तटस्थ-घनत्व फ़िल्टर

एक तटस्थ घनत्व फिल्टर के प्रभाव का प्रदर्शन। ध्यान दें कि तस्वीर को फ़िल्टर के माध्यम से देखने के लिए उजागर किया गया था, और इस प्रकार शेष दृश्य ओवरएक्सपोज़ हो गया है। यदि इसके बजाय फ़िल्टर न की गई पृष्ठभूमि के लिए एक्सपोज़र सेट किया गया होता, तो यह ठीक से एक्सपोज़ हो जाता, जबकि फ़िल्टर के माध्यम से दृश्य अंधेरा हो जाता।

एनडी फिल्टर का एक सेट

फोटोग्राफी और प्रकाशिकी में, एक तटस्थ-घनत्व फिल्टर, या एनडी फिल्टर, एक फिल्टर है जो सभी तरंग दैर्ध्य या रंगों की तीव्रता को समान रूप से कम या संशोधित करता है, रंग प्रतिपादन के रंग में कोई परिवर्तन नहीं देता है। यह एक रंगहीन (स्पष्ट) या ग्रे फिल्टर हो सकता है और इसे रैटन नंबर 96 द्वारा दर्शाया जाता है। एक मानक फोटोग्राफिक न्यूट्रल-डेंसिटी फिल्टर का उद्देश्य लेंस में प्रवेश करने वाले प्रकाश की मात्रा को कम करना है। ऐसा करने से फोटोग्राफर को एपर्चर, एक्सपोजर टाइम और सेंसर संवेदनशीलता के संयोजन का चयन करने की अनुमति मिलती है जो अन्यथा ओवरएक्सपोज़्ड चित्रों का उत्पादन करती है। यह प्रभाव प्राप्त करने के लिए किया जाता है जैसे कि क्षेत्र की उथली गहराई या किसी विषय की स्थिति और वायुमंडलीय स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला में धुंधला हो जाता है।

उदाहरण के लिए, एक जानबूझकर गति-धुंधला प्रभाव पैदा करने के लिए एक धीमी शटर गति पर एक झरने की तस्वीर लेना चाह सकता है। फोटोग्राफर यह निर्धारित कर सकता है कि वांछित प्रभाव प्राप्त करने के लिए दस सेकंड की शटर गति की आवश्यकता है। एक बहुत उज्ज्वल दिन पर, इतना प्रकाश हो सकता है कि न्यूनतम फिल्म गति और न्यूनतम एपर्चर पर भी, दस-सेकंड की शटर गति बहुत अधिक प्रकाश में आने देगी, और फोटो ओवरएक्सपोज़ हो जाएगी। इस स्थिति में, उपयुक्त तटस्थ-घनत्व फ़िल्टर लागू करना एक या एक से अधिक अतिरिक्त स्टॉप को रोकने के बराबर है, जिससे धीमी शटर गति और वांछित गति-धुंधला प्रभाव की अनुमति मिलती है।

तंत्र

ऑप्टिकल घनत्व d के साथ एनडी फिल्टर के लिए, फ़िल्टर के माध्यम से प्रेषित ऑप्टिकल शक्ति के अंश की गणना की जा सकती है

${\text{Fractional transmittance}}\equiv {\frac {I}{I_{0}}}=10^{-d},$

जहां I फिल्टर के बाद की तीव्रता है, और I₀ घटना की तीव्रता है।

उपयोग

लैंडस्केप में एनडी फिल्टर का उपयोग करने के परिणाम दिखाने वाले दो चित्रों की तुलना। पहला वाला केवल एक पोलराइज़र का उपयोग करता है, और दूसरा एक पोलराइज़र और एक 1000 × एनडी फिल्टर (ND3.0) का उपयोग करता है, जिसने दूसरे शॉट को बहुत लंबा एक्सपोज़र दिया, किसी भी गति को सुचारू किया।

एनडी फिल्टर का उपयोग फोटोग्राफर को बड़े एपर्चर का उपयोग करने की अनुमति देता है जो विवर्तन सीमा पर या उससे कम है, जो संवेदी माध्यम (फिल्म या डिजिटल) के आकार के आधार पर भिन्न होता है। और कई कैमरों के लिए f/8 और f/11 के बीच होता है, जिसमें छोटे संवेदी मध्यम आकार के लिए बड़े आकार के एपर्चर की आवश्यकता होती है, और बड़े वाले छोटे एपर्चर का उपयोग करने में सक्षम होते हैं। एनडी फिल्टर का उपयोग किसी छवि के क्षेत्र की गहराई को कम करने के लिए भी किया जा सकता है (बड़े एपर्चर के उपयोग की अनुमति देकर) जहां अधिकतम शटर गति सीमा के कारण संभव नहीं है।

प्रकाश को सीमित करने के लिए एपर्चर को कम करने के बजाय, फोटोग्राफर प्रकाश को सीमित करने के लिए एक एनडी फिल्टर जोड़ सकता है, और फिर शटर गति को वांछित विशेष गति (उदाहरण के लिए पानी की गति का एक धुंधलापन) और आवश्यकतानुसार एपर्चर सेट कर सकता है। (अधिकतम तीक्ष्णता के लिए छोटा एपर्चर या क्षेत्र की संकीर्ण गहराई के लिए बड़ा एपर्चर (फ़ोकस में विषय और फ़ोकस से बाहर की पृष्ठभूमि))। एक डिजिटल कैमरा का उपयोग करते हुए, फोटोग्राफर छवि को तुरंत देख सकता है और वांछित अधिकतम तीक्ष्णता के लिए उपयोग करने के लिए सबसे अच्छा एपर्चर को पहले जानकर कैप्चर किए जा रहे दृश्य के लिए उपयोग करने के लिए सबसे अच्छा एनडी फ़िल्टर चुन सकता है। सब्जेक्ट मूवमेंट से वांछित ब्लर ढूंढकर शटर स्पीड का चयन किया जाएगा। इनके लिए मैनुअल मोड में कैमरा स्थापित किया जाएगा, और फिर एपर्चर या शटर गति को समायोजित करके समग्र एक्सपोज़र को गहरा समायोजित किया जाएगा, वांछित एक्सपोज़र को लाने के लिए आवश्यक स्टॉप की संख्या को ध्यान में रखते हुए। उस दृश्य के लिए उपयोग करने के लिए एनडी फिल्टर में आवश्यक स्टॉप की संख्या तब ऑफ़सेट होगी।

धीमी शटर गति के साथ गति-धुंधला प्रभाव प्राप्त करने के लिए तटस्थ-घनत्व फिल्टर का उपयोग अक्सर किया जाता है।

इस प्रयोग के उदाहरण में शामिल हैं:

• पानी की धुंधली गति (जैसे झरने, नदियाँ, महासागर)।
• बहुत उज्ज्वल प्रकाश (जैसे दिन के उजाले) में क्षेत्र की गहराई को कम करना।
• फ़ोकल-प्लेन शटर वाले कैमरे पर फ्लैश का उपयोग करते समय, एक्सपोज़र का समय अधिकतम गति (अक्सर एक सेकंड का 1/250वां भाग, सर्वोत्तम रूप से) तक सीमित होता है, जिस पर एक पल में पूरी फिल्म या सेंसर प्रकाश के संपर्क में आ जाता है। बिना एनडी फिल्टर के, इसके परिणामस्वरूप f/8 या उच्चतर का उपयोग करने की आवश्यकता हो सकती है।
• विवर्तन सीमा से नीचे रहने के लिए एक व्यापक एपर्चर का उपयोग करना।
• गतिमान वस्तुओं की दृश्यता कम करें।
• विषयों में गति धुंधलापन जोड़ें।
• विस्तारित समय एक्सपोजर

तटस्थ-घनत्व फिल्टर का उपयोग फोटोग्राफिक कैटैडोप्ट्रिक लेंस के साथ जोखिम को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, क्योंकि एक पारंपरिक आईरिस डायाफ्राम के उपयोग से उन प्रणालियों में पाए जाने वाले केंद्रीय अवरोध के अनुपात में वृद्धि होती है, जिससे खराब प्रदर्शन होता है।

एनडी फिल्टर कई उच्च-परिशुद्धता लेजर प्रयोगों में आवेदन पाते हैं क्योंकि लेजर प्रकाश के अन्य गुणों को बदलने के बिना लेजर की शक्ति को समायोजित नहीं किया जा सकता है (उदाहरण के लिए बीम का संधान)। इसके अतिरिक्त, अधिकांश लेज़रों में एक न्यूनतम शक्ति सेटिंग होती है जिस पर उन्हें संचालित किया जा सकता है। वांछित प्रकाश क्षीणन प्राप्त करने के लिए, एक या अधिक तटस्थ-घनत्व फिल्टर बीम के मार्ग में रखे जा सकते हैं।

बड़ी दूरबीनों के कारण चंद्रमा और ग्रह बहुत अधिक चमकीले हो सकते हैं और विपरीतता खो सकते हैं। एक तटस्थ-घनत्व फ़िल्टर कंट्रास्ट बढ़ा सकता है और चमक कम कर सकता है, जिससे इन वस्तुओं को देखना आसान हो जाता है।

किस्में

एक स्नातक तटस्थ-घनत्व फ़िल्टर समान है, सिवाय इसके कि तीव्रता फ़िल्टर की सतह पर भिन्न होती है। यह तब उपयोगी होता है जब छवि का एक क्षेत्र उज्ज्वल होता है और बाकी नहीं, जैसा कि सूर्यास्त के चित्र में होता है।

ट्रांज़िशन एरिया, या एज, विभिन्न वेरिएशंस (सॉफ्ट, हार्ड, एटेन्यूएटर) में उपलब्ध है। सबसे आम एक नरम किनारा है और एनडी और स्पष्ट पक्ष से एक चिकनी संक्रमण प्रदान करता है। हार्ड-एज फिल्टर में एनडी से स्पष्ट करने के लिए एक तेज संक्रमण होता है, और अधिकांश फिल्टर पर एटेन्यूएटर एज धीरे-धीरे बदलता है, इसलिए संक्रमण कम ध्यान देने योग्य होता है।

एनडी फिल्टर कॉन्फ़िगरेशन का एक अन्य प्रकार एनडी-फिल्टर व्हील है। इसमें दो छिद्रित ग्लास डिस्क होते हैं जिनमें प्रत्येक डिस्क के चेहरे पर वेध के चारों ओर उत्तरोत्तर सघन कोटिंग होती है। जब दो डिस्क एक दूसरे के सामने काउंटर-रोटेट होते हैं, तो वे धीरे-धीरे और समान रूप से 100% ट्रांसमिशन से 0% ट्रांसमिशन तक जाते हैं। इनका उपयोग ऊपर वर्णित कैटैडोप्ट्रिक टेलीस्कोप और किसी भी सिस्टम में किया जाता है जिसे इसके एपर्चर के 100% पर काम करने की आवश्यकता होती है (आमतौर पर क्योंकि सिस्टम को इसके अधिकतम ऑप्टिकल टेलीस्कोप # कोणीय रिज़ॉल्यूशन पर काम करने की आवश्यकता होती है)।

व्यवहार में, एनडी फिल्टर सही नहीं होते हैं, क्योंकि वे सभी तरंग दैर्ध्य की तीव्रता को समान रूप से कम नहीं करते हैं। यह कभी-कभी रिकॉर्ड की गई छवियों में रंग कास्ट बना सकता है, विशेष रूप से सस्ते फिल्टर के साथ। अधिक महत्वपूर्ण रूप से, अधिकांश एनडी फिल्टर दृश्यमान प्रतिबिम्ब के दृश्यमान स्पेक्ट्रम क्षेत्र पर निर्दिष्ट होते हैं और पराबैंगनी या अवरक्त विकिरण के सभी तरंग दैर्ध्य को आनुपातिक रूप से अवरुद्ध नहीं करते हैं। स्रोतों को देखने के लिए एनडी फिल्टर का उपयोग करने पर यह खतरनाक हो सकता है (जैसे कि सूर्य या श्याम पिंडों से उत्पन्न विकिरण | सफ़ेद-गर्म धातु या कांच), जो तीव्र अदृश्य विकिरण उत्सर्जित करता है, क्योंकि आंख को नुकसान हो सकता है, भले ही देखने पर स्रोत चमकदार न दिखे फिल्टर के माध्यम से। यदि ऐसे स्रोतों को सुरक्षित रूप से देखा जाना है तो विशेष फिल्टर का उपयोग किया जाना चाहिए।

वेल्डर के कांच के एक टुकड़े से पेशेवर एनडी फिल्टर का एक सस्ता, घर का बना विकल्प बनाया जा सकता है। वेल्डर के ग्लास की रेटिंग के आधार पर, इसमें 10-स्टॉप फ़िल्टर का प्रभाव हो सकता है।

परिवर्तनीय तटस्थ-घनत्व फ़िल्टर

तटस्थ-घनत्व फिल्टर का मुख्य नुकसान यह है कि अलग-अलग स्थितियों में अलग-अलग फिल्टर की एक श्रृंखला की आवश्यकता हो सकती है। यह एक महंगा प्रस्ताव बन सकता है, खासकर यदि विभिन्न लेंस फिल्टर आकारों के स्क्रू फिल्टर का उपयोग किया जाता है, जिसके लिए लेंस के प्रत्येक व्यास के लिए एक सेट ले जाने की आवश्यकता होती है (हालांकि सस्ती स्टेप-अप रिंग इस आवश्यकता को समाप्त कर सकते हैं)। इस समस्या का मुकाबला करने के लिए, कुछ निर्माताओं ने वेरिएबल एनडी फिल्टर बनाए हैं। ये दो ध्रुवीकरण फिल्टर (फोटोग्राफी) को एक साथ रखकर काम कर सकते हैं, जिनमें से कम से कम एक घूम सकता है। पिछला ध्रुवीकरण फ़िल्टर एक विमान में प्रकाश को काट देता है। जैसे ही सामने के तत्व को घुमाया जाता है, यह शेष प्रकाश की बढ़ती हुई मात्रा को काट देता है, सामने वाले फिल्टर के करीब पीछे के फिल्टर के लंबवत हो जाते हैं। इस तकनीक का उपयोग करके, सेंसर तक पहुँचने वाले प्रकाश की मात्रा को लगभग अनंत नियंत्रण के साथ बदला जा सकता है।

इस दृष्टिकोण का लाभ थोक और खर्च कम हो जाता है, लेकिन एक दोष यह है कि दो तत्वों का एक साथ उपयोग करने और दो ध्रुवीकरण फिल्टर के संयोजन के कारण छवि गुणवत्ता का नुकसान होता है।

अत्यधिक एनडी फिल्टर

बेहद धुंधले पानी या अन्य गति के साथ ईथर दिखने वाले परिदृश्य और समुद्री दृश्य बनाने के लिए, कई स्टैक्ड एनडी फिल्टर के उपयोग की आवश्यकता हो सकती है। यह, चर NDs के मामले में, छवि गुणवत्ता को कम करने का प्रभाव है। इसका मुकाबला करने के लिए, कुछ निर्माताओं ने उच्च गुणवत्ता वाले अत्यधिक एनडी फिल्टर का उत्पादन किया है। आमतौर पर इन्हें 10-स्टॉप रिडक्शन पर रेट किया जाता है, जिससे अपेक्षाकृत उज्ज्वल परिस्थितियों में भी बहुत धीमी शटर गति की अनुमति मिलती है।

रेटिंग

फ़ोटोग्राफ़ी में, एनडी फिल्टर को उनके ऑप्टिकल घनत्व या समकक्ष रूप से उनके एफ संख्या|f-स्टॉप रिडक्शन द्वारा परिमाणित किया जाता है। माइक्रोस्कोपी में, कभी-कभी संप्रेषण मूल्य का उपयोग किया जाता है। खगोल विज्ञान में, कभी-कभी भिन्नात्मक संप्रेषण (ग्रहण) का उपयोग किया जाता है।

Notation				Lens area opening, as fraction of the complete lens	f-stop reduction	Fractional transmittance
Optical density	ND1number	ND.number	NDnumber
0.0				1	0	100%	1
0.3	ND 101	ND 0.3	ND2	1/2	1	50%	0.5
0.6	ND 102	ND 0.6	ND4	1/4	2	25%	0.25
0.9	ND 103	ND 0.9	ND8	1/8	3	12.5%	0.125
1.2	ND 104	ND 1.2	ND16	1/16	4	6.25%	0.0625
1.5	ND 105	ND 1.5	ND32	1/32	5	3.125%	0.03125
1.8	ND 106	ND 1.8	ND64	1/64	6	1.563%	0.015625
2.0		ND 2.0	ND100	1/100	6+2⁄3	1%	0.01
2.1	ND 107	ND 2.1	ND128	1/128	7	0.781%	0.0078125
2.4	ND 108	ND 2.4	ND256	1/256	8	0.391%	0.00390625
2.6			ND400	1/400	8+2⁄3	0.25%	0.0025
2.7	ND 109	ND 2.7	ND512	1/512	9	0.195%	0.001953125
3.0	ND 110	ND 3.0	ND1024 (also called ND1000)	1/1024	10	0.1%	0.001
3.3	ND 111	ND 3.3	ND2048	1/2048	11	0.049%	0.00048828125
3.6	ND 112	ND 3.6	ND4096	1/4096	12	0.024%	0.000244140625
3.8		ND 3.8	ND6310	1/6310	12+2⁄3	0.016%	0.000158489319246
3.9	ND 113	ND 3.9	ND8192	1/8192	13	0.012%	0.0001220703125
4.0		ND 4.0	ND10000	1/10000	13+1⁄3	0.01%	0.0001
5.0		ND 5.0	ND100000	1/100000	16+2⁄3	0.001%	0.00001

• Note: Hoya, B+W, Cokin use code ND2 or ND2x, etc.; Lee, Tiffen use code 0.3ND, etc.; Leica uses code 1×, 4×, 8×, etc.
• Note: ND 3.8 is the correct value for solar CCD exposure without risk of electronic damage.
• Note: ND 5.0 is the minimum for direct eye solar observation without damage of retina. A further check must be performed for the particular filter used, checking on the spectrogram that also UV and IR are mitigated with the same value.

यह भी देखें

• स्नातक की उपाधि प्राप्त तटस्थ-घनत्व फ़िल्टर

बाहरी संबंध

• Neutral Density Filter Calculation Chart
• Neutral Density Filters and Graduated ND Filters
• What do ND filters do, and what do they NOT do?
• Neutral Density Filters: What are they & when to use them ?
• Neutral Density Filter FAQ at Digital Grin Photography Forum