Мы подошли к основополагающей теме в фотографии. Без объектива съемка не будет иметь абсолютно никакого результата, также как и без самого фотоаппарата. По этой причине рынок объективов огромен. Количество моделей настолько велико, что может повергнуть новоиспеченного фотографа в шок. Разберемся в деталях и поверьте, вы сможете определиться с объективами и поймете, что на самом деле их не так много и ничего страшного в выборе нет.
Объектив в фотографии –представляет собой оптическую систему, концентрирующую световой поток на матрицу и создающий действительное изображение.
Действительное изображение – изображение, сформированное оптической линзой (системой линз), при действительном изображении, лучи света сходятся в одной точке.
Действительное изображение нельзя увидеть, но если в точке схождения поставить экран или светочувствительную пластину, то проецируется изображение.
Существует мнимое изображение, которое формируется лучами, вышедшими за пределы точки схождения или наоборот рассеянные лучи, которые можно увидеть только с помощью другой оптической системы. Простейшее мнимое изображение можно наблюдать в зеркале. Оптической системой помогающей нам увидеть это изображение является человеческий глаз. Очки формируют мнимое изображение, для корректировки зрения (корректировки другой оптической системы), также мнимое изображение мы рассматриваем в телескоп, микроскоп и т.п.
Глаз человека, это объектив, который формирует действительное изображение, проецирующиеся на сетчатке глаза.
Все объективы в фотографии формируют действительное изображение. Путь, который проходит свет через объектив, может включать в себя множество преломлений, отражений и т.п. которое, в конечном счете, концентрирует лучи, проецируя значительно уменьшенное изображение на пленку или матрицу в фотоаппарате. Лучи могут расходиться, при этом действительное изображение увеличится в размере. Этот эффект применяется при печати фотографий с пленочных носителей, когда из маленького кадра, получается значительно большее изображение.
В фотоаппарате присутствует видоискатель, который, как нам уже известно, формирует мнимое изображение.
Объективы применяются в разных отраслях и соответственно делятся на: фотографические и киносъемочные, телевизионные, аэрофотосъёмочные, репродукционные, проекционные, флюорографические, астрофотографические, а также объективы для невидимых областей спектра: инфракрасные и ультрафиолетовые. Условно можно назвать объективом и переднюю часть микроскопов, а также многих медицинских инструментов, позволяющих посмотреть внутрь тела человека или животного для обследования или проведения операций. Объективы широко используются в армии и флоте, выполняя разные функции, возложенные на них. Области применения объективов огромны, перечислить их все не представляется возможным в данном формате учебника. Мы изучим только те объективы, которые используются с фотографической камерой. Цель, понять какой объектив подходит на какую камеру, и для каких целей, понимать свойства и возможности того или иного объектива.
Основные характеристики объективов.
1. Первоначально нужно понимать, что объективы создают действительное изображение определенного размера, и если это изображение будет значительно больше матрицы, то мы увидим только часть проекции, которую формирует объектив, тем самым, визуально, изменится фокусное расстояние объектива в большую сторону (фактически фокусное расстояние объектива конечно же не изменяется, меняется угол поля зрения объектива) . Если объектив проецирует изображение меньше, чем размер матрицы, то, визуально, фокусное расстояние не уменьшится, потому что края матрицы останутся без изображения. Поэтому все объективы имеют разделение на две большие группы – объективы для полнокадровых "Full frame" фотоаппаратов и объективы для фотоаппаратов с кроп фактором "APS камеры". Более малоформатные объективы используются в телефонах и камерах, как правило, с несъемными объективами. Отдельная категория объективов используется в среднем формате.
Объективы можно использовать от полного кадра на кроп кадре, при этом делается поправка на угол обзора объектива, как правило, используется выражение «изменяется фокусное расстояние», что конечно, не грамотно, но вполне жизнеспособно, и проще к пониманию. Например, объектив 50 мм. от полнокадровой камеры на кроп кадре будет иметь угол обзора эквивалентный 80-85 мм фокусного расстояния, что вполне удовлетворяет портретной съемке. Нужно понимать, что фокусное расстояние не изменяется, оно заложено в конструкцию объектива, изменяется только угол поля зрения объектива, соответственно, увеличивать (приближать) объектив с 50 мм фокусным расстоянием, не будет как объектив с фокусным расстоянием 85 мм. Объектив для кроп кадра, установленный на полном кадре, будет проецировать изображение с значительным виньетированием – будут заметны затемненные углы изображения, которые, в последствии можно обрезать кадрированием, стоит понимать, что и резкость объектива к краям значительно может падать. Иногда, особенно в портретной съемке, эффект виньетирования может являться частью художественного замысла, позволяющий сконцентрировать внимание на объекте съемки.
Виньетирование — явление частичного ограничения (затемнения) наклонных пучков света оправой или диафрагмами оптической системы. Результатом является снижение яркости изображения к краям поля зрения системы.
Однако не все системы фотоаппаратов могут позволять такие маневры, если Nikon позволяет ставить любой объектив на любой фотоаппарат, то у Canon это сделать не всегда можно, связано с технической стороной изготовления фотоаппаратов, и возможно заедание зеркал. Поэтому, прежде чем устанавливать несоответствующий матрице или системе объектив, уточняйте, возможно ли это, иначе можно загубить дорогостоящую тушу фотоаппарата, которой потребуется ремонт.
2. Второй важный показатель – фокусное расстояние. Частично мы затронули в части выше. Фокусное расстояние– расстояние, измеряемое в миллиметрах, соответствует дистанции от оптического центра объектива до матрицы фотоаппарата. Оптический центр, может располагаться как перед диафрагмой так и за ней, в зависимости от оптической схемы того или иного объектива. Объективы с изменяемым фокусным расстоянием, путем смещения оптического центра, называются зум объективами. С постоянным фокусным расстоянием – фикс объективы. Более подробно рассмотрим в следующих уроках.
3. Скорость, светосила, относительное отверстие –фотографы объединяют все три понятия в одно простое объяснение, которое выражается в максимально открытой диафрагме объектива и выражается в виде, например: f1:4, f 4 или f 1/4. Весь ряд диафрагмы мы рассмотрим в уроке экспозиции. Здесь же нужно понимать, что эти три параметра абсолютно разные, но при этом тесно переплетаются.
Скорость объектива – (понятие разговорное, быстрый или медленный объектив),связано с тем, что чем больше открывается диафрагма объектива, тем более короткую (быструю) выдержку открытия затвора фотоаппарата мы можем использовать, она не влияет на то, что вы быстрее будете фотографировать, а лишь на то, что в более темных условиях, можно будет использовать более короткую выдержку.
Светосила – величина, характеризующая соотношение освещённости действительного изображения, даваемого оптической системой в фокальной плоскости, и яркости отображаемого объекта. Светосила пропорциональна квадрату относительного отверстия оптической системы и определяет её световую эффективность.
Относительное отверстие – оптическая мера светопропускания объектива. Различают геометрическое и эффективное относительные отверстия. Геометрическим отверстием считается отношение диаметра входного зрачка объектива к его заднему фокусному расстоянию. Эффективное относительное отверстие всегда меньше, чем геометрическое, поскольку учитывает потери света при его прохождении через стекло и рассеянии на границах с воздухом и деталях оправы.
Диафрагменное число, указанное на кольце объектива, это величина обратная относительному отверстию, она удобна тем, что не содержит в себе дроби. Каждое деление такой шкалы соответствует изменению светосилы в два раза, а относительного отверстия в 2 ≈ 1 , 41 раз. Исключение могут составлять самые малые значения диафрагменного числа, соответствующие оптическим возможностям объектива, и не укладывающиеся в стандартный ряд.Такое строение шкалы диафрагменных чисел используется с 1950-х годов, когда появилось понятие экспозиционного числа, и позволяет при повороте кольца на одно деление менять экспозицию точно на одну экспозиционную ступень.
На современных фотообъективах такая шкала (как и кольцо регулировки диафрагмы) отсутствует, и установка диафрагмы производится дистанционно органами управления фотоаппарата. Шкала диафрагменных чисел современных цифровых фотоаппаратов имеет промежуточные значения, соответствующие 1/3 экспозиционной ступени. В параграфе экспозиции мы вернемся к этому значению.
4. Значимое значение при выборе объектива, будет иметь возможность крепления объектива к камере называемое – байонетом. Разновидностей байонетных соединений очень велико, поэтому при использовании не системных объективов нужно подробно выяснить возможность крепления его к камере. Часто объективы теряют часть своих возможностей, при установке на другую систему, например фокусировка на бесконечность может пропасть или «перелетать» дальше положенной, приводя к нерезкому изображению. Байонет представляет собой крепёжный узел высокой точности, состоящий из выступов хвостовика оправы объектива, входящих в соответствующие пазы фланца на корпусе камеры. Запирание байонета осуществляется поворотом объектива на небольшой угол (обычно от 45° до 70°) в положение, когда плоские выступы («лепестки») хвостовика переходной оправы фиксируются во фланце, заходя под его соответствующие выступы, чаще всего подпружиненные. Ранее использовались объективы с резьбовым соединением, однако так как сегодня байонет содержит и электронные разъемы, производители перешли к более надежным конструкциям. Основная задача байонета – удержание объектива, поддержание точного положения оптических элементов, относительно фотоматериала или светочувствительной матрицы. Байонет позволяет быстро снять и установить объектив, что очень актуально при использовании в работе нескольких объективов с фиксированным фокусным расстоянием.
5. Разрешающая способность объектива — характеристики фотографического объектива, отображающие его свойства по передаче чёткого изображения.
Разрешающая способность объектива оценивается по количеству воспроизводимых штрихов на 1 мм изображения, которое он способен спроецировать на фоточувствительный элемент (плёнку или матрицу цифровой камеры). Измерения разрешающей способности проводят с помощью специальных мир. Более современная оценка включает в себя не только оценку количества видимых линий, но и микро контраст, хроматические аберрации и др. параметры, частотно-контрастной характеристики (Modulation Transfer Function — MTF) Разрешающая способность объектива неоднородна, как правило в центре кадра максимальные значения, которые падают к краям , чем дальше от центра, тем больше заметно падение разрешающей способности. Также, при открытии диафрагмы до полного значения, или при закрытии до полного значения. По сути, максимальное значение разрешающей способности объектива, обусловлено его конструкцией и у всех объективов отличается, даже порой с одинаковой оптической схемой объективы могут иметь отличия в разрешающей способности. В среднем все объективы имеют максимальные показатели по центру кадра при диафрагме от 4 до 8.
В мире фотографов бушуют споры относительно разрешающей способности объектива и плотности пикселей на матрице. Суть обсуждения заключается в том, что плотность пикселей на матрице превысила требования на разрешающую способность объективов, это значит, что невозможно получить более детализированное изображение путем увеличения количества пикселей на матрице камеры, так как объектив не может проецировать более детализированное изображение. Этот разговор, безусловно, не имеет отношения к художественной фотографии. Мы настоятельно рекомендуем не делать упор на технической составляющей фотографии, а полностью посвятить силы художественно-исторической ценности фотоискусства.
6. Брак объектива.
Объектив – сложное техническое изделие. Для объективов характерно то, что если фотоаппараты теряют свою стоимость в силу морального износа, то объективы, как правило остаются в цене и даже увеличиваются по стоимости в виду экономических факторов, таких как курс валют и инфляция. Существенное падение стоимости объектива может возникнуть по причине его некорректной работы. Рассмотрим их.
- Повреждение линз
-Неправильная фокусировка (фронт и бэк фокус)
-Поломка автофокуса
-поломка диафрагмы
-поломка байонета
-некорректное сопряжение электроники с камерой
Помимо явных признаков, при которых объектив следует отправлять в сервис стоит особое внимание обратить на фронт и бэк фокус.
Бэк фокус – погрешность объектива и камеры при которой фокусировка произвелась далее точки на которую была сфокусирована камера.
Фронт фокус – погрешность объектива и камеры при которой фокусировка произвелась ближе точки на которую была сфокусирована камера.
Особенно проявляется при съемке портретов с открытой диафрагмой. Фокусировка постоянно промахивается и фотографии уходят в брак.
Самый простой способ проверить сопряженность камеры и объектива на фронт-бэк фокус, это положить линейку на стол, поставить на нее монету не большого размера, и отойдя на несколько метров, произвести съемку с открытой полностью диафрагмой. Резко изображаемое пространство должно быть одинаково как перед объектом съемки так и за ним, что легко увидеть по шкале линейки. При обнаружении бэк-фронт фокуса, необходимо, при наличии такой функции в фотоаппарате, произвести коррекцию. Если коррекция не выровняла ситуацию, или такая функция не предусмотрена в фотоаппарате, то, к сожалению, без визита в сервис не обойтись. Причем, отдавать на юстировку нужно и фотоаппарат и объектив вместе.
Объективы обладают рядом свойств, которые мешают съемке.
Виньетирование – затемнение края кадра. Можно исправить в RAW формате очень просто.
Хроматическая аберрация (ХА) – На высококонтрастных участках, вокруг объекта появляется цветная окантовка, может быть красной, фиолетовой и др. в зависимости от силы контраста. Например, вокруг веток, проводов на фоне неба. Обусловлено это причиной разности прохождения световых волн через линзы объективов, производители очень внимательно относятся к этой проблеме, всячески стараясь уменьшить эффект аберраций. В современных камерах, присутствует подавление ХА программно, также это можно сделать и при обработке RAW изображения.
Дисторсия – Искривление прямых линий. Дисторсия бывает вогнутая (подушкообразная) и выпуклая (бочкообразная), в просторечье «бочка» и «подушка».
Дисторсия проявляется особенно выраженно при съемке короткофокусными объективами или не качественной оптической системой. Приобретая современные объективы, мы практически не наблюдаем дисторсии, за исключением, совсем уж дешёвой оптики. Поэтому рационально приобретать хорошие объективы. Дисторсия устраняется как в RAW, так и в JPG форматах. Некоторым фотографам нравится этот эффект, они используют его в своих художественных замыслах, который легко получить с помощью фи-шай (fish-eye рыбий глаз) объектива. Это сверх широкоугольный объектив с неисправленной дисторсией. Эффект дисторсии можно получить и убрать с помощью программы Adobe Photoshop.
Некоторые дефекты, свойства линз могут проявляться на снимке. Блики от попавшего источника света в объектив, также как и потеря контрастности от этого. При прикрытой диафрагме фон может состоять как из «кружочков» так и из «гаечек», зеркально линзовые объективы создают «колечки». Чем больше лепестков диафрагмы, тем более ровные будут световые пятна. Размытие фона называется – боке. Этот термин вошел в жизнь фотографии относительно недавно в конце 20 века. Боке–очень субъективно. Одному нравится до безумия, рисунок его объектива, другому может быть отвратительным. Мы не можем сказать, по этой причине, что какое-то боке лучше или хуже, вы должны будете определиться с этим самостоятельно, путем перебора разных объективов, или просмотра фотографий снятыми разными объективами.
Дифракции – потеря резкости при чрезмерно зажатой диафрагме. Важно знать предел возможностей объектива, в погоне за резкостью, зажимая диафрагму, можно получить обратный эффект. Бороться с дифракцией на пост обработке не возможно, ее надо избегать во время съемки.
Боке, ГРИП.
Уделим особое внимание этой особенности всех объективов.
Боке – по своей сути это размытый задний план, если на нем присутствуют световые пятна, они создают причудливую картинку, фон для основного объекта съемки, будь это портрет или иной предмет, боке неповторимы и съемка разными объективами при одних условиях, может очень сильно отличаться.
ГРИП – Глубина резко изображаемого пространства. Достаточно вдуматься внимательно в формулировку, как сразу придет понимание. Что чем больше ГРИП, тем больше резких деталей мы наблюдаем вокруг объекта, можно добиться, что все, что находится в кадре, будет в фокусе, т.е. резко. Маленькая ГРИП применяется для максимального выделения объекта от фона, при съемке портретов можно получить настолько малую ГРИП, при которой часть лица будет в фокусе, а другая часть лица размыта. ГРИП непосредственно зависит от характеристик оптической системы: главного фокусного расстояния и относительного отверстия, а также от дистанции фокусировки. Мы сознательно не учим формулы и математические вычисления, понимая, что вы не будете ими пользоваться на практике. Что необходимо запомнить.
ГРИП становится меньше при: увеличении фокусного расстояния объектива, при увеличении относительного отверстия объектива (диафрагма открыта) и уменьшения дистанции до объекта съемки. Соответственно, меняя эти параметры, мы можем и увеличить ГРИП. Повторимся, это очень важно: ГРИП — понятие относительное. Связано это с тем, что можно считать резким, а что считать резким нельзя, поэтому границы ГРИП условны, точно так же, как и метки для ГРИП на шкале старых объективов.
Гиперфокальное расстояние объектива – расстояние до объекта съемки, после которого все предметы далее этого объекта будут в фокусе. Проще сказать – это дистанция, после которой начинается бесконечность резко изображаемого пространства. Как видим, фон может быть размыт или наоборот все может быть в зоне фокуса.
Гиперфокальное расстояние – может пригодиться при наведении резкости вручную, используя мануальный объектив. При съемке пейзажей, также важно понимать, откуда у вас начинается зона резкого изображения. Расчет гиперфокального расстояния прост:
Фокусное расстояние объектива в квадрате /(кружок рассеивания света*диафрагму)
Кружок рассеивания 0,02 или 0,03 в зависимости от матрицы фотоаппарата. Диафрагма в этом случае составляет 11 или 13, дальнейшее повышение числа диафрагмы может привести к заметной дифракции. Посчитаем на примере: у нас мануальный объектив 35 мм, мы знаем, что наш кружок рассеивания равен 0.03, а диафрагму мы зажали до 16, что мы имеем, 35*35/(0,03*16) = 2552 мм.– наше гиперфокальное расстояние, после которого все будет в фокусе. Если вы будете снимать видео на стадионе, или на концерте, вам может пригодиться понимание гиперфокального расстояния, чтобы не отвлекаться на наведение резкости.
Вопросы по прочтению статьи
- Отличие мнимого изображения от действительного.
- Какое значение имеет физический размер матрицы при выборе объектива?
- Фокусное расстояние объектива.
- Угол поля зрения объектива.
- Глубина резко изображаемого пространства, как получить максимальное размытие фона?
- Как получить резкий фон?
Круто! Если дочитали, ставьте лайк!