Temperatura barwowa - część 1: korekcja za pomocą filtrów

Tradycyjny nudny wstęp

W fotografii cyfrowej temperatura barwowa światła nie stanowi istotnego problemu - praktycznie niezależnie od istniejących warunków można skorygować ją za pomocą dostępnego w aparacie balansu bieli, czy to predefiniowanego, czy też tak czy inaczej ustawianego indywidualnie. W ostateczności finalnej korekty dokonać można podczas obróbki na komputerze. Także w dzisiejszych realiach cyfrowych labów, fotografując na materiałach tradycyjnych i dysponując skanem filmu, łatwo sprowadzić jego kolorystykę do pożądanej postaci.

No a jak wygląda(ła) kwestia balansu bieli w klasycznej fotografii tradycyjnej? Nie ma go? Ależ jest, jest, jak najbardziej - tutaj nic się nie zmieniło.

W przypadku czysto tradycyjnej fotografii barwnej, nie dysponującej wszak narzędziem cyfrowego balansu bieli, sprawa jest jednak nieco bardziej złożona. Fotografując np. przy świetle sztucznym na materiałach negatywowych skorygowanych do światła dziennego, finalnej adjustacji kolorów dokonać można dobierając odpowiednią filtrację pod powiększalnikiem, wobec tego niepotrzebne są - teoretycznie - jakiekolwiek zabiegi podczas fotografowania.

Niestety - sprawdzało się to może i dobrze w przypadku samodzielnego wykonywania odbitek w ciemni, natomiast w przypadku zlecania odbitek punktom usługowym - już nie. Tam po prostu nie bawiono się w indywidualne ustalanie filtracji dla poszczególnych klatek, czy też może jej zakres wykraczał poza możliwości zautomatyzowanych labów - w każdym razie zdjęcia wykonywane na materiałach do światła dziennego przy świetle żarowym wychodziły na żółto, i już. Praktycznie koniecznością było więc (i jest raczej nadal) korygowanie temperatury barwowej już podczas fotografowania.

Ten sam problem - acz jeszcze bardziej dotkliwy - występuje w przypadku fotografowania na barwnych materiałach odwracalnych (slajdach) przeznaczonych do bezpośredniej projekcji. Tam bowiem praktycznie nie ma możliwości ingerencji w gotowe zdjęcie (pomijając dość desperacką technikę podkładania pod slajd w ramce barwnej folii korekcyjnej), cały więc proces korekcji temperatury barwnej odbyć się musi tak samo na etapie fotografowania - ze wszystkimi tego konsekwencjami.

Reasumując więc ten przynudny wstęp – w przypadku fotografii tradycyjnej swego rodzaju ustawienia balansu bieli dokonuje się już w chwili wykonania zdjęcia, za pomocą odpowiedniego filtra korekcyjnego czy konwersyjnego założonego na obiektyw.

Temperatura barwowa światła

Podstawowym więc problemem jest zatem dobranie już podczas wykonywania zdjęcia filtracji odpowiedniej do źródła światła. Na szczęście i wbrew pozorom, nie jest to jednak specjalnie karkołomnym zajęciem.

Temperaturę barwową światła określa się powszechnie w kelwinach (K), odnosząc ją do temperatury ciała doskonale czarnego, w której świeci ono światłem o takim właśnie kolorze. Czyli - im niższa temperatura barwowa, tym cieplejszy (!) kolor światła - bliższy czerwieni, im wyższa temperatura barwowa, tym chłodniejszy (!) kolor - bliższy błękitowi.

Jednostką temperatury barwowej jest natomiast mired (M), w praktyce częściej używany jako dakamired (daM). Aby obliczyć wartość temperatury barwowej w miredach wystarczy po prostu podzielić 1 000 000 [milion] przez temperaturę barwową w kelwinach. Z kolei 1 daM = 10 M, czyli w skrócie, aby otrzymać wynik w dekamiredach, można od razu dzielić 100 000 przez kelwiny.

Dekamired będzie nam bowiem o tyle potrzebny, że on właśnie jest podstawą do doboru odpowiednich filtrów korekcyjnych i konwersyjnych, dzięki którym materiał światłoczuły w aparacie „zobaczy” obraz w świetle o takiej temperaturze barwowej, do jakiej został fabrycznie skalibrowany. Aby dokonać odpowiedniej filtracji trzeba zatem znać dwie wartości – temperaturę barwową światła, przy którym wykonujemy zdjęcie, oraz temperaturę barwową do jakiej przystosowany jest materiał światłoczuły. Zacznijmy zatem od tej pierwszej.

Temperaturę barwową światła zmierzyć można za pomocą mniej lub bardziej wyuzdanego miernika, kolorymetru (vel chromometru czy chromoskopu) - od precyzyjnego elektronicznego cacuszka podobnego do światłomierza, do prostej barwnej tabelki (czasem umieszczonej nawet na korpusie światłomierza), na której zgrubnego pomiaru dokonuje się na drodze wizualnej. 

A jeśli brak tych urządzeń? Sytuacja nie jest, na szczęście, beznadziejna - poszczególne źródła światła mają wszak swe specyficzne temperatury barwowe, które - szczególnie w przypadku światła sztucznego, dającego z reguły największe odchylenia od światła białego, można w miarę dokładnie określić.

Temperatura barwowa charakterystycznych źródeł światła w kelwinach, wraz z odpowiadającymi wartościami w dekamiredach, ma postać jak w poniższej tabeli:

Temperatury barwowe charakterystycznych źródeł światła:

Źródło światła	Temperatura barwowa [K]	Temperatura barwowa [daM]
Płomień świecy	1500-1720	67-58
Lampa naftowa	1900-2045	53-49
Żarówka 25 W	2495	40
Świetlówka „warm comfort light”	2500*	40*
Świetlówka „warm white”	2700*	37*
Lampa LED domowa	2700*	37*
Żarówka halogenowa domowa	2700	37
Żarówka 40 W	2750	36
Żarówka 60 W	2800	36
Żarówka 100 W	2850	35
Żarówka projekcyjna 500 W	3000-3190	33-31
Żarówka fotograficzna 500 W typ B	3200	31
Żarowka fotograficzna 250 W	3200	31
Żarówka fotograficzna halogenowa 650-1000 W	3200	31
Stadionowa lampa metalohalogenkowa – barwa ciepła	3200*	31*
Żarówka kwarcowa 1000 W	3300	30
Żarowka fotograficzna 500 W	3400	29
Żarówka błyskowa spaleniowa	3800	26,5
Świetlówka „cool white”	4000*	25*
Światło księżyca	4125	24
Słońce o wschodzie lub zachodzie	4700	21
Niebieska żarówka fotograficzna	4800-5400	21-18,5
Lampa łukowa węglowa	5000	20
Słońce rano i wieczorem	5000-5500	20-18
Stadionowa lampa metalohalogenkowa – barwa biała	5000-6000*	20-16,5*
Świetlówka fotograficzna biała	5500*	18*
Żarówka błyskowa spaleniowa niebieska	5600	18
„Swiatło dzienne”	5600	18
Wyładowcza lampa błyskowa	5500-5600 6000	18 17
Słońce za mgłą	5700-5900	17,5-17
Słońce w południe, niebieskie niebo z obłokami	5700-5900	17,5-17
Słońce w południe, bezchmurne niebo	6000-6500	16,5-15,5
Bezpośrednie światło słońca	6500	15,5
Świetlówka „cool daylight”	6500*	15,5*
Wyładowcza lampa błyskowa starego typu	6800	15
Niebo – całkowicie zachmurzone	6700-7000 (6800)	15-14 (15)
Niebo – zamglone, mgła	7500-8400 (8000)	13-12 (12,5)
Światło błękitnego nieba w cieniu	10 000-12 000	10-8,5

* Wartości oznaczone gwiazdkami odnoszą się do wszelakich luminescencyjnych i tym podobnych źródeł światła, które z racji na swą naturę (np. nieciągłe widmo) tylko lepiej lub gorzej udają określone temperatury barwowe. Jak dokładnie, i czy w ogóle nie posiadają odchyleń barwnych w stronę innych kolorów (np. zielonego) - no to już zależy od ich jakości i dobrej woli producenta...

Zwróćmy tylko jeszcze uwagę na wygrubioną pozycję „Światło dzienne” (5600 K, 18 daM) – jest to mniej lub bardziej teoretyczna wartość, do jakiej kalibrowane są najpowszechniej materiały do zdjęć przy świetle dziennym (ang. daylight, niem. Tageslicht). Właśnie tę temperaturę barwową rejestrują one jako neutralną biel.

Temperatura barwowa filmu

Spójrzmy więc teraz na temperatury barwowe różnych rodzajów filmów.

Obok wspomnianych do zdjęć przy świetle dziennym (5600 K, 18 daM), spotkać można także materiały do zdjęć przy świetle sztucznym. Ich barwoczułość dobrana jest w taki sposób, że jako białe rejestrują one światło żarówek fotograficznych, najczęściej o temperaturze barwowej 3400 K lub 3200-3250 K, zależnie od typu filmu. Jeżeli więc fotografujemy w oświetlonym odpowiednimi żarówkami studio na takim materiale, nie wymaga to już stosowania żadnej filtracji (czy to na obiektywie, czy na lampie) i kolory na zdjęciach oddane zostaną prawidłowo, jak przy „prawdziwym” świetle białym. Podkreślenie jednak wymaga, że takie fotograficzne „światło sztuczne” odnosi się do specjalnych żarówek fotograficznych o stosunkowo wysokiej temperaturze barwowej (i zarazem krótkiej żywotności). Zwykłe domowe żarówki posiadają (jak wiemy z tabeli powyżej) temperaturę barwową w okolicy 2800 K i ich światło nadal będzie rejestrowane przez większość filmów do światła sztucznego jako żółte.

Temperatura barwowa dla różnych typów materiałów fotograficznych

Typ materiału	Temperatura barwowa [K]	Temperatura barwowa [daM]
Błona do światła dziennego 5900 K	5900	17
Błona do światła dziennego 5600 K	5500-5600	18
Błona do światła sztucznego 3400 K	3400	29
Błona do światła sztucznego 3200 K	3200-3250	31
Błona do światła sztucznego 2850 K	2850	35

Najpowszechniej spotykane były (czy są) trzy środkowe typy uczuleń – dla temperatur rzędu 5600 K, 3400 K i 3200 K. Pozostałe dwa wymienić można w zasadzie z kronikarskiego obowiązku. Ba, bywają produkowane materiały dla jeszcze bardziej egzotycznych temperatur barwowych, jak na przykład przeznaczone do kopiowania taśm filmowych przy świetle 4000 K - acz nie są one przeznaczone do fotografowania jako takiego.

Jeśli zatem wykonujemy zdjęcia na materiale przystosowanym do temperatury barwowej niższej od wykorzystanego źródła światła, to zdjęcia wyjdą zażółcone. Jeśli zaś temperatura barwowa światła jest wyższa od temperatury odpowiedniej dla błony (np. przy fotografowaniu przy świetle dziennym na materiale do światła sztucznego) – będą zaniebieszczone.

Film a światło - dobór stopnia filtracji i filtrów

Mamy więc już, tak czy inaczej ustaloną, temperaturę barwową światła, znamy temperaturę barwową, do jakiej przeznaczony jest nasz film – i co dalej?

A teraz po prostu należy odjąć od temperatury barwowej właściwej dla używanej błony (w dekamiredach) temperaturę barwową światła, aby otrzymać wartość niezbędnej korekcji za pomocą filtrów.

Na przykład – fotografujemy na błonie do światła dziennego (5600 K, 18 daM) przy świetle domowej żarówki 100 W (2850 K, 35 daM). Niezbędna w tej sytuacji korekcja temperatury barwowej wynosi więc: 18 – 35 = –17 [daM]

Potrzebujemy więc nałożyć na obiektyw filtr o korekcji wynoszącej –17 daM. Jeśli nie mamy akurat odpowiednio gęstego, można połączyć razem kilka filtrów – ich wartości po prostu się sumuje (czyli np. zestaw filtrów o wartościach 2 i 6 daM ma łącznie 8 daM).

Teraz pora więc już najwyższa spojrzeć na same filtry do korygowania temperatury barwowej. Produkowane są w dwóch rodzajach – czerwonawe (ocieplające, o korekcji dodatniej) i niebieskawe (oziębiające, o korekcji ujemnej). Filtry o wartości korekcji poniżej 9 daM noszą przy tym miano korekcyjnych, od 9 daM włącznie w górę - konwersyjnych.

Systemów oznaczania filtrów jest, oczywiście, mnóstwo, aby fotografujący nie miał przypadkiem za łatwego życia. Najpowszechniej stosowany jest jednakowoż – i na szczęście – przez rozlicznych producentów (Hoya, Marumi, Tiffen, Cokin, Hitech, PPL…) system oznaczeń Kodak Wratten,  który wygląda następująco:

Filtry czerwonawe, ocieplające

Oznaczenie filtra	Korekcja daM	Korekcja EV	Krotność
81	1	1/4	1,2
81A	2	1/3	1,4
81B	2,5	1/3	1,4
81C	3,5	1/2	1,4
81D	4	2/3	1,5
81EF	5	2/3	1,5
81G	6	1	2
85C	8	1/3 - 2/3	1,3-1,6
85	11	1/2 - 2/3	1,3-1,6
85B	13	2/3	1,6

Filtry niebieskawe, ochładzające

Oznaczenie filtra	Korekcja daM	Korekcja EV	Krotność
82	-1	1/3	1,3
82A	-2	1/3	1,3
82B	-3	2/3	1,5
82C	-4,5	2/3	1,5
80D	-5,5	2/3	1,6
80C	-8	1	2
80B	-11	1 2/3	3
80A	-13	2	4

Z niejaką rezerwą odnosić się trzeba do przytoczonych powyżej wartości korekcji naświetlania w stopniach EV i krotnościach filtrów, traktując je tylko orientacyjnie. Dane przytaczane przez różnych producentów potrafią się tu bowiem dość znacznie różnić – dlatego też najbezpieczniej posłużyć się w przypadku konkretnego filtra wartością określoną przez jego wytwórcę, względnie pomiarem TTL w aparacie, lub też zmierzyć gęstość filtra światłomierzem (acz i to nie jest pozbawione ryzyka – zwłaszcza w przypadków filtrów właśnie czerwonych i niebieskich).

Wracając więc do powyższego przykładu z żarówką 100 W i błoną do światła dziennego – aby otrzymać korekcję –17 daM możemy nakręcić na obiektyw filtry 80A i 82C (–13 – 4,5 = –17,5 daM) albo na przykład 80B i 80D (–11 – 5,5 = –16,5 daM). Albo jakąkolwiek inną odpowiednią kombinację.

A w drugą stronę - jeśli fotografujemy przy świetle dziennym 5600 K na materiale do światła sztucznego, to odpowiednią korekcję zapewniają nam po prostu pojedyncze filtry 85 (11 daM) w przypadku materiału do 3400 K lub 85B (13 daM) w przypadku materiału do 3200 K.

 
W części drugiej przyjrzymy się między innymi bliżej kwestii zmiany temperatury barwowej światła dziennego w zależności od pory dnia i roku.

ORWO rozszyfrowane

W ramach konsekwentnego prezentowania kolekcji niszowej i w gruncie rzeczy nikomu niepotrzebnej wiedzy, spójrzmy dzisiaj na oznaczenia literowe stosowane w czasach minionych na materiałach fotograficznych produkowanych pod wschodnioniemiecką marką ORWO. Zdawało by się, zaginionych w niepamięci, ale wciąż jeszcze jednak dostępnych na rynku wtórnym i cieszących się nawet odpowiednią dozą kultowości, jak prawie wszystko dzisiaj.

Poszczególne typy materiałów ORWO wytwarzane przez VEB Filmfabrik Wolfen oznaczane były dwuliterowymi skrótami, którym towarzyszyły oczywiście odpowiednie pełne opisy na opakowaniach. Tym niemniej od czasu do czasu natrafić można i tu na pytania tudzież wątpliwości. A więc...

Materiały ogólnego przeznaczenia

Czyli filmy vel błony znane i lubiane, dostępne we wszelakich formatach - choćby popularnych 120, 135, SL, a niektóre nawet k16. Liczby przy oznaczeniach określają czułość ogólną w jednostkach DIN - za wyjątkiem NI 750, gdzie oznacza to uczulenie emulsji na bliską podczerwień (długość fali 750 nm).

• NC (Negativfilm Color) - negatyw barwny (np. NC 16, NC 19 Mask, NC 20, NC 21);
• NI (Negativfilm Infrarot) - czarno-biały negatyw do zdjęć w podczerwieni (NI 750);
• NK (Negativfilm für Kunstlicht) - kolorowy negatyw do światła sztucznego (np. NK 18)
• NP (Negativfilm Panchromatisch) - czarno-biały negatyw panchromatyczny (np. NP 15, NP 18, NP 20, NP 22) lub superpanchromatyczny (NP 27, NP 30);
• UK (Umkehrfilm für Kunstlicht) - kolorowy slajd do światła sztucznego (np. UK 14, UK 17, UK 20);
• UP (Umkehrfilm Panchromatisch) - czarno-biały slajd panchromatyczny (UP 15);
• UT (Umkehrfilm für Tageslicht) - kolorowy slajd do światła dziennego (np. UT 15, UT 16, UT 18, UT 20, UT 21, UT 23);

Nadmienić warto, że materiały UK przeznaczone były do światła fotograficznych żarówek przewoltowanych o temperaturze barwowej rzędu 3200 K, wobec czego w przypadku zwykłych żarówek domowych (ok. 2700 K) i tak wymagały stosowania niebieskich filtrów korekcyjnych rzędu 4-5 daM, inaczej zdjęcia wychodziły zażółcone.

Ogólną wskazówką co do natury materiału barwnego może być też jego nazwa -  barwne negatywy nosiły bowiem nazwę Orwocolor (np. Orwocolor NC 21), a slajdy - Orwochrom (np. Orwochrom UT 21). Ale, iżby za łatwo nie było, niektóre barwne materiały odwracalne produkowane w połowie l. 60., zaraz po przemianowaniu z Agfa na Orwo, nazywane były Orwocolor, a więc tak samo jak negatywy - np. Orwocolor UT 16 czy Orwocolor UK 14.

Materiały techniczne 

Liczby przy oznaczeniach odnoszą się do wartości gammy (1 - miękki, 5 - bardzo twardy). Materiały klasyfikowane jako fototechniczne, typu F, dostępne były w arkuszach od 9x12 cm do 29.7x42 cm, a także jako błony zwojowe szerokości 68 mm i 105 mm.

• DK (Dokumentenfilm) - twardy czarno-biały materiał ortochromatyczny do reprodukcji tekstu i rysunków liniowych (np. DK 3, DK 5);
• FO (Fototechnischer Film Orthochromatisch) - czarno-biały ortochromatyczny materiał do reprodukcji (np. FO 1, FO 4, FO 5);
• FP (Fototechnischer Film Panchromatisch) - czarno-biały panchromatyczny materiał do reprodukcji (np. FP 1, FP 2, FP 3);
• FU (Fototechnischer Film Unsensibilisiert) - czarno-biały barwoślepy materiał do reprodukcji (np. FU 1, FU 2, FU 3, FU 5);
• PF (Positiv Feinkornfilm) - czarno-biały drobnoziarnisty materiał barwoślepy do projekcji (np. PF 1);

Krotności filtrów, a stopnie przysłony (i nie tylko)

Wszelakie barwne neutralne filtry fotograficzne wymagają, jak wiadomo, wprowadzenia przy naświetlaniu odpowiedniej korekcji ekspozycji, zależnej od jasności vel gęstości takiego filtra, ergo od ilości odcinanego przez filtr światła. Naświetlać z filtrem trzeba obficiej. Od dawien dawna zwykło się podawać wartość tejże korekcji w postaci krotności filtra, czyli współczynnika mówiącego, ile razy należy z takim filtrem wydłużyć czas naświetlania - w porównaniu do zdjęcia bez filtra.

W przypadku filtrów barwnych do fotografii czarno-białej, krotności najpopularniejszych filtrów wyglądają najczęściej i mniej więcej tak:

Krotność	Barwa filtra
1,4x	jasnożółty, jasnoniebieski, jasny żółtozielony
2x	żółty, żółtozielony
2,8x	pomarańczowy
4x	zielony
8x	czerwony

Filtrów jest, oczywiście znacznie więcej, różni producenci stosują wszak różne wariacje, są filtry do fotografii barwnej - konwersyjne, korekcyjne, kompensacyjne... Wymagają one wszystkie indywidualnych korekcji, zależnie od swej gęstości - i to już winno być ustalane na podstawie danych producenta lub pomiarów światłomierzem.

No dobrze, ale po co ten przydługi i przynudny wywód, w dobie pomiaru TTL i tak dalej? Nakręcamy filtr, mierzymy światło przez filtr - i gotowe?

A właśnie. Przede wszystkim nie zawsze da się skorzystać z pomiaru TTL - wszak różne kombinacje sprzętu mogą się zdarzyć, nie zawsze wszystko działa prawidłowo, nie wszyscy zresztą hołdują bezgranicznie nowomodnym aparatom. A po drugie, zdarzyć się może, że pomiar TTL haniebnie nas oszuka. Ryzyko to występuje zwłaszcza w przypadku gęstych (ciemnych) filtrów ze skraju pasma widzialnego - czerwonych i niebieskich. Tam bowiem może nastąpić najsilniejsza różnica pomiędzy barwoczułością światłomierza a matrycy czy emulsji światłoczułej - sięgająca na przykład 1,5 EV.

Prosto wygląda sprawa przy "odgórnym" wprowadzaniu korekcji naświetlania poprzez zmianę czasu otwarcia migawki. Wystarczy po prostu wydłużyć czas zgodnie z krotnością filtra. Czyli skoro, przykładowo, pomiar bez filtra wskazuje nam przy jakiejś tam przysłonie czas 1/250 s, to z filtrem 4x czas naświetlenia wyniesie przy tej samej przysłonie 1/250 x 4 = 1/60 s (w odpowiednim zaokrągleniu do zwyczajowych wartości). W uproszczeniu możemy po prostu podzielić mianownik przez krotność filtra (250 / 4 = 60)

No ale gdybyśmy chcieli zostawić czas naświetlania, a skorygować ekspozycję przysłoną? Tutaj sprawa jest cokolwiek bardziej skomplikowana, bowiem krotność filtra nie przekłada się bezpośrednio nijak na stopnie przysłony (czyli zarazem jednostki liczby naświetlania), zależność jest bowiem logarytmiczna: EV = log2 n (gdzie n jest krotnością filtra). 

A zatem, aby przejść do meritum, najpopularniejsze czy mogące wystąpić krotności filtra wymagają wprowadzenia przy naświetlaniu następujących poprawek, liczonych w stopniach przysłony lubo jednostkach EV (w zaokrągleniu do jednego miejsca po przecinku):

Krotność	1,4x	2x	2,8x	3x	4x	5x	6x	7x	8x	9x
EV	0,5	1	1,5	1,6	2	2,3	2,6	2,8	3	3,2

Krotność	10x	16x	32x	50x	64x	100x	200x	500x	1000x	2000x
EV	3,3	4	5	5,6	6	6,6	7,6	9	10	11

Pogrubione zostały wartości dla filtrów o najczęściej spotykanych krotnościach, niejako, można by rzec, standardowych. Standardowymi są, de facto, wszelakie krotności będące potęgą liczby 2 - czyli 2, 4, 8, 16, 32, 64 itd., jako że przekładają się zawsze na pełne wartości EV. Łatwo więc zapamiętać, że filtr wymaga wprowadzenia korekty naświetlania o tyle jednostek EV, do jakiej potęgi trzeba podnieść liczbę 2, aby otrzymać krotność filtra. Czyli, dla przykładu, filtr 8x wymaga korekty naświetlania o 3 EV, jako że 2³ = 8.

Z kolei duże krotności - idące w setki i tysiące - właściwe są dla gęstych filtrów szarych, używanych do modnych ostatnio długich ekspozycji w warunkach dziennych.

Wbrew pozorom sprowadzenie krotności do stopni naświetlania jest też wygodne przy kompensacji naświetlenia za pomocą czasu otwarcia migawki - prościej chyba wydłużyć czas mechanicznie "o trzy działki" niż dzielić w pamięci w warunkach polowych, dajmy na to, 250 przez 8 (co może prowadzić do nerwicy lub obłędu).

Na koniec wspomnieć można jeszcze o dwóch rzeczach.

Gdyby naszła nas chęć sprawdzenia krotności bliżej nieznanego filtra za pomocą światłomierza (czyli porównując pomiar światłomierzem bez filtra i z filtrem), zwrócić należy uwagę, aby robić to przy białym (słonecznym) świetle i na obiekcie o neutralnej barwie - białej lub szarej, bez żadnej dominanty barwnej. W przeciwnym bowiem razie może dojść do zafałszowania wyniku pomiaru, jeżeli np. obiekt, na którym mierzymy ekspozycję, lub światło w jakim to czynimy, jest w barwie dopełniającej do badanego filtra - może nam w rezultacie wyjść, że filtr jest ciemniejszy niż jest w rzeczywistości. No i, jak wspomniałem, z racji na barwoczułość światłomierza metoda ta może być niewystarczająco dokładna dla filtrów czerwonych i niebieskich.

Może się jeszcze zdarzyć, że zdjęcia wykażą w praktyce, iż gęstość filtra nie odpowiada podanej dla niego przez producenta. Przyczyną tego może być niedokładność w opisie filtra - na co już nic nie poradzimy. Ale może to też wynikać z nierównego uczulenia spektralnego rejestratora, np. emulsji światłoczułej. To, co podawane jest bowiem jako jej czułość, jest tzw. czułością ogólną, uśrednioną wartością dla światła białego, w całym zakresie widzialnym. Natomiast czułość dla poszczególnych barw składowych może się znacznie różnić. Przykładowo - czarno-białe emulsje panchromatyczne czy superpanchromatyczne mają wysoką, względnie bardzo wysoką, czułość na kolor czerwony, bardzo wysoką na kolor fioletowy i niebieski i zarazem niską na kolor zielony. Jeżeli zatem zastosujemy np. z takim materiałem filtr żółtozielony, to ograniczy on naświetlenie w zakresie barw fioletowej, niebieskiej i czerwonej, czyli tych, na które emulsja jest najbardziej czuła, a puści głównie światło w rejonie zieleni - czyli tam, gdzie czułość emulsji jest najniższa. Może się zatem zdarzyć, że pomimo teoretycznie prawidłowej ekspozycji z filtrem, zdjęcie wyjdzie wyraźnie niedoświetlone.

Warto zatem poświęcić nieco czasu (i materiału) na sprawdzenie rzeczywistej krotności filtra. Jeśli np. rezultat pomiaru TTL wyraźnie odbiega od tego, co wynika z parametrów filtra, warto wykonać dwa zdjęcia - jedno wg pomiaru przez filtr, drugie wg pomiaru bez filtra, ale skorygowanego o współczynnik podany dla filtra przez producenta. Wtedy łatwo ocenić, gdzie leży prawda.

Istotne post scriptum

Jedna jeszcze istotna kwestia wymaga poruszenia - a co, jeżeli nakręcamy na obiektyw kilka filtrów na raz, hę? Jaka jest ich łączna gęstość?
Otóż nic to strasznego, zapamiętać tylko trzeba, że:

• krotności kilku filtrów wzajemnie się mnoży,
• korekcje kilku filtrów w stopniach (EV) się sumuje.

Czyli, jeśli na przykład założymy na obiektyw na raz filtr zielony (4x czyli korekcja 2 EV) oraz filtr żółty (2x czyli korekcja 1 EV), to łączna krotność tego zestawu wyniesie 4 x 2 = 8x, zaś łączna korekcja w jednostkach naświetlania 2 + 1 = 3 EV. A jak już wiemy, 8x = 3 EV, czyli wszystko się zgadza.
Tylko tyle i aż tyle, jak rzekłby klasyk.

Makrofotografia - matematycznie

Niejednokrotnie, przymierzając się do modnej ostatnio makrofotografii, stajemy przed zagadnieniem, co właściwie jest nam potrzebne do uzyskania wymarzonych efektów, tak, aby i powiększenie było dobre, i odległość od obiektu zdjęcia odpowiednia... Czy lepiej kupić pierścienie, czy może soczewkę - no i jakie?
Spójrzmy więc na kilka podstawowych a prostych wzorów, które pomogą na wstępie ogarnąć i oszacować te zagadnienia.

Jak skądinąd wiadomo, w przypadku zastosowania mieszka czy pierścieni pośrednich ich wpływ na skalę odwzorowania jest tym mniejszy, im dłuższej ogniskowej obiektywem się posługujemy.
Innymi słowy, im dłuższy mamy obiektyw, tym więcej pierścieni czy miecha trzeba użyć, aby osiągnąć dane powiększenie.
Skala odwzorowania przy danej ogniskowej i wyciągu obiektywu ma bowiem wartość: 

β = d / f 

gdzie
β - skala odwzorowania
d - długość wyciągu (tj. mieszka lub pierścieni)
f - ogniskowa obiektywu

Czyli przy danej długości wyciągu skala odwzorowania spada wprost proporcjonalnie do ogniskowej obiektywu.

Stąd wyciąg potrzebny do uzyskania danej skali odwzorowania wynosi: 

d = β * f 

Odległość przedmiotowa a, tj. odległość od płaszczyzny głównej przedmiotowej obiektywu (oględnie rzecz biorąc okolica przedniej soczewki) do obiektu zdjęcia dla obiektywu o ogniskowej f z wyciągiem d wynosi: 

a = f (f + d) / d 

Przy czym skala odwzorowania uzyskiwana przy fotografowaniu obiektywem o ogniskowej f z odległości przedmiotowej a wynosi:

β = f / (a - f)

A całkowita odległość zdjęciowa liczona od obiektu zdjęcia do błony/matrycy (czyli tak, jak normalnie się ją nanosi na skale ostrości obiektywów): 

e = ((f + d)² / d) + z 

gdzie największy ból to:
z – odległość pomiędzy oboma płaszczyznami głównymi obiektywu; w zasadzie trzeba ją znać 'na papierze' (czasem bywają publikowane), ale można i spróbować w przybliżeniu wyznaczyć doświadczalnie.

Zastosowanie pierścieni powoduje jednakże wyraźny spadek jasności obiektywu, który - wychodząc z założenia, że liczba przesłony jest ilorazem ogniskowej i źrenicy wejściowej obiektywu - ująć możemy w przybliżeniu wzorem: 

n = (f+d) / f 

gdzie
n - współczynnik zwiększający rzeczywistą liczbę przysłony

Przykładowo - jeżeli do obiektywu o ogniskowej 50 mm dołożymy 28 mm pierścieni pośrednich, to n = (50+28) / 50 = 1,56. Czyli jeżeli na obiektywie ustawimy przysłonę 8, to rzeczywista wartość przysłony wyniesie ok. 12,5, i taką też trzeba założyć przy ustalaniu ekspozycji, jeśli nie dysponujemy pomiarem TTL.
Wzór ten sprawdza się najlepiej do obiektywów średnich ogniskowych i o klasycznej konstrukcji, w przypadku obiektywów szerokokątnych typu retrofocus i teleobiektywów może być cokolwiek zafałszowany przez stosunek średnic źrenic wejściowej i wyjściowej... zawszeć jednak jest to jakaś podstawa.

Z kolei przy użyciu soczewek nasadkowych (lub konwerterów makro) sytuacja jest odwrotna niż z pierścieniami - ich działanie jest tym silniejsze, im dłuższa jest ogniskowa obiektywu. Działanie soczewki (czy konwertera) sprowadza się do skracania ogniskowej obiektywu, na który jest założona (co niejako symuluje zastosowanie pierścieni pośrednich, jako że fizyczna długość obiektywu staje się wtedy dla tej ogniskowej za duża) - ogniskowa obiektywu z soczewką nasadkową przybiera wartość wg wzoru: 

fc = 1000 * f / (1000 + f * D) 

gdzie:
fc - wypadkowa ogniskowa obiektywu z soczewką
f – rzeczywista ogniskowa obiektywu w milimetrach 
D - siła soczewki w dioptriach (jeżeli stosuje się kilka soczewek na raz, to ich dioptrie po prostu się sumuje – czyli np. zestaw soczewek 2 i 3 dioptrie ma łącznie 5 dioptrii).

Stąd (jako że w tym przypadku d = f - fc) skala odwzorowania osiągana przy zastosowaniu soczewki nasadkowej wynosi: 

β = D * f / 1000 

Czyli przy danej sile soczewki skala odwzorowania wzrasta wprost proporcjonalnie do ogniskowej obiektywu, a siła soczewki niezbędnej do uzyskania danej skali odwzorowania wynosi: 

D = 1000 * β / f 

Co trzeba przy tym zauważyć, w przypadku obiektywu ustawionego na nieskończoność z soczewką nasadkową odległość przedmiotowa wynosi: 

a = 1000 / D 

... i równa jest ogniskowej soczewki nasadkowej (w milimetrach), bo ogniskowa ta równa jest metrowi podzielonemu przez dioptrie soczewki - czyli np. soczewka 5 dioptrii ma ogniskową 1000 : 5 = 200 mm, i tyle wyniesie odległość przedmiotowa.

Charakterystyczna w makrofotografii mikroskopijna głębia ostrości może kusić do maksymalnego przymykania przysłony - największa rzeczywista przysłona, jakiej możemy użyć, aby nie narazić się na znaczną utratę ostrości zdjęcia z powodu ugięcia światła na otworze przysłony wynosi:

k = u / (2,44 * λ * (β + 1))

gdzie:
k - liczba przysłony
u - dopuszczalny krążek rozproszenia (np. tradycyjnie 0,05 mm dla klatki 6x6 cm, 0,045 mm dla 4,5x6 cm, 0,03 mm dla małego obrazka, 0,02 mm dla APS-C, ewentualnie co tam wyjdzie z wielkości pikseli na matrycy)
λ - długość fali światła - średnio przyjmowana jako 0,00045 mm

Zaznaczyć trzeba jednakowoż, że powyższe wzory mają mniejszy lub większy sens li tylko dla obiektywu ustawionego na nieskończoność. Niejednokrotnie zdarza się bowiem, zwłaszcza w obiektywach z wewnętrznym ogniskowaniem, ale nie tylko, że ustawianie ostrości odbywa się w nich nie poprzez zmianę odległości obrazowej (przesuwanie całego członu optycznego), ale poprzez niewielką zmianę (skrócenie) ogniskowej obiektywu - a wtedy niezbędnej we wzorach wartości f po prostu nie znamy. Wypada więc uznać, że są to maksymalne odległości czy minimalne skale odwzorowania, jakie możemy w danej konfiguracji uzyskać. W praktyce zaś można będzie uzyskać jeszcze nieco większe zbliżenie.