СмартПульс - держите руку на пульсе высоких технологий! Новости, статьи, обзоры мобильных устройств, компьютеров, комплектующих, радиолюбительских конструкций

   Главная - Фото-видео-оптика - Поляризационный фильтр для камеры смартфона: снимаем смартфоном по-взрослому

Поляризационный фильтр для камеры смартфона: снимаем смартфоном по-взрослому

Предисловие

Профессиональные фотоаппараты отличаются от "цифромыльниц" и камер смартфонов, помимо характеристик и всего прочего, маленькой, но существенной механической деталью: у них есть возможность установить на объектив дополнительные фильтры (затемняющие, цветовые, поляризационные, фильтры спецэффектов и т.п.).

Но на смартфоны тоже можно установить те же самые фильтры, которые предназначены для профессиональных камер. Потребуется всего лишь дешевая "прищепка"-переходник (она же клипса-переходник).

Эта небольшая деталь позволит смартфонам ещё чуть-чуть приблизиться к профессиональной (или хотя бы полупрофессиональной) фототехнике по фотографическим возможностям.

(Кликнуть для увеличения, откроется в новом окне)

Из всех  фотографических фильтров одним из наиболее интересных представляется поляризационный (CPL - Circular Polarising Lens). В отличие от остальных фильтров, он предназначен не для создания спецэффектов на снимках, а для улучшения их качества. Далее речь пойдёт о его испытаниях совместно со смартфоном с камерой класса "крепкий середнячок" (смартфон OPPO Reno5).

В фотографических статьях и литературе  поляризационный фильтр многократно воспевался как чудо чудесное; но в этой статье будут рассмотрены и те случаи, когда его надо применять с умом, а не "тупо и в лоб". А иногда и вообще его применять не надо!
 

Оглавление

1. Принцип действия поляризационного фильтра
 

2. Установка фильтра на смартфон
 

3. Примеры снимков с поляризационным (CPL) фильтром и без фильтра (с глубоким и вдумчивым анализом материала)
 

4. Как усилить блики с помощью поляризационного фильтра CPL и зачем это делать?!
 

5. Окончательный диагноз и благодарности

Принцип действия поляризационного фильтра

Основное назначение поляризационного фильтра - подавление бликов, то есть, мешающих отражений от источника света на поверхности снимаемого объекта.

А как фильтр отличает, какой свет - полезный, а какой - вредный (блик)?

Здесь работает тот не совсем очевидный факт, что при отражении света от предметов  в нём меняется соотношение между уровнем света по разным осям поляризации.

Если для исходного света характерна хаотичная поляризация (ненаправленная), то в  свете, отраженном от гладкой поверхности, свет с поляризацией по одной из осей становится преобладающим.

С помощью поляризационного фильтра его можно подавить, и тогда блик пропадёт. Более подробно этот процесс описан в статье о поляризационных очках.

Идеальное (полное) подавление бликов возможно, когда свет падает на поверхность под углом Брюстера; а поскольку столь точное совпадение не может происходить по всему кадру, то для протяженных объектов полное подавление бликов оказывается всё-таки невозможным.

И ещё к этому один нюанс: блики создают только более-менее гладкие поверхности: вода, стекло, гладкая поверхность пластика, и, в какой-то мере человеческая кожа и кожура овощей и фруктов. Металлы тоже создают блики, но они практически не подавляются: такова особенность отражения света от металлов.
 

Установка фильтра на смартфон

Как уже говорилось, нам потребуются только две детали: сам поляризационный фильтр и "прищепка" (клипса) для его установки на смартфон.

Фильтр потребуется не какой-то особенный для смартфона, а самый обычный - для фотоаппаратов.

Есть только одна тонкость: диаметр резьбы фильтра должен быть равен 37 мм, так как ответное отверстие в "прищепке" имеет именно такой диаметр. Если же у Вас уже есть поляризационный фильтр, но с более крупным диаметром резьбы, то выход тоже есть: надо купить "прищепку" вместе с кольцом-переходником (существуют для фильтров с резьбой до 58 мм).

Так выглядит "прищепка" (клипса) для установки фильтра на смартфон:

Те части клипсы, которые будут соприкасаться со смартфоном, прорезинены; это повысит надёжность закрепления фильтра на смартфоне.

А так выглядит сам поляризационный фильтр (очень обыкновенно - они выпускаются уже много десятилетий):

Особенность механической конструкции фильтра состоит в том, что фильтр может вращаться в своём обрамлении. Это необходимо для настройки его правильного положения (т.е нужного положения оси поляризации фильтра относительно поляризации входящего света).

Из свойств такого фильтра надо отметить и то, что он ослабляет входящий свет чуть больше, чем в два раза.

Теоретически ослабление должно быть ровно в два раза (подавление света с поляризацией по одной из перпендикулярных осей), но практически ослабление увеличивается за счёт отражения света от внешней поверхности фильтра и из-за не полной прозрачности поляризационного слоя. По этим причинам фильтр выглядит серым.

Ослабление света при прохождении через CPL-фильтр надо учитывать при съёмке с малой освещённостью (которая станет ещё меньше).

Для тестируемого фильтра ослабление составило 2.3 раза (проверено с помощью самодельного датчика освещенности; описан здесь).

И, наконец, так выглядит смартфон с надетым на него поляризационным (CPL) фильтром (вариант закрепления клипсы сверху смартфона):

Даже вместе с клипсой габариты фильтра получаются небольшими и потому его постоянно можно носить с собой, применяя "по обстоятельствам". Важно: при транспортировке фильтр должен быть защищен чем-либо от царапин и грязи - иначе вместо улучшения качества снимков будет их ухудшение. :)
 

Примеры снимков с поляризационным (CPL) фильтром и без фильтра (с глубоким и вдумчивым анализом материала)

Начнём со снимков, при съёмке которых поляризационный фильтр однозначно улучшил их качество.

На первой паре снимков - "человейник", облицованный гладкими панелями (вероятно, керамическими). Первый (левый) снимок - без фильтра, второй - с фильтром:

На втором снимке на верхней половине здания стали различимы цвета плит, которыми облицовано здание (на первом снимке цвета скрыты бликами). Без фильтра даже невозможно догадаться, что наверху здания есть не только красные, но и желтые плиты (видно при увеличении до 100%). Так что, в данном случае, помимо общего улучшения качества снимка, отмечаем и повышение его информативности.

Следующая пара снимков - прекрасная барышня, загорающая на травянистом берегу пруда:

Здесь отмечаем, что на снимке с поляризационным фильтром цвета стали нежнее и одновременно - насыщеннее. Трава стала зеленее, а девушка - шоколаднее.

Эти эффекты связаны с тем, что в бликах преобладает цвет источника освещения (обычно - белый); а при их подавлении более выраженным становится собственный цвет объекта съёмки.

Пользуясь случаем, приведу ещё два снимка девушки, но в других ракурсах. Первый снимок - без фильтра; второй - с фильтром:

В пользе поляризационного фильтра разобрались. А теперь перейдём к тем случаям, когда применение поляризационного фильтра может быть сомнительным или даже вредным.

Посмотрим на очередную пару снимков: пруд с отражением неба. Первый снимок - без фильтра, а второй - с фильтром CPL:

Дальние (верхние) части снимков почти не отличаются. А в нижней трети снимков отличия очень сильные: на снимке с поляризационным фильтром в этой части снимка не видно отражения неба в воде. В результате мы здесь видим настоящий цвет воды.

Другой вопрос - а зачем нам это надо?! Если бы в воде были какие-то интересные предметы (рыбки, камешки и т.п.), то смысл в этом снимке был бы. А без этого с художественной точки зрения снимок без фильтра получается интереснее!

Ещё одно наблюдение: фильтр подавляет только те блики, которые падают под углом, близким к углу Брюстера (для воды это 53 градуса, если отсчитывать угол от вертикали; или 37 градусов, если отсчитывать от горизонтальной плоскости). А для дальней перспективы (верхняя половина снимка, скользящий свет) подавления никакого нет!

Теперь - три снимка (натюрморты), сделанных в редкой для фотографии технике съёмки: с освещением поляризованным светом. Для этого перед источником света была подвешена поляризационная плёнка.

Особенность этой техники состоит в том, что благодаря совместному применению двух поляризаторов (на источнике света и на камере) оказывается возможным подавить все блики, а не только те, которые образовались при падении света на объект под углом Брюстера (или близко к нему).

Первый снимок - без фильтра со стороны камеры; второй снимок - с фильтром, положение которого отличается на 10-15 градусов от оптимального для подавления бликов; третий снимок - с оптимальным положением фильтра (полное подавление бликов):

Можно заметить, что на третьем снимке, действительно, пропали все блики (особенно заметно на верхней части яблока); а цвета фруктов стали самыми насыщенными. Но вместе с бликами пропало и одно их положительное свойство: они подчёркивали объём предметов!

После их пропажи предметы стали выглядеть более "плоскими", а обращённая к источнику света сторона мандарина кажется вообще находящейся не в в фокусе: поверхность кажется "размазанной" (рельеф стал неразборчивым).

Пожалуй, наиболее оптимальным представляется второй снимок из этой серии: блики - очень небольшие, но они придают фруктам объём. Правда, и первый снимок тоже неплох: даже один только поляризационный фильтр на источнике света даёт неплохой результат.

То есть, не всегда надо стремиться к полному подавлению бликов.

Ещё один неоднозначный сюжет: съёмка пейзажей, значительную часть которых по смыслу и по площади составляет небо.

Результат такой съёмки с CPL-фильтром оказался непредсказуемым. Небо может стать более серым (как, например, на снимке "человейника" выше), а может стать более голубым и глубоким.

Пример последнего варианта - на следующих двух снимках.

Первый снимок - без фильтра: на нём небо затянуто дымкой, и лишь слегка просвечивает розовая кромка облачка, подсвеченного заходящим Солнцем.

Второй снимок сделан с поляризационным фильтром: небо стало голубее, и стала различимой его неоднородная структура.

На втором снимке видно, что в правой части неба дымка осталась. Видимо, из-за другого угла отражения солнечных лучей их поляризация оказалась менее оптимальной для подавления фильтром.

Откуда берутся все подобные эффекты при съёмке неба?

Дело в том, что небо является весьма активным оптическим элементом.

При безоблачном небе мы наблюдаем рэлеевское рассеяние света на молекулах воздуха; именно оно делает небо голубым. Такое рассеяние, в том числе, меняет поляризацию света.

Также могут менять поляризацию света микрокапли воды, составляющие облака. В высоких слоях атмосферы они превращаются в микрокристаллы льда, образующие перистые облака.

Кроме того, могут менять поляризацию света микровзвеси в воздухе, имеющие различные источники происхождения: промышленные выбросы, дым лесных пожаров; и даже пыль, принесённая песчаными бурями из пустынь.

Как же быть фотографу при съёмке пейзажей с небом?!

Всё очень просто: знаменитый "метод научного тыка" никто не отменял!

Сделайте несколько снимков: один без фильтра, и ещё один или больше снимков - с поляризационным фильтром с подбором его положения, когда, возможно, будут наблюдаться какие-то интересные изменения (а их может и не быть).
 

Как усилить блики с помощью поляризационного фильтра CPL и зачем это делать?!

В предыдущей главе был затронут вопрос о том, что блики могут быть не только вредными, но и полезными (когда подавлять их не надо). Но бывают и такие ситуации, когда блики лучше не только оставить, как есть; но и даже усилить!

Такая ситуация возможна, если блики представляют собой художественную ценность, например, красивые отражения предметов или природы в воде.

Каков механизм усиления бликов с помощью CPL-фильтра?! Он такой же, как и для подавления бликов, но с противоположной настройкой фильтра.

Если фильтр повернуть на такой угол, при котором он максимально пропускает блики, то они пройдут беспрепятственно (без ослабления); в то время, как обычный свет с хаотичной поляризацией будет ослаблен вдвое.

Таким образом, в идеале можно усилить блики относительно картинки без CPL-фильтра в два раза. Но это - в идеальном случае, и только для той линии, где блики образуются падением света под углом Брюстера. В остальных местах изображения эффект будет менее выражен.

Теперь - конкретный пример усиления бликов, где блики образуются отражением осенней природы в воде:

Эти же снимки в крупном масштабе: минимальные блики (отражения), нормальные (без фильтра), максимальные.

Здесь первый снимок - с подавлением бликов CPL-фильтром, второй снимок - без фильтра, третий снимок - с усилением бликов CPL-фильтром.

В данном случае самым художественным получился третий (правый) снимок - с максимальными отражениями деревьев в воде.

Пожалуй, теперь можно перейти к итогам.

Окончательный диагноз и благодарности

Проведённый тест показал, что с помощью простого приспособления можно ещё больше приблизить камеры смартфонов к (полу)профессиональным фотоаппаратам по возможностям съёмки.

Применённая простая система ("прищепка" плюс поляризационный фильтр) ожидаемо оказалась беспроблемно работоспособной на камере обыкновенного смартфона вполне гуманного ценового диапазона. Да и сам фильтр вместе с "прищепкой" стоит очень недорого.

Но, кроме того, испытания показали, что тактика съёмки "тупо и в лоб" здесь не подходит. Помимо настройки ориентации самого поляризационного фильтра, нужно хорошо подумать, будет ли при съёмке данного конкретного сюжета какая-то польза от его применения.

А в некоторых случаях (например, при съёмке пейзажей с небом) могут оказаться необходимыми даже пробы фотосъёмки "методом научного тыка", когда заранее результат непредсказуем.

Могут быть даже и такие случаи, когда именно блики и будут основным творческим содержанием снимка (например, лунная дорожка на реке).

В целом же CPL-фильтр позволяет прямо в процессе съёмки произвести такую обработку изображения, которая после съёмки без фильтра была бы крайне затруднительной в графических редакторах, а то и вовсе невозможной!

Протестированный поляризационный фильтр для смартфона можно купить на Алиэкспресс в официальном магазине производителя (KnightX). Цена на дату обзора - около $4.2 (в дальнейшем может меняться, проверяйте!). Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158

Цена "прищепки" (клипсы) для фильтра - около $1.8.

Там же можно найти другие типы фильтров (градиентные, "звёздные", затемняющие, приближающую линзу 10x (макролинза)).

Если у Вас уже есть какие-либо фильтры, то для них можно просто купить "прищепку" с переходным кольцом под размер Вашего фильтра (-ов), если диаметр его резьбы не равен 37 мм.

Благодарность

Автор выражает благодарность Марии, посетительнице одного из московских парков, за согласие сфотографироваться для статьи!
 

Весь раздел  Фото-видео-оптика

Перейти на Главную

  Ваш Доктор.
 23 июля 2024 г.

Вступайте в группу SmartPuls.Ru  Контакте! Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.

  Комментарии вКонтакте:

При копировании (перепечатке) материалов или использовании изображений ссылка на источник (сайт SmartPuls.ru) обязательна!  Доктора! (Администрация сайта - контакты и информация)
  Группа SmartPuls.Ru  Контакте - анонсы обзоров, актуальные события и мысли о них