Главная >> Наша школа >> Объективы. Все о объективах.

Объективы. Все о объективах.

Опубликовано в разделе Наша школа

Объективы с переменным фокусным расстоянием (ОПФ) или zoom - объективы.

Изменение угла обзора объектива, в зависимости от длинны его фокусного расстояния

Объектив с изменяющимся фокусным расстоянием имеет целый ряд функциональных преимуществ:

  • возможность использования всего одного объектива вместо необходимости применять несколько;
  • возможность получения изображений различного масштаба при фотосъемке с одной и той же исходной точки;
  • возможность рационального построения кадра.

На рисунке показано, как будет меняться угол обзора объектива, в зависимости от длинны его фокусного расстояния. Чем больше фокусное расстояние, тем меньше угол обзора.

Объективы изменяемого увеличения фокусного расстояния разделяют на системы с дискретным и непрерывным изменением увеличения. Последние называются панкратическими, они в свою очередь подразделяются на трансфокаторы и вариообъективы.

У вариообъектива меняется фокусное расстояние в результате непрерывного перемещения одного или нескольких компонентов вдоль его оптической оси.

Трансфокатор же представляет собой систему, которая состоит из афокальной панкратической насадки с изменяющимся угловым увеличением, и объектива, имеющего постоянное фокусное расстояние.

Масштаб полученного снимка при изменении фокусного расстояния.

Zoom обеспечивает:

  • возможность постоянного изменения фокусного расстояния;
  • сохранение задаваемого максимально допустимого смещения плоскости изображения во всех диапазонах изменения фокусного расстояния;
  • неизменное значение диафрагмы;
  • соответствие линейному закону движения компонентов;
  • достаточно высокое качество фотографии.

По тому, каким методом сохраняется положение плоскости изображения в процессе изменения фокусного расстояния, zoom - объективы делятся на объективы с механической (то есть нелинейным перемещением при помощи одного или двух кулачковых механизмов) или оптической (то есть линейным перемещением компонентов, осуществляемым посредством винтовой направляющей) компенсацией.

На рисунке изображена оптико-кинематическая схема, где мы можем видеть направление перемещения данных компонентов. Здесь показано направление перемещения компонентов в случае перемены фокусного расстояния от минимального до максимального.

Схематичная оптическая схема объектива с переменным фокусным расстоянием.

Оптическая схема объектива с изменяемым фокусным расстоянием. Непрерывная стрелка – линейное перемещение компонентов во время изменения фокусного расстояния. Пунктирная стрелка – нелинейное перемещение компонентов объектива.

Так же выпускаются объективы и с переменным относительным отверстием, они применяются в автоматизированных зеркальных фотокамерах, измерение количества света в этом случае производится за объективом. У объективов с переменным фокусным расстоянием учитывается проблема, возникающая при обеспечении достаточной освещенности на краю снимка при фотосъемке с близкого расстояния: минимально возможная дистанция фотосъемки по абсолютной величине при этом больше, чем такая дистанция для объективов, имеющих неизменное фокусное расстояние.

Фокусировка и способы движения объектива.

По методам перемещения объектива при фокусировке их можно разделить на пять типов:

  1. По общему линейному удлинению.

    При этом вся оптическая система передвигается прямо при фокусировке вперед и назад. В качестве примера объектива, в котором используется данный тип фокусировки, можно привести следующее изменение параметров - EF 28 мм f/2.8, EF 35 мм f/2 и EF 50 мм f/1.8 II. Здесь происходит линейное удлинение только передней группы, при движении прямо вперед и назад в процессе фокусировки. Задняя же группа при этом будет оставаться неподвижной.

  2. По вращательному удлинению передней группы.

    Отдел объектива, который содержит переднюю группу, во время вращения, перемещает эту группу в процессе фокусировки вперед и назад. Данный тип фокусировки применяется только в zoom - объективах и невозможен в объективах с неизменным фокусным расстоянием.

  3. Внутренняя фокусировка.

    Фокусировка при этом осуществляется вследствие перемещения одной или нескольких групп линз, которые расположены между диафрагмой и передней группой линз.

  4. Задняя фокусировка.

    Фокусировка при этом осуществляется вследствие перемещения одной или нескольких групп линз, расположенных за диафрагмой.

  5. Подвижная система.

    Обычные объективы сконструированы так, чтобы иметь возможность достичь оптимальное равновесие компенсации аберрации лишь для одной принятой дистанции съемки.

    Следовательно, хотя аберрации хорошо компенсированы для установленной дистанции фотосъемки, они увеличиваются при ее изменении ( в большей степени для съемки с близкого расстояния), что вызывает ухудшение качества получаемого изображения. Для того, чтобы этого не происходило, используется подвижная система, способная менять интервал между определенными линзами в зависимости от величины удлинения. Данный метод еще называют механизмом компенсации аберрации при фотосъемке с близкого расстояния.

Сравнительная характеристика объективов с переменным и постоянным фокусным расстоянием.

Известно, что оптическое качество объектива с неизменным фокусным расстоянием всегда лучше, чем с переменным. Оптические характеристики объектива с изменяемым фокусным расстояни¬ем всегда приводятся к ОДНОЙ дистанции и ОДНОМУ фокусному расстоянию. Асферические (ASL или ASPH) или апохроматические (АРО) элементы в объективах используются для того, чтобы иметь возможность усреднения характеристик оптимизированных параметров на все диапазоны работы данных объективов

Асферические элементы объектива уменьшают уровень искажений, улучшая при этом резкость в границах изображения. Апохроматические элементы (UD, SUD, CaFo, LD, SLD, ЕD) выправляют цветовые искажения в длиннофокусных объективах улучшая при этом контраст и резкость. Данные стекла довольно дороги и как правило не используются в дешевых объективах. Только не дешевый, профессиональный Zoom – объектив подобный Canon или Nikon 2.8/20 – 35 мм (L) может выдержать конкуренцию по оптическому качеству с недорогими объективами с неизменяемым фокусным расстоянием, при этом на сегодня не существует никаких технических возможностей сделать Zoom лучше. Любительские фотокамеры вообще не могут достигать такого уровня. В сравнении с профессиональными объективами, падение разрешающей способности происходит в пределах в 30—50 процентов.

Помимо прочего в цифровых фотокамерах различают два вида zoom: программный и оптический. При оптическом - картинка полностью формируется за счет разрешающей способности объектива. В данном случае изображение один к одному записывается в память фотоаппарата, в том же виде как было сфокусировано на поверхности цифровой матрицы. Программный же zoom формируется в процессе записи картинки при помощи интерполяции изображения, уже находящейся в цифровой матрице. Интерполяция производит размножение соответствующих пикселей картинки и растягивает изображение меньшего разрешения на больший формат. Все это в результате понижает качество изображения на выходе. Подобную операцию всегда можно проделать с лучшим результатом в обычной компьютерной программе для редактирования изображений, предварительно скопировав фотографии на компьютер.

Главными недостатками для zoom являются засветки и дисторсия.

Уровень дисторсии - обычно функция диапазона zoom. Wide-Zoom подвергаются большей опасности от засветок, чем Tele-Zoom.

Величина засветки зависит от двух основных факторов: количества оптических элементов в объективе и просветления стекла. Так же очень важной является цветовая характеристика объектива. Любительские фотообъективы имеют тенденцию к теплому оттенку а профессиональные к нейтральному. Достаточно редко встречаются фотообъективы с холодным цветовым балансом. Качество изображения является одной из основных функций рабочей светосилы объектива. Прежде всего максимальное возможное качество картинки достигается где то между f/4-11, в зависимости от максимально возможной диафрагмы. Оптимальная диафрагма + 2 шага, к примеру f/5.6 для f/2.8, 28 - 70 мм. Установка диафрагмы далее чем f/16 увеличивает глубину резкости, но при этом уменьшает резкость и контраст. Качество изображения при полностью закрытой диафрагме, как и при полностью открытой диафрагме, будет примерно на 20 - 60 процентов (зависит от качества объектива) хуже, чем в сравнении с оптимальной.

На качество изображения сильно влияет диафрагмирование. При диафрагме f/8 объектив 28/2.8 естественно будет давать лучшее изображение. Результаты фотосъемки с максимально открытой диафрагмой очень часто страдают от виньетирования, которое будет уменьшаться при диафрагмирования. Дисторсия (геометрическое искажение) совершенно не зависит от диафрагмы, зато очень сильно зависит от фокусного расстояния. В общем же дисторсия чаще всего проявляется при меньших значениях фокусного расстояния.

Краткая характеристика представленных сегодня на рынке объективов.

Существует весьма простое правило: чем больший диапазон возможности изменения фокусного расстояния - тем объектив хуже. Обычно изображение, получаемое при помощи объектива с коэффициентом изменения фокусного расстояния больше 5, выходят очень мягкими, особенно в расчете к максимальному фокусному расстоянию. По качеству сверхсветосильные fix-объективы (24/f2, 28/f1.4, 35/f1.4, 50/f1.2 – f1.4, 100/f2) как правило выше среднего. Однако при максимально открытой диафрагме наблюдается падение контрастности изображения, особенно по краям, а также - некоторое виньетирование. При фотографировании портретов данная проблема очень значительна, так как объект съемки должен быть изображен на фоне немного размытого заднего плана, а данный эффект достигается путем открытия диафрагмы. При установке диафрагмы примерно до f/5.6 качество фотографии будет максимально.

Представляем вам субъективное мнение о качестве объективов некоторых известных брендов:

Nikon 18-105mm f/3.5-5.6G IF-ED AF-S DX VR Nikkor

Canon, Nikon, Pentax, Minolta. Все они имеют отличную конструкцию и качество изображения, в большей степени это относится к дорогим объективам.

Nikon 18-105mm f/3.5-5.6G IF-ED AF-S DX VR Nikkor – универсальный zoom - объектив с достаточно большой возможностью изменения фокусных расстояний. Этот объектив подойдет для фотосъемки большинства повседневных сюжетов или фотосъемки в путешествиях. Пейзажи, архитектура, портреты – этот объектив справится со всеми задачами. 5,8 - кратный zoom предоставляет огромные возможности для фотосъемки, вы сможете сделать любой интересный снимок события как рядом с вами, так и на расстоянии.

Sigma. 2.8/24 мм

Sigma. Много плохих и очень мало хороших объективов (из нормальных, это в основном объективы с постоянным фокусным расстоянием: 2.8/24 мм, 4.0/300 мм, 5.6/400 мм для макро, 3.5 - 4.5/70 - 210 мм для АРО макро). Большое количество плохих отзывов вызвано конструктивным качеством объективов Sigma. Некоторые их части закреплены клеем, что приводит в итоге к выпадению переднего элемента, в жарком климате это происходит намного чаще (28 - 70/2.8. 300/4, 400/5.6).

Tokina. АТ-Х 2.8/28 – 70 мм Pro

Tokina. Качественными являются только объективы серии АТ-Х. Очень небольшое количество отличных или даже превосходных объективов (АТ-Х 2.6 - 2.8/28 – 70 мм Pro, АТ-Х 2.8/80—200 мм Pro, АТ-Х 2.8/300 мм, АТ-Х 4.0/300 мм). Некоторые старые объективы иногда могут блокировать новые камеры типа Canon EOS. Как бы то ни было, но многие профессиональные фотографы по праву считают объективы от данного бренда одними из лучших среди независимых производителей.

Tamron SP AF 90 мм F/2.8 Di Macro 1:1

Tamron. Оптически обычно хуже, чем прямые конкуренты (Tokina и Sigma). Нормальное качество имеют только объективы серии SP. По отзывам достаточно хорош Tamron 90/2.8 макро и SP AF90ММ F/2.8 Di Macro 1:1.

Объектив Tamron SP AF 90 мм F/2.8 Di Macro 1:1, серия SP считается качественной продукцией данной фирмы.

Carl Zeiss 28 mm F/2 Distagon T ZF.2

Vivitar, Soligor, Cosina. Имеют только два более менее достойных объектива (3.5 - 5.6/28 - 80, 2.8 - 4/80 - 200), все остальные - мусор.

Leica and Carl Zeiss. Исключительное оптическое и механическое качество, но очень дорого!

Carl Zeiss 28 mm F/2 Distagon T ZF.2 для Nikon принадлежит к объективам с наиболее используемым фокусным расстоянием. При работе с пленочными и полнокадровыми зеркальными фотокамерами данное фокусное расстояние может использоваться при съемке пейзажей, интерьеров и других сюжетов, за исключением лишь классического портрета.

Управление перспективой

Перспективой называется закономерность отображения реального мира в соответствии с его оптическим, зрительным восприятием.

Видимые предметные очертания, его окраска, форма сильно меняются в зависимости от того, как расположен предмет в пространстве относительно глаза человека. При этом, именно через эти изменения нами воспринимаются действительные, устойчивые свойства самого предмета.

Закономерное изменение масштаба предметов, связанное с их удалением от глаза человека, называется линейной перспективой. Ее свойства: предметы и фигуры кажутся тем меньше, чем дальше они расположены; параллельные линии, которые уходят вдаль, стремятся сойтись в одной точке; грани предметов, которые направлены по лучу зрения глаза наблюдателя, кажутся нам короче, чем есть в действительности.

В соответствии со всеми перечисленными закономерностями мы можем оценивать расстояние на снимке: предметы и фигуры, о которых мы знаем, что они имеют одинаковую объемную и контурную форму, а так же одинаковые цвета, будут казаться нам находящимися тем далее, чем более расплываются их контуры, чем менее четко они различаются нашим глазом. Предметы - контрастные, темные, четкие - выступают на первый план.

В связи со всем этим, при использовании объективов с различными фокусными расстояниями или zoom - объективами, которые выступают в их качестве, при фотосъемке разноплановых объектов, учитывается следующее:

  • при фотосъемке с близкого расстояния короткофокусным объективом на снимке выделяется передний план, при этом задний уменьшается;
  • при съемке с удаленного расстояния будет получаться более правильное соотношение размеров объектов фотосъемки;
  • «сближение» объектов фотосъемки, это результат взаимодействия двух факторов: большой дистанции фотосъемки и большого фокусного расстояния фотообъектива.