摄影或光学领域中,中性光学滤光镜又叫作 ND 滤光镜,它是一种可以减少或者改变光
的所有波长或者颜色但不会改变色调的
滤光片。它可以是无色滤光片也可以是灰色滤光片。
标准摄影中性滤光片的目的是允许摄影者在不同的环境以及拍摄条件下灵活的改变目标物的光圈,曝光时间,和动态模糊。
原理
中性密度滤光镜,光学密度 d,所有的光学功率是通过滤光片来传递的,他可以计算出的对数的比值衡量强度(I),入射强度(I0),公式如下:
透过率(I⁄I0) = 10-d, 或者 d= -log10
例如,在一个阳光明媚的天气,摄影者想要以低速快门拍摄瀑布以创造出动态模糊的效果,
他只需要以一秒的速度按下快门即可。有太多的光以至于即便是在最小的快门速度和最小的光圈下如 f/32, 理想的快门速度仍然太亮,照片也会过度曝光—或,如果事先调整好光圈,照相机会选择快门速度,那会快速得到想要的效果。在这种情况下,考虑到较慢的快门速度想要达到的运动效果,应用合适的中性密度滤光片就相当于减少一次或更多的额外终止。应用中性滤光镜的使用允许摄影者在绕射极限时或以上利用更大的光圈,随感官媒介的尺寸大小(电影或数码)而变化,对于带有较小感官媒介型号的多数相机来说,它是在 f/8 和 f/11 之间,需要型号更大的光圈,而且较大的光圈也能用在较小的孔径中。中性滤光片还可在不可能用最大的快门速度限制时减少景深的图片(通过使用一个打孔径)。然而,摄影者会增一个中性滤光片限制光,并且可以根据特定的运动所需的(如动态的水的运动景)和所需的光圈大小(小孔径对最大清晰度或大孔径对狭窄的景深照(主题是焦点,背景则不是焦点))设置快门速度。使用数码相机,摄影者可以立刻看到成像,也可以选择最好的中性滤光镜用到最先捕捉到的场景中以得到理想的最大清晰度。当找到理想的运动物体时快门速度会被选择。对于这些照相机会被设定为手动模式,根据无论是光圈大小、快门速度、还是注意所需停止的数量达到的曝光程度,对整体的曝光度进行调整。在这一应用,中性滤光片中的会抵消所需终止的数量。这一应用的案例如下:模糊不清的水动态(如瀑布,河流,大海)。在强光下降低视野深度(如白天)。当用带有焦平面快门相机的闪光灯时,曝光时间限制到最大速度—通常一秒的二百五十分之一,这是整个胶片或感应器立刻暴露在日光下。没有中性滤光器需要用到 f8 或更高得到所需结果。
用较宽的孔径停留在绕射极限以下。
降低运动物体的可见度。
扩大曝光时间的长度。
中性滤光镜用来控制摄影用镜头的光圈,因为使用一个传统的瞳孔膜会增加中央阻塞从而导致表现效果欠佳。
中性滤光片应用在各种高精密度的激光实验中,因为如果不调整激光的特性的话激光的功率不能被调整(例如,光束的对准)。另外,大多数的激光在操作的时候都会设置一个最小功率。为了达到理想的光衰减,在光束的路径中安置一个或多个中性滤光片。大型望远镜可以使月亮河星星变得明亮而对比度降低。一个中性滤光片可增加对比度以及降低亮度,使月亮更容易观测。
品种
一个升级版的中性滤光片除了穿过滤光片表面的光强度不同以外其他是相似的。当一个区域的形象鲜明其余的是暗的时候这是有益的,就像日落时的照片。过渡区域或边缘有不同的变化(软的,硬的,衰减器)。最常见的是软边,它提供中性滤光片一边到清晰一边的平滑转换。硬边梯度从中性到清晰具有一个强烈的过度,并且衰减器的
优势逐渐改变了多数滤光片以至于过度不是那么明显。中性滤光片配置的另一种类型是中性滤光片的调节旋轮。它有两个表面涂层致密的多空玻璃圆盘组成。当两个盘相对旋转时,他们会逐渐的从穿透率为 100%变为 0%。以上提到的这些用在望远镜的折射中以及在任何一个需要 100%透过率的光圈中(通常所需要工作的系统会在最高的角度分辨力)。中性滤光镜的实际应用并不理想,因为他们并没有减少所有波长的强度。有时他会对已存储的图片产生颜色铸,特别是廉价的滤光片。更有意义的是,大多数的日过滤器仅针对光谱的可见区域,不阻挡所有波的紫外线或红外辐射。如果使用中性滤光片来查看原信号的话这可能是危险(如太阳或白热化金属或玻璃),那些会发出强烈的不可见辐射,因为即使光源看起来不是那么强烈当你通过滤镜观察的时候会对眼睛造成伤害。特殊滤光片必须在确保来源安全的情况下使用。
ND 滤光镜的种类
在摄影界,ND 滤光镜被他的光学密度或他们的光圈范围量化。在显微学中,体现的是透过率的价值。镜头区域开放,作为完整镜头的一部分
光学密度 f-stop 的减少 透过率%
ND2 1/2 0.3 1 50%
ND4 1/4 0.6 2 25%
ND8 1/8 0.9 3 12.5%
ND16 1/16 1.2 4 6.25%
ND32 1/32 1.5 5 3.125%
ND64 1/64 1.8 6 1.563%
ND128 1/128 2.1 7 0.781%
ND256 1/256 2.4 8 0.391%
ND512 1/512 2.7 9 0.195%
ND1024 1/1024 3.0 10 0.098%
ND4096 1/4096 3.6 12 0.024%
ND8192 1/8192 3.9 13 0.012%