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[转帖]线偏振镜(PL)和圆偏振镜(CPL)的原理与使用

 火.. [复制链接]
发表于 2010-12-9 05:50:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
希望这篇转帖能对想了解偏振镜的朋友有所帮助。
这是一篇N年前收藏的网文,看了一下文件日期,2003
出处经Moonbay兄提点,已经找到了,色影无忌-国内一个器材论坛。作者是我尊重的前辈-老顽童(ID)。在此感谢moonbay兄提点。

此文我只是N年前整理的时候,草草的读了一遍,个人认为,文章写的还是不错的。
但我这么多年总共只用CPL不超过5次,因为,对CPL从来就提不起兴趣。所以,有关偏振的技术问题,本人很难给予准确的解答,只负责转帖,见谅。
原为题目中的“原理”,个人认为可能用“基本概念”比较合适,这毕竟只是一篇通俗介绍而非论文,原理一词恐有误导之嫌,为尊重前辈不做修改。大家读的时候,别对原理一词太较真。

原文转贴如下:

线偏振镜(PL)和圆偏振镜(CPL)的原理与使用

--------------作者:老顽童


光是一种电磁波,是由与传播方向垂直的电场和磁场交替转换的振动形成的。它与无线电波没有本质的区别,仅波长更短一些而已。这种振动方向与传播方向垂直的波我们称之为横波。声波是靠空气或别的媒质前后压缩振动传播的,它的振动方向与传播相同,这类波被称之为纵波


图一:光是一种电磁


oldboynemw.gif


横波有一个特性,就是它的振动是有极性的。在与传播方向垂直的平面上,它可以向任一方向振动。一般把光波电场振动方向作为光波振动方向。如果一束光线
都在同一方向上振动,就称它们是偏振光,或严格一点,称为完全偏振光。一般的自然光在各个方向振动是均匀分布的,是非偏振光。但是,光滑的非金属表面
在一定角度下(称为布儒斯特角,与物质的折射率有关)反射形成的眩光是偏振光。偏离了这个角度,就会有部分非偏振光混杂在偏振光里。因此,称这种光线为部分
偏振光。部分偏振光是有程度的,偏离的角度越大,偏振光的成分越少,最终成为非偏振光。在以下的原理性讨论中,将不严格区分偏振光和部分偏振光。




图二:自然光和部分偏振


oldboypemw.gif


许多偏振光在摄影中是有害的。玻璃表面的反射光,使我们拍摄不到玻璃橱窗里面的东西,水面的反射光使我们拍摄不到水中的鱼,树叶表面的反射光使树叶变成白
色,等等。晴空的蓝天在与太阳方向成90度的垂直方向散射的也是偏振光,它使蓝天变的不那么幽深。如果消除了这些偏振光,许多照片会显得颜色更加饱和,画
面更加清晰。
能够滤除偏振光的滤镜叫做偏振镜。普通的偏振镜叫做线偏振镜(PL镜)。把偏振镜装到镜头的前端,仔细旋转偏振镜,使得有害眩光减至最小甚至消失,这样就
能拍摄出没有眩光的照片了。如果拍摄蓝天,天会显得更蓝、更暗。偏振镜不止滤掉了偏振光,还把非偏振光中的与偏振光振动方向相同的部分也滤掉了。所以,使
用偏振镜以后,一般要增加一档以上的曝光量。
但是,在AF(自动聚焦)和AE(自动曝光)相机中,一部分光线要被反射到测光元件上去。如果这些光线是通过半反射镜反射出去的,而这半反射镜又是用非金
属材料镀膜形成的,它们反射的光线就是偏振光。在这类相机中,如果使用了普通的线偏振镜,透过镜头的偏振光射到半反射镜上,如果角度合适,会正常反射出
来。如果角度不合适,又会没有光线反射出来。因此,AE有可能不准,AF有可能失效。另外,有的相机取景器中有液晶显示器。某些相机的液晶显示器是靠透过
镜头的光线照明的。如果镜头使用了线偏振镜,这种液晶显示器就会失效。
如何使偏振镜既能滤掉有害的偏振光,又能使经过偏振镜进入镜头的光线成为非偏振光呢?这种情况下就要使用圆偏振镜(CPL镜)了。圆偏振镜可以看作由两部
分组成:前一部分是一个普通的线偏振镜,能够滤除某个振动方向的偏振光。后一部分可以使透过它的偏振光振动方向在一个圆周上旋转。这种特殊的偏振光称为圆
偏振光,圆偏振镜也因此而得名。圆偏振光对于绝大多数光学元件来说,与非偏振光没有什么区别,所以圆偏振镜可以在任何相机上使用。
利用这个原理,很容易识别一个偏振镜到底是PL,还是CPL。把偏振镜安装镜头的一方靠近眼睛,透过偏振镜看非金属的反光。转动偏振镜到某个角度,反光会
明显减弱甚至消失。把偏振镜反过来作同样的实验,PL镜会看到同样的结果,而CPL镜就和普通的墨镜差不多。如果把两个线偏振镜重叠起来,转动到互相垂直
的方向,透过头一个偏振镜的偏振光会被第二个偏振镜完全滤除,效果是完全不透光。转动其中的一个,透光率会逐渐增加,好象一个可变灰度镜(可能会有一点偏
色)!如果其中一个是CPLCPL一定要放到后面!前面的偏振镜如果是CPL,就看不到这个现象。
许多变焦镜头尤其是一些低档的变焦镜头常常使用旋转前片的方法调焦。这种镜头使用偏振镜十分困难:需要把相机安装在牢固的三脚架上,一只手固定调焦环,另
一只手转动偏振镜,眼睛还要在取景器中看效果。所以如果经常使用偏振镜,尤其是喜欢拍摄风景,购买镜头时除了价格、成像质量等因素外,前片是否旋转也是一
个选购的因素。
偏振镜不是万能的。如果阳光角度不合适,非金属表面反射的眩光可能偏振光成分很小。例如,拍摄树叶往往不能消除所有反光。如果使用超广角镜头,很难在画面
中取得一致的效果。尤其拍摄天空时,与太阳夹角成90度的方向压的很暗,而其它方向几乎没有效果,造成天空颜色和亮度不均匀。拍摄水面时,部分水面没有反
光,而另一部分反光很强。偏振镜由于有转动部分,厚度较大,用在超广角镜头上有可能挡角。使用偏振镜时,由于需要转动滤镜,不宜使用遮光罩,应当尽量把相
机放在阴影中拍摄。
线偏振镜与圆偏振镜价格差异很大。一台相机能否使用PL,要通过试验来确定。首先确定AF:转动PL镜到不同方向,半按快门开启自动对焦(有的机身有专门AF启动按键)。如果任意方向都能正常自动聚焦,说明这种机身能够使用PL镜实现AF功能。反之,如果某个方向AF失灵,那就必须购买CPL镜了!再试验AE:镜头前面装上PL镜后,垂直对着均匀白墙测光。旋转PL镜到不同方向,仔细观察测光值是否有变化。如果有变化,只好购买CPL了!如果AEAF
没有问题,以后也不打算购买别的机身,那就可以购买PL镜了


图三:未使用偏振镜拍摄的植


1161693_oldboy.jpg



图四:使用偏振镜拍摄的植


1161694_oldboy.jpg



图五:未使用偏振镜拍摄的物


1161697_oldboy.jpg


图六:使用偏振镜拍摄的物


1161696_oldboy.jpg


图七:未使用偏振镜拍摄的水


1171703_oldboy.jpg


图八:使用偏振镜拍摄的水


1171702_oldboy.jpg


使用偏振镜的场合:
1。清澈的蓝天,想把蓝天拍摄的更蓝。
2。清澈的蓝天,蓝天给所有景物都染上了一层蓝色。想消除景物上的蓝色,使得景物更饱和。
3。想拍摄清水中的物体,例如游鱼;或者想让水面暗一些。
4。拍摄静物,想消除物体表面的反光。
5。想透过玻璃拍摄后面的东西


图九:关于太阳角度问题


19579_1059023752.jpg



图十:未使用cpl,注意:右边的一滴水。


20518_1051778353.jpg


图十一:使用cpl后,


20518_1051778685.jpg



[转帖完毕]


俺要去上班了,有兴趣的朋友慢慢看哈,

发表于 2010-12-9 06:03:22 | 显示全部楼层
谢谢吾名!

这个使用前和使用后对同一景物的比较最有说服力。可以告诉摄员什么情况下最好用CPL什么情况下最好不用。

还有很重要的一点,CPL大体上会使曝光降低2-3档。 我在班芙时大白天拍水流,曾用CPL和ND叠加来降低快门速度。
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发表于 2010-12-9 06:14:46 | 显示全部楼层
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发表于 2010-12-9 06:48:31 | 显示全部楼层
谢谢,谢谢,这个对比太强烈了。

再仔细读读。。。。。
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发表于 2010-12-9 06:51:33 | 显示全部楼层
袜贩说的“什么时候不应该用”的确很重要。。。。比如最后一个对比中地上的一滴水用偏振镜后就消失了,是好事还是坏事,恐怕要看拍摄者的拍摄意图了。
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发表于 2010-12-9 07:11:54 | 显示全部楼层
要记住,大多数偏振镜是消耗品,一般寿命五,六年
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发表于 2010-12-9 09:06:59 | 显示全部楼层
你的转贴图文并茂通俗易懂,真谢谢你
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发表于 2010-12-9 09:18:00 | 显示全部楼层
袜贩说的“什么时候不应该用”的确很重要。。。。比如最后一个对比中地上的一滴水用偏振镜后就消失了,是好 ...
澳洲大头 发表于 2010-12-9 06:51


不过,我严重怀疑右边的那小滴水在用CPL拍之前给擦了。CPL不太可能有如此强的能力。它可以减弱反光,但不太可能完全消除。再说,那个脸盆边上还有不少水珠啊。
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发表于 2010-12-9 09:39:28 | 显示全部楼层
要记住,大多数偏振镜是消耗品,一般寿命五,六年
傻瓜满多 发表于 2010-12-9 07:11



    真的?我还真不知道?那赶紧用。。。。
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发表于 2010-12-9 09:40:18 | 显示全部楼层
不过,我严重怀疑右边的那小滴水在用CPL拍之前给擦了。CPL不太可能有如此强的能力。它可以减弱反光,但不 ...
袜贩 发表于 2010-12-9 09:18



    哈哈。。。差点被糊弄过去。。。。。
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发表于 2010-12-9 10:32:54 | 显示全部楼层
真的?我还真不知道?那赶紧用。。。。
澳洲大头 发表于 2010-12-9 09:39



    no.jpg                
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发表于 2010-12-9 10:45:48 | 显示全部楼层
真的?我还真不知道?那赶紧用。。。。
澳洲大头 发表于 2010-12-9 09:39
这个俺真不忽悠,是真的。
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 楼主| 发表于 2010-12-9 11:32:49 | 显示全部楼层
作者是老顽童吗?谢吾名
moonbay 发表于 2010-12-9 06:14



    谢月兄提点,就是这位前辈。
原帖是2001年的,后来好像编辑过几次。今天有点时间,我去看看再修改一下,转帖就要转的完整些。

这位前辈人很好,现在应该有60多岁了,我06,07在北京时曾见过两次,当时活动乱糟糟的,没有深谈。
那个坛子我的肉身估计有几年没上了,马甲也有很长时间没上了。
个人觉得,那是个纯器材网页,摄影的水平比较杂乱,可以说是个器材毒窝,进去不中毒的人太少了,我在那里中毒匪浅呀。
2年前觉得那里已经天涯、猫扑化了,去的就很少了。去的话要有一定免疫力呦,我意志力薄弱,所以把那里戒了。
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发表于 2010-12-9 11:41:39 | 显示全部楼层
谢谢吾名!

这个使用前和使用后对同一景物的比较最有说服力。可以告诉摄员什么情况下最好用CPL什么情况下 ...
袜贩 发表于 2010-12-9 06:03


我的看法是:作为艺术性摄影,什么时候都不该用。虽然是技术性摄影的良好工具。
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 楼主| 发表于 2010-12-9 11:59:42 | 显示全部楼层
谢谢吾名!

这个使用前和使用后对同一景物的比较最有说服力。可以告诉摄员什么情况下最好用CPL什么情况下 ...
袜贩 发表于 2010-12-9 06:03

不过,我严重怀疑右边的那小滴水在用CPL拍之前给擦了。CPL不太可能有如此强的能力。它可以减弱反光,但不太可能完全消除。再说,那个脸盆边上还有不少水珠啊。


袜兄客气了,我只是转帖,对大家有用就好。

最后那张图的水滴,我凭印象记得是一个网友贴的,加了两档曝光,当时贴主老顽童就指出,那滴水仔细找可以找到,水滴类似放大镜,将地面的纹理放大了。那个网友,也承认在原片中是能发现的,上传的由于压缩问题,要仔细的找。我将这个图放到200%就很容易看到了。
20518_10517786852x.jpg
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