Správně exponovaná scéna někdy nedává prostor k manévrování. Jasné denní světlo vynucuje rychlou závěrku, která zamrazí pohyb tekoucí vody, nebo malou clonu, která zatáhne do ostrosti víc části záběru, než bylo zamýšleno. Neutrální šedý filtr tento problém řeší tím, že odstraňuje světlo bez preference jakékoli části spektra, čímž snižuje osvětlenost dopadající na film a umožňuje prodloužit expozici pomalejší závěrkou nebo otevřít clonu. Matematika je jednoduchá. Záludnosti se skrývají v označení filtrů, v exponometru, který scénu přes filtr přečíst nedokáže, a v silném filtru, který se nakonec ukáže jako ani dokonale neutrální, ani přesně odpovídající udávané hodnotě.

Hustota, propustnost a logaritmická stupnice

Nejzákladnějším parametrem je optická hustota — číslo, které Lee a Tiffen tisknou na své sklo. Hustota je definována logaritmicky: propustnost se rovná deseti umocněnému na zápornou hodnotu hustoty, T = 10^(-D). Filtr o hustotě 0,3 propouští 10^-0,3, což odpovídá přibližně 50 procentům dopadajícího světla — ztráta jednoho clonového čísla (stop). Protože je stupnice logaritmická, hustoty se sčítají: dva filtry 0,3 navrstvené na sebe dají 0,6 a ztrátu dvou clonových čísel (stopů); hustota 0,9 propouští přibližně 12,5 procenta a odpovídá třem clonovým číslům (stopům).

Praktickým důsledkem je, že každých 0,30 hustoty odpovídá jednomu clonovému číslu (stopu). Běžné hodnoty z toho přímo vyplývají: 0,6 jsou dvě clonová čísla (25% propustnost), 0,9 jsou tři, 1,8 je šest (přibližně 1,56 %), a 3,0 je deset clonových čísel — tato hodnota propouští jen 0,1 procenta světla.

Tentýž filtr, tři různá označení

Úvod sliboval zmatek, a tady je. Druhá konvence, ND faktor, udává násobek, o který je nutné prodloužit expozici, nikoli hustotu. Protože každé clonové číslo (stop) světlo o polovinu snižuje, faktor se s každým clonovým číslem zdvojnásobuje: ND2 je jedno clonové číslo (stop), ND4 dvě, ND8 tři, ND64 šest, ND1024 deset. Faktor se rovná dvěma umocněnému na počet clonových čísel. Třetí, volnější konvence jednoduše uvádí „3-stop” nebo „6-stop”.

Číslo na skle nic neznamená, dokud nevíte, jaký systém výrobce používá. ND2 je jedno clonové číslo (stop), ne dvě. ND16 jsou čtyři clonová čísla, ne šestnáct. Hoya, B+W a Cokin tisknou faktor (ND8); Lee a Tiffen tisknou hustotu (0,9); Leica tiskne faktor jako násobitel (8x). Filtr 0,9, ND8 a „3-stop” jsou totéž zboží ve třech dialektech. Kupujte podle počtu clonových čísel, která skutečně potřebujete, a vše ostatní si na tuto hodnotu přepočítejte dříve, než filtr nasadíte na objektiv.

Měření přes filtr

Nad tři nebo čtyři clonová čísla (stopy) vyvstává praktický problém, který matematika přehlíží: fotoaparát přestane vidět. Filtr o šesti až deseti clonových číslech blokuje tolik světla, že expozimetr TTL ani většina ručních expozimetrů nedokáže přes něj spolehlivě změřit, a autofokus ani dělený hranol hledáčku rangefinderu nedosáhnou zaostření. Postup práce je proto pevně daný. Změřte scénu bez filtru a zapamatujte si naměřené hodnoty. Zaostřete bez filtru, pak přepněte objektiv na manuál, aby v temnu nelovil. Teprve pak nasaďte filtr, aplikujte faktor a nastavte výsledek.

Aplikace faktoru znamená dostat se na čas závěrky, který fotoaparát nabízí. Naměřený 1/250 s za filtrem ND8 je 1/250 × 8 = 1/31,25 s; taková značka neexistuje, takže nastavíte nejbližší, tedy 1/30. Zaokrouhlujte na vyznačenou hodnotu, nestíhejte desetinné číslo, které závěrka stejně nedokáže nastavit.

Když matematika nestačí: selhání reciprocity

Výpočet faktoru předpokládá, že film reaguje na světlo lineárně, a pod přibližně jednou sekundou tomu tak skutečně je. Za touto hranicí emulze ztrácejí citlivost a vypočítaný čas záporný podexponuje. HARMAN, výrobce Ilford filmů, uvádí korekci v technickém listu Film Reciprocity Failure Compensation (David Abberley, 30. května 2024) jako mocninnou funkci: korigovaný čas Tc se rovná naměřenému času Tm umocněnému na exponent P specifický pro každou emulzi, přičemž korekce není potřeba při jedné sekundě nebo kratším čase. Exponenty se liší podle emulze: HP5+ je 1,31, FP4+ 1,26, Delta 100 1,26, Pan F+ 1,33, SFX 1,43. Ilfordův vlastní příklad: HP5+ naměřený na 10 sekund potřebuje 10^1,31 = 20,4 sekundy, nastaví se 20.

Stejný technický list obsahuje informaci nejužitečnější v temné komoře. Dlouhé expozice zvyšují kontrast, protože nejsvětlejší a nejtmavší partie záběru jsou na různých světelných hladinách a v rámci jednoho negativu tak selhávají reciprocitu v různé míře; stíny ztrácejí více než světla a křivka se roztahuje.

Zde hraje roli struktura zrna. T-grain filmy Kodaku jsou mnohem odolnější než klasické emulze s kubickým zrnem: T-MAX 100 nevyžaduje žádnou korekci od 1/1 000 do 1/10 sekundy, jen +1/3 clonového čísla (stopu) při jedné sekundě a +1/2 clonového čísla (stopu) při deseti (exponujte 15 s), a +1 clonové číslo (stop) při 100 sekundách. Tri-X je oproti tomu nemilosrdný — přibližně +1 clonové číslo (stop) při 1/100 000 sekundy, stoupající až na +3 clonová čísla (stopy) při 100 sekundách, kde naměřená jedna minuta by měla dostat přibližně osm. Vybírejte film podle délky expozice, nejen podle vzhledu.

Přepočet pro deseticlonový záběr krok za krokem

Sledujme jeden příklad až do konce. Naměřený čas 1/60 s za filtrem 3,0 / ND1024 je 1/60 × 1024, přibližně 17 sekund — a 17 sekund je hluboko za hranicí selhání reciprocity, takže nekorigovaná hodnota je past. Na HP5+ to vychází na 17^1,31, přibližně 41 sekund. Na FP4+ (P 1,26) přibližně 36 sekund. Na T-MAX 100 stejných 17 sekund vyžaduje jen přibližně +1/2 clonového čísla (stopu), zhruba 25 sekund. Stejné světlo, stejný filtr, tři různé expozice — protože filmy selhávají reciprocitu různě. ND matematika stanoví výchozí bod; technický list dodá konečnou hodnotu.

Ne tak úplně neutrální

„Neutrální” v názvu je cíl, nikoli záruka. Silné filtry nesou barevný nádech: Lee Big Stopper sklouznout k chladné modři, filtry B+W deseti clonových čísel mají tendenci k teplé. Na panchromatickém černobílém filmu to není jen kosmetická záležitost — „ND” filtr s modrým nádechem se chová jako slabý modrý filtr na negativu, zesvětluje oblohu a ztmavuje červené tóny oproti skutečně neutrálnímu sklu. Při vysoké hustotě dochází k druhému úniku. Kolem hodnoty 3,0 filtr blokuje tolik viditelného světla, že reziduální blízká infračervená složka tvoří měřitelnou část světla dopadajícího na film, zvyšuje hustotu stínů a vyrovnává kontrast. IRND sklo existuje právě proto, aby ji blokovalo — Lee ProGlass IRND a IRND řady od NiSi a Formatt-Hitech.

Dvě další praktické poznámky. Udávaná síla filtru je přibližná: nezávislá měření Lee Big Stopperů ukázala hodnoty kolem 10,3 až 10,6 clonových čísel (stopů) místo čistých deseti, takže jeden kalibrační záběr na vlastním filtru má větší cenu než číslo vytištěné na obroučce. A proměnné ND filtry, sestavené ze dvou zkřížených polarizátorů otáčených vůči sobě, šetří místo, ale selhávají poblíž maximální hustoty, kde šikmé paprsky nejsou rovnoměrně vyhasnuty a přes záběr se táhne tmavý kříž „X” — nejhorší na širokých a ultra-širokých objektivech; nepřekračujte udávané maximum. Skládání pevných filtrů na sebe přináší vlastní nevýhody — vinětování na širokých objektivech a odrazy mezi skleněnými plochami — takže kdykoli to jde, sáhněte po jednom filtru s vysokou hustotou místo skládaného systému.