СВЕТОФИЛЬТРЫ

Окончание материала. Начало см. здесь.

Стекло

Стекло правильного светофильтра - высококачественное оптическое изделие, выпускаемое в 3-4 местах в мире. При этом «старые производители», достигшие великого уровня качества, не заинтересованы в поиске супертехнологий - им и так хорошо. Например, германская компания Shott AG поставляет множество марок стекла самых совершенных свойств.

Материал способен вовсе не пропускать лучи света определённого диапазона, поглощая их (просветления, как правило, отражают) или пропускать строго определённое количество. При этом толщина стекла может быть велика, но включений в нём - столь мало, что на прозрачность/пропускание толщина уже никак не влияет.

Европейцы (Zeiss, Schneider, Rodenstock и Heliopan) совсем не хотят отказаться от своего толстого стекла (1,5-3 мм!), при этом стандартная пропускаемость толстых классических светофильтров остаётся на уровне 97%.

Пионеры — компании Marumi и Tiffen - активно снижают толщину стекла (до 0,6 мм) и уже достигли 98,85% и даже до 99,3% светопропускания. Им, «молодым тиграм», приходится искать новации постоянно. Например, они разработали новые закалённые виды гибкого стекла толщиной в полмиллиметра, способные на равных бороться «со стариками». Компания Hoya наиболее часто использует закалённое стекло, в 4 раза более твёрдое, нежели обычное.

В студийной и художественной фотографии, в киноиндустрии используют не-круглые (квадратные или прямоугольные) стеклянные или плёночные светофильтры. Такие фильтры или наборы, в зависимости от поставленной задачи, профессиональный фотограф устанавливает в держатели-компендиумы на соответствующих адаптерах. В некоторых случаях вес компендиума оказывается таков, что для его установки перед объективом применяется специальная шина, которая крепится снизу на камеру или на штатив.

В держателе фильтры могут поворачиваться и двигаться линейно, иногда - разные слои в разные стороны. Наиболее совершенные стеклянные фильтры - ручной работы от британской компании Lee Filters. Наибольшей популярностью пользуются фолиевые (плёночные) фильтры, особенно - раздельные линейные поляризаторы.

Просветление

На границе двух сред - стекла  и воздуха, происходит светорассеивание и переотражение лучей. Уходит до 85% всего падающего света. В 1935-1939 годах исследователь Кэтрин Бьерр Длоджетт/Katharine Burr Blodgett, работавшая в компании General Electric, нашла способ нанесения плёночных покрытий на стекло. Он был настолько эффективен, что от покрытия отражался только... 1% падающего света. Первым фильмом, снятым на просветлённую оптику, стала лента «Унесённые ветром» (1939). Так был открыт путь к резкому и цветному изображению.

Просветление было внешним химическим, плёнка оксидов и солей была похожа на мыльную и легко травмировалась. В конце 1940-х годов появилось вакуумное статическое покрытие - испарение в вакууме со статическим переносом создавало качественную и прочную плёнку на поверхности. В 1970-х годах добавилось влагозащитное (смачиваемое) покрытие, позволявшее удалять влагу с оптики много быстрее.

В 1976 году компания Fujifilm разработала первое внедренное просветление Electron Beam Coating (EBC). Молекулы «просветления» вбиваются в аморфно-молекулярную поверхность стекла электронно-лучевой пушкой. 

Опять же компания Fujifilm в 1998 году предложила понятие «нано-покрытие» для использования на цифровой технике (касалось кинооптики). Они доказали, что микролинзы над сенсорами многократно увеличивают светорассеивание при любом покрытии на поверхности линзы или фильтра. То есть для цифровой камеры необходимо только внедренное покрытие.

Вторая часть исследования компании Fujifilm была посвящена антибликовому и теплоотражающему покрытиям. Передняя поверхность современных фильтров Marumi, Hoya-Kenko, Rodenstock, Tiffen, Schneider оснащается многослойным внедрённым просветлением (речь идет о слое толщиной в 2-20 молекул - это и есть «нано») и поверхностной защитой внедрённым кремнием, кварцем, корундом, алмазом (неудачная попытка для светофильтров, переродившаяся в современнейшую защиту сенсоров), фосфатами, фторидами, соединениями бора.

Задняя поверхность, помимо внедрённого просветления, имеет вбитые слои антиблика (для борьбы с контровыми и переотражёнными лучами) и противотепловых (UV-IR) подфильтров. 

Одно из наиболее остроумных технологических решений – внедрение в аморфный поверхностный слой стекла фильтра Hoya HD nano вертикально-ориентированных полупрозрачных агрегатов, образующих подобие направляющей решётки студийного софтбокса. Они работают на переотражение, не допуская косых, угловых лучей в фильтр: после них лучи идут параллельно оптической оси. Видимо, идея позаимствована у мира жидкокристаллических дисплеев, но работает – как встроенная в фильтр бленда!

Снизить нагрузку IR-излучения на низкочастотный фильтр (Low-Pass Filter) было давней мечтой. (Кстати, сейчас выпускается много камер без него). На помощь подоспел необычный и прогрессивный метод - внедрённые многофункциональные «спектральные» слои, программированно влияющие на частотно-резонансную амплитуду спектра в заданном диапазоне. Так, например, организованы LP/низкочастотные фильтры на сенсорах в новейших цифрокамерах «без ИК-фильтра» или цветоусиливающие эффектные светофильтры.

«Бронирование» поверхности нано-слоем способно одновременно обеспечивать ряд взаимодополняемых функций: гидрофобность вместе с липофобностью, статическая защита и высочайшая механическая прочность.

Например, компания Nikon использует сегодня внедрённое нано-покрытие в большинстве своих объективов. Поверхностного многослойного просветления больше нет, точнее оно есть, но под нанопокрытием, где распределённо слоями в поверхностных молекулах стекла линзы.

Чернение

Инновационные призменные нитридные чернения, в том числе и закраин самого фильтра - великая польза для современных огромных многомегапиксельных матриц. Заметим, что призменная или пористая структура обеспечивает поглощение до 97,5-98,5 % падающего света. Кстати, чернить закраину стекла стали компании Canon и Nikon - это хорошо видно на 200-300-400-500-600-800-мм объективах последних поколений, у которых ультрафиолетовый защитный фильтр введён в оптическую схему.

Важнейшими для потребителя являются комплексные свойства. Современный защитный светофильтр работает как бленда - не даёт паразитировать боковому свету и снижает засветку от контрового. Программированные свойства поверхности делают её нецарапаемой, почти не разбиваемой, влаго-жиро-пыле-отталкивающей, несмачиваемой, УФ-непроницаемой и ИК-ослабляющей — все это обеспечивает надежную защиту объектива. Ультрафиолет ослабляется (как минимум) или совсем отсекается спектрально.

Таким образом, отказываться от современного защитного фильтра при значительной стоимости современной оптики для цифровых камер, как минимум, неразумно. Наиболее совершенные светофильтры: Heliopan Slim UV SH-PMC, Schneider B+W XS-PRO Digital UV MRC-Nano Clear. Наиболее прогрессивные: Marumi DHG, Hoya HD3 (Nikon Arcrest)/HD nano UV и Kenko Zeta, Tiffen Digital Ultra Clear Water White Protection.

Сергей Семенов. Национальный парк Чиинкве-Теерре. Город Манарола, Италия, 2015

«В процессе съемки я использовал нейтрально-серый фильтр ND-400»

Оправа

Было бы просто, если бы процесс изготовления фильтров ограничивался только стеклом и его просветлением. Отдельная тема — оправа. «Старые производители» (Schneider, Rodenstock и Heliopan) используют бронзу и сталь. Пытаться повторить их успех без использования накопленного опыта — чревато. Упрощённые сплавы и другая технология металлообработки приводят к заклиниванию фильтров в оправе объектива, к их перекашиванию и разрушению резьбы.

Бронза и латунь жёстче, не деформируется и не подвержена термоусадке, резьба не закусывается, а стекло отлично завальцовывается в оправе. Но ударную нагрузку такой фильтр передаёт на тубус объектива полностью.

Оправа Marumi серии DHG - из пористого алюминия, поры в котором заполнены тефлоном, а самоочищающийся профиль резьбы - стреловидный (отечественный фотолюбитель сказал бы: «ёлочковидный»). Благодаря такому решению, фильтры не отворачиваются сами собой Чтобы отвернуть их, нужно нажать на оправу в объективе, иначе, расклиненные, они застопорятся!

Подобные оправы деформируются, поглощая ударные нагрузки и тем самым спасая объектив. Не закусывают резьбу - заклинивающий мусор попадает «ёлочке» в «подмышку». Материал - много легче бронзы, которой гордятся лучшие королевские производители светофильтров.

Фиксация стекла в оправе - отдельная задача. Самый простой метод - пружинным фасонным кольцом с прокладками. Передняя прокладка - опорная, пылевлагозащитная, задняя — амортизационная. Более сложное решение - зажимная оправа с резьбовым кольцом и прокладками. И верх совершенства - горячая запрессовка-завальцовка с прокладками, намертво. Например, даже из треснутых-разбитых фильтров Hoya и Tiffen очень сложно молотком выбить стекло из оправы!

Наконец, дизайн. Некоторые из «высших» фильтров столь тонкие (Heliopan), что их сложно устанавливать на объектив, и в них плохо держатся пружинные крышки. 

Бренды

Три великих германских производителя — Schneider, Rodenstock и Heliopan, работающие на стекле от компании Shott AG, обеспечивают потребности немалого количества OEM-покупателей. Конечно, учитываются все требования, например, компаний Leica, Arri или Hasselblad. В то же время заказчик всегда сообщает, что фильтры делает сам... Качество - наивысшее, как и цена. Инновации - жизненно необходимые. Производства размещены не только в Германии, Чехии или Австрии, но также в Китае, как правило, для внутреннего рынка.

Два японских производителя — Marumi и Hoya-Kenko (оба на стекле Hoya) выпускают огромный ассортимент фильтров, разного уровня качества и технологичности. Производства размещены в Японии (правда, в этой стране только исследовательские), Китае, Малайзии, Южной Корее, Индонезии. Продукция изготавливается как для собственных нужд, так и для OEM-покупателей (Азия, Европа, Америка).

Весьма часто в договоре между компанией-производителем и заказчиком оговариваются права на бренд. Например, «компания-производитель никогда не разгласит, для кого выпущена продукция, а заказчик всегда будет говорить, что сделал все самостоятельно».

Именно поэтому появилось огромное количество «где-хочешь-зарегистрированных» компаний с «бог-знает-какими» именами»... Но если вы знаете, на что смотреть, то всегда определите производителя самостоятельно.

Инноваций в индустрии очень много, легко наблюдается неравномерность вложений в науку - всё зависит от руководителя компании и акционеров. Стоимость - от королевской до бросовой.

Американские (Tiffen, Corning), британские (Lee), швейцарские (TH Swiss), германские (IB/E Optics Eckerl) и прочие компании-производители могут даже своё стекло производить, но технологии они покупают у специалистов, а производства размещают, где выгодно. Технологический уровень - максимальный, качество — высочайшее, а вот добыть продукцию - очень трудно, хотя цена вполне доступная.

Бангладеш, Пакистан, Непал, Турция, Таиланд, Индия - рынок светофильтров имеет и такие прецеденты. Ситуация где-то лучше, где-то хуже, но я не хотел бы пользоваться этим. А то ведь были случаи, что их приходилось вытеснять с российского рынка.