Zadaniem filtrów UV jest wycinanie zbędnego promieniowania ultrafioletowego, którego nie dostrzega ludzkie oko, a które rejestruje detektor w aparacie fotograficznym. Ale czy faktycznie jest to niezbędny dodatek? Kiedy warto go używać? Aby odpowiedzieć na te pytania, musimy się zastanowić co to jest promieniowanie UV i jaki ma ono wpływ na nasze zdjęcia.

Światło widzialne, które jest dostrzegane przez ludzkie oko, to promieniowanie elektromagnetyczne o długościach fali zawierających się w przedziale od 390 do 750 nm (niektórzy ludzie rozróżniają barwy w ciut większym zakresie np. 380 - 780 nm).

Zakres promieniowania o energiach większych od światła widzialnego (lewa strona na powyższym rysunku), który rozciąga się od 400 do 10 nm nazywamy promieniowaniem ultrafioletowym.

Choć ludzkie oko nie jest w stanie zaobserwować fotonów o takiej energii, nie oznacza to, że nie są one rejestrowane przez matrycę CCD/CMOS czy błonę światłoczułą. Konstrukcja matryc oparta jest na fotodiodach zbudowanych z krzemu. Zakres ich czułości rozciąga się od 190 do 1100 nm, czyli rozpościera się od bliskiego ultrafioletu, poprzez światło widzialne po podczerwień. Jak widzimy, matryca jest w stanie rejestrować znacznie szersze spektrum niż ludzkie oko. Zakres bliskiej podczerwieni jest wycinany przez zastosowanie specjalnego filtru umieszczonego przed sensorem. Zabieg ten wykorzystuje się głównie po to, by promieniowanie IR nie miało wpływu na odwzorowanie kolorów w aparacie. Analogicznych filtrów nie stosuje się w przypadku ultrafioletu. Dlaczego? Otóż jest to zbyteczne, gdyż z pomocą przychodzą nam obiektywy, które podpinamy do aparatów. To one, a dokładnie szklane soczewki w nich zastosowane, skutecznie ograniczają ilość ultrafioletu docierającą do cyfrowego detektora. Wynika to z niedużej przepuszczalności krótkofalowego promieniowania przez szkło samo w sobie. Z tego samego powodu nie uda nam się opalić przez szybę. Aby nie być gołosłownym przedstawiamy wykres przepuszczalności światła (transmisji) przez idealnie płaską płytkę szklaną w zakresie od 200 do 1000 nm:

Dla fal krótszych niż 285 nm szkło przepuszcza mniej niż 10% światła, zaś dla zakresu poniżej 200 nm zaledwie 3.2%. Jednak dla promieniowania znajdującego się tuż za granicą światła widzialnego szkło jest transparentne dla blisko 90% promieni UV. Czy powinniśmy się tym przejmować? Przecież codzienna praktyka pokazuje, że w większości wypadków fotografie uzyskane przez aparat nie odbiegają od tego, co w danej chwili widzi nasze oko. Spowodowane jest to pochłanianiem i silnym rozpraszaniem promieniowania przez ziemską atmosferę. Już wiele kilometrów nad powierzchnią Ziemi część promieniowania UV jest pochłaniana przez ozon. Im bliżej powierzchni Ziemi, tym więcej promieniowania UV jest pochłaniane. Jednocześnie światło napotykając atomy i cząsteczki budujące atmosferę jest na nich rozpraszane. Rozpraszanie to jest tym silniejsze, im krótsza jest długość fali promieniowania - efekt ten znany jest pod nazwą rozpraszania Rayleigha. Następstwem tego faktu jest to, że światło o kolorze niebieskim jest blisko 10-cio krotnie bardziej rozpraszane w atmosferze niż światło czerwone. To właśnie ten efekt sprawia, że niebo w bezchmurny dzień przybiera błękitną barwę. Jednak promieniowanie UV o długości fali 300 nm jest już 30-krotnie silniej rozpraszane niż światło o kolorze czerwonym! Nasze oko nie jest w stanie tego zauważyć ale klisza czy detektor CCD/CMOS tak.

Aby łatwiej można było sobie to wyobrazić, posłużymy się następującym przykładem. Zbliża się jesień i coraz częściej o poranku obserwujemy gęste mgły, które ograniczają nam widoczność nawet do kilku metrów. Spowodowane jest to silnym rozpraszaniem światła widzialnego na kropelkach wody, które tworzą mgłę. Wtedy zazwyczaj sięgamy po telefon komórkowy i dzwonimy do wyrozumiałego szefa, by mu oznajmić, że spóźnimy się do pracy, po czym wracamy do domu i śpimy jeszcze dwie godziny dopóki mgła nie opadnie. Jest to możliwe dzięki temu, że telefon wykorzystuje fale elektromagnetyczne o większej długości niż nasz wzrok, dla których mgła jest całkowicie przezroczysta.

Podsumowując, promieniowanie UV jest silnie pochłaniane w atmosferze i im wyżej nad powierzchnią Ziemi się znajdujemy (na pokładzie samolotu, pensjonat w górach etc.) tym jest go więcej. Jednocześnie jest ono bardzo silnie w niej rozpraszane, przez co fotografując Morskie Oko czy widok na panoramę rozpościerającą się z Giewontu zauważamy, że zdjęcia są lekko zamazane, jakby zrobione przez "mgłę" w porównaniu do tego co widzimy naszym wzrokiem. To właśnie w tych sytuacjach zastosowanie filtrów UV wpłynie na poprawę jakości naszych zdjęć.

Ochrona obiektywu

Jednak to nie jedyne zastosowanie tego rodzaju filtrów. Na przestrzeni wielu lat zyskały one miano filtrów ochronnych. To dlatego, że szkło kosztujące kilkadziesiąt czy kilkaset złotych chroni przednią soczewkę obiektywu kosztującego często kilka tysięcy złotych. Wówczas to głównie filtr, a nie obiektyw, narażony jest na zachlapanie czy zarysowanie. To dlatego wiele osób używa filtrów UV w codziennej fotografii traktując je, nie jako coś wycinającego ultrafiolet, lecz bardziej jako element ochronny, nie mający wpływu na jakość obrazu.

To ostanie zdanie jest jednak nie do końca prawdziwe. Należy pamiętać, że każdy filtr to dodatkowy element optyczny, który niesie ze sobą groźbę zwiększania podatności na odblaski, może znacząco obniżać transmisję światła, zmieniać odwzorowanie kolorów czy powodować winietowanie. Dlatego, nakładając filtr na obiektyw, należy pamiętać, że staje się on jego integralną częścią. Warto go zatem dobrać w taki sposób, by nie ograniczał on możliwości całego układu. Kupując obiektyw za 5000 zł, nie powinniśmy więc bać się wydania nawet kilkuset złotych na jego solidną ochronę. Kuriozalne jest bowiem kupowanie najtańszego filtra do drogiego obiektywu, bo tym samym możemy nasz instrument sprowadzić optycznie o jedną lub dwie klasy niżej. Problem w tym, że oferta filtrów jest ogromna, zakres cenowy sięga od 30 do 500 zł, a wydanie nawet sporej sumy, nie zawsze gwarantuje zadowalający efekt. W sieci i literaturze fachowych testów filtrów jest niestety bardzo mało. Redakcja Optyczne.pl postanowiła więc choć częściowo załatać ten deficyt i podzielić się z Czytelnikami naszymi wrażeniami z użytkowania 20 filtrów UV dostępnych na naszym rynku.