Impilare i filtri: come si moltiplicano i fattori e il costo in flare e vignettatura

Due filtri in vetro filettati avvitati insieme contro una sorgente luminosa, con i bordi che proiettano ombre sovrapposte

Scritto il da Simon Lehmann Editor

Quando un filtro di contrasto si combina con un polarizzatore o un ND, i fattori filtro si moltiplicano anziché sommarsi, e ogni superficie in vetro aggiunge penalità ottiche concrete.

Il lavoro in bianco e nero chiama spesso due filtri insieme: un filtro di contrasto per separare le tonalità, più un polarizzatore per intensificare un cielo o eliminare i riflessi, oppure un filtro a densità neutra per ottenere un tempo di posa più lungo. Combinarli è semplice in linea di principio, ma il calcolo dell’esposizione inganna chiunque lo affronti come una somma, e il costo ottico del vetro in più è reale e quantificabile.

I fattori si moltiplicano, gli stop si sommano

Ogni filtro ha un fattore filtro: la quantità moltiplicativa con cui riduce la luce che raggiunge la pellicola. Un fattore 2 dimezza la luce e costa uno stop; un fattore 4 costa due stop; un fattore 8 costa tre; un fattore 16 costa quattro. La relazione è logaritmica — gli stop equivalgono al logaritmo in base 2 del fattore — ed è per questo che fattori e stop si comportano in modo diverso quando i filtri vengono combinati. Quando i filtri sono impilati, i loro fattori si moltiplicano mentre i valori in stop si sommano. Il fattore combinato di due filtri è il prodotto dei singoli fattori, e il modo più semplice per evitare un errore mentale è sommare gli stop pubblicati anziché moltiplicare i fattori.

Il set comune per luce diurna, con le designazioni Wratten e i fattori, si articola come segue:

FiltroWrattenFattoreStop
Giallo (K2)No. 821
Giallo-verde (X1)No. 1142
Giallo intenso (G)No. 15~2,51⅓
Arancione (YA3)No. 2142
Rosso (A)No. 2583
Rosso intenso (F)No. 29164
VerdeNo. 58~6~2⅔
Blu (C5)No. 47~6~2⅔

Questi sono i valori che contano quando si impila: un Wratten No. 25 sopra un polarizzatore non è 8 più 2,5, ma 8 per 2,5.

Due esempi pratici

Un filtro rosso Kodak Wratten No. 25 ha un fattore di 8, tre stop. Un polarizzatore non ha un fattore fisso — i produttori variano: B+W e Hoya specificano approssimativamente da 2,3 a 2,8 (circa da 1,2 a 1,5 stop) e Tiffen indica da 1,5 a 2 stop — ma il nominale comunemente citato è un fattore di circa 2,5, uno stop e un terzo. Impilati, il fattore è 8 × 2,5 = 20, non 10,5. Venti corrisponde a circa 4,3 stop, che equivale anche a tre più uno e un terzo. Somma gli stop; non moltiplicare a mente.

Un secondo abbinamento illustra lo stesso punto con l’intento tonale associato. Un arancione No. 21 (fattore 4, due stop) più un polarizzatore (circa uno stop e un terzo) dà un prodotto dei fattori di 4 × 2,5 = 10, vicino a tre stop e un terzo. Quegli stop non si pagano gratis: un rosso No. 25 rende tipicamente un cielo azzurro sereno da due a tre zone più scure di quanto la pellicola pancromatica lo registri senza filtro, separando le nuvole dal cielo; lo stack arancione-più-polarizzatore abbassa il cielo di circa due zone con una gradazione orizzonte-zenit più morbida. Un verde No. 58 schiarisce invece il fogliame. I filtri schiariscono il loro stesso colore e scuriscono il complementare — è quella variazione di zona, non la perdita di luce, il motivo per cui portare quel vetro. Ansel Adams lo espone in The Negative (1981); il Photographic Filters Handbook di Kodak (Publication B-3) è il riferimento del produttore per i dati spettrali e i fattori Wratten.

Lineare contro circolare, e perché la TTL può mentire

Il polarizzatore complica i calcoli perché il suo effetto dipende dall’orientamento: il fattore nominale si applica vicino all’angolo non polarizzante, e ruotando verso l’effetto massimo contro un cielo sereno la perdita apparente cambia. La misurazione through-the-lens segue quella variazione — ma solo se il polarizzatore è del tipo circolare. Un polarizzatore lineare corrompe la misurazione TTL e la messa a fuoco a rilevamento di fase su qualsiasi fotocamera che utilizzi uno specchio semiargentato con beamsplitter, perché l’intensità che raggiunge i sensori di misurazione e AF dipende dall’angolo di polarizzazione della luce che colpisce quello specchio. Un polarizzatore circolare pone una lamina a quarto d’onda dietro l’elemento lineare, convertendo l’uscita in luce polarizzata circolarmente così che l’intensità riflessa diventa indipendente dall’orientamento. Questo è l’unico motivo per cui esistono i polarizzatori circolari. Su un corpo con beamsplitter, fidati della TTL solo con un polarizzatore circolare; con uno lineare, misura senza di esso e aggiungi il fattore a mano.

La penalità ottica, in numeri

Ogni filtro aggiunge due superfici aria-vetro, e circa il 4% della luce si riflette a ogni interfaccia non trattata (risultato di Fresnel), quindi una superficie non trattata trasmette circa il 96%. Due filtri non trattati presentano quattro superfici: 0,96⁴ ≈ 0,849, circa il 15% della luce perso per sola riflessione superficiale, prima di contare l’assorbimento spettrale di ciascun filtro. Il multicoating riduce la riflettanza per superficie a circa lo 0,2–0,5%; a 0,997 per superficie, 0,997⁴ ≈ 0,988, circa l’1% perso. Questa differenza è l’argomento pratico a favore del trattamento di uno stack.

La riflessione che non scompare semplicemente diventa flare. Il peggiore è lo spazio d’aria tra i due filtri impilati: anche le facce esterne ben trattate lasciano due superfici che si fronteggiano a uno o due millimetri di distanza, rimbalzando avanti e indietro una sorgente luminosa intensa. Un lampione appena fuori dall’inquadratura proietterà un ghost — una copia sbiadita e invertita della sorgente — direttamente sul negativo, indipendentemente da quanto siano buoni i trattamenti sulle facce esterne.

Vignettatura e la trappola delle lunghe esposizioni

La seconda penalità meccanica è la vignettatura. Gli anelli dei filtri standard misurano circa 5–7 mm; gli anelli slim o a basso profilo misurano approssimativamente 3,2–5 mm. Impilati, due anelli estendono il gruppo in avanti e il bordo anteriore può invadere il cerchio immagine. Sul formato pieno (135), la vignettatura meccanica da uno stack comincia tipicamente a farsi sentire sotto i 28 mm circa e diventa severa sotto i 24 mm; gli anelli step-up e step-down aggiungono la propria altezza allo stack. La disciplina sugli obiettivi grandangolari è un filtro singolo dove il risultato lo consente.

Il filtro a densità neutra si comporta in modo più semplice sul fronte dell’esposizione — la sua densità è volutamente piatta su tutto lo spettro visibile, quindi un ND da 3 stop (ND8, fattore 8) su un filtro rosso da 3 stop totalizza sei stop. La trappola è cosa quei sei stop fanno al tempo di posa. Arrivare a esposizioni di più secondi in questo modo spinge molte pellicole verso il difetto di reciprocità: le pellicole Ilford richiedono correzione oltre circa un secondo, e Fomapan 100 e 400 cedono bruscamente, necessitando di un’esposizione aggiuntiva sostanziale per tempi di più secondi. Il fattore calcolato combinato è solo il punto di partenza; somma la correzione di reciprocità pubblicata dalla pellicola su di esso.

Fattori filtro secondo i dati Kodak Wratten/B-3; indicazioni tonali e del sistema a zone secondo Ansel Adams, The Negative (1981).

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