Como funciona o filtro polarizador circular e o linear

Neste artigo explicamos de forma breve e simplificada como funciona um filtro polarizador circular (CPL) e um linear, também a diferença entre um e outro e como usar um polarizador.

Fisicamente, o filtro polarizador funciona através da absorção seletiva de ondas de luz. Isto significa que o filtro bloqueia a passagem de algumas ondas de luz. São elas:

  • Luz polarizada em uma direção desalinhada à direção de passagem*
  • luz não polarizada.

*Mais abaixo explicamos o que é direção de passagem.

Fisicamente, o intuito do filtro polarizador é fazer com que apenas as ondas que oscilam em uma direção específica passem por ele para dentro da câmera, e é isto que causa a perda de luminosidade de 1 ou mais stops.

Como nada se perde, tudo se transforma, as ondas de luz absorvidas pelo filtro se transformam em energia térmica – calor: o filtro tende a ficar ligeiramente mais quente.

Como usar o filtro polarizador

Para usar um filtro polarizador, basta rotacionar o seu anel externo (que gira em falso sem se desatarrachar da lente), ou rotacionar o suporte do filtro caso ele seja tipo lâmina.

Girando o filtro na frente da lente, o fotógrafo pode escolher a direção de passagem e do bloqueio de luz (polarização).

O vídeo abaixo mostra como a rotação acontece no anel externo, girando em falso, sem que o filtro seja removido da frente da lente.

 

Antes de fotografar, ao girar o filtro, é necessário observar como os reflexos mudam e então escolher a melhor posição.

Na maioria das vezes escolher a melhor direção de rotação é uma tarefa simples: Basta deixar a marcação do filtro polarizador apontando para o sol (se o seu filtro tiver uma).

Veja foto ilustrativa com a seta azul apontando a marcação no filtro.

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Contudo, em outros casos, a luz que chega à câmera pode estar polarizada em duas direções diferentes. E, dependendo da rotação do filtro, uma parte da cena vai ter reflexos e a outra não.

Cabe ao fotógrafo, portanto, decidir qual é a direção de rotação mais adequada.

Veja a imagem comparativa entre duas fotografias de um carro a seguir, mostrando a dupla polarização.

A fotografia de cima teve os reflexos no vidro e capô do carro eliminados, mas os reflexos na lateral ainda estão presentes.

Na foto de baixo, com o polarizador rotacionado 90 graus (em outra direção), aconteceu o contrário: os reflexos na lateral foram bloqueados, mas ficaram bem marcados no capô e para-brisa.

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Como funciona e diferença entre filtro polarizador circular (CPL) Vs linear

Nesta sessão entramos em mais detalhes físicos de como funcionam os filtros polarizadores e os comparamos para explicar a diferença entre um filtro polarizador circular e um linear.

Entender a diferença e o funcionamento é muito importante na hora de comprar um filtro polarizador!

Apesar de adicionarem o mesmo efeito de polarização à imagem final, as suas funcionalidades são diferentes.

Ao entender o funcionamento físico em detalhe o fotógrafo pode escolher melhor entre os dois tipos disponíveis para venda: o polarizador circular (ou CPL) e o linear.

A maior diferença funcional é que:

  • Todas as câmeras digitais funcionam em seus modos automáticos ou semi-automáticos com os filtros polarizadores circulares, enquanto;
  • com o filtro linear as câmeras digitais perdem a capacidade de foco automático e também de medição de luminosidade (fotometria TTL).

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Isto ocorre porque os filtros polarizadores lineares não adicionam o efeito de polarização circular na luz que passa por eles e, depois, atinge o sensor da câmera.

A olho nu, sem que se façam alguns testes, não há como notar a diferença entre um polarizador circular e um linear.

Leia as sessões a seguir para entender a física de como funcionam e a definição de direção de passagem.


Filtro polarizador circular (CPL)

Filtros polarizadores circulares, também conhecidos como CPL (circular polarizer) são os mais comuns e fáceis de encontrar para compra.

Estes filtros nada mais são do que filtros lineares com uma camada de revestimento extra, chamada de lâmina de onda (quarter wave length).

Este revestimento adiciona um efeito de rotação à direção da onda de luz polarizada. Veja como isso acontece abaixo. Lembre-se que a luz é uma onda eletromagnética.

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1- Primeiro, o filtro polarizador linear filtra linearmente a luz, na direção de passagem;

2- A camada (revestimento) de polarização circular faz com que a luz passe a sair com uma amplitude, que varia sua direção circularmente de forma constante ao longo do tempo, nos sentidos horário ou anti-horário.

Filtros polarizadores circulares (CPL) funcionam bem com o sistema de metering (medição de luminosidade) e foco automático de câmeras digitais, pois elas conseguem se adaptar à perda de luz que o filtro causa.

Se forem utilizadas em modo automático, prioridade de abertura ou prioridade de velocidade do obturador, as câmeras compensam automaticamente as configurações para a melhor exposição.

Filtros polarizadores circulares geralmente são mais caros do que os lineares, devido ao seu processo de fabricação mais complexo, seu revestimento extra.

Por isso é que, geralmente, os óculos polarizados utilizam lentes com filtros lineares (mais baratas e mesmo assim funcionais com o olho humano).


Filtro polarizador linear

Os filtros polarizadores lineares filtram a luz que passa por eles, permitindo que ondas de luz polarizadas em uma única direção passem através de si.

Da mesma forma que o CPL, ao girar o filtro (rotacionar o eixo de transmissão), o fotógrafo consegue alterar a direção de passagem.

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Como os sistemas de foco automático e de medição de luminosidade dependem de luz incidente em uma variedade de direções para funcionar, o fotógrafo perde a opção de utilizar o foco automático da sua lente e também passa a receber leituras incorretas do medidor de luminosidade.

Ou seja, qualquer modo automático ou semi-automático da câmera digital para de funcionar corretamente quando um filtro polarizador linear é colocado na lente.

Então, apesar das leituras de luminosidade ficarem incorretas, se o objetivo final é UNICAMENTE tirar fotos no modo manual da câmera, então o filtro polarizador linear vai funcionar bem.


Tabela comparativa de diferença entre polarizador circular e linear

A seguinte tabela apresenta generalizações e, apesar de ser correta na maioria dos casos, podemos ter algumas inconsitências:

Filtro polarizador circular CPL Filtro polarizador linear
Câmera digital funciona nos modos automáticos e semi automáticos Câmera digital só funciona no modo manual de exposição
Leitura automática de luminosidade funciona Leitura automática de luminosidade não funciona
Lentes mantém o foco automático Lentes perdem o foco automático
Maior disponibilidade para compra, mais fácil de encontrar Menor disponibilidade para compra, mais difícil de encontrar
Camada de revestimento extra – rotacional Sem camada de revestimento extra
Mais caros Mais baratos

Ambiguidade na nomenclatura

Filtros polarizadores circulares não necessariamente têm formato circular. Eles podem ter um formato retangular e são finos como uma lâmina, por exemplo.


A luz polarizada – Princípio físico

Quando iluminados, fluidos e superfícies não-metálicas refletem luz polarizada em determinada direção e ângulo.

Superfícies metálicas costumam refletir luzes da mesma forma que chegam (polarizadas ou não). Portanto, nem polarizadores lineares nem os circulares são capazes de reduzir reflexos de espelhos.

A figura abaixo mostra uma onda de luz não polarizada atingindo uma mólécula de água na atmosfera e sendo refletida parcialmente como luz azul polarizada.

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O mesmo fenômeno ocorre quando a luz não polarizada atinge a suferfície da água, ela é parcialmente refletida como luz polarizada, enquanto parte dela difrata para dentro d’água.

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Este fenômeno de polarização da onda de luz se repete, por exemplo, em vidros.

Se ajustados corretamente, os filtros polarizadores absorvem a maioria destes reflexos e têm o propósito de deixar apenas ondas de luz polarizadas em uma determinada direção passar.

Nenhum filtro polarizador é completamente eficiente, nem os circulares nem os lineares.

Por isso, apesar de filtrar grande parte da luz, eles ainda deixam um certo percentual não polarizado ou polarizado em direção diferente passar para o sensor.

A ineficiência de um filtro polarizador é medida através do seu fator de extinção.

Para uma explicação inteiramente técnica e mais detalhada sobre polarização ótica, este artigo pode ser de interesse.

Siga este link para continuar aprendendo sobre filtros polarizadores.

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