Avete mai usato un filtro ND variabile? Se sì, probabilmente avrete apprezzato la sua versatilità.
A differenza dei filtri ND con densità fissa, quelli variabili permettono di regolare l’intensità della luce semplicemente ruotando una ghiera.
Questo li rende particolarmente utili in situazioni dove la luce cambia rapidamente, come durante un tramonto: invece di smontare e sostituire il filtro ogni volta che cambia la luminosità, basta una semplice rotazione.
I filtri ND variabili (o VND, Variable Neutral Density) sono anche molto usati in ambito video, dove mantenere costante il tempo di esposizione è essenziale per ottenere un movimento fluido.
In questo caso, il filtro ND permette di regolare l’esposizione mantenendo invariati ISO e diaframma.
La maggior parte di questi filtri copre un range che va da 1 a circa 9 stop, anche se esistono modelli con intervalli diversi.
Tuttavia, quando ci si avvicina ai limiti massimi di oscuramento, può comparire un fastidioso difetto, l’effetto a “X” o “a croce”: una croce scura, appunto, al centro dell’immagine, con gli angoli paradossalmente più chiari.
Questo fenomeno è noto anche in microscopia come Maltese cross pattern.
Purtroppo non esiste un rimedio definitivo: l’unica soluzione è tornare entro il range di utilizzo raccomandato dal produttore.
Cercherò qua di spiegare come funziona un filtro VND, e come mai non possiamo liberarci dell’effetto a X e, quindi, di quella fastidiosa croce scura.
Premetto che sarà un articolo leggermente più tecnico, ma secondo me è indispensabile sapere come funzionano gli strumenti che usiamo per poterli sfruttare al meglio e conoscerne punti di forza e debolezza.
Un po’ di fisica della luce
Per capire come funziona un filtro ND variabile, serve prima una rapida digressione su come si comporta la luce.
La luce è composta da particelle chiamate fotoni, ognuno dei quali si propaga in una direzione precisa, ad esempio dal sole fino alla Terra, o dal volto del vostro soggetto fino alla vostra lente preferita.
Ogni fotone ha un campo elettrico e un campo magnetico, che mentre il fotone si muove, oscillano uno perpendicolare all’altro, come nella figura.
Dal punto di vista della polarizzazione, un fotone può presentarsi in tre modi principali, in base alla direzione del campo elettrico:
- Non polarizzato: la direzione di oscillazione è casuale, cambia continuamente.
- Polarizzato linearmente: la direzione è stabile, ad esempio sempre verticale.
- Polarizzato circolarmente: la direzione di oscillazione ruota.
Se la luce non è polarizzata linearmente, la possiamo rendere tale con un filtro polarizzatore lineare.
Questo può essere immaginato come una griglia che lascia passare solo la luce con una specifica direzione di polarizzazione.
Tutta la luce che quindi attraversa il filtro sarà polarizzata in un’unica direzione.
Ad esempio il filtro nell’immagine sotto farà passare solo la luce polarizzata linearmente verticalmente.
Come funziona un filtro ND variabile?
Un filtro ND variabile è composto da due polarizzatori lineari sovrapposti: uno fisso, (quello che si avvita sull’obiettivo) e uno che può ruotare (quello esterno).
Ruotando il secondo filtro si varia l’angolo tra i due polarizzatori, controllando così la quantità di luce che attraversa il sistema.
Questo principio si basa sulla Legge di Malus: 𝐼 = 𝐼0 ∙ cos2(𝜃), raffigurata:
Questa legge ottica ci dice che l’intensità luminosa 𝐼 che riesce ad attraversare il filtro è uguale all’intensità luminosa iniziale che arriva sul filtro 𝐼0, per un coefficiente che dipende dall’angolo 𝜃 tra i due filtri.
Come si vede nell’immagine, se l’angolo è 0 allora il 100% della luce passa, se l’angolo è 90°, allora la luce che passa è 0.
Ruotando il filtro e controllando l’angolo 𝜃, riusciamo quindi a controllare la quantità di luce che arriva al nostro sensore.
Ma il filtro non è perfetto
Questo sarebbe quello che accadrebbe se questa proprietà fosse perfetta.
Purtroppo un filtro lineare non funziona al 100% se la luce arriva da un angolo lontano dal centro, con un angolo molto obliquo.
Questo si verifica quando abbiamo un un angolo di visione abbastanza ampio, quindi soprattutto con i grandangoli.
Quindi quello che abbiamo è che un filtro polarizzatore lineare funziona bene lungo la parte centrale, ma meno lungo i bordi, come nella figura sotto.
Quello che quindi succede, sovrapponendo perpendicolarmente due filtri polarizzatori lineari, è quello che si vede nella figura sottostante.
Si ottiene esattamente una croce scura.
Effetto a X nei filtri VND: Conclusione
Il filtro ND variabile è uno strumento potentissimo, ci permette di variare con facilità la luce che arriva al nostro sensore, ma non è privo di limiti.
Conoscerne il funzionamento e le sue potenziali criticità — come l’effetto a croce — è fondamentale per ottenere immagini di qualità, specialmente in fotografia paesaggistica e video.
Hai mai notato questo effetto nelle tue foto? Con che lenti e corpi macchina l’hai notato? Raccontacelo nei commenti.
