Um polarizador escurece o céu azul e elimina reflexos na água, no vidro e na folhagem molhada, deixando passar a luz que vibra em um único plano e absorvendo o restante. Do lado da cena, na frente da objetiva, um polarizador linear e um circular fazem o mesmo trabalho: ambos entregam luz linearmente polarizada ao elemento frontal e produzem o mesmo efeito tonal em uma folha de HP5+ ou FP4+. A diferença está inteiramente dentro de uma câmera que amostra o feixe antes de ele chegar ao filme.

Uma equação por trás de tudo

A lei que governa o fenômeno é a lei de Malus: a intensidade transmitida por um segundo polarizador posicionado com ângulo teta em relação ao primeiro é I = I₀ cos²(teta). Em teta = 0 os eixos estão alinhados e a transmissão é máxima; em teta = 90 graus os eixos estão cruzados e a transmissão ideal é zero (polarizadores reais vazam algo entre 10⁻⁴ e 10⁻⁶, determinado pela razão de extinção).

Esse único termo cos² faz duas coisas ao mesmo tempo. Gire o filtro na frente da objetiva e você altera o ângulo entre seu eixo e a luz parcialmente polarizada vinda do céu — o céu escurece e clareia seguindo o cos² desse ângulo. O mesmo termo governa o problema dentro da câmera: um polarizador linear na objetiva torna-se o primeiro elemento de um par cruzado, tendo o divisor de feixe do medidor ou do AF como segundo elemento. Ao girar o filtro, o rendimento para aquele sensor interno oscila com o cos² do ângulo entre os dois — independentemente da luminância real da cena.

Como uma SLR amostra o feixe

Uma SLR com autofoco não direciona toda a luz para o filme. O espelho reflexivo principal é parcialmente espelhado; a fração que o atravessa atinge um pequeno espelho secundário montado atrás dele, que dobra o feixe até o módulo de AF por detecção de fase na base do corpo. Lá, lentes separadoras captam raios das bordas opostas da pupila de saída da objetiva e formam duas imagens em um CCD linear. A separação entre essas duas imagens codifica o erro de foco: muito próximas indicam foco frontal, muito afastadas indicam foco traseiro, e uma lacuna de referência fixa indica foco correto.

Tanto o revestimento dielétrico do espelho secundário quanto as ópticas separadoras refletem e transmitem em quantidades que dependem do estado de polarização da luz. Alimente-os com uma polarização linear limpa e as intensidades relativas das duas imagens divididas se alteram conforme a rotação do filtro. A comparação de fase está lendo um desequilíbrio de intensidade imposto pela óptica, não o desfoque real — e o foco deriva. O mesmo mecanismo corrompe uma célula de exposição com divisor de feixe: como afirma a camera-wiki, com um polarizador linear instalado “tanto o medidor de exposição quanto o autofoco não funcionarão corretamente.”

A lâmina de quarto de onda, e por que ela fica voltada para a objetiva

Um polarizador circular é um polarizador linear colado a uma lâmina de quarto de onda — um retardador lambda/4 — com os eixos rápido e lento do retardador a 45 graus do eixo de transmissão do polarizador. A luz sai do polarizador frontal linearmente polarizada; em seguida, o retardador atrasa uma das duas componentes ortogonais do campo em um quarto de comprimento de onda — uma defasagem de 90 graus — em relação à outra. As duas componentes se recombinam como luz circularmente polarizada.

O objetivo desse artifício é que a luz circularmente polarizada apresenta quantidades iguais dos dois estados lineares a qualquer analisador a jusante, a qualquer rotação do filtro. O termo cos² que oscilava com o ângulo agora se torna constante: um divisor de feixe divide a luz circular exatamente como divide a luz não polarizada, de modo que o medidor e o módulo de AF se comportam como se não houvesse polarizador na objetiva. A polarização voltada para a cena — céu, reflexos — não é alterada, pois esse trabalho é feito pelo elemento linear na frente. A ordem importa, e é por isso que um CPL tem um sentido correto: o retardador deve ficar voltado para a objetiva. Montá-lo de trás para frente significa entregar novamente luz linear ao divisor de feixe.

Quando polarizadores circulares surgiram, e por quê

Essa solução existe por causa de uma mudança específica no design das câmeras. Enquanto um corpo media com uma célula sem divisão de feixe, ou você usava um medidor externo, um polarizador linear funcionava perfeitamente. O problema surgiu com o AF por divisor de feixe e os corpos com medição TTL, a partir da Minolta Maxxum/Dynax 7000 em fevereiro de 1985 — a primeira SLR com um sistema de autofoco totalmente integrado ao corpo e avanço motorizado do filme. À medida que os espelhos secundários sensíveis à polarização e as ópticas de AF/medição se espalharam pelo mercado, o polarizador circular tornou-se a recomendação padrão. Em um corpo totalmente manual e mecânico com medição portátil, um polarizador linear ainda é perfeitamente utilizável — e geralmente é mais barato, com transmissão ligeiramente superior.

O custo em luz, com um exemplo prático

O filtro não é gratuito, mas o folclore comum de “um a três stops” é impreciso e o limite superior está errado. Ele conta em dobro: o escurecimento dependente do ângulo de um céu azul já polarizado é um efeito de cena que você escolheu, não a atenuação base do filtro. Os dados dos fabricantes são bem mais precisos. A Heliopan atribui um fator de filtro de cerca de 2,3 a 2,8, aproximadamente +1,3 stops; os polarizadores circulares Kaesemann da B+W ficam na mesma faixa, e o modelo HTC (High Transmission Coating) Kaesemann alcança cerca de 99,5% de transmitância por componente polarizado, citado em até cerca de 1,5 stops.

Com medição TTL e um CPL na objetiva, você não aplica nada manualmente: o medidor lê o mesmo feixe atenuado que o filme vê. Com um medidor portátil, você aplica o fator por conta própria. Digamos que você esteja medindo um meio-tom de zona V no FP4+ e sua leitura incidente resulta em EV 14, que você definiria como f/11 a 1/125 s. Coloque um Kaesemann e abra +1,5 stops: cerca de f/6,7 a 1/125 s (a meio caminho entre f/8 e f/5,6), ou mantenha f/11 e reduza para 1/45 s. Existe um detalhe que o medidor não consegue ver por você: o efeito do polarizador no céu é máximo quando a câmera aponta 90 graus em relação ao sol e diminui até zero quando aponta diretamente para o sol ou em sentido oposto — portanto, o fator efetivo aumenta conforme você gira em direção ao efeito máximo num céu claro a 90 graus do sol. Na dúvida, faça um colchete de um stop para cada lado.

Vale mesmo a pena em filme preto e branco?

Para o truque principal — escurecer o céu azul — um polarizador geralmente é o instrumento errado para o preto e branco. Filtros coloridos de contraste fazem isso melhor e com mais controle, pois atuam sobre a cor, não sobre o ângulo: um vermelho Wratten 25, um amarelo-laranja profundo 15, ou um 12 minus-blue escurece o céu de forma previsível para qualquer direção em que você aponte a câmera. Ansel Adams escolheu um vermelho profundo Wratten 29, não um polarizador, para o céu quase negro de Monolith, the Face of Half Dome (1927). Um polarizador escurece qualquer céu azul independentemente do filtro colorido que você também esteja usando, mas seu real valor no preto e branco está em eliminar reflexos não metálicos na água, no vidro e nas folhas molhadas — reflexos que nenhum filtro colorido consegue eliminar. É aí que vale a pena gastar um stop e meio.

Fontes: HyperPhysics (Georgia State University) sobre a lâmina de quarto de onda; Harvard Natural Sciences Lecture Demonstrations sobre a lei de Malus; camera-wiki.org e Lensrentals sobre AF por detecção de fase e divisores de feixe; folhas de dados da Heliopan e Schneider-Kreuznach/B+W para fatores de filtro; Wikipedia e mikeeckman.com sobre a Minolta Maxxum 7000; Ansel Adams, The Negative.