紫。在光譜上通過的部位約由600到700納米。
⑤綠濾光鏡，通過黃、綠二色，綠色通過量zui多，吸收紫、藍、紅三色，也能吸收大部分橙色。在光譜上通過的部位約由500～600納米。
⑥藍濾光鏡，能通過的光為藍、青、紫三色，藍色通過量多，吸收黃、橙、紅及紫紅諸色。在光譜上通過的部位約由380～500納米。
⑦天空濾光鏡，鏡面上一半為黃色，一半無色，使用時，把黃色部分放在上面，用於吸收天空紫光，其無色部分可使地面景物的光線完全通過。用這種濾光鏡拍攝風景時，不用增加曝光時間。
黑白攝影專用濾光鏡也可從顏色深淺來區分，各種濾光鏡在顏色上均有深淺之分。濾光鏡顏色的深淺，影響色光的通過和吸收能力。通常是色愈深通過量愈少。
2．黑白濾光鏡有什么作用？
濾光鏡對各色光都起著通過、限制和阻止等方面的作用。色光通過量多時，照片就成了明亮的色調；色光通過量少時，則照片上就形成深暗的色調；若光線完全被阻止，膠片上沒有感光，此處照片色調是暗黑色的。其具體作用如下所述。
①校正顏色的作用
我們知道不同波長的光對人眼的視覺靈敏度是不同的，通常人眼對黃綠光zui靈敏，對藍紫光zui不靈敏。但感光底片卻對藍、紫光zui敏感，而對黃綠光較遲鈍。因此照片所紀錄的光譜顏色的黑白影調與人眼所見到的色調有差別。例如照片所記錄的藍色天空比人眼所看到的藍天空更為明亮，幾乎成為白的調子，而綠樹則比人眼所見的更為深暗。為了真實地再現自然景物的色調，需要在拍攝時對光進行校正。校正的方法常採用適當的濾光鏡。如拍攝天空彩云時可加黃濾光鏡（吸收藍和紫光），使天空色調壓低，云彩顯現出來。一般說來，天空越藍，使用濾光鏡的顏色越淺；天空顏色越淡，使用濾光鏡的顏色越深；如果天空呈現灰白色時，則濾光鏡不起作用。
②調節空氣透視
由於空氣中充滿著大量的空氣介質，這些介質對藍、紫短波光散射作用大。這種作用跟空氣介質層厚度有關，空氣介質層愈厚，散射的藍、紫光愈多，顏色愈清淡，影紋愈不清，色調愈明亮。因此，近處景物顏色鮮艷，影紋清晰，色調正常；遠處景物顏色清淡，影紋不清，色調明亮。這種現象叫做空氣透視現象。在照片中再現出自然界中的空氣透視現象，有助於表現景物的空間深度感。在實際拍攝中，常常需要靠濾光鏡來調節空氣透視。當遠景物影調太淡時，為了增強遠景的清晰度，可用黃、橙或UV鏡；當遠處景物影調深，影像過於清晰，空氣透視感不強時，可使用藍、青濾光鏡或霧鏡。
③調整反差，突出主體
在畫面中，利用色調對比可以達到突出主體的目的。當主體與背景色調不容易明顯區分時，可加用與主體顏色相同的濾光鏡，使照片中主體色調明亮，故可與背景相區分。比如拍攝紅花綠葉時，如不加濾光鏡，照片上的紅花與綠葉都是暗灰色。加用紅濾光鏡時，照片上的紅花明亮，綠葉深暗，兩者區分出來。另外也可利用濾光鏡調整畫面的反差，使用深黃、橙、紅濾光鏡，能增加畫面的反差；使用青、藍、灰濾光鏡以及柔光鏡、霧鏡，都能降低畫面的反差。
④用於翻拍取消顏色
在翻拍檔、圖表、書畫時，有時原稿上會有帶顏色的格子、線條、汙跡等，若想在翻拍過程中取消這種帶顏色的汙跡，可以使用與汙跡顏色相同顏色的濾光鏡，這樣拍出的照片，汙跡會消失。如果想得到相反效果，可以使用相補顏色的濾光鏡。如文件上的字跡是藍色，翻拍后字跡不清，加用紅色或橙色濾光鏡時，字跡會顯得非常清晰。
3．曝光補償的依據有哪些？
在攝影時，在鏡頭前加用了濾光鏡，因為濾光鏡吸收了一部分光線，所以在感光時必須增加適當的曝光量，才能獲得正確的曝光。因增加濾光鏡而增加感光的倍數，叫做濾光鏡的因數或倍數。由下列條件決定曝光因數的大?。?
①濾光鏡的顏色與因數的關係
濾光鏡的顏色不同，通過和吸收光線的數量不同，例如黃濾光鏡只吸收光譜上的紫、藍光，其他色光都能通過，感受波長的范圍比較寬，故因數小，即增加曝光的倍數小。再如，紅、綠濾光鏡，除能吸收紫、藍光外，還吸收其他色光、感受波長的范圍變窄，所以因數大，即增加曝光的倍數就大。故而濾光鏡的顏色對其因數影響很大。
②感光片的感色性能與因數的關係
全色片能感受光譜上的全部可見光顏色，使用黃濾光鏡時，由於它只能吸收藍、紫光，故光能損失不多感光倍數增加的??；用色盲片攝影時，還是使用同樣的黃濾光鏡，因色盲片只能感受光譜上的藍、紫光，而黃濾光鏡又吸收藍紫光，因而光能損失的就多，感光增加的倍數就大。通常是使用色盲片時不加濾光鏡。例如一個中黃濾光鏡，對全色片因數是2，對分色片因數是2．5，對色盲片因數為20。
③濾光鏡顏色的深淺與因數的關係
因為濾光鏡顏色的深淺直接影響著通光能力的大小，顏色愈深吸收的光能量愈多，濾光鏡的因數就大；顏色淺吸收的能量就少，通過量多，濾光鏡的因數小。此外，濾光鏡與被攝體顏色相同時，因數小，與被攝體顏色不同時，因數大。
④與光源的色成分的關係
以自然光為例，在中午左右是白色，紫、藍光較多，如果這時使用專吸收紫、藍光的黃濾光鏡感光因數就大。在清晨和傍晚時，大部分是黃橙色，所以濾光鏡的因數小。黃、紅濾光鏡在日光下因素大，在偏橙色燈光下因數小，這是燈光中含黃、橙光成分多，含藍、紫光成分少的緣故。
4．如何計算曝光補償因數？
在攝影時，加用濾光鏡后必須增加適當的曝光量。使用時只要把曝光時間乘以濾光鏡的因數所得的商數即是加用濾光鏡后所需要的曝光時間。例如原來曝光時間是光圈16，1/100秒，如果加用因數為2的濾光鏡后，曝光時間為光圈16，1/100秒×2=1/50秒。
5．濾光鏡因數的測定方法有幾種
濾光鏡出廠時都附有因數表，它是在標準光線下（如中午的日光、標準鎢絲燈的燈光）測定的。如果濾光鏡沒有附帶因數表時，可用下列的方法來測定。
①密度對比測定
在實際工作條件下，選擇一個中性灰的被攝體，在未加濾光鏡前作一次正常曝光，然后加用濾光鏡按1/2檔光圈快門逐級增加到2～4檔，或更大的曝光量范圍，作一系列曝光。用目測或用密度計，將沒有使用濾光鏡的畫面的密度跟加用濾光鏡的一系列密度相比較，從兩張相同密度的畫面中計算出濾光鏡的因數。
②實拍測定
先用原有的速度、光圈拍一張，加濾光鏡后開大一級拍一張，開大兩級拍一張，開大三級拍一張。那一級的密度與原畫面密度相同時，那一級就是濾光鏡的因數。當開大一級合適，因數為2；開大兩級合適，因數為4；開大三級合適，因數就是8。
③直接計量測定
把濾光鏡貼在曝光表的遮光欄上直接測量。例如未加濾光鏡時，量出的光值是100，貼上濾光鏡后，光值為50，則濾光鏡的因數就是2。
三、彩色攝影專用濾光鏡有幾種？
在彩色攝影中，要求彩色照片能逼真地反映客觀景物的顏色，而彩色感光材料在控制色彩平衡方面，要同時適用不同光源的光譜功率分佈是比較困難的，因此彩色感光材料從乳劑的製造上分為三類：①適用于日光的光譜成分，叫做日光型彩色感光材料；②適應於攝影燈光的光譜成分叫做燈光型感光材料；③適用於日光與燈光的通用感光材料。
日光型彩色片的平衡色溫是5500K，在這個色溫下拍照景物的色彩才能被正確地反映出來。當色溫低於平衡色溫時攝影，景物會被記錄成偏橙、紅的影調；在高於平衡色溫下攝影，景物會被記錄成偏青、藍的影調。
燈光型彩色片的平衡色溫是3200K，當光源的色溫高於3200K時，景物會被記錄成偏青、藍的影調。
日光燈光型通用彩色片，可在日光或燈光下使用，不用校正光源色溫?？傊?，上述幾種彩色感光材料只要在正確色溫（平衡色溫）情況下，如果不想達到特殊效果時，都不用使用濾光鏡。但是，在光源色溫有了變化，如日光型片在燈光下使用，燈光型片在日光下使用，都需加用濾光鏡來校正色光。有時拍攝時，光線中呈現出不必要的過多的某種顏色時，也要加用濾光鏡來校正。
彩色攝影使用的濾光鏡，可分為四類：膠片換型濾光鏡，光線平衡濾光鏡，顏色補償濾光鏡和閃光燈前用濾光鏡。下面分別具體介紹一下它們各自的特點。
1．膠片換型濾光鏡有什么特點？
各種類型的膠片都有自己特定的平衡色溫，只有光源色溫與彩色片的色溫平衡時，被攝體的色彩才能得到正確的表達。但是，當日光型片在燈光下使用或燈光型片在日光下使用，光源的色溫與彩色片的色溫就不能平衡，這種不平衡就需要使用校色溫的濾光鏡加以校正。燈光日光型通用彩色負片，拍攝時可不加用濾光鏡，在放大時再校正它的偏色情況。
彩色攝影用的換型濾光鏡有兩種：①琥珀色，供燈光片在日光下使用；②淡藍色，供日光片在燈光下拍攝使用。2．光線平衡濾光鏡有什么特點？
光線平衡濾光鏡能將光線中過多的一些紅色或藍色的光線吸收掉。因為日光色溫變化很大：清晨和傍晚日光色溫較低，偏紅橙色；陰天或樹蔭下，又會偏藍紫色。用濾光鏡可以校正不平衡色光。在光線偏藍時，用一個“暖色調”濾光鏡，吸收過多的藍色光線。當光線偏紅橙色，可用一個“冷調”濾光鏡，吸收過多的紅色光線。
光線平衡濾光鏡分兩種：①冷調（藍色）用來提高少量色溫。例如使用燈光B型片（3200K）在普通家庭用的100瓦燈泡下拍攝，燈光色溫是2900K，光源色溫略低於膠片色溫。拍攝時加用冷調濾光鏡可提高色溫，可以達到與膠片色溫相平衡的效果。②暖調（琥珀色）濾光鏡可以降低色溫。例如還是用燈光B型片（3200K）在攝影燈（3400K）下拍攝時，光源色溫略高於膠片色溫。拍攝時加用暖調濾光鏡來降低光源色溫，達到跟膠片色溫平衡。這種濾光鏡可以兩塊同時使用，但暖調與冷調濾光鏡不能混合在一起用。
3．顏色補償濾光鏡有什么特點？
①顏色補償濾光鏡的作用是什么？
顏色補償濾光鏡是用以改變彩色片的總的彩色效果，或者用以校正拍攝時色彩不情況。如：
(a)因為彩色片在製作時的缺點，或因存放過久、貯存不得當而出現色彩不平衡的情況，拍攝時要加用濾光鏡進行色彩補償。
(b)彩色片因長時間曝光而引起倒易律失效時，也需要用濾光鏡來補償色彩不平衡的情況。
(c)在水下進行彩色攝影時，因水能吸收色光，故而需要用濾光鏡加以補償。
(d)相機鏡頭質量也能影響色彩平衡的狀況。例如有的鏡頭拍出的照片會偏暖，又有的鏡頭拍出的照片會偏冷，這也需要加用一定的濾光鏡來加以補償。
②彩色補償濾光鏡怎么表示？（以CC-05Y為例）
(a)彩色補償濾光鏡用C·C代表，濾光鏡的密度標誌用兩個數位表示，zui后的字母表示濾光鏡的顏色：C代表青、M代表品紅、Y代表黃。
(b)彩色印相濾光鏡（精膠的）
這種濾光片是專供彩色底片在彩色相紙上印放使用的。它與柯達C·C濾光鏡相同，簡稱C·P。這種濾光片是設計用於光源和底片之間的，因而膠片是適合放大機屜架尺寸。例如“CP05R”濾光片，其中C·P是濾光片簡稱，數位05表示濾光片的密度，zui后字母表示濾光片的顏色（R為紅色）。
二、濾光鏡的濾光原理
濾光鏡是攝影中不可缺少的光學器件，它能按照規定的需要改變入射光的光譜強度分佈或使其偏振狀態發生變化。就光學行為而言，主要是透射、反射、偏振和密度衰減、散射等。
實際在濾光鏡兩個表面處都同時發生透射和反射,從能量角度看，常以反射率、透射率及吸收率表示能量的分配狀況，根據不同的需要令它們有不同的分配情況。濾光鏡的材料吸收的輻射通常是以熱、螢光或在材料中進行的光化學反應的形式釋放出來。
