В предыдущих статьях я обращала ваше внимание на то, что "рисует" изображение именно объектив фотоаппарата, а не корпус, который ещё называют body или "тушка". Разберем устройство объектива подробнее.
Внутри современных объективов есть несколько линз и иногда есть зеркала. Весь набор линз и зеркал выполняет компенсацию оптических искажений (аберраций) и собран в соответствии с оптической схемой внутри оправы, представляющей собой металлический или пластиковый цилиндр. К оправе также относятся элементы, обеспечивающие наведение на резкость, работу с диафрагмой и фокусным расстоянием, и крепёжка объектива к корпусу.
У разных моделей фотоаппаратов с автоматическим наведением резкости есть также электромоторчик, встроенный либо в объектив, либо в корпус фотокамеры.
Байонет или штыковое крепление известно человечеству ещё с 13 века, когда им пользовались монахи для крепления свечей, а позже солдаты использовали его для крепления штыка к винтовке. Отсюда его название, в переводе с французского baionnette - это штык.
С помощью байонета удаётся очень быстро менять объективы фотокамеры. Достаточно лишь разблокировать байонет отдельным рычагом или кнопкой, и слегка повернуть объектив. Первые объективы крепились при помощи винтовых соединений или просто вдавливались в корпус и держались только за счёт трения. Байонет обеспечивает более долговечное соединение, не даёт стружку, которая может попасть внутрь фотоаппарата, но нуждается в аккуратном обращении.
Есть камеры, которые не оснащены байонетным креплением, для них выпускаются специальные переходники. При выборе нового объектива учитывайте этот момент, особенно, если объектив от пленочной камеры. Кроме того, у самих байонетов есть разновидности соединений, они обозначаются буквами или цифрами и относятся к разным производителям:
F (Nikon), K (Pentax), EF (Canon), EF-S (Canon), A (Sony), E (Sony NEX), 4:3 (Olympus), Micro 4:3 (Olympus), NX (Samsung).
Ещё одно устройство, которое может быть встроено в объектив - это устройство стабилизации изображения. У стабилизированных объективов разных производителей оно отмечается буквой S, кроме Nikon, у них на наличие такого устройства в объективе указывают буквы VR.
Стекла для объектива должны быть оптическими. В отличие от обычных стёкол, они имеют идеальную прозрачность и не включают в себя даже малейших дефектов, таких как пузырьки или коробление.
В статьях по истории фотографии я упоминала, что простейший объектив - это небольшое отверстие в стенке камеры, иногда оснащенное линзой. Зачем же современным объективам содержать внутри много линз?
Для ответа на этот вопрос достаточно взять любую линзу, которая имеется у вас под рукой, даже из очков, и рассмотреть через неё текст. Изображение будет резким только в центре, а по краям оно выглядит искажённым - прямые линии получаются изогнутыми, цвета тусклыми. Следовательно, объектив с одной линзой будет иметь оптические искажения (аберрации). Аберрация оптической системы - это искажение изображения в оптической системе, вызываемое отклонением луча от того направления, по которому он должен был бы идти в идеальной оптической системе. Такие изображения выглядят слегка мутными, с искажённой формой и отличными от оригинала цветами.
Аберрации делятся на несколько типов. Забегая вперёд замечу, что борьба производителей с каким-то одним типом аберраций не устраняет полностью другие типы, поэтому фотоснимки, полученные даже с помощью профессионального дорого объектива нуждаются в обработке в фоторедакторе. Идеальных объективов не существует и только видение фотохудожника делает снимки похожими на реальность или имеющими свой особенный стиль.
Итак, существуют хроматические, геометрические, сферические, кома, астигматизм и другие типы аберраций и, соответственно, существуют объективы, которые исправляют эти аберрации. Их называния связаны с типом аберрации, которые они исправляют, и являются синонимами к слову объектив.
Возникновение хроматических аберраций связано с интерференцией света, когда происходит перераспределение интенсивности света в результате наложения нескольких световых волн. Этот тип аберраций я уже упоминала в статье про тестирование фотоаппарата перед покупкой. Он проявляется в искажении цветов на контрастных границах изображения. Первый ахромат - объектив с исправленной хроматической аберрацией, представлял собой сложную линзу, состоящую из двух линз - собирательной и рассеивающей, изготовленных из разных сортов оптического стекла. Они подбирались таким образом, чтобы полностью исчезала интерференция каких-то двух длин волн, а интерференция остальных - в существенной степени.
Геометрические аберрации возникают при построении изображения лучами света, которые прошли через линзу на разном расстоянии от оптической оси объектива. Часто встречающиеся геометрические аберрации - это бочкообразное искривление (дисторсия), когда изображение по краям кадра как будто выгибается наружу, а также обратное ему искривление - подушкообразная дисторсия, когда линии по краям кадра кажутся вогнутыми внутрь кадра. Дисторсию (геометрическое искажение) производители объективов смогли уменьшить при помощи перископа. Это объектив, состоящий из двух собирающих линз, одна из которых служит для другой своеобразной диафрагмой, то есть пропускает через себя только часть потока света, прошедшего через первую линзу. Это явление называется апертурная диафрагма.
Сферическая аберрация проявляется в эффекте "замыливания изображения" таким образом, что происходит смягчение контраста и размытие деталей по краям изображения. Это возникает потому, что лучи света встречаются с преломляющей поверхностью линзы под различными углами, вследствие чего более удалённые от оптической оси лучи преломляются сильнее, нежели более приближенные к оптической оси, и первые формируют некую поверхность идеальной резкости, называемую каустическая, перед задней фокальной плоскостью. При этом изображение в фокусе имеет вид круга с неоднородным распределением освещённости ("замыливается").
Именно сферической дисторсии подвержены светосильные объективы, когда на них снимают с сильно открытой диафрагмой.
Подобный недостаток оптики фотохудожники часто используют для работы в жанре Портрет для смягчения деталей и недостатков лица. Объективы, исправляющие сферическую аберрацию называются апохроматы. В отличие от ахроматов в апохроматических системах используются уже три линзы, у которых фокусное расстояние уравнено в трёх точках спектра. И также исправлен вторичный спектр, появление которого было связано с разным преломлением для некоторых длин волн в случае системы из двух линз у ахроматов.
Аберрация Кома названа так из-за сходства с хвостом кометы. Она возникает, когда лучи света, приходящие под углом к оптической оси собираются не в одной точке. Внешне похожа на раскрытый веер и этим отличается от симметричного строения сферической аберрации. Объектив, который исправляет аберрацию Кома, называется апланат. Он состоит из двух отдельно стоящих ахроматов или апохроматов. По сути это тот же перископ, но из двух ахроматов. Если при изготовлении оптической системы допущена децентровка одной из поверхностей, то кома искажает изображения даже в тех точках, которые расположены на оси оптической системы. Система апланат применяется до сих пор при производстве недорогих объективов для "мыльниц".
Аберрация Астигматизм - это искажение, возникающее, когда преломляющая поверхность по форме не сфера, а, например, овал. И поэтому лучи света имеют различные фокусы, образуя овалы вместо кружков или точек. К слову сказать, астигматизм присутствовал во всех старых объективах пока не изобрели систему дополнительных к апланату линз, в которую входят от 3 (триплет) до 10-15 оптических элементов. Объективы с исправленным астигматизмом стали называть анастигматы.
Их также имеют в виду, когда говорят о светосильной оптике, которая даёт хорошее качество изображения по всему полю при больших значениях относительного отверстия, обеспечивающего высокую светосилу. Самыми светосильными объективами являются портретные объективы с фиксированным фокусным расстоянием.
Как добиться идеального изображения?
Диафрагма фотоаппарата используется фотографами для уменьшения аберраций. Больше закрывая отверстие объектива, диафрагма тем самым отсекает лучи света, проходящие через края линзы, где аберрации наиболее заметны. Это верно почти для всех типов аберраций за исключением Астигматизма, так как он влияет не только на края изображения, но почти на всё изображение, кроме самого маленького пятна в центре линз. И за исключением бракованных объективов с децентровкой поверхности линз, из-за которой не удаётся получить хорошее изображение ни при каких значениях диафрагмы.
Применение диафрагмирования объектива бесполезно при съемке движущихся объектов, они получаются смазанными, потому что при маленьком отверстии диафрагмы количество света уменьшается и требуется более длительная выдержка.
Как видите, современные объективы - это очень сложные и дорогостоящие системы, производство которых относится к высокотехнологичной сфере, требующей комплекса научно-технических исследований в области расчёта формулы линз, нанесения просветляющих покрытий, тестирования, а также сложную аппаратуру для обработки стекла.
В следующей статье я расскажу про характеристики и типы имеющихся объективов.
В статье использованы изображения из Википедии по лицензии Creative Commons Attribution Share-Alike 2.5
Надеюсь, вы узнали для себя что-то новое и полезное на канале ФОТКУС. Добавьте ссылку на эту статью в избранное, чтобы вернуться к её изучению, делайте репосты, делитесь с друзьями.
До новых встреч!