Tematem dzisiejszej lekcji z cyklu "Fotoszkoła Marumi" będą filtry UV, czyli z definicji – blokujące tzw. promieniowanie ultrafioletowe. Ich istnienie i sposób użycia budzić może jednak pewną konsternację. Często bowiem usłyszeć możemy, że ktoś zdecydował się na zakup tego rodzaju filtra, by pełnił on przede wszystkim funkcję „ochronną”. Czemu wybór pada wtedy na filtr UV? Czym właściwie jest promieniowanie ultrafioletowe i w jakich okolicznościach możemy je spotkać? Na jakie parametry i cechy filtru zwracać uwagę? I czy promieniowanie ultrafioletowe faktycznie przeszkadza w fotografii? Odpowiedzi na te pytania znajdziecie w dzisiejszej lekcji.

W zależności od okoliczności w jakich wykonujemy zdjęcia, podstawowa funkcja filtru UV, czyli blokowanie promieniowania ultrafioletowego, będzie dla nas mniej lub bardziej istotna. W ramach tej lekcji odwoływać się będziemy do kompleksowego testu filtrów UV, który przeprowadziła nasza redakcja. Pozwolił on obiektywnie porównać ze sobą filtry różnych producentów i ukazać jak duże różnice mogą występować pomiędzy różnymi modelami. Mimo że z pozoru to po prostu zwykła przezroczysta szybka.

----- R E K L A M A -----

RABATY FUJIFILM DO 10000zł

Fujifilm X-T5 BLACK

8798 zł 6798 zł

Fujifilm 8/3.5 XF R WR

3858 zł 2998 zł

Fujifilm GFX 100S

26998 zł 16998 zł

FujiFilm 50-140/2.8 XF R LM OIS WR

7358 zł 6498 zł

Filtry Marumi UV, Marumi MC UV oraz Marumi WPC UV

Nie będzie dla nikogo zaskoczeniem, że w lekcji oprzemy się o filtry UV firmy Marumi. Firma ma w swojej ofercie kilka modeli tego typu, które przedstawimy w dalszej części lekcji. Zapraszamy zatem do lektury!

Promieniowanie UV

Jednak zanim przejdziemy do omawiania filtrów i ich zastosowania w fotografii, warto przybliżyć temat promieniowania ultrafioletowego. Jak już wspominaliśmy w lekcji drugiej, dotyczącej filtrów polaryzacyjnych, światło, które postrzegamy traktowane może być jako fala elektromagnetyczna.

Fala elektromagnetyczna i jej długość

Jak każda fala, ma ona pewną określoną długość. Od niej zależy postrzeganie przez nas barw, tzn. światło o różnych długościach fali (z pewnego zakresu) ludzkie oko postrzega jako różne kolory. Fal spoza tego zakresu ludzkie oko nie rejestruje, ale nie oznacza to, że ich nie ma.

Spektrum barw dostrzegalnych przez człowieka zaczyna się od długości około 400 nm, a kończy na około 750 nm. Konkretne wartości mogą się różnić w niewielkim stopniu wśród poszczególnych osób.

Spektrum barw światła widzialnego

Promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali większej niż 750 nm nazywamy promieniowaniem podczerwonym – ponieważ wykracza ono poza zakres fal widzialnych „od strony” czerwieni. Z drugiej zaś strony mamy właśnie promieniowanie ultrafioletowe – czyli o falach krótszych niż 400 nm, choć nie krótszych niż 10 nm – wtedy bowiem zaczynamy mówić o promieniowaniu rentgenowskim.

Głównym naturalnym źródłem promieniowania ultrafioletowego, jakie możemy spotkać w przyrodzie jest Słońce, które emituje szerokie spektrum UV. Jednak zdecydowana jego większość pochłaniania jest w atmosferze – w szczególności w zakresie fal krótszych niż 280 nm. Im krótsza długość fali tym promieniowanie jest lepiej wchłaniane, w efekcie do powierzchni Ziemi ma szansę dotrzeć przede wszystkim tzw. zakres UV-A, czyli od 315 nm do 400 nm. Dziury ozonowe, o których co i raz słyszymy w mediach, przepuszczać mogą trochę krótsze fale, bardziej szkodliwego dla organizmu zakresu UV-B (280 – 315 nm). To ten rodzaj promieniowania odpowiedzialny jest za „opalanie się” skóry. W najmniejszym stopniu występuje zakres UV-C, od 100 do 280 nm, praktycznie całkowicie pochłaniany przez atmosferę.

Fala elektromagnetyczna i jej długość

Informacje te dają nam pogląd o tym, z jakim promieniowaniem UV i w jakich warunkach może mieć do czynienia fotograf, co ilustruje powyższy rysunek. Ponieważ to górne warstwy atmosfery odpowiadają za pochłanianie promieni UV, im wyżej się znajdujemy, tym ich obecność może być większa. Dlatego właśnie przy omawianiu zastosowań filtrów UV przewija się przede wszystkim fotografia na dużych wysokościach, w górach, np. powyżej 1500 m n.p.m. Wpływ promieniowania UV możemy również odczuć w bezchmurne dni i przy intensywnym słońcu, zwłaszcza gdy mamy „szczęście” znajdować się w zasięgu dziury ozonowej. Silne zachmurzenie rozprasza natomiast promieniowanie UV i jego wpływ staje się niezauważalny.

Ludzkie oko nie postrzega ultrafioletu, ale zdolność tę posiadają np. pszczoły, które widzą w ten sposób na kwiatach charakterystyczne wzory, widoczne w ultrafiolecie ale nie w świetle widzialnym, rozpoznając tym samym potencjalne źródła nektaru. Również materiały światłoczułe wykorzystywane w fotografii potrafią „widzieć więcej” niż człowiek, ponieważ ich zakres pracy zawiera się orientacyjnie w zakresie od 190 nm do 1100 nm. Obejmuje zatem nie tylko promieniowanie ultrafioletowe ale również podczerwone. Dopuszczenie takich fal do matrycy bądź filmu fałszowałoby kolorystykę zdjęć, w tym sensie, że byłoby niezgodne z tym co postrzegamy gołym okiem. Oczywiście podany zakres czułości detektorów jest umowny, różnić się on może u różnych producentów i modeli. Do tego stopnia, że część matryc cyfrowych na promienie UV może być nieczuła i co za tym idzie, stosowanie filtrów UV staje się zbędne.

Eliminowaniem promieniowania podczerwonego zajmują się filtry IR montowane przed matrycą, choć z rzadka pojawiają się modele aparatów, które go nie posiadają. Promieniowanie UV nie jest natomiast w żaden specjalny sposób filtrowane, ponieważ szkło samo w sobie słabo przepuszcza takie długości fali. Właśnie dlatego bezskuteczne będą próby opalania się przez szybę. W efekcie obiektyw, składający się przecież nierzadko z kilkunastu szklanych soczewek, jest wystarczająco skuteczny w blokowaniu promieni UV w większości zastosowań. Gdy poznamy pojęcie transmisji w następnym punkcie lekcji, dokładnie zobaczymy w jakim stopniu szkło tłumi promienie UV.

Gdy znajdziemy się w sytuacji, w której promieniowania ultrafioletowego jest nienaturalnie dużo, np. wysoko w górach, nad poziomem chmur, filtrujące właściwości obiektywu mogą stać się niewystarczające. Jeżeli używana matryca bądź film są wrażliwe na promieniowanie ultrafioletowe, konieczne dla uzyskania dobrej jakości może okazać się zastosowanie filtru UV.

Powstaje jednak pytanie, jaki właściwie wpływ na zdjęcia ma obecność promieni UV? Jest to promieniowanie silnie rozpraszane w atmosferze, dlatego gdy znajdujemy się w miejscu, do którego dociera podwyższona jego ilość, rozpraszanie to może być dostrzegalne na elemencie światłoczułym.

Jest to dokładnie taka sama sytuacja, jak w przypadku mgły, polegającej na tym, że światło rozprasza się na niewielkich kropelkach unoszących się w atmosferze. Spada wtedy kontrast sceny, wszystko wydaje się zamglone. Podobne efekty występują w krajobrazach, w których matryca rejestruje promienie UV rozpraszane w cząsteczkach atmosfery. Oczywiście w mniejszym stopniu i w przypadku bardziej oddalonych obiektów, ponieważ wpływ promieni UV jest dużo bardziej subtelny niż w przypadku mgły. W efekcie, po wykonaniu zdjęcia w takich warunkach dostrzec możemy rozmycie odległych obiektów, którego nie dostrzegaliśmy gołym okiem.

Spójrzmy na przykład dwóch fotografii wykonanych z pokładu samolotu. Osiągane wysokości, w locie nad chmurami, dają już pewien zauważalny na zdjęciach wpływ promieniowania ultrafioletowego.

Zdjęcie z pokładu samolotu (bez filtra) Canon 400D + Canon EF-S 17–55 IS USM

Pierwsze zdjęcie wykonano bez filtra. Należy uczciwie przyznać, że różnice pomiędzy tym zdjęciem, a tym co widziano gołym okiem nie są zauważalne. Innymi na pierwszy rzut oka wpływ podwyższonego promieniowania UV nie jest zauważalny.

Zdjęcie z pokładu samolotu z filtrem Marumi MC UV Canon 400D + Canon EF-S 17–55 IS USM + filtr Marumi 77 mm MC UV

Drugie zdjęcie wykonano przy użyciu filtra Marumi 77 mm MC UV. Trudno przypuszczać, że na tak pomniejszonych zdjęciach dostrzeżecie jakąkolwiek różnicę, poza oczywistym faktem, że chmury są trochę przesunięte. Spójrzmy jednak na wycinki bardziej oddalonych fragmentów chmur.

Fragment zdjęć z pokładu samolotu Canon 400D + Canon EF-S 17–55 IS USM
Bez filtra	Filtr Marumi MC UV

Widać subtelny wpływ założonego filtra na poprawę szczegółowości oddalonego planu (i to pomimo tego, że zdjęcie było wykonane przez grubą szybę samolotu, która sama w sobie pochłania promieniowanie UV). W scenach górskich, gdzie występuje więcej detali i jeszcze większa widoczność, efekt byłby bardziej widoczny.

Transmisja

Powyżej pojawiło się pojęcie małej przepuszczalności promieni UV przez szkło. Ową „przepuszczalność” definiuje się jako transmisję, określającą jaki procent promieni o danej długości przechodzi przez dany materiał. Wykresy transmisji są bardzo przydatne w ocenie sprawności filtrów fotograficznych, w szczególności filtrów UV. Pozwalają one naocznie stwierdzić jak skutecznie odfiltrowują one promienie ultrafioletowe oraz jakie jest jego zachowanie względem światła widzialnego.

Spójrzmy zatem na obiecany wcześniej wykres transmisji dla zwykłej, płaskiej szybki szklanej, w zakresie fal od 200 do 1000 nm, a więc pokrywającej zakres, na który reagują matryce cyfrowe.

Transmisja prostej szybki szklanej

Wyraźnie widzimy tu kilka znaczących faktów. Po pierwsze, światło widzialne przepuszczane jest w 90% w sposób równomierny, tzn. nie mają przewagi np. barwy niebieskie bądź czerwone. Oznacza to pożądany brak zakłóceń kolorystyki, co jest zgodne z intuicja, wszak szkło jest „bezbarwne”. Po drugie, w równie dużym stopniu przepuszczane jest promieniowanie podczerwone, ale jak wiemy, nim „zajmuje się” odpowiedni filtr w aparacie. Po trzecie, istotne rzeczy dzieją się w zakresie ultrafioletu. Widzimy bowiem, że szkło przepuszcza mniej niż 10% promieni UV o długościach mniejszych niż około 280 nm. Zatem przy stosowaniu jedynie obiektywów (bez filtra UV), ten zakres nie będzie mógł mieć znaczącego wpływu na zdjęcia. Inaczej jest jednak w przypadku coraz to dłuższych fal UV, których transmisja sięga nawet prawie 90%. W przypadku silnej obecności promieni UV samo szkło nie wystarcza do ich wyeliminowania.

Warto zrozumieć wpływ transmisji na rejestrowane obrazy, tak by w przyszłości samemu móc oceniać jakość filtrów. Transmisja opisuje ile procent promieni o danej długości jest przepuszczanych przez filtr, z czego wynikać mogą dwie rzeczy – przyciemnienie obrazu i/lub jego zabarwienie.

Przykładowa transmisja dwóch różnych hipotetycznych filtrów

Jeżeli transmisja światła widzialnego jest niska równomiernie w całym zakresie, to rejestrowany obraz będzie ciemniejszy, niż ten przy wyższej transmisji. Bywa to oczywiście problemem, ponieważ niepotrzebnie tracimy światło, którego w fotografii często brakuje. Na powyższym wykresie filtr o transmisji T1 jest bardzo dobry, ponieważ przepuszcza właściwie większość światła, transmisja T2 powoduje natomiast znacznie przyciemnienie obrazu, co ilustrują poniższe zdjęcia.

Działanie dwóch różnych hipotetycznych filtrów

Filtr o wysokiej, równomiernej transmisji (T1)

Filtr o niskiej, równomiernej transmisji (T2)

Jeżeli natomiast transmisja światła widzialnego nie rozkłada się równomiernie, to poza ubytkami światła, pojawiać się mogą zabarwienia, w zależności od tego, który zakres jest bardziej tłumiony.

Przykładowa transmisja dwóch różnych hipotetycznych filtrów

Jeżeli silniej tłumione są barwy niebieskie, fotografie nabierać będą cieplejszego charakteru, ponieważ dominować w zdjęciach będą wtedy barwy ciepłe (przykład transmisji T2). Z drugiej strony, gdy to barwy ciepłe są tłumione bardziej, zauważalne stanie się ochłodzenie zdjęć (przykład transmisji T1).

Przykładowa transmisja dwóch różnych hipotetycznych filtrów

Filtr o transmisji T1, tłumiącej barwy ciepłe

Filtr o transmisji T2, tłumiącej barwy zimne

Zakłócenia kolorystyki mogą być zresztą bardziej skomplikowane i trudne do przewidzenia, jeżeli transmisja ma nierównomierny, wielogrzbietowy charakter. Ubywać wtedy może trochę barw czerwonych, niebieskich a do tego np. zielonych.

Oba opisywane efekty są oczywiście niepożądane, a eliminuje się je stosując specjalnie projektowane, wielowarstwowe powłoki antyodbiciowe. Poprzez redukcję odblasków (o których mówiliśmy już w lekcji drugiej) zwiększają one transmisję. Nie jest jednak trywialnym zadaniem tak je zaprojektować, by rozkład transmisji był równomierny.

Działanie filtrów UV

Pora zatem przyjrzeć się samym filtrom UV. Jak wspomnieliśmy, ważną informacją jest transmisja oferowana przez poszczególne modele. Weźmy dla przykładu jej wykresy dla trzech modeli filtrów UV firmy Marumi z testu filtrów UV. Pozwoli nam to dobrze zrozumieć jakimi cechami mogą się charakteryzować poszczególne filtry.

Transmisja filtra Marumi 72 mm UV

Na początek spójrzmy na wykres transmisji filtra Marumi 72 mm UV. Widać jego dużą skuteczność w blokowaniu ultrafioletu. Aż do 350 nm jego przepuszczalność jest zerowa, po czym wzrasta dość szybko do 70% dla 400 nm. Transmisja światła widzialnego wynosi około 90%, a więc właściwie tyle, ile zwykłe szkło i nie jest zbyt równomierna. Mniejsza transmisja barw niebieskich może zatem powodować lekkie ocieplenie rejestrowanych fotografii.

Transmisja filtra Marumi 72 mm MC UV

W filtrze Marumi 72 mm MC UV zastosowano wielowarstwowe powłoki antyodbiciowe – na co wskazują litery MC. Dzięki temu obserwujemy znaczną poprawę transmisji światła widzialnego, choć jej wykres stał się nieco bardziej skomplikowany – spadki występują zarówno dla barw niebieskich jak i czerwonych. W większości sięga ona jednak niemal pułapu 100%, podczas gdy zachowano wciąż dobrą skuteczność blokowania promieni UV. Taki wykres transmisji daje zatem nadzieje na sprawne działanie filtra.

Transmisja filtra Marumi 72 mm WPC UV

Z trochę inną sytuacją mamy do czynienia w przypadku ostatniego filtra – Marumi 77 mm WPC UV. Literki WPC (ang. Water Proof Coating) oznaczają powłoki wodoodporne. Specjalna powłoka zmniejsza napięcie powierzchniowe, dzięki czemu filtru w mniejszym stopniu trzyma się woda i kurz. Filtr ten dobrze nadaje się zatem na filtr ochronny. Świadczy o tym również niemal doskonała transmisja światła widzialnego na poziomie bliskim 100%, dzięki czemu mamy pewność, że do zdjęć nie zostaną wprowadzone żadne zafarby. Wszystko to okupione zostało mniejszą skutecznościa filtra UV jako takiego, wyraźnie bowiem widać, że już od 300 nm transmisja wynosi około 30% i szybko pnie się w górę.

Mamy zatem w ofercie jednego producenta trzy filtry UV, które dobrze ukazują jak mocno mogą się od siebie różnić poszczególne modele. Dobierając je wedle potrzeb i ceny, zdecydować się można na odpowiedni dla siebie kompromis.

Warto również wspomnieć, że spotyka się kilka określeń typów filtrów UV:

• UV – bez dodatkowych oznaczeń, rozumie się przez to najczęściej standardowy filtr blokujący promienie UV-B i UV-C, czyli w zakresie od 100 do 315 nm, nie wprowadzający zafarbu,
• Haze – filtry tego typu blokują dodatkowo (choć rzadko całkowicie) promieniowanie UV-A, czyli od 315 do 400 nm. Ponadto, w celu zrównoważenia zaniebieszczenia obrazu promieniami UV, wprowadzają żółtawe ocieplenie kolorów,
• Skylight – filtry tego typu podobnie jak Haze blokują również zakres UV-A, poza tym lekko ocieplają obraz, najczęściej różowawym zafarbem.

W nazwenictwie filtrów występuje jednak pewna dowolność i nie należy zbytnio sugerować się użyciem powyższych zwrotów. Np. nie każdy filtr Haze wprowadza ocieplenie barw. Tak naprawdę najlepszą i najpewniejszą informacją o jego działaniu jest wykres jego transmisji.

Przy okazji doszliśmy do drugiej, niemniej ważnej roli jaką przypisuje się filtrom UV – funkcji ochronnej. Filtry UV bywają bowiem bardzo często kupowane właśnie w tym celu. Rodzi się pytanie, czemu akurat filtry UV? Odpowiedź jest prosta – bo wydają się one najprostszym i najtańszym rozwiązaniem. Prosta szybka, której głównym celem jest ochrona przedniej soczewki obiektywu przed zarysowaniem. Takie myślenie może nas jednak sprowadzić na manowce. Jak się przekonaliśmy, bardzo istotne są takie cechy jak transmisja filtru. Często wybierane, niemarkowe „szybki” na zasadzie „przecież to ma tylko chronić soczewkę, a przy okazji może odetnie trochę ultrafioletu” nie są niestety pod tym względem doskonałe. W efekcie oszczedzając na filtrze zyskujemy takie „atrakcje” jak przebarwienia, utratę światła, dodatkowe odblaski czy winietowanie. Wybierając filtr UV mający służyć przede wszystkim jako filtr ochronny, powinniśmy kierować się jego wysoką i równomierną transmisją w zakresie światła widzialnego. Oczywiście równie ważne jest, by nie wprowadzał on winietowania ani dodatkowych odblasków, ale to akurat dotyczy każdego stosowanego filtru. Warto zainteresować się wtedy filtrami typu Marumi UV MC WPC, czyli wyposażonymi w dodatkowe, odporniejsze powłoki. Wraz z uszczelnionymi obiektywami będzie on stanowił zgrany tandem, a padający deszcz nie będzie tak łatwo zbierał się na filtrze jak na przedniej soczewce obiektywu.

Stosowanie filtrów UV jako filtrów ochronnych to jednak dość kontrowersyjny temat. Ma on równie dużo zwolenników co przeciwników i jest problemem podobnego rzędu co dyskusja nad wyższością Świąt Bożego Narodzenia nad Świetąmi Wielkiej Nocy. Przeciwnicy twierdzą, że filtrowanie UV nie jest potrzebne, a odpowiednią ochronę przedniej soczewki zapewnia osłona przeciwsłoneczna. A wprowadzenie dodatkowego szkła przed obiektyw to jedynie strata jakości zdjęć. Każdy sam musi rozstrzygnąć czy potrzebuje filtru UV, zarówno ze względu na jego ochronne działanie jak i blokowanie promieniowania ultrafioletowego.

Podsumowanie

Filtry UV nie powodują tak spektakularnych efektów jak filtry polaryzacyjne ani ich wpływ nie jest tak oczywisty jak w filtrach połówkowych. Jednak jak każdy inny typ filtru, mają one swój określony cel. Jeżeli często zdarza nam się fotografować w pełnym słońcu, w szczególności na dużych wysokościach, powinniśmy rozważyć nabycie filtra UV, ze szczególnym naciskiem na skuteczne filtrowanie promieniowania ultrafioletowego. Producenci są jednak świadomi, że wiele osób kupuje takie filtry w celach ochronnych i czasem skuteczność tego filtrowania nie jest najwyższa. Tak czy inaczej, powinniśmy mieć pewność, że zastosowane szkło i powłoki zapewniają również dobrą transmisję w zakresie światła widzialnego, nie wprowadzając niepożądanych zafarbów, zakłócając kolorystykę zdjęć.

Artykuł został przygotowany przy współpracy z firmą K-Consult – dystrybutorem produktów Marumi w Polsce
Sponsorem cyklu Fotoszkoła Marumi jest firma K-Consult sp. z o.o.