Читайте полную версию материала: http://www.mobiset.ru/articles/text/?id=686

Оптика компактных цифровых фотоаппаратов. Часть 1

Объектив цифрового фотоаппарата во многом определяет класс самой камеры. Для пленочного фотоаппарата это тоже справедливо, но в том-то и дело, что сменить жестковстроенный объектив любительской цифровой камеры невозможно.

Остается лишь максимально использовать потенциал, заложенный в конструкцию объектива фотоаппарата, да дополнить штатную оптику фирменными насадками - широкоугольными и телеконверторами, которые выпускаются компаниями-производителями для старших моделей. Есть еще и другой путь - приобрести зеркальный фотоаппарат со сменной оптикой. Но применительно к цифровой фототехнике это означает выход на совершенно иной уровень, подразумевающий совсем другие затраты - в сотни и даже в тысячи, а не в десятки долларов.

Чем же располагает владелец цифровой камеры среднего, стоимостью от 250 до 500 долларов, класса? Достаточно светосильным объективом с переменным фокусным расстоянием, передняя линза которого имеет высококачественное просветляющее покрытие, а внутренняя поверхность тубуса подвергнута матовому чернению. Это означает, что оптика цифровых фотоаппаратов среднего уровня не подвержена паразитным отражениям и бликам, которыми страдают бюджетные пленочные и цифровые «мыльницы».

Камеры подешевле (менее 250 долларов), но с сенсорами достаточно большого (3 и даже 5 мегапикселей) разрешения снабжаются объективами с постоянным фокусным расстоянием, как правило, умеренно широкоугольными, в приведенном к 35-мм пленке значении - 35—40 мм. Объективы с постоянным фокусным расстоянием могут быть оснащены механизмом автоматической фокусировки или иметь фиксированный фокус (фикс-фокус).

На самом деле фикс-фокусные объективы тоже имеют механизм фокусировки - ручной. При этом позиций переключателя фокусировки всего две. В первой переключатель смещает фокусировочную линзу объектива в положение, при котором резкими будут все предметы, находящиеся от полуметра (или от нескольких десятков сантиметров), до метра от фотоаппарата. Этот режим называется «макро», он применяется для съемки мелких предметов крупным планом (то есть в увеличенном масштабе). Вторая, основная позиция переключателя, перемещает фокусировочную линзу объектива в основное рабочее положение, при котором резкими получатся все предметы, расположенные на расстоянии от полутора метров и до бесконечности.

Здесь следует иметь в виду, что, во-первых, у каждого фикс-фокусного объектива границы верной фокусировки в основном и макро-режиме различны. Ближняя и дальняя граница при установке «макро» могут располагаться дальше или ближе. Так же варьируется и ближняя граница в основном режиме. Во-вторых, следует помнить, что границы гиперфокального расстояния (то есть границы, в которых все предметы, фотографируемые через фикс-фокусный объектив, получатся резкими) меньше при полностью открытой диафрагме и больше при прикрытой диафрагме. Резкость «от 1,5 метра до бесконечности» обычно обеспечивается при средних значениях диафрагмы (около 5,6). И при полностью открытой диафрагме максимальная граница фокусировки располагается на расстоянии в 3—5 м. Правда, фикс-фокусные объективы не обладают большой светосилой. При относительном отверстии 4,5 (обычный показатель для фотоаппаратов начального уровня) границы гарантированно резкого изображения достаточно широки, чтобы не думать об этом при съемке.

Что такое светосила объектива? Характеристика, отражающая способность объектива пропускать свет. Светосила (апертура, или относительное отверстие) выражается отношением фокусного расстояния объектива к диаметру его передней линзы (который, в свою очередь, не может быть больше внутреннего диаметра оправы объектива, а потому принят в качестве базового параметра для вычисления светосилы) и записывается как f/x (или 1:х), где х - величина относительного отверстия. Например, объектив с фокусным расстоянием в 5 см и диаметром передней линзы в 2,5 см имеет светосилу f/2 (1:2). А это означает, что объектив снижает интенсивность светового потока вдвое (поэтому другое название этой характеристики - пропускная способность объектива).

Значение светосилы совпадает со значением полностью открытой диафрагмы. То есть при диафрагме 2 светосила объектива будет равной его истинной светосиле - f/2. Закрывая диафрагму, мы тем самым уменьшаем его светосилу, уменьшая и количество света, которое попадает на поверхность светочувствительного материала - пленки или сенсора. Стандартные значения ступеней уменьшения относительного отверстия объектива - 2, 4, 5, 6, 8, 11, 16, 22. С уменьшением относительного отверстия объектива увеличивается глубина резкости изображаемого пространства (ГРИП). Если при полностью открытой диафрагме светосильного объектива глубина резкости может составлять десять-двадцать сантиметров, то при максимально закрытой диафрагме глубина резкости возрастает от 1—1,5 м до бесконечности. Поэтому объективы с относительным отверстием f/4,5 и меньше изначально обладают большой глубиной резкости.

Для бытовой съемки в большинстве случаев большая глубина резкости благо, поскольку она скрадывает погрешности работы механизма автоматической фокусировки и позволяет фотографу не думать о правильной наводке на резкость. Однако иногда большая глубина резкости становится помехой. Например, при портретной съемке требуется получить размытый фон. Для этого максимально открывают диафрагму, уменьшая глубину резкости, а сам объект съемки помещают на некотором расстоянии от фона. Добиться расфокусированного фона при избыточной глубине резкости невозможно. К тому же автоматические цифровые камеры не позволяют произвольно устанавливать значение диафрагмы. Приходится полагаться на встроенную автоматическую программу портретной съемки, которая максимально открывает диафрагму, подбирая к ней соответствующее экспозамеру значение выдержки.

Диафрагма «классического» фотообъектива устроена в виде светонепроницаемой заслонки, образованной сдвигающимися к центру тубуса объектива лепестками (ирисовая диафрагма). Расположена диафрагма в междулинзовом пространстве объектива. Вращая кольцо диафрагмы, мы сдвигаем лепестки, уменьшая отверстие между ними, или, наоборот, раздвигаем их, увеличивая отверстие. В цифровом фотоаппарате диафрагма может быть объединена с центральным лепестковым затвором. В этом случае при установке значения диафрагмы экспозиционным автоматом в компьютер камеры вводится сигнал экспозиционной поправки, а сам механизм диафрагмы срабатывает в момент срабатывания затвора. Лепестки затвора при этом расходятся на расстояние, соответствующее установленному значению диафрагмы.

Еще одной особенностью недорогих цифровых фотоаппаратов с простыми (то есть с неизменяемым фокусным расстоянием) объективами является то, что в камеры начального уровня обычно встраивают умеренно широкоугольную оптику. Правда, особых проблем, как с дешевыми компактными пленочными камерами, в которых используются очень короткофокусные объективы (вплоть до 28 мм) подверженные искажению перспективы, в цифровых камерах не возникает. Небольшой физический размер сенсора определяет и параметры встраиваемой оптики. Объектив с фокусным расстоянием в 9-10 мм в приведении к размеру 35-мм пленки соответствует объективу в 38-40 мм, что позволяет говорить об универсальном применении встроенной оптики.

Дело в том, что слишком короткофокусная оптика имеет широкий угол обзора и при съемке с близких расстояний вносит в снимок значительные перспективные искажения. При съемке архитектуры широкоугольный объектив «заваливает» вертикальные линии стен зданий (вертикальные линии сближаются в верхней части снимка). При портретной съемке - укрупняет ближние и уменьшает дальние части лица фотографируемого человека. К примеру, поясной портрет, снятый фотоаппаратом с 28-мм объективом, изменяет лицо человека до неузнаваемости.

Перспективные искажения объективов с фокусным расстоянием в 40 мм совсем невелики. Нормальным же объективом считается оптика с 45-градусным углом обзора, что в значении, приведенном к 35-мм пленке, соответствует объективу с фокусным расстоянием в 50 мм.

Наконец, большое значение (и при выборе съемочной техники, и для практической съемки) имеет материал, из которого изготовлены линзы объективов. В недорогих цифровых фотоаппаратах применяются специальные сорта оптического пластика (из него же изготавливают «китовую» оптику для недорогих плёночных и цифровых зеркальных камер). Недостатками этого вида материала являются подверженность геометрическим изменением под воздействием внешних температур, недостаточная прочность, следовательно, и нестабильность оптических характеристик. Чем это опасно в практической съёмке? Тем, что характеристики оптики могут измениться (и изменятся обязательно) во время съёмки в мороз и в жару. Пластик имеет больший коэффициент расширения, чем оптическое стекло. При нагревании он расширяется, и геометрия линз меняется. Причём, эти изменения невозможно компенсировать электронным путём (они попросту непредсказуемы). Со временем поверхность пластиковых линз мутнеет, чего не происходит со стеклом. Наконец, пластиковая оптика обладает не очень хорошими характеристиками – в частности, разрешающей способностью.

Из не очень качественного стекла (то есть с микропузырьками, трещинками, прочими пороками линз) может быть изготовлен объектив цифрового фотоаппарата малоизвестной фирмы, хотя подобные «сюрпризы» всё же очень и очень редки. В то же время любая камера среднего и старшего уровня от ведущего мирового производителя имеет оптику безупречного качества. Во всяком случае, камеры с откровенно плохими объективами мне не попадались.

Понятие качества оптики включает в себя еще и наличие просветляющего покрытия передней линзы объектива. Многослойное полимерное покрытие устраняет блики, возникающие от попадающих в объектив боковых лучей света. Кроме того, антибликовое покрытие увеличивает устойчивость передней линзы объектива к царапинам...

Читайте также:
Оптика компактных цифровых фотоаппаратов. Часть 2 >>>

© Николай Надеждин, Mobiset.ru
Дата публикации статьи - 1 ноября 2006 г.

Есть что сказать? Пишите автору... (info@mobiset.ru)

Наша группа ВКонтакте - присоединяйся!

Оперативная и эксклюзивная информация - в 140 знаках! Подписывайтесь на наш канал:
Читать @Mobiset

comments powered by Disqus

Читайте полную версию материала: http://www.mobiset.ru/articles/text/?id=686