Цифровой фотосалон FUJIFILM г. Жуковский
По внешнему виду цифровые зеркальные аппараты отличаются от пленочных весьма незначительно, используют практически те же вспышки и объективы. Да и по концепции управления пленочные и цифровые камеры мало отличаются друг от друга. Однако сочетание внешней и функциональной похожести цифровых и пленочных зеркальных аппаратов с разницей в размерах кадра пленки и матрицы (вызванных техническими и экономическими причинами) привели к возникновению ряда вопросов касающихся использования и классификации сменной оптики.
До наступления эры любительских цифровых зеркалок с классификацией объективов было все гораздо проще. Основную массу любительских, полупрофессиональных и профессиональных зеркальных камер со сменной оптикой, а также основную часть «мыльниц объединял формат используемой в них 35-мм перфорированной пленки «тип 135» и размер кадра пленки 24×36 мм.
Менее распространенные фотоматериалы других типоразмеров использовались либо в откровенно любительских системах («тип 110», «тип 126», «диск», APS), либо в серьезной профессиональной работе (60-мм роликовая пленка «тип 120» и «тип 220», плоская форматная пленка).
Фотоаппаратура, использующая пленку «тип 135», господствовала на рынке фототехники много десятков лет, не сильно сдав свои позиции даже сейчас. Поэтому фотографы и фотолюбители в течение нескольких поколений привыкли к тому, что свойства сменного объектива вполне правильно и наиболее удобно описывать его фокусным расстоянием. Например, объектив с фокусным расстоянием 50 мм однозначно воспринимался как нормальный (штатный) объектив. Фокусное расстояние 35 мм или 28 мм однозначно характеризовало объектив как широкоугольный. А 85-миллиметровым или 135-миллиметровым мог быть только портретный длиннофокусный объектив То есть, конечно, все понимали, что «нормальный» — это объектив с углом зрения порядка 40-50 градусов. Но раз размер кадра у большинства аппаратов один и тот же (24×36 мм). то и угол зрения объектива зависит л ишь от фокусного расстояния. Тем более что на оправе любого объектива всегда написано его фокусное расстояние, а угол зрения можно узнать разве что из паспорта объектива или справочника.
Видимо, поэтому и прижилась у фотографов и фотолюбителей устойчивая привычка характеризовать величиной фокусного расстояния назначение объектива как нормального, широкоугольного или длиннофокусного.
Эквивалентное фокусное расстояние
С приходом эры цифровых аппаратов на этой привычке, культивировавшейся десятилетиями, чуть было не был поставлен жирный крест. Разнобой размеров матриц цифровых аппаратов просто поражает — от «полнокадровых» (24×36 мм), «полукадровых» (формата APS-C, примерно 16×24 мм) и «четвертькадровых» («тип 4/3». размер 13,5×18 мм) до применяемых в компактных и миниатюрных цифровых аппаратах «тип 2/3», «тип 1/1,8» и «тип 1/2,5» (самые большие из которых не превышают по размерам ноготь мизинца руки). И такая характеристика зум-объектива цифрового фотоаппарата, как «диапазон фокусных расстояний 7.2-50,8 мм» практически ничего не говорит со- временному фотолюбителю даже с учетом знания реального размера матрицы 2/3″ — 6,6×8,8 мм. Поэтому, чтобы добиться в этом случае какой-то ясности и удобства, стоит найти в справочнике по фотографии соответствующие формулы, рассчитать соответствующий угол зрения объектива с учетом размера матрицы, а потом сравнить эти данные с параметрами привычных объективов, рассчитанных для кадра 24×36 мм.
В итоге оказывается, что объектив с фокусным расстоянием 7,2 мм на матрице 2/3″ имеет по диагонали примерно такой же угол зрения, как и широкоугольный объектив с фокусным расстоянием 28 мм на кадре 24×36 мм. А в положении 50,8 мм этот же объектив видит мир так же, как 200-миллиметровый длиннофокусный объектив, установленный на 35-мм камеру. То есть вышеупомянутым объективом с диапазоном фокусных расстояний 7,2- 50,8 мм, установленном на цифровом аппарате, можно воспользоваться так же, как и зумом с диапазоном изменения фокусного расстояния 28-200 мм на обычной 35-мм зеркапке. Вот это уже ценная и понятная информация, которой удобно и приятно пользоваться! Поэтому вполне логичен стал шаг производителей, указывающих в характеристиках фотоаппарата не только реальные цифры фокусного расстояния объекти- ва, а и рассчитанные таким же образом, как мы это сделали выше, цифры, которые получили название «эквивалентного фокусного расстояния». Исходя из значений эквивалентного фокусного расстояния, мы легко можем представить себе параметры и возможности обьектива, установленного на фотоаппарат.
Некоторые производители даже пошли дальше. К примеру, на аппарате DiMAGE A200 компании Konica Minolta на кольце управления зу-мированием объектива обозначены цифры не реального, а эквивалентного фокусного расстояния. И это решение правильное — ведь для осознанного управления перспективой важно знать в первую очередь угол зрения объектива (который нам наиболее привычно воспринимать е виде цифр эквивалентного фокусного расстояния). А вот цифры реального фокусного расстояния, обозначенные на передней панели оправы объектива, пользователю такого фотоаппарата, скорее всего, никогда и не понадобятся.
«Кроп-фактор»
Пользователи системных цифровых зеркальных фотоаппаратов оказались в несколько бо- лее сложной ситуации. С одной стороны, понятно, что за счет меньшего размера матрицы в сравнении с кадром пленки 24×36 мм все объективы становятся как бы «длиннофокуснее». Например, использовавшийся на пленочной камере в качестве стандартного объектива Canon EF 50/1.8 при установке на цифровую камеру Canon EOS 350D сразу приобретает угол зрения, свойственный скорее портретному объективу.
С другой стороны, бессмысленно перемаркировывать все объективы, так как они могут быть использованы не только на цифровой зеркалке с «полукадровой» матрицей, но и на аппаратах с другими размерами кадра — пленочных, полнокадровых (например. Canon EOS-1Ds Mark II и почти полнокадровых (например, Canon EOS-1D Mark II цифровых аппаратах. Поэтому для пользователей зеркальных цифровых камер с меньшей по размеру, чем кадр пленки, матрицей более удобным методом для расчета эквивалентного фокусного расстояния оказать применение коэффициента уменьшения угла зрения объектива (другие названия этого коэффициента — «кроп-фактор» или «коэффициент увеличения эквивалентного фокусного расстояния»). Кроп-фактор численно представляет собой соотношение между размером диагонали кадра 24×36 мм и размером диагонали матрицы. В этом случае примерное эквивалентное фокусное расстояние объектива можно получить, умножив реальное фокусное расстояние объектива на коэффициент пересчета кроп-фактор.
Для каждого размера матрицы коэффициент уменьшения угла зрения объектива имеет свои определенные значения.
К примеру, для цифровых зеркальных аппаратов Nikon, Dynax и Pentax коэффициент увеличения эквивалентного фокусного расстояния составляет 1,5, для Canon EOS-1D и EOS-1D Mark II — 1,3, для Canon EOS 10D, 20D, 300D, 350D, D60 и D30 — 1,5, для Sigma SD-9 и SD-10 — 1,7, а для аппаратов системы «4/3» -2.
Заканчивая тему пересчетов реального фокусного расстояния в эквивалентное, остано- вимся на очень важном моменте. Цифра эквивалентного фокусного расстояния (то есть произведение реального фокусного расстояния на кроп-фактор) предназначена только для того, чтобы понятными по 35-мм пленочной фототехнике значениями охарактеризовать угол зрения объектива. Реальное фокусное расстояние объектива, установленного на цифровую камеру, при этом не изменяется. Соответственно, все остальные вычисления (например, расчет глубины резкости и определение оптимальной степени диафрагмирования) нужно проводить исходя из реального, а не эквивалентного значения фокусного расстояния К примеру, на цифровом «полукадровом» аппарате Nikon D70 (кроп-фактор 1,5) можно использовать широкоугольный объектив AF Nikkor 35 мм f/2 D е качестве стандартного, поскольку эквивалентное фокусное расстояние при этом будет около 50 мм.
Однако визуально глубина резкости при тех же значениях диафрагмы будет заметно больше, чем при использовании обьектива с фокусным расстоянием- 50 мм на пленочной зеркалке (хотя угол зрения в обоих случаях будет одинаковым). В этом случае достичь той же глубины резкости для разделения переднего и заднего планов можно, открыв диафрагму как минимум на одну — две ступени дополнительно.
Те же корни имеют заметные «плоскость» и «одноплановость» изображения, присущие компактным цифровым фотоаппаратам с матрицей размером 2/3″ и менее. Ведь реальное фокусное расстояние объективов таких аппаратов оказывается как минимум в 4-5 раз (!) меньше, чем эквивалентное. А поэтому даже при диафрагме 2.8 глубина резкости объектива компактного цифрового аппарата оказывается вполне сравнимой с глубиной резкости соответствующего обьектива 35-мм пленочной зер-калки при съемке аналогичного сюжета на диафрагме как минимум 8-11
Эквивалентное увеличение
«Увеличение» — это еще одна привычно-условная величина, к которой фотографов и фотолюбителей приучило продолжительное использование 35-мм пленочной фотоаппаратуры с размером кадра 24×36 мм.
По величине максимального увеличения (или максимального масштаба изображения, что одно и то же) мы судим о применимости такого объектива для съемки в крупном масштабе или даже для использования его в макросъемке. Для фотографов и фотолюбителей, привычных к использованию 35-мм пленочной фототехники, не составляет труда классифицировать макросвойства объектива по величине максимального масштаба изображения. Например, объектив, который может фокусироваться до масштаба 1:1 («один к одному»), — это полно- ценный современный макрообъектив. Максимальным масштабом 1:2 («один к двум») могут похвастаться либо относительно недорогие макрообьективы, либо макрообъективы старой конструкции. А уж если максимальный масштаб изображения обьектива составляет 15 или даже менее, то такой объектив считается практически непригодным для съемки мелких предметов крупным планом.
По определению масштаб — это соотношение линейных размеров изображения на ппенке (матрице) к размерам объекта съемки. Если объект съемки вдвое больше по размеру, чем его изображение на пленке, то такое соотношение иначе называется «масштабом 1:2».
Если же изображение имеет такие же размеры, что и объект съемки, то в таком случае масштаб получается 1:1. Следовательно, чем больше максимальный масштаб, тем более мелкий предмет можно сфотографировать «на весь кадр».
Теперь перейдем к цифровым аппаратам с матрицей уменьшенного размера. В этом слу- чае для того, чтобы сфотографировать во весь кадр предмет такого же размера, вполне достаточно меньшего увеличения (ведь размер матрицы меньше!). К примеру, для фотографирования во весь кадр марки размером 24×36 мм пленочным аппаратом необходим объектив, обеспечивающий масштаб съемки 1:1. Если же мы для такой съемки воспользуемся цифровым аппаратом с «полукадровой» матрицей (15,6×23.7 мм, размер диагонали в 1,5 раза меньше, чем у кадра 24×36 мм), то оказывается, что уже при меньшем коэффициенте увеличения (11,5, «один к полутора») изображение марки занимает всю площадь кадра. Еще меньшее увеличение для проведения подобной съемки потребуется для аппаратов с еще меньшим размером матрицы — примерно 1:2 для аппарата «четвертькадровой» системы 4/3 (размер диагонали матрицы в 2 раза меньше), 1:4 для аппаратов с матрицей 2/3″ (размер диагонали матрицы в 4 раза меньше) и так далее.
Однако, несмотря на различный коэффициент увеличения при съемке, результат можно считать одинаковым — изображение марки занимает практически все поле кадра. Поэтому логично было бы для упрощения переноса «пленочных» понятий на цифровую технику ввести еще один «эквивалентный» параметр — «эквивалентное увеличение». Смысл эквивалентного увеличения, в общем, примерно такой же, как и в случае с эквивалентным фокусным расстоянием — одинаковость эффекта при съемке пленочной и цифровой камерой. Да и коэффициент пересчета реального увеличения в эквивалентное численно равен соотношению реального и эквивалентного фокусного расстояния.
Приведем реальный пример. Макрообъектив для системы камер 4/3 (кроп-фактор 2) Zuiko Digital ED 50 MM/f2 имеет реальное фокусное расстояние 50 мм и может быть сфоку- сирован до максимального увеличения 0.52х (т.е. примерно 1:2). В то же время эквивалентное фокусное расстояние такого объектива составит 100 мм, а эквивалентное увеличение -1.04к (то есть примерно 1.
1). Соответственно этот объектив на камерах системы 4/3 функционально будет аналогичен 100-мм макрообъективу с максимальным масштабом изображения 1:1 в системе 35-мм пленочных камер с размером кадра 24×36 мм. С другой стороны, объектив Nikkor AF Micro 105 мм f/2.8D. имеющий при работе с пленочными камерами fViKon максимальный масштаб изображения 1:1, при установке на цифровую зеркалку Nikon (кроп-фактор 1,5) не только будет иметь увеличенное в полтора раза эквивалентное фокусное расстояние, но и сможет производить более крупно- плановую сьемку (до эквивалентного масштаба 1,5:1).
Светосила и относительное отверстие
Светосила — еще одна из чрезвычайно важных технических характеристик объектива. Как можно догадаться из названия, светосила характеризует яркость изображения, которое способен построить на пленке (или матрице) объектив. Чем светосильнее объектив, тем ярче изображение он может создать И наоборот, менее светосильный объектив создает более темное изображение. Светосила объектива характеризуется значением его относительного отверстия (то есть отношением диаметра действующего отверстия объектива к его фокусному расстоянию) и обозначается в виде дроби.
К примеру, у объектива с относительным отверстием 14 (часто встречается вариант маркировки f/d) диаметр действующего отверстия в четыре раза меньше значения фокусного расстояния. При этом заметим, что размер реально действующего отверстия объектива — величина виртуальная. Он, как правило, не соответствует точно ни диаметру передней линзы, ни размеру диафрагмы. Поэтому размер действующего отверстия объектива нельзя измерить, его можно только рассчитать.
Типичные значения относительного отверстия объектива обычно находятся в прямой за- висимости от размера поля изображения, на покрытие которого рассчитан такой объектив. Чем меньше размер матрицы (кадра пленки), на обслуживание которого рассчитывается объектив, тем более светосильным его можно сделать при сравнимых (а то и меньших!) стоимости и сложности конструкции. К примеру, зум-объективы современных компактных цифровых видеокамер, рассчитанных для работы с матрицей диагональю 1/6″, могут иметь относительное отверстие до 1:1,2 (JVC GR-DV3000I, а значении 1:1.
6- 1:1,8 стали стандартными е этом классе. Для сменных объективов 35-мм зеркалок «потолок» светосилы заметно ниже -относительное отверстие 1:2,8 имеют лишь не- которые профессиональные зумы, а для остальных зум-обьективов максимальная свето- сила составляет 1:3,5-1:4,5 и даже меньше. При этом заметим, что объективы с постоянным фокусным расстоянием, как правило, обладают заметно большей светосилой, чем оптика с переменным фокусным расстоянием. Например, для тех же 35-мм зеркалок существует достаточно много объективов с фиксированным фокусным расстоянием и относительным отверстием f/1.4-f/1.8, а объективы со светосилой менее f/2.8 практически не встречаются (разве что среди сверхтелеобъективов). К тому же оптика с переменным фокусным расстоянием часто для упрощения конструкции имеет не постоянное, а переменное значение светосилы в зависимости от фокусного расстояния. К примеру, зум- объектив 18-70/3.5-4.5 при фокусном расстоянии 18 мм имеет относительное отверстие f/3.5, при фокусном расстоянии 25-50 мм — f/4, а при максимальном фокусном расстоянии (70 мм) значение относительного отверстия падает до f/4.
5. С учетом высокоразвитой автоматики современных камер, оснащенных замером света через объектив, переменная светосила оптики практически не вызывает каких-либо неудобств.
Диафрагмирование и глубина резкости
При максимальном относительном отверстии фотографические обьективы используются довольно редко. Большая светосила объектива обычно выступает в роли запаса, который «карман не тянет» и может быть применен в случае необходимости (малое количество света, необходимость е получении минимальной глубины резкости и так далее). Основная же масса съемок требует значительно меньшего относительного отверстия объектива. Поэтому каждый фотографический объектив оснащен устройством оперативного регулирования относительного отверстия — диафрагмой. Процесс уменьшения светосилы объектива при помощи диафрагмы называется «диафрагмированием», а величина, обратная величине относительного отверстия объектива, называется «диафрагменным числом» (или просто — «диафрагмой»). В процессе диафрагмирования происходит уменьшение действующего отверстия объектива, а яркость создаваемого объективом изображения прямо пропорциональна площади действующего отверстия объектива.
Уменьшив диаметр действующего отверстия объектива в 2 раза, можно уменьшить в 4 раза количество проходящего через него света. Соответственно яркость изображения становится меньше по мере увеличения значения диафрагменного числа Значения на шкале диафрагм объективов сейчас принято выбирать из стандартного ряда — 1,1,4, 2, 2,8,4, 5,6, 8,11,16, 22 и так далее. Такой шаг значений диафрагмы выбран прежде всего для удобства, поскольку при переходе к соседнему е ряду значению диафрагмы количество проходящего через объектив света изменяется вдвое Поэтому диафрагмирование объектива на 1 ступень (например — от 2,8 до 4) приводит к такому же уменьшению экспозиции, как и укорочение выдержки в 2 раза.
Безусловно, не стоит отождествлять диафрагмирование лишь с функцией уменьшения яркости изображения на пленке (матрице) При диафрагмировании происходит еще целый ряд изменений в характере создаваемого объективом изображения — увеличивается глубина резкости, изменяются резкостные свойства объектива и его рисунок Так что сейчас, в эпоху высокочувствительных матриц и скоростных затворов, диафрагмирование объектива применяется чаще не как средство регулирования количества света, а как художественный прием, позволяющий расставлять акценты в соотношении переднего и заднего планов за счет выбора оптимальной глубины резкости.
Понятие глубины резкости и формулы расчета глубины резкости мы подробно рассматри- вали в статье «Объективно об объективах» зимнего выпуска каталога «Потребитель. Фототехника и видеокамеры» (№ 34 (191/2004). Поэтому мы лишь повторим выводы этой статьи. Итак, глубина резко изображаемого пространства (именно так правильнее всего называть эту характеристику) в общем случае тем больше, чем меньше относительное отверстие объектива, чем меньше фокусное расстояние объектива (субъективное увеличе- ние глубины резкости), и чем больше расстояние до объекта съемки Также глубина резко изображаемого пространства сильно зависит от объекта съемки и от резкостных параметров оптики и пленки (матрицы). Пропадание или явное ухудшение деталировки изображения достаточно четко разграничивают зоны резкости и нерезкости. Поэтому использование резкой оптики, высококачественной матрицы большого формата (или мелкозернистой пленки) с высоким разрешением и наличие многочисленных мелких деталей на объекте съемки делают даже незначительную расфокусировку изображения хорошо заметной.
И наоборот — если использована не слишком качественная оптика, если матрица фотоаппарата не отличается высокой четкостью, если объект съемки лишен четких контуров и мелких деталей, то кажущаяся глубина резкости становится больше.
Рассматривая характеристики современных компактных цифровых фотоаппаратов, несложно подметить следующие закономерности. Фокусное расстояние объективов фотоаппаратов, построенных на миниатюрных (2/3″ и менее) матрицах, оказывается достаточно небольшие (в 4-6 раз меньше, чем у аналогичной по углу зрения оптики для 35-мм пленочных зеркалок). А сами матрицы за счет особенностей своего строения достаточно плохо справляются с изображением особо мелких деталей изображения (волос, шерсти, мелких фактур и так далее), по передаче которых легче всего прослеживается граница между зонами резкости и нерезкости. К тому же качество передачи мелких деталей и фактур дополнительно ухудшается в результате обработки изображения процесс ром фотоаппарата. Ведь миниатюрные матрицы компактных цифровых фотоаппаратов «шумят» сильно даже на невысокой чувствительности.
Поэтому системы подавления шума на таких аппаратах работают, как правило, достаточно агрессивно, избавляя изображение не только от шума, но и от мелких деталей. А процесс автоматического повышения четкости изображения (обязательный этап обработки) делает переход между зонами резкости и нерезкости еще менее заметным, что субъективно воспринимается как дополнительное увеличение глубины резко изображаемого пространства. Поэтому глубина резко изображаемого пространства при использовании та- ких фотоаппаратов получается достаточно большой даже при максимальных значениях светосилы объектива. Ну а на «привычных» по пленочной фототехнике значениях диафрагмы 5,6-8 возросшая сверх меры глубина резко изображаемого пространства просто не позволяет пользоваться данным художественным приемом, отделяя передний план от заднего. Стоит также заметить, что малое фокусное расстояние оптики таких фотоаппаратов приводит и к тому, что физический диаметр диафрагмы при значениях диафрагменного числа 8 и более становится настолько мал, что может приводить к значительному падению резкости из-за дифракционных явлений (см.
статью «Объективно об объективах», «Потребитель. Фототехника и видеокамеры» № 28/2002).
Цифровые фотоаппараты с матрицей значительно большего размера (камеры системы «4/3″» и «полукадровые» зеркалки) дают гораздо больше возможностей в плане художественного использования глубины резко изображаемого пространства. Однако и при работе с этими аппаратами необходимо помнить о том, что для достижения необходимого эффекта разделения переднего и заднего плана диафрагму желательно открывать как минимум на 1-2 ступени сильнее в сравнении с привычным’ по пленочной 35-мм фототехнике цифрами.
С другой стороны, сюжеты, требующие при съемке большой глубины резко изображаемого пространства, гораздо проще «отрабатывать» при помощи цифровых аппаратов. К примеру, в случае каталожной предметной съемки возможность достигнуть необходимой глубины резкости при заметно менее глубоком диафрагмировании позволяет значительно уменьшить требования к мощности студийного освещения и сделать такую съемку более быстрой и удобной.
Главное фокусное расстояние. Практическая фотография
Главное фокусное расстояние
Если направить на собирательную (например, двояковыпуклую) линзу пучок лучей света, параллельных главной оптической оси линзы, как показано на рис. 7, в левом верхнем углу, то после преломления в линзе эти лучи соберутся в главном фокусе. Расстояние от линзы до главного фокуса и есть главное фокусное расстояние линзы.
Рис. 7. Таким способом можно приблизительно определить главное фокусное расстояние линзы
С достаточным приближением его можно определить, если поместить линзу или объектив на пути солнечных лучей, которые практически параллельны, и получить на бумаге резкое изображение солнца. Расстояние между линзой и бумагой и будет главным фокусным расстоянием линзы. Его можно измерить линейкой.
Почему же это расстояние называется главным?
Пользуясь линзой, можно заметить, что с изменением расстояния между предметом и линзой расстояние от линзы до изображения предмета также изменяется.
Проделаем следующий опыт. Возьмем двояковыпуклую линзу и лист белой бумаги и, поместив линзу на небольшом расстоянии от горящей лампы, получим на бумаге резкое изображение лампы. Измерив расстояние между линзой и бумагой, начнем отходить от лампы все дальше, поддерживая резкость изображения. Легко заметить, что расстояние между линзой и бумагой сначала будет сокращаться довольно быстро, а затем все медленнее, как бы затухая, и наконец наступит момент, когда оно перестанет сокращаться. И как бы далеко мы не отошли от лампы, расстояние от линзы до бумаги практически сокращаться уже не будет. Оно останется таким же и в том случае, если мы попробуем получить на бумаге резкое изображение удаленных домов, далеких гор, облаков или даже солнца. Иными словами, это расстояние является самым коротким из всех, при которых возможно получить резкое изображение предметов. Для линз с разной оптической силой это расстояние будет разным, но для каждой линзы оно постоянное, что позволяет пользоваться им как основной оптической характеристикой данной линзы.
Сказанное относится и к любому фотографическому объективу. Независимо от числа линз, из которых он состоит, каждый фотообъектив представляет собой собирательную оптическую систему, т. е. действует подобно одиночной линзе. Поэтому объектив прежде всего характеризуется величиной его главного фокусного расстояния. Это расстояние обозначается буквой f или F и выражается в сантиметрах (иногда в миллиметрах). Итак, обозначение «F = 5 см» показывает, что главное фокусное расстояние данного объектива равно 5 см.
Для упрощения главное фокусное расстояние обычно называют просто фокусным расстоянием.
Рис. 8. Масштаб изображения прямо пропорционален величине главного фокусного расстояния
Каково же практическое значение фокусного расстояния объектива? Прежде всего от него зависит масштаб получаемого изображения[5]. Он прямо пропорционален величине фокусного расстояния объектива.
Сравните два снимка, помещенных на рис. 8. Оба они были сделаны одним и тем же аппаратом с одного и того же расстояния, но в первом случае фокусное расстояние объектива было вдвое меньше, чем во втором. Как видите, линейный масштаб изображения на первом снимке получился вдвое меньше. На этом явлении основано применение в одних и тех же фотоаппаратах так называемых сменных объективов с разными фокусными расстояниями, что позволяет, не сходя с места, т. е. с одной и той же точки, вести съемку в разных масштабах. Позже мы познакомимся с такими объективами более подробно.
Каждый фотоаппарат выпускается в продажу только с одним объективом, но у фотоаппаратов разных форматов объективы имеют разные фокусные расстояния. У фотоаппаратов марки «Смена» объективы имеют фокусное расстояние 4 см, у других малоформатных фотоаппаратов — 5 см. У фотоаппарата «Любитель» и почти у всех других фотоаппаратов формата 6 х 6 см объективы имеют фокусное расстояние 7,5-8 см, а фотоаппараты формата 6 х 9 см снабжены объективами с фокусным расстоянием 10,5 см.
Как видите, между форматом фотоаппарата и величиной фокусного расстояния объектива имеется связь: чем больше формат фотоаппарата, тем больше и фокусное расстояние установленного на нем объектива. Можно также обнаружить, что связь эта закономерна и что фокусное расстояние объектива обычно равно или близко к диагонали того кадра, для которого объектив предназначен. И в самом деле диагональ кадра фотоаппарата формата 24 x 36 мм (малоформатные аппараты) равна 43,3 мм и фокусное расстояние объективов таких фотоаппаратов обычно находится в пределах от 4 до 5 см. Диагональ кадра 6 x 9 см равна 10,8 см и объективы у таких фотоаппаратов имеют почти такое же фокусное расстояние. Чем же это объясняется?
Площадь, на которой объектив дает изображение, ограничена размерами кадра, т. е. форматом фотоаппарата.
Фотографический кадр всегда представляет собой прямоугольник или квадрат, а наибольшей линейной величиной в таких геометрических фигурах служит диагональ. Зная диагональ кадра и величину фокусного расстояния объектива, можно с помощью простого графического построения определить одно очень важное свойство объектива: под каким углом он охватывает снимаемое пространство.
Для этого достаточно начертить на листе бумаги в натуральную величину прямоугольник размером с кадр, как это показано на рис. 9, и провести диагональ этого прямоугольника AB, опустить к середине диагонали перпендикуляр и, отложив на нем отрезок OC, равный фокусному расстоянию объектива, соединить точку C с концами диагонали АВ. Угол АСВ и есть искомый угол, называемый углом поля изображения.
Рис. 9. Таким построением легко определить угол поля изображения объектива
Проделав такое построение для объективов, установленных на фотоаппаратах разных форматов, можно увидеть, что угол поля изображения у всех объективов примерно одинаков и находится в пределах 40-55°. В величине этого угла и кроется секрет закономерности, о которой было сказано выше.
Опыт показал, что наиболее удобны для подавляющего большинства фотосъемок объективы, угол поля изображения которых находится в указанных выше пределах. Разница между величинами фокусных расстояний объективов различных по формату фотоаппаратов объясняется не чем иным, как стремлением конструкторов сохранить у всех фотоаппаратов один и тот же наиболее удобный угол поля изображения.
Один из начинающих фотолюбителей пытался уверить другого в том, что чем больше формат фотоаппарата, тем большее пространство можно им охватить при съемке. Мне хочется предостеречь вас от такого заблуждения. Все фотоаппараты с нормальными объективами охватывают почти одинаковое пространство. Два снимка, показанных на рис. 10, это убедительно подтверждают. Один из них был сделан фотоаппаратом формата 24 x 36 мм, другой — с той же точки фотоаппаратом формата 6 x 9 см. Хотя размеры снимков и масштабы изображения на них различны, границы сфотографированного пространства у них одинаковы.
Рис. 10. Все фотоаппараты с нормальными объективами охватывают при съемке одинаковое пространство
От фокусного расстояния зависит также не менее важная техническая характеристика объектива — его светосила.
Как видите, с фокусным расстоянием связаны очень важные свойства объектива. Не случайно величину его всегда обозначают на оправе объектива. Но, выбирая фотоаппарат, менее всего следует руководствоваться величиной фокусного расстояния его объектива. Вы уже знаете, что фокусное расстояние основного объектива наилучшим образом согласовано с форматом кадра и подобрано в соответствии с наиболее удобным углом поля изображения. Выбирать аппарат по величине фокусного расстояния объектива было бы бесполезным занятием, но знать это расстояние и его практическое значение важно.
Введение в фокусное расстояние в фотографии
Большинство людей имеют общее представление о том, что такое фокусное расстояние. Если вы видите объектив 35 мм, вы знаете, что это фокусное расстояние. У вас может быть даже довольно хорошее представление о том, что вы увидите, когда поднесете камеру к глазу. Но это еще не все.
В этой статье мы подробно рассмотрим фокусное расстояние и обсудим, как оно может помочь вам улучшить свои фотографии и сэкономить много денег. Давайте начнем.
Что такое фокусное расстояние?
Мы все уже слышали термин «фокусное расстояние» и понимаем, что объективы доступны в таких стандартных вариантах, как фиксированное фокусное расстояние 35 мм или зум-объектив 16–35 мм. Комбинации фокусных расстояний почти бесчисленны.
Но чтобы понять, что такое фокусное расстояние, вам нужно сначала узнать пару терминов. Это поможет нам понять, как рассчитывается фокусное расстояние.
Датчик изображения
Датчик изображения (датчик камеры) улавливает свет от объектива и преобразует его в электрический сигнал. Эта информация обрабатывается и преобразуется в изображение.Точка схождения
Если вы посмотрите на оба конца объектива камеры, вы заметите, что ваше отражение в стекле перевернуто. Это эффект, который происходит на начальном этапе обработки изображения.
Когда объектив прикреплен к камере и готов к съемке, изображение переворачивается обратно в правую сторону вверх внутри объектива, чтобы продолжить вторую половину пути к датчику изображения. Пересечение, на котором изображение эффективно возвращается к своему нормальному виду, называется точкой схождения.
Простая формула фокусного расстояния
Фокусное расстояние — это расстояние в миллиметрах от точки схождения до датчика изображения (при фокусировке на бесконечность). Итак, если у нас есть 35-мм объектив, приблизительное расстояние от точки схождения, оптического центра объектива, до сенсора камеры составляет 35 миллиметров.
Теперь, когда мы знаем, что такое фокусное расстояние, давайте перейдем к другому сценарию и другой формуле.
Эквивалентное фокусное расстояние
Эквивалентное фокусное расстояние учитывает фокусное расстояние объектива и размер сенсора камеры. Если у вас есть камера формата 35 мм, вам не нужно беспокоиться о какой-либо новой формуле.
Это потому, что эквивалентное фокусное расстояние основано на формате 35 мм, который называется полнокадровой камерой.
Давайте посмотрим, как влияет на фокусное расстояние размер сенсора.
Размер сенсора и кроп-фактор
Существует множество размеров сенсоров для камер. Большинство из них меньше, чем полнокадровые камеры, хотя есть и гораздо большие размеры. Однако, если мы говорим о любом размере сенсора, отличном от полнокадрового, вам также необходимо учитывать фактор обрезки.
Это означает, что есть эффект увеличения, обрезанный вид, когда вы используете систему камер с меньшим сенсором. Итак, нам нужно умножить фокусное расстояние объектива на кроп-фактор, чтобы получить эквивалентное фокусное расстояние в 35-миллиметровом эквиваленте.
Например, если у вас есть система Canon APS-C с кроп-фактором 1,6 и объективом 35 мм, эквивалентное фокусное расстояние составит 56 мм.
Далее мы подытожим, что это означает.
Фокусное расстояние и поле зрения
Имейте в виду, что независимо от размера сенсора вашей камеры фокусное расстояние вашего объектива фактически не меняется.
Объектив 35 мм — это объектив 35 мм на любой камере. Однако что меняется, так это поле зрения с учетом кроп-фактора и эквивалентного фокусного расстояния.
Поле зрения просто означает, какую часть мира ваш объектив захватывает при различных фокусных расстояниях.
Вы все еще в замешательстве? Видео ниже подытоживает большую часть того, что мы обсуждали до сих пор, и предоставляет несколько полезных визуальных примеров.
Давайте обсудим еще один аспект фокусного расстояния, как оно связано с глубиной резкости. Это может быть полезно для тех, кто любит создавать эффект боке.
Фокусное расстояние и глубина резкости
Фокусное расстояние вашего объектива также влияет на глубину резкости изображения. Как правило, чем больше фокусное расстояние, тем меньше глубина резкости при максимально открытой диафрагме.
Отличный пример этого в приведенном ниже видео, в котором 85-мм объектив сравнивается с 135-мм объективом.
Зависимость между фокусным расстоянием и глубиной резкости может не беспокоить любителей фотографии, но ее стоит понимать, когда приходит время покупать новый объектив.
Как фокусное расстояние влияет на покупку объектива
Понимание основных принципов того, что мы рассмотрели, очень поможет вам, когда придет время покупать новое фотооборудование. Когда вы учитываете фокусное расстояние, кроп-фактор и глубину резкости, среди прочего, вы будете лучше понимать, какую камеру и объективы вам нужно приобрести, чтобы снимать фотографии, которые вы хотите создать.
Фотосъемка дикой природы и объекты, для которых требуются телеобъективы
Если вы фотографируете дикую природу или занимаетесь спортом, например, вы можете быть вовлечены в маркетинговую кампанию новейшей системы полнокадровых камер. Но действительно ли вам нужна более дорогая полнокадровая камера, не говоря уже о гораздо более дорогих объективах и аксессуарах, необходимых для ее использования?
Короткий ответ — нет, особенно если у вас ограниченный бюджет и вы не можете позволить себе полнокадровую систему. Использование системы камер APS-C с кроп-фактором 1,5 или 1,6 дает значительные преимущества.
Этим пользуются и профессиональные фотографы. Почему?
Потому что комплект камеры с матрицей APS-C эффективно увеличивает досягаемость телеобъектива в 1,5–1,6 раза по сравнению с полнокадровой камерой. Это означает, что объектив 70–200 мм на Canon APS-C будет иметь эквивалентное фокусное расстояние 112–320 мм! Чтобы захватить это поле зрения на эквиваленте полнокадрового объектива, потребуется намного больше денег.
Изучите фокусное расстояние и сэкономьте деньги на фотооборудовании
Важность изучения фокусного расстояния невозможно переоценить. Если вы страстный фотограф, вы должны знать ремесло фотографии вдоль и поперек. Освоение вашего понимания фокусного расстояния, безусловно, сделает вас лучшим фотографом в долгосрочной перспективе.
Во всяком случае, понимание фокусного расстояния может сэкономить вам тысячи долларов, когда придет время обновить камеру и объективы. Это беспроигрышный вариант для фотографов!
Объяснение фокусного расстояния объектива, Физика объективов камеры
Поделиться:
Фокусное расстояние
Посмотрите на эти две картинки.
Кажется, что они оба сняты с одного и того же расстояния, но один — прекрасный снимок с отличным разделением объекта, а другой… ну, не так уж и много! Так что же не так с этим несоответствием? Что ж, очевидный ответ заключается в том, что эти два снимка были сделаны разными объективами. Итак, вопрос, на который мы должны ответить: «Что отличает эти два объектива друг от друга?»
Что такое фокусное расстояние объектива?
Что такое фокусное расстояние
Первое, о чем нам нужно поговорить, это фокусное расстояние. Крутая вещь в фокусном расстоянии заключается в том, что, хотя это очень простая концепция, вы будете выглядеть очень умным, когда говорите о ней! Основное описание фокусного расстояния заключается в том, что это расстояние между сенсором вашей камеры и местом внутри объектива, где падающий свет объединяется, чтобы сформировать изображение.
Это расстояние измеряется в миллиметрах.
Широкоугольные объективы
Меньшее число означает, что ваш объектив находится ближе к сенсору. Это создаст более широкое изображение на сенсоре. Вот почему объективы этого диапазона обычно называют широкоугольными объективами.
Более короткое фокусное расстояние также приводит к увеличению глубины резкости. Это означает, что большая часть изображения останется в фокусе. Еще один плюс широкоугольных объективов — стабильность изображения. Поскольку объектив покрывает большую равнину, он более щадящий, когда дело доходит до дрожания рук.
Таким образом, все это сделало широкоугольные объективы лучшим выбором для художников, которые хотят запечатлеть огромные сцены на одном изображении, например фотографы-натуралисты, снимающие бескрайние равнины и горы.
Широкоугольный снимок;
Широкоугольный снимок;
Широкоугольный снимок;
Широкоугольный снимок;
Телеобъективы
С другой стороны спектра у нас более высокие фокусные расстояния, что означает более узкое поле зрения.
Объективы этого диапазона известны как телеобъективы. Телеобъективы отлично подходят для снимков, на которых вы хотите привлечь внимание зрителя к определенному предмету. Они также отлично подходят для фотосъемки природы, когда объект находится либо слишком далеко, как птицы, либо слишком страшен, чтобы приблизиться к нему, как тигр!
Еще одна вещь, которая очень поможет обратить внимание на объект, — это эффект боке. Здесь происходит то, что высокое фокусное расстояние приводит к меньшей глубине резкости. Таким образом, когда вы фокусируетесь на объекте, остальная часть изображения размыта и не в фокусе. Производители телефонов искусственно добавляют этот эффект в программное обеспечение и называют его портретным режимом. Как видите, этот диапазон фокусных расстояний отлично подходит и для портретных снимков.
Телефотосъемка;
Телефотосъемка;
Телефотосъемка;
Телефотосъемка;
Телефотосъемка;
Объективы среднего диапазона
Между широкоугольным и телеобъективом существует промежуточный уровень, примерно от 40 до 58 мм, известный как средний диапазон.
Этот фокусный диапазон наиболее близок к естественному способу восприятия мира человеческим глазом. Объективы среднего диапазона обычно составляют от 35 до 80 мм. Но лучший и наиболее часто используемый диапазон — от 35 до 45. Видеографам очень нравится работать с этими объективами, особенно когда рассказываемая ими история связана с обычной повседневной жизнью. Документальные фильмы также являются отличным вариантом использования объективов среднего диапазона из-за того естественного ощущения, которое они создают.
Объективы с переменным фокусным расстоянием и объективы с фиксированным фокусным расстоянием
Теперь, когда это не так, давайте поговорим о другом большом различии между этими объективами. Основные объективы и зум-объективы. Физические различия очевидны. Зум-объективы отлично подходят для масштабирования, в то время как фикс-объективы имеют фиксированное фокусное расстояние. Конечно, это означает, что линза менее гибкая, но имеет лучшее качество изображения.
Причиной этого является тот факт, что зум-объективы используют больше стекла для работы с разным фокусным расстоянием, а это означает, что они фильтруют изображение через множество различных линз. Это незначительно повлияет на общее качество изображения. С другой стороны, фикс-объективы работают с фиксированным фокусным расстоянием, поэтому они используют меньше стекла по сравнению с зум-объективами. Таким образом, изображение менее фильтруется, когда достигает сенсора.
Конечно, эта разница в качестве очень минимальна, и вы можете даже не заметить ее на отснятом материале. Кроме того, универсальность зум-объективов является таким огромным преимуществом, что его трудно игнорировать.
Зум-объективы идеально подходят для съемки, когда все происходит мгновенно и непредсказуемо. Спорт и уличная фотография — отличные тому примеры. В таких случаях у вас никогда не будет времени постоянно менять линзы для каждой ситуации. С другой стороны, объективы с фиксированным фокусным расстоянием отлично подходят для съемки в контролируемых условиях.