Основные параметры объектива.

При описании объективов достаточно часто будут применяться несколько терминов, редко используемых в обычной жизни, хотя явления, с ними связанные, отлично знакомы многим из нас.

Кто из мальчишек не пробовал поджигать лист газеты при помощи Солнца и лупы? Для этого лупу (собирающую линзу) нужно было не только выбрать побольше диаметром и " посильнее", но и установить ее на вполне определенном расстоянии от листа бумаги - так, чтобы лучи Солнца сфокусировались в яркую точку. Расстояние между изображением Солнца и линзой носит название фокусного расстояния линзы. Чем больше фокусное расстояние линзы, тем более крупное изображение она создает. Кстати, для маркировки линз применяется еще одна величина, обратная фокусному расстоянию, выраженному в метрах. Эта величина называется оптической силой линзы и исчисляется в диоптриях. Нетрудно подсчитать, что лупа с фокусным расстоянием 20 сантиметров (0.2 метра) имеет оптическую силу 5 диоптрий (+5).

Отношение диаметра линзы к фокусному расстоянию характеризует ее светосилу. Чем больше светосила линзы, тем больше лучей она собирает и, соответственно, тем ярче будет даваемое ей изображение.

Реальные объективы, конечно, гораздо сложнее по конструкции, чем обычная лупа. Чаще всего объектив состоит из нескольких линз разной оптической силы (как собирающих, так и рассеивающих), причем некоторые из линз могут быть склеены вместе или даже передвигаться относительно друг друга. Но понятия фокусного расстояния и светосилы объектива имеют, в общем, тот же смысл, как и для линзы в нашем примере.

 

Фокусное расстояние.

Если быть более точным, фокусное расстояние тонкой линзы есть расстояние по оптической оси между оптическим центром и точкой фокуса линзы. При этом оптический центр линзы - это точка пересечения оптической оси и главной плоскости линзы, а точкой фокуса линзы называется точка, в которую фокусируются лучи параллельного пучка света, падающие на линзу параллельно ее оптической оси. Главную оптическую ось в точке фокуса пересекает под прямым углом к ней фокальная плоскость. В фокальной плоскости создается изображение объекта, если он находится на достаточно большом расстоянии от линзы. Если же объект находится относительно близко, то плоскость резкого изображения находится параллельно фокальной плоскости, но несколько дальше от оптического центра линзы.

Расстояние от объекта до центра линзы и расстояние от центра линзы до изображения объекта связаны с фокусным расстоянием линзы классической " формулой тонкой линзы".

1/F = 1/L + 1/f,

где F - фокусное расстояние объектива, L - расстояние до объекта съемки, f - расстояние до изображения.

Объектив - конструкция более сложная, а поэтому для того, чтобы можно было применить и к нему простую и удобную для расчетов " формулу тонкой линзы", вместо одной главной плоскости вводятся две.

 

Метка положения плоскости пленки.

От передней главной плоскости отсчитывается расстояние до объекта, а от задней главной плоскости - расстояние до его изображения. При этом, в зависимости от особенностей конструкции объектива, расстояние между передней и задней главными плоскостями может принимать самые разные значения (вплоть даже до отрицательных, например, в случае телеобъективов).

Поэтому на шкале расстояний, нанесенной на оправе объектива, указано расстояние наводки на резкость, отмеренное не от виртуальной передней главной плоскости объектива, а от вполне реальной плоскости пленки в аппарате. Это значение расстояния нельзя напрямую использовать при расчетах по формуле тонкой линзы.

 

Угол зрения объективов с разным фокусным расстоянием.

24 мм 50 мм 100 мм 200 мм

 

Светосила.

Светосила объектива характеризуется значением его относительного отверстия. Относительное отверстие объектива пишется в виде дроби и показывает отношение диаметра действующего отверстия объектива к его фокусному расстоянию. К примеру, у объектива с относительным отверстием 1: 4 (встречается вариант маркировки f/4) диаметр действующего отверстия в четыре раза меньше значения фокусного расстояния. При этом заметим, что термин " действующее отверстие" объектива - условный. Он, как правило, не соответствует ни диаметру передней линзы, ни размеру диафрагмы. Поэтому размер действующего отверстия объектива не измеряется, его можно только рассчитать.

Чем больше значение относительного отверстия объектива, тем более " светосильным" будет такой объектив, то есть, он сможет построить на пленке более яркое изображение. Теоретически максимальная светосила объектива может достигать значения 1: 0.5. Однако у реальных объективов она значительно меньше - наиболее распространены объективы с относительным отверстием 1: 1.4 и меньше. Для зум-объективов " потолок" светосилы еще ниже – относительное отверстие 1: 2.8 имеют лишь некоторые профессиональные зумы, а для остальных зум-объективов максимальная светосила составляет 1: 3.5-1: 4.5. Самые светосильные из ныне выпускаемых объективов к зеркальным камерам имеют относительное отверстие 1: 1.2 (Canon EF 82/1.2 L, Pentax SMC A 50/1.2, Nikkor Ai-S 50/1.2) и даже - 1: 1.0 (Canon EF 50/1.0 L). Более светосильная оптика разрабатывалась только для дальномерных камер (Canon 50/0.95, 1961 год).

Величина светосилы, рассчитанная по геометрическим размерам объектива, обычно оказывается несколько выше реальных показателей из-за некоторых потерь света. Отличие значений эффективной светосилы (рассчитанной с учетом потерь света) от геометрической у большинства современных объективов невелико. Однако есть и исключения. К пример, у объектива Minolta STF 135/2.8 [Т4.5] со встроенным аподизационным элементом геометрическая светосила соответствует относительному отверстию 1: 2.8, а эффективная светосила (обозначаемая буквой Т) - относительному отверстию 1: 4.5. Также значительно отличаются параметры геометрической и эффективной светосилы у зеркально-линзовых объективов.

 

Диафрагма.

Объектив с большим значением светосилы весьма удобен тогда, когда съемка ведется при пониженной освещенности. Однако если объект съемки освещен достаточно ярко, то большая светосила объектива становится уже не подспорьем, а помехой. Ведь яркость создаваемого им изображения будет уже настолько большой, что даже при использовании кратчайшей выдержки затвора пленка будет переэкспонирована.

Яркость изображения, создаваемого объективом на пленке, прямо пропорциональна площади действующего отверстия объектива. Уменьшив диаметр действующего отверстия объектива в 2 раза, можно уменьшить в 4 раза количество проходящего через него света.

Для оперативного регулирования светосилы в объективах применяется ирисовая диафрагма - конструкция из нескольких лепестков-шторок, позволяющая уменьшать или увеличивать отверстие, через которое проходит свет. Таким образом осуществляется контроль над количеством света, проходящим через оптическую систему.

Процесс уменьшения светосилы объектива при помощи диафрагмы называется " диафрагмированием», а величина, обратная величине относительного отверстия объектива, называется " диафрагменным числом", или просто - " диафрагмой". Яркость изображения обратно пропорциональна квадрату диафрагмы, соответственно изображение становится темней 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. То есть стандартный ряд представляет собой геометрическую прогрессию со знаменателем в виде квадратного корня из 2 (естественно, цифры эти несколько округлены). Такой шаг значений диафрагмы выбран прежде всего для удобства, поскольку при переходе к соседнему в ряду значению диафрагмы количество проходящего через объектив света изменяется вдвое. Соответственно, диафрагмирование объектива на 1 ступень (например - от 4 до 5.6) приводит к такому же уменьшению экспозиции, как и укорочение выдержки в 2 раза.

В современных камерах, использующих электронное управление и индикацию, применяются более мелкие деления - 1/2 или даже 1/3 ступени. Ирисовая диафрагма позволяет управлять светосилой объектива в достаточно широких пределах. Например, объектив с относительным отверстием 1: 1.4 при диафрагме 22 пропускает света в 256 раз меньше, чем на полностью открытой диафрагме.

Значение диафрагмы, соответствующее максимальному светопропусканию объектива, конструкторам не всегда получается вписать в стандартный ряд. Поэтому ряд диафрагм многих объективов начинается с нестандартного значения – например с 1.9, 3.2 или 4.5. Зум-объективы зачастую имеют переменное значение светосилы в зависимости от фокусного расстояния. К примеру, зум-объектив 28-105/3.5-4.5 при фокусном расстоянии 28мм имеет относительное отверстие f/3.5, при фокусном расстоянии 40-60мм – f/4, а при максимальном фокусном расстоянии (105мм) значение относительного отверстия падает до f/4.5. В камерах с ручным управлением переменная светосила зума вызывала некоторые неудобства. Пользователи же современных камер с электронным управлением и TTL-замером света при установке зум-объективов с переменной светосилой этих проблем уже не почувствуют - экспонометрия TTL-типа (throw-the-lens - через объектив) учитывает реальное значение светосилы, а электроника отслеживает установленное значение относительного отверстия объектива без дополнительной помощи.

 

ГРИП.

Глубина резко изображаемого пространства (называемая часто " глубиной резкости", хотя это не совсем правильно) - довольно условная величина, зависящая как от объективных условий (расстояние до объекта съемки, фокусное расстояние объектива, относительное отверстие объектива при съемке), так и от субъективных факторов (диаметр допустимого кружка нерезкости).

ГРИП = 2DC/M2,

где D - диафрагма, С - диаметр кружка нерезкости, М - масштаб изображения (М = f / L).

Мы приводим упрощенную формулу, пригодную для большинства случаев любительской съемки. Более громоздкую и сложную полную формулу есть смысл применять для точных расчетов глубины резкости - например при макросъемке.

Формула расчета глубины резкости в основном подтверждает практический опыт использования разных объективов - глубина резкости тем больше, чем меньше относительное отверстие объектива, меньше фокусное расстояние объектива и больше расстояние до объекта съемки.

Однако в формуле есть еще один параметр субъективного происхождения - размер допустимого кружка нерезкости. Эта величина описывает возможную степень размытия изображения, которая еще не замечается как нерезкость при просмотре фотографий. Смысл этого понятия в том, что когда объектив расфокусирован, то каждая точка объекта отображается на пленке либо в виде точки (в случае точной фокусировки), либо - в виде маленького кружка, который и называется кружком нерезкости. Если кружок нерезкости достаточно мал, то на фотографии он будет восприниматься точно так же, как точка, а изображение, соответственно, будет смотреться не хуже, чем идеально резкое. Однако диаметр допустимого кружка нерезкости мы не зря назвали субъективным параметром. Дело в том, что его значение может значительно различаться в зависимости от степени увеличения негатива при печати, размера фотографии, расстояния, с которого эта фотография будет рассматриваться. При использовании более резкой профессиональной оптики (как при фотографировании, так и при печати! ), съемке на более совершенную (мелкозернистую и резкую) пленку, требования к размеру допустимого кружка нерезкости будут значительно строже, чем при минилабной печати любительской пленки, отснятой недорогой " мыльницей". Даже в зависимости от сюжета отклонения от идеальной резкости заметны по-разному! Для примерного расчета глубины резкости при использовании 35мм камер диаметр допустимого кружка нерезкости обычно принимают равным 0.025-0.03мм. Исходя из этого значения и рассчитываются шкалы глубины резкости, имеющиеся на большей части объективов.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: