渐变ND滤镜实际如何工作？

我的问题源于滤镜表面完全失焦的事实。

我的理解是，从对象的任何一点发出的光都将撞击整个镜头……有些镜头穿过滤镜的较暗部分，有些镜头则通过滤镜的较亮部分。假设被摄对象处于聚焦状态，所有这些光将返回到传感器上的单个点。

因此，在我看来，传感器上的每个点都将接收等量的光，这些光已经通过了渐变滤镜的每个半部分（为简单起见）。因此，我从逻辑上得出该滤镜将与统一ND滤镜的功能不同。

显然，我错了，许多成功的日落照片都证明了这一点。镜头是否不使用所有撞击前部元件的光？如果没有，那一切去哪儿了？

您的直觉本质上是正确的，但有几点要点。

1. 当镜头停下来时，只有朝着前部元件中心的光线才能进入图像，因此，并不是所有的前部元件都用于入射到传感器的所有光点（尽管全部用于点光）。

2. 即使当光圈完全打开并且每个像素的光线都穿过整个前部元件时，滤光片在镜头前的距离仍然很小但很远。

是时候制作一些粗略的手绘图了。对于第一种情况，很容易看到，如果将滤光片放置在可变光阑以外的任何地方，则将阻止来自场景顶部而不是底部的光线：

http://www.mattgrum.com/photo_se/pinhole.jpg

现在考虑第二种情况。镜头是敞开的，可以消除渐晕效果，聚焦物体的每个光点都会散开，在聚焦到一个点之前会撞击整个前部元件。这表明来自对象顶部和对象底部的光都通过相同数量的ND滤镜，这意味着没有渐变效果。但是，过滤器将不会与前部元件齐平安装：

http://www.mattgrum.com/photo_se/wideopen.jpg

从场景的底部射出时，稍微偏向前方会出现一个角度，光线只是在滤光片下方裙起，而顶部的光线则被部分滤除，从而导致顶部和底部之间的亮度差异。

但是，如果镜头速度非常快，并且滤镜安装在离镜头很近的地方，则grad ND确实无法工作，这是您的问题所建议的。为了证明这一点，我在50mm f / 1.4镜头上贴了一张黑卡，使其正好位于中间上方，几乎覆盖了前部镜头的一半：

http://mattgrum.com/photo_se/f1_4.jpg

那是敞开的，指向天空（聚焦距离3m）。顶部可见轻微的渐晕现象，但与从基本上从0到100％的突然过滤的渐变滤镜所期望的效果相去甚远！这是f / 11的相同镜头：

http://mattgrum.com/photo_se/f11.jpg

并非每个像素都会使用到达透镜的所有光中的光。

仅当您从对象中获取单个点时，您对所有光都将到达单个点的假设才是正确的。如果您从拍摄对象中选取了另一个相邻点，则该点将被投影到上一个点的旁边。最后，您将获得一个焦平面（投影），而不仅仅是一个点。

换句话说，图像的中心像素将主要使用来自透镜中心的光，而边界像素将使用来自透镜边缘的光。这样，grad-ND覆盖的图像部分会更暗。