Як насправді працюють градуйовані фільтри ND?

Моє запитання випливає з того, що поверхня фільтра повністю поза увагою.

Я розумію, що світло від будь-якої точки предмета потрапляє в об'єктив по всьому ... частина проходить через більш темну частину, а частина проходить через більш світлу частину фільтра. Якщо припустити, що об'єкт фокусується, все це світло повертається до однієї точки на датчику.

Тому мені здавалося б логічним, що кожна точка на датчику буде отримувати рівну кількість світла, яке пройшло через кожну з половинок (для простоти) градуйованого фільтра .... і тому я вважаю, що логічно фільтр буде не функціонує по-різному від рівномірного ND-фільтра.

Очевидно, я помиляюсь, що видно з багатьох успішних фотозаходів сонця. Хіба лінзи не використовують усе світло, яке потрапляє на передній елемент? Якщо ні, то куди все це йде?

Ваша інтуїція по суті правильна, але є кілька важливих моментів.

1. Якщо лінза зупинена прямо вниз, лише світлова заголовок у центрі переднього елемента зробить її на знімку, тому весь передній елемент не використовується для кожної точки світла, що потрапляє на датчик (хоча все це використовується для деяку точку світла).

2. Навіть коли діафрагма повністю відкрита і світло проходить через весь передній елемент на кожен піксель, фільтр буде невеликою, але значною відстані перед об'єктивом.

Час для якихось брутальних діаграм. У першому випадку легко помітити, що якщо фільтр розміщений де завгодно, окрім мертвого рівня з райдужною оболонкою, він перекриє світло, що надходить з верху сцени, але не знизу:

http://www.mattgrum.com/photo_se/pinhole.jpg

Тепер розглянемо другий випадок. Лінза широко розкрита, і стримують ефекти віньєтування, кожна точка світла від об'єкта у фокусі поширюється, вражаючи весь передній елемент, перш ніж фокусуватись до точки. Це говорить про те, що світло зверху і знизу об'єкта проходить через однакову кількість ND-фільтра, тобто немає градуйованого ефекту. Однак фільтр не може бути встановлений нарівні з переднім елементом:

http://www.mattgrum.com/photo_se/wideopen.jpg

Якщо трохи попереду буде кут, під яким світло просто спливає під фільтр, коли надходить знизу сцени, тоді як світло зверху частково фільтрується, що призводить до різниці в яскравості між верхом і низом.

Однак якщо об'єктив дуже швидкий, а фільтр встановлений досить близько до лінзи, то градус ND дійсно не буде працювати, як це запропоновано вашим запитанням. Щоб довести це, я наклеїв чорну карту на об'єктив 50 мм f / 1.4, так що вона знаходиться трохи вище центру, що охоплює майже половину переднього елемента:

http://mattgrum.com/photo_se/f1_4.jpg

Це широко відкрито, вказує на небо (фокусна відстань 3м). Вгорі помітна невелика віньєтування, але ніде не можна очікувати ефекту від того, що по суті є градуйованим фільтром, який різко йде від 0 до 100% фільтрації! Ось такий же кадр у f / 11:

http://mattgrum.com/photo_se/f11.jpg

Не кожен піксель буде використовувати світло від усього світла, що досягає об'єктива.

Ваше припущення про все світло, що йде до однієї точки, є правильним лише в тому випадку, якщо ви берете одну точку від свого об'єкта. Якщо ви взяли іншу сусідню точку від об'єкта, ця точка буде проектуватися поруч із попередньою точкою. Зрештою, ви маєте площину фокусування (проекцію), а не лише одну крапку.

Іншими словами, для центрального пікселя вашого зображення в основному буде використовуватися світло, що виходить від центру лінзи, оскільки пікселі на кордонах використовуватимуть світло від країв об'єктива. У такий спосіб частина зображення, що охоплюється grad-ND, буде темнішою.