コントラストフィルターがタングステン光・昼光・日陰で異なる挙動を示す理由

タングステン光と昼光のスペクトルエネルギー曲線を白黒フィルムの感度プロットに重ねた図

Simon Lehmann Editor

コントラストフィルターが階調描写に与える効果とそのフィルターファクターは、光源によって変化する。光源こそが、フィルターが選択する波長をどれだけ供給するかを決めるからだ。

コントラストフィルターはしばしば固定的なツールとして扱われる――赤フィルターは空を暗くし、黄フィルターは空を保持する、という具合に。しかし実際には、その効果はガラス自体と同じくらい、シーンに当たる光によっても左右される。フィルターはスペクトルの一部を除去するが、その帯域がそもそもどれだけ存在していたかを決めるのは光源だ。同じフィルターを同じフィルムに使っても、タングステン光・開放昼光・日陰の青い光の下では、階調分離が大きく異なり、露出補正量も変わってくる。最もわかりやすい証拠は、メーカー自身のファクター表が「昼光」と「タングステン」の2列を並べており、フィルターによってはその2つの数値が逆方向に動くことだ。

仕組み:光が実際にどこに分布しているか

コントラストフィルターは減算的に作用する。自分自身の色を透過し、補色帯域を吸収する。したがって深赤フィルターは長波長を通し、青と緑をブロックする。生み出される階調シフトの大きさは、光源が吸収帯域の光をどれだけ放射していたかにかかっており、それは色温度によって決まる。白黒撮影用の昼光は慣例的に約5500 K(CIE D55規格)で、青と紫外線を豊富に含む。スタジオ用タングステンは約3200 K;家庭用タングステンはそれよりも低く、およそ2700〜2900 K;Ilfordは自社の ORTHO Plus フィルムのタングステン感度を2850 Kの光源に対して測定しており、その数値はデータシートのウェッジスペクトログラムの隣に印刷されている。直射日光ではなく青い空の光で照らされる開放日陰は逆方向に上がり、おおよそ7000〜10000 Kに達して、光のバランスをさらに短波長側に押し込む。

タングステン光の下で青が極端に少ない理由は、黒体放射曲線の形状にある。3200 Kの放射体は近赤外域のおよそ905 nm付近でピークを持ち、エネルギーの大半を赤と赤外域に投じるため、可視域の青端にはごくわずかしか落ちない。そのためタングステン光下の赤フィルターはほとんど何も捨てない――ブロックすべき光がほとんど存在しないからだ。一方、青フィルターは光源がほとんど放射しない帯域を通そうと苦しむことになる。5500 Kの昼光下では状況が逆転し、黄や赤のフィルターが除去できる十分な青が存在する。フィルターは一定だが、それがフィルタリングするスペクトルは一定ではない。

ファクターを段(ストップ)として読む

フィルターファクターは露出の倍数だ。Kodakは Tri-X のデータシートにそのルールを明快に記している:通常の露出時間にフィルターファクターを掛けよ、と。段(ストップ)への変換は対数的であり、覚えておく価値がある:ファクター2は1段(ストップ)、ファクター4は2段(ストップ)、ファクター8は3段(ストップ)で、ファクターが2倍になるごとにさらに1段(ストップ)加わる。したがってファクター6は約2.6段(ストップ)、ファクター12は約3.6段(ストップ)となる。

汎用のパンクロマティックフィルム、Kodak Professional Tri-X 400 を使った計算例は、理論が予測する逆転を示している。フィルターなしでシーンを測光し、カメラが f/8、1/125 s を示したとする。昼光下でNo. 25赤フィルターを使うとファクターは8なので、3段(ストップ)加える:f/8、1/15 s に開くか、露出時間を保ったまま絞りをおよそ f/2.8 まで開ければよい。同じフィルムとフィルターをタングステン光下に移すと、Tri-X のNo. 25赤のファクターは5、約2.3段(ストップ)に下がる。赤フィルターが今やほとんど光を無駄にしていないからだ。No. 47青フィルターは逆の動きをする:昼光ではファクター6(約2.6段(ストップ))だが、タングステン下では12(約3.6段(ストップ)、補正が丸1段(ストップ)多い)に跳ね上がる。青いガラスが、ほとんど青を供給しない光源と戦っているからだ。同じフィルム、同じ2枚のフィルターで、必要な補正量が光源によって交差するのだ。

ルールが通じない場所:緑帯域

「ファクターは常にシフトする」というのは言い過ぎだ。シフトはスペクトルの両端――青を通すフィルターと青をブロックするフィルター――で最大となり、中間では最小になる。Tri-X 400 では No. 58 緑フィルターが昼光でも、タングステン下でもファクター6と変わらない。タングステン光が緑帯域ではそれなりにバランスを保っているからだ。同じパターンは低速の Tri-X 320 にも見られる:No. 11 黄緑は昼光4・タングステン4と変わらないのに対し、No. 29 深赤は2つの光源間でファクター16から10へと振れる。緑フィルターは正直な反例だ――光源がスペクトルの中間を捨てておらず、両端を飢えさせているにすぎないことを教えてくれる。

空の暗化とコントラスト、ゾーンで考える

階調コントロールは空のトーンだけの問題ではない。フィルターはネガのコントラスト指数も変える。Ansel Adams の『The Negative』にある一般則は、赤フィルターが実効コントラストをノーマル以上に高め、青フィルターはそれを下げ、緑フィルターはほぼノーマルなコントラストを再現するというものだ。空のトーンに限って言えば、フィルターなしのベースラインと比べると、薄い黄色は青空を約0.5段(ストップ)暗くし、オレンジ(#21/#22)は約1段(ストップ)、No. 25(A)赤は約1.25段(ストップ)、非常に深い赤(#29/#92)は最大で約1.5段(ストップ)暗くし、有効な全範囲は約3ゾーンに及ぶ。Ansel Adams が最も暗くドラマチックな空を求めるとき、Wratten No. 29 深赤に手を伸ばした。これらの数値はすべて、青が減算できるほど存在することを前提としている。タングステン光下では青が存在しないため、昼光の空を2ゾーン落とすような赤フィルターも、すでに暗いタングステン光のトーンをほぼそのままにしてしまう。

データシートの数値は正午近似値である

メーカーは公表しているファクターを条件付きの値として扱っており、定数ではない。Ilford の FP4 Plus データシートは、午後遅くや冬季など昼光自体に赤が多く含まれる時間帯には、緑・青フィルターが記載の昼光ファクターよりもわずかに多い露出を必要とする場合があると注記している。掲載されている数値は平均的な正午光を前提としているからだ。Ilford の ORTHO Plus テーブルはこの原則を結論まで押し進めており、2列が完備されている:104 Alpha 黄フィルターは昼光でファクター2.5だがタングステン下では1;109 Delta 深黄は5.5/3;304 三色青は3/5;404 三色緑は8/4.5。これらはIlford独自のフィルター呼称であり、Wratten番号ではない――304青は他の場所でそのコードで注文できるフィルターではなく、Ilfordの表の中の1行だ。同じフィルムが昼光下ではISO 80/20°を記録するが、タングステン下では ISO 40/17°と丸1段(ストップ)遅くなる。タングステン出力の多くが、整形色素増感乳剤(オルソクロマチック乳剤)では感知できない赤域に落ちるからだ。135カセットはDXコードでISO 80に設定されているため、タングステン撮影では手動でISO 40に設定するか、1段(ストップ)の補正を加える必要がある。

これらすべての実際的な回避策は、フィルターを通して測光することだ。TTL(through-the-lens)メーターはフィルムのスペクトル特性と十分に近い応答を持つため、乳剤が受ける減光とほぼ同じ減光を見てとり、光源が不確かなときでもファクター表を完全に回避できる。ハンドヘルドでの測光と補正が変わる理由を理解するためにはテーブルが参照すべき基準であり続けるが、ガラスの背後にあるメーターが光源依存の計算を代行してくれる。

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