Schwarzweißarbeit verlangt häufig zwei Filter gleichzeitig: ein Kontrastfilter zur Tonwerttrennung, dazu ein Polfilter um einen Himmel zu sättigen oder Reflexionen zu tilgen, oder ein Graufilter für längere Verschlusszeiten. Das Kombinieren ist im Prinzip einfach, doch die Belichtungsrechnung scheitert bei jedem, der sie als Addition behandelt – und der optische Preis des zusätzlichen Glases ist real und messbar.

Faktoren multiplizieren sich, Blendenstufen addieren sich

Jeder Filter trägt einen Filterfaktor: den multiplikativen Wert, um den er das auf den Film treffende Licht vermindert. Ein Faktor von 2 halbiert das Licht und kostet eine Blendenstufe; Faktor 4 kostet zwei Blendenstufen; Faktor 8 kostet drei; Faktor 16 kostet vier. Der Zusammenhang ist logarithmisch – Blendenstufen entsprechen dem Logarithmus zur Basis 2 des Faktors – weshalb Faktoren und Blendenstufen beim Kombinieren von Filtern unterschiedlich funktionieren. Werden Filter gestapelt, multiplizieren sich ihre Faktoren, während sich ihre Blendenstufenwerte addieren. Der kombinierte Faktor zweier Filter ist das Produkt der Einzelwerte; am einfachsten vermeidet man Kopfrechenfehler, indem man die angegebenen Blendenstufen addiert, statt die Faktoren zu multiplizieren.

Der übliche Tageslicht-Satz mit Wratten-Bezeichnungen und Faktoren sieht wie folgt aus:

Filter	Wratten	Faktor	Blendenstufen
Gelb (K2)	No. 8	2	1
Gelbgrün (X1)	No. 11	4	2
Dunkelgelb (G)	No. 15	~2,5	1⅓
Orange (YA3)	No. 21	4	2
Rot (A)	No. 25	8	3
Dunkelrot (F)	No. 29	16	4
Grün	No. 58	~6	~2⅔
Blau (C5)	No. 47	~6	~2⅔

Das sind die Werte, die beim Stapeln entscheidend sind: ein Wratten No. 25 über einem Polfilter ergibt nicht 8 plus 2,5, sondern 8 mal 2,5.

Zwei Rechenbeispiele

Ein Kodak Wratten No. 25 Rotfilter hat einen Faktor von 8, also drei Blendenstufen. Ein Polfilter hat keinen festen Faktor – Herstellerangaben variieren; B+W und Hoya geben etwa 2,3 bis 2,8 an (rund 1,2 bis 1,5 Blendenstufen), Tiffen nennt 1,5 bis 2 Blendenstufen – doch der üblicherweise zitierte Nominalwert liegt bei einem Faktor von etwa 2,5, also einer und einem Drittel Blendenstufe. Gestapelt ergibt sich ein Faktor von 8 × 2,5 = 20, nicht 10,5. Zwanzig entspricht etwa 4,3 Blendenstufen, was ebenfalls drei plus einer und einem Drittel entspricht. Blendenstufen addieren; im Kopf nicht multiplizieren.

Ein zweites Beispiel macht dasselbe mit dem tonalen Ziel deutlich. Ein oranger No. 21 (Faktor 4, zwei Blendenstufen) plus Polfilter (rund eine und ein Drittel Blendenstufen) ergibt ein Faktorprodukt von 4 × 2,5 = 10, knapp drei und ein Drittel Blendenstufen. Diese Blendenstufen erkauft man sich nicht umsonst: Ein roter No. 25 stellt einen klaren blauen Himmel typischerweise zwei bis drei Zonen dunkler dar als es panchromatischer Film ungefiltert aufzeichnet und trennt so Wolken vom Himmel; der Stapel aus Orange und Polfilter senkt den Himmel um etwa zwei Zonen mit einem sanfteren Horizont-Zenit-Verlauf. Ein grüner No. 58 hellt dagegen Laub auf. Filter hellen ihre eigene Farbe auf und dunkeln die Komplementärfarbe ab – diese Zonenverschiebung, nicht der Lichtverlust, ist der Grund, das Glas mitzunehmen. Ansel Adams legt das in The Negative (1981) dar; Kodaks Photographic Filters Handbook (Publication B-3) ist die Herstellerreferenz für die spektralen Wratten-Daten und Faktoren.

Linear- oder Zirkularpolfilter – und warum TTL lügen kann

Ein Polfilter verkompliziert die Rechnung, weil seine Wirkung von der Ausrichtung abhängt: Der Nominalfaktor gilt nahe dem nicht-polarisierenden Winkel, und das Drehen in Richtung maximaler Wirkung gegen einen klaren Himmel verschiebt den scheinbaren Verlust. TTL-Belichtungsmessung verfolgt diese Änderung – aber nur, wenn der Polfilter ein Zirkularpolfilter ist. Ein Linearpolfilter verfälscht die TTL-Messung und den Phasendetektions-Autofokus bei jeder Kamera, die einen halbverspiegelten Strahlteilerspiegel verwendet, weil die Intensität, die die Belichtungsmesskamera und AF-Sensoren erreicht, vom Polarisationswinkel des auf diesen Spiegel treffenden Lichts abhängt. Ein Zirkularpolfilter setzt hinter das lineare Element eine Viertelwellenplatte, die den Ausgang in zirkular polarisiertes Licht umwandelt, sodass die reflektierte Intensität unabhängig von der Ausrichtung wird. Das ist der einzige Grund, warum Zirkularpolfilter existieren. Bei Strahlteiler-Kameras sollte man TTL nur mit einem Zirkularpolfilter vertrauen; bei einem Linearpolfilter ohne ihn messen und den Faktor manuell hinzurechnen.

Der optische Preis in Zahlen

Jeder Filter fügt zwei Luft-Glas-Grenzflächen hinzu, und an jeder unbeschichteten Grenzfläche reflektieren etwa 4 % des Lichts (das Fresnel-Ergebnis), sodass eine unbeschichtete Fläche rund 96 % transmittiert. Zwei unbeschichtete Filter bilden vier Flächen: 0,96⁴ ≈ 0,849 – rund 15 % des Lichts gehen allein durch Oberflächenreflexion verloren, noch bevor man die spektrale Absorption der Filter selbst zählt. Mehrfachvergütung senkt die Reflexion pro Fläche auf etwa 0,2 bis 0,5 %; bei 0,997 pro Fläche ergibt sich 0,997⁴ ≈ 0,988, also rund 1 % Verlust. Dieser Unterschied ist das praktische Argument für die Vergütung eines Filterstapels.

Reflexion, die nicht einfach verschwindet, wird zu Streulicht. Der schlimmste Verursacher ist der Luftspalt zwischen den beiden gestapelten Filtern: Selbst gut vergütete Außenflächen hinterlassen zwei einander zugewandte Flächen, die ein bis zwei Millimeter voneinander entfernt sind und eine helle Lichtquelle hin und her reflektieren. Eine Straßenlaterne knapp außerhalb des Bildfeldes wirft einen Geist – eine schwache, invertierte Kopie der Quelle – direkt auf das Negativ, egal wie gut die Vergütung der nach außen gerichteten Flächen ist.

Vignettierung und die Langzeitbelichtungsfalle

Die zweite mechanische Strafe ist Vignettierung. Standard-Filterringe messen etwa 5 bis 7 mm; Slim- oder Flachbauringe laufen bei ungefähr 3,2 bis 5 mm. Gestapelt verlängern zwei Ringe den Aufbau nach vorne, und die vordere Kante kann in den Bildkreis eindringen. Im Kleinbildformat (135) beginnt mechanische Vignettierung durch einen Stapel typischerweise unterhalb von etwa 28 mm und wird unterhalb von 24 mm erheblich; Step-up- und Step-down-Ringe addieren ihre eigene Höhe zum Stapel. Die Disziplin bei Weitwinkelobjektiven lautet: ein einziger Filter, wo das Ergebnis es zulässt.

Graufilter verhalten sich auf der Belichtungsseite einfacher – ihre Dichte ist über das sichtbare Spektrum bewusst flach, sodass ein 3-Blendenstufen-ND (ND8, Faktor 8) auf einem 3-Blendenstufen-Rotfilter zusammen sechs Blendenstufen ergibt. Die Falle ist, was diese sechs Blendenstufen mit der Verschlusszeit anstellen. Das Erreichen von Mehrsekundenbelichtungen auf diesem Weg treibt viele Filme in den Schwarzschild-Effekt: Ilford-Filme benötigen Korrektur ab etwa einer Sekunde, und Fomapan 100 und 400 versagen steil und erfordern bei Mehrsekundenzeiten erhebliche Mehrbelichtung. Der kombinierte gemessene Faktor ist nur der Ausgangspunkt; die veröffentlichte Schwarzschild-Korrektur des jeweiligen Films kommt noch obendrauf.

Filterfaktoren nach Kodaks Wratten/B-3-Daten; tonale Hinweise und Zonensystem-Orientierung nach Ansel Adams, The Negative (1981).