神奇的偏振镜

前面贴了两张偏振镜产生的效果图(这里是 wikipedia 上使用偏振滤镜得到的效果),这里稍微普及一下原理。光是横波,这表示光振动的方向是与行径的方向垂直,如果我们令光沿 Z 轴走,那么振动的方向就是在 X-Y 平面上了。一般的光线在此平面上各个方向振动的分量都有。所谓的偏振,就是通过特殊的材料使得光线通过后仅仅保留一个方向的振动分量。如何计算损失的能量可以参考这里

偏振

从上图我们得知,如果两个起偏器的方向正交,这时几乎不会有光线透过,这相当于一个超强的 ND filter。但是如果我们拿两个 CPL 同向叠加却无法获得这个效果,反而觉得经常观察到色偏的图片,如下:

注意交叠处的颜色偏红且并不全黑,而非交叠处仅仅变暗。

这是为什么呢?我们有必要学习一下 CPL 的原理,CPL 是在 PL 后面增加了一个 quarter wave plate,这会将偏振光恢复成按照某个方向旋转振动的光线,这样一来又回复成为了各向都有振动分量的光线。

CPL 原理

为此,如果我们有一片 PL,或者将 CPL 反向叠加就可以看到需要的效果了。如下

一正一反时正好。注意交叠处基本上全黑了。

那么为什么我们一般情况下需要 CPL 而不是 PL 呢?这主要是为了含有非金属反射面的 sensor 考虑,相机自动对焦和测光系统往往也会使用 sensor(如 phase detection 和 metering 都用了少量像素的 sensor),而这些 sensor 表面也会产生偏振现象,可想而知如果方向不那么合适很可能导致测光过曝严重或者对焦不准确。

最后一个小问题,那么我们怎么办?

  • CPL + PL,转动 PL 即可
  • CPL + 双阳环(如这个) + CPL,怎么转呢?
  • 双阳环 + CPL + 双阴环 + CPL,是不是太长了… 双阴环有的卖么?而且,这个跟 PL 一样了,对自动对焦/测光不好!
  • CPL + CPL 镜片反接,反接的 CPL 以后就不能用了

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Said he not to me, She is my sister? and she, even she herself said, He is my brother: in the integrity of my heart and innocence of my hands have I done this.

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