Диафрагмирование и резкость.

Влияние большинства аберраций на резкость изображения можно снизить при диафрагмировании объектива (уменьшении его относительного отверстия). Кривизна поля изображений не устраняется диафрагмированием, но ее влияние (за счет возрастающей при этом глубины резкости) значительно уменьшается. Зато дисторсия и хроматическая разность изображений становятся более заметными на изображении, поскольку как резкость объектива, так и глубина резкости при диафрагмировании возрастают. Однако слишком сильно закрывать диафрагму без особых на то причин также не стоит. Ведь диафрагмирование приводит как к уменьшению уровня аберраций, так и к возрастанию влияния на резкость объектива дифракционных явлений. Дифракция – нарушение прямолинейного закона распространения лучей света при прохождении вблизи непрозрачных препятствий. Это явление, в шутку называемой физиками «загибанием света за угол», приводит к тому, что та часть лучей света, которая проходит вблизи диафрагмы, несколько меняет свое направление, в итоге приводя к размытию изображения. При достаточно открытых значениях диафрагмы влияние дифракции практически незаметно, однако, поскольку при диафрагмировании длина окружности диафрагмы уменьшается гораздо медленнее, чем ее площадь, доля " пострадавших" от дифракции лучей увеличивается. Поэтому резкость большинства объективов не будет хороша ни в одном из крайних значений диафрагмы - ни при полностью открытой, ни при полностью закрытой. У большинства объективов резкостные характеристики заметно улучшаются при диафрагмировании на 1.5-2 ступени от полностью открытой диафрагмы, достигают максимума при диафрагме 8-11, а при дальнейшем уменьшении относительного отверстия - плавно падают.

Эти цифры, конечно же, весьма примерные, и касаются в основном объективов для 35мм аппаратуры.

 

MTF.

Резкость объектива - одна из его главных характеристик. Нерезкий объектив, даже если он подходит по всем остальным характеристикам, обычно мало кому нужен. Однако чаще всего объектив мы оцениваем довольно просто: если резкость фотографий нас устраивает, то про такой объектив мы говорим " резкий" или " очень резкий", если не всегда устраивает - значит объектив " не очень резкий", а если резкость совсем не нравится - то такой объектив зарабатывает нелестный эпитет " нерезкий" или «мыльный». Однако такой метод оценки резкости излишне субъективен - у каждого свои требования к оптике, и своя мерка качества изображения. Ведь кому-то нужно, чтобы при съемке на профессиональные пленки и печати на профессиональном оборудовании резкость отпечатков 20x30 или 30x40 была идеальна не только в центре, но и по краям кадра. Другому же - вполне достаточно, чтобы минилабные отпечатки 10x15 были просто яркими и четкими. Поэтому, чтобы объективы можно было сколько-нибудь объективно сравнить между собой, было придумано немало методик и показателей, иной раз совершенно искусственных. С одной из таких характеристик - разрешающей способностью объектива при фотографировании контрастной миры при полностью открытой диафрагме фотолюбители нашей страны хорошо знакомы.

На сегодняшний день наиболее информативно оценить и сравнить оптическое качество объективов можно при помощи графиков их частотно-контрастных характеристик. Метод частотно-контрастных характеристик (или MTF – Modular Transfer Function - функция передачи пространственной модуляции) заключается в исследовании потерь информации при сравнении различных тест-объектов и их изображений, даваемых объективом. В качестве тестовых объектов принято применять «миры», состоящие из наборов параллельных темных линий одинаковой ширины и светлых промежутков такой же ширины между ними. Количество штрихов, умещающихся по ширине на 1 миллиметре изображения миры, называется ее разрешением, а отношение отражающей способности темных полос и светлых промежутков между ними – контрастом миры. Исследование MTF обычно производится с применением нескольких мир - например миры низкого разрешения (10 линий на 1мм) и миры высокого разрешения (30 линий на 1мм). Встречаются и более информативные варианты с использованием большего ассортимента мир. Смысл тестирования оптики при измерении MTF - исследование степени падения контраста изображения, создаваемого объективом, в сравнении с оригиналом. Если объектив очень хороший, то изображение мало чем отличается от оригинала и по резкости, и по контрасту, а значит значение MTF такого объектива всегда будет близким к 1 (или к 100%, что одно и то же). При падении резкости изображение будет выглядеть более размытым, то есть потеряет контраст и четкость. На графиках MTF отображается зависимость падения контраста изображения на разном удалении от центра кадра при максимальном относительном отверстии и на диафрагме 8, отдельно для радиального расположения штрихов миры (сагиттальная ориентация) и случая, когда штрихи миры расположены перпендикулярно радиусу (тангенциальная ориентация). В случае зумов семейства графиков MTF строятся для нескольких значений фокусных расстояний.

Теперь немного о том, как интерпретировать графики MTF. Если значения MTF близки к 100%, то объектив будет исключительно резким и контрастным. Качества объективов, имеющих MTF на уровне 70-80% и выше, вполне достаточно для большинства работ профессионального уровня. Ну а объектив, чей график MTF опускается ниже 30%-отметки, можно покупать лишь в том случае, если вы в дальнейшем собираетесь печатать только фотографии 10x15см в минилабе. Высокие значения MTF, полученные для миры с высоким разрешением, говорят о том, что даже при значительных увеличениях изображение будет достаточно резким, не " поплывет". Близкие к 100% показатели MTF для миры с низким разрешением свидетельствуют о высокой контрастности объектива. Если при хороших показателях низкочастотной MTF график MTF для миры с высоким разрешением лежит в области низких значений, то исследуемый объектив при хорошем контрасте имеет проблемы с резкостью изображения при больших увеличениях (хотя фотографии небольших форматов будут смотреться отлично). Если высокие значения MTF объектив показывает не только в центре изображения (" 0" по шкале), но и на расстоянии 10-12мм от него, то резкость такого объектива будет хороша на значительной площади кадра. Ну а если график MTF " доползает" до отметки 15-20мм без резких " обрывов" вниз, то резкость будет, что называется, " от края до края". Чем ближе друг к другу проходят графики MTF для сагиттальной и тангенциальной ориентации миры, тем лучше у этого объектива исправлен астигматизм, а следовательно - более естественным и " мягким" будет размытие изображения в зоне нерезкости. Ну и, наконец, из сравнения семейств графиков MTF объектива при максимальном относительном отверстии и задиафрагмированного до f/8, можно сделать вывод о том, насколько его диафрагмирование повышает резкость изображения.

При сравнении разных объективов по их графикам MTF стоит помнить, что процедура MTF-тестирования у разных производителей не стандартизована. Да и графики MTF есть в проспектах далеко не всех производителей оптики. Поэтому сколько-нибудь достоверную информацию можно почерпнуть лишь из сравнения объективов одного производителя. Впрочем, есть и варианты для любителей сравнивать оптику разных марок. В сети Интернет доступно немало веб-страничек с результатами внушающих большее или меньшее доверие независимых MTF-тестирований оптики. Наиболее известная из них - японская www.photodo.com (на английском языке). Но графики MTF - это далеко не исчерпывающая информация об объективе. Самая главная характеристика любого объектива - это изображение, которое он дает. Изображение может устраивать или не устраивать, нравиться или не нравиться, причем совершенно независимо от графиков. Поэтому результатами различных тестирований и отзывами владельцев стоит руководствоваться лишь при предварительном выборе оптики. Ну а окончательное решение о покупке объектива желательно принимать исходя, в первую очередь, из собственных впечатлений.

 

Просветление объективов.

Еще в 30-х - 40-х годах ХХ века одной из немаловажных характеристик хорошего объектива было, как это ни странно сейчас звучит, минимальное количество границ стекло-воздух. Чем меньше у объектива было оптических компонентов (компонентом называется отдельно стоящая линза или несколько склеенных вместе линз), тем меньше было потерь, связанных с отражением света при прохождении границы стекло-воздух. А эти потери, если внимательно подсчитать, оказывались в многолинзовых конструкциях довольно значительными. При преодолении каждой границы стекло-воздух отражается порядка 4-7% света (в зависимости от марки стекла). Соответственно для 6-тилинзового объектива Planar 50мм 1: 2, линзы которого собраны в 4 компонента (8 поверхностей воздух-стекло), показатель пропускания света оказывался порядка 65%, а у Sonnar'a 50мм 1: 2, имевшем тоже 6 линз, но собранных в 3 компонента (6 границ воздух-стекло) - ближе к 75%. То есть получалось, что при одинаковой светосиле объектив с меньшим количеством групп линз давал ощутимо более яркое изображение. Но падение светопропускания объектива, требовавшее увеличения экспозиции при съемке, было далеко не самым неприятным эффектом. Ведь свет, отражаясь от поверхностей линз, никуда не исчезает. Многократно переотразившись, до половины " пропавшего" света в итоге все-таки попадает на пленку. Однако в построении полезного изображения этот свет не участвует, создавая на пленке дополнительную равномерную засветку - " вуаль". Вследствие этой засветки, наиболее заметной в случае наличия в кадре больших светлых участков или источников света, контрастность изображения сильно падает, картинка теряет сочность и " бриллиантовость", становясь малоконтрастной, серой, вялой и невыразительной. Кроме того, даже в случае применения более контрастной пленки, светорассеяние приводит к полному исчезновению деталей в тенях изображения. И это была серьезная проблема даже для объективов тех лет, состоявших, как правило, всего из 3-4 компонентов.

Среди нынешних зум-объективов конструкции, состоящие из 15-20 линз, собранных в 10-15 компонентов – явление распространенное. Однако эти конструкции могли остаться лишь теоретическими разработками, если бы не изобретение промышленных технологий нанесения просветляющих покрытий на поверхность линз. Ведь кому нужен объектив, использующий для построения полезного изображения лишь 5-10% света, и имеющий светорассеяние на уровне 30-40%?

Просветление линз явилось решением этой проблемы. Принцип действия просветляющего покрытия основан на интерференционных эффектах падающего и отраженного света в прозрачной пленке толщиной ¼ длины волны, имеющей коэффициент преломления света ниже, чем у стекла. Просветляющее покрытие состоит из одной или нескольких пленок толщиной 0.00010-0.00015 мм, наносимых на поверхность каждой линзы напылением в вакууме.

Уже однослойное просветление позволяет уменьшить коэффициент отражения с 4-7% до 1-2%, а многослойное (в зависимости от количества слоев) - до 0.2-0.5%.

Просветленный объектив имеет не только значительно лучшие показатели светопропускания, но и (что даже более важно! ) лучшую контрастность за счёт снижения паразитного светорассеяния. Поэтому подавляющее большинство послевоенных объективов имеет просветление.

Многослойное просветление, широко используемое ведущими производителями оптики с начала 70-х годов, еще выше подняло планку параметров светопропускания и светорассеяния оптики. Из ныне выпускаемой оптики даже самые сложные многоэлементные объективы имеют коэффициент светопропускания не хуже 70-75% при минимальном светорассеянии. Большинство фирм, выпускающих фотографическую оптику, самостоятельно разрабатывает свои особые технологии расчета и нанесения просветляющих покрытий, обладающих самыми совершенными характеристиками. У ведущих фирм параметры просветляющих покрытий рассчитываются отдельно для каждой линзы каждого объектива, ведь только таким образом можно обеспечить идентичную (или по крайней мере - близкую) цветопередачу всех объективов линейки. Обозначения «Т*» на оправах объективов Carl Zeiss и " SMC" на
объективах Pentax указывают как раз на наличие такого просветления. Аналогичные системы расчета ахроматических многослойных просветляющих покрытий применяют и остальные ведущие производители оптики, давая им особые " фирменные" названия (например, SSC – Super-Spectra Coating – у Canon, или SIC – Super Integrated Coating - у Nikon), а иногда - просто называя их «мультипросветлением» (Leica) или " " ахроматическим покрытием" (Minolta). Многослойное ахроматическое просветление оптики уже давно стало нормой, поэтому большинство производителей даже не упоминают об этом в надписи на оправе объектива.

 

Рисунок объектива.

Когда речь идет о технической фотографии, резкость и контрастность оптики выступают одними из главных ее характеристик. Резким и контрастным объектив сделать непросто, тем не менее многие фирмы, выпускающие оптику, в этом деле преуспели.

Однако иногда бывает, что изображение, которое дает объектив, просто не нравится. При этом формальных претензий к резкости, контрасту и другим объективным параметрам изображения нет, да и с композицией вроде все в порядке. А картинка - совершенно плоская, неживая, отталкивающая. Бывает и наоборот - вроде бы и контраст, и резкость на фотографии совершенно не выдающиеся, а тем не менее изображение на этой фотографии приковывает взгляд.

Вот это " что-то неуловимое'' и называют «рисунком объектива». Изображение, которое дает объектив с хорошим рисунком, обычно вызывает положительные эмоции и соответствующие эпитеты - " живое", " воздушное", " чистое", " прозрачное", " сочное", " бриллиантовое", " объемное" и так далее. Хороший рисунок трудно охарактеризовать несколькими словами. Это и хорошая пластика, то есть способность разделять тончайшие цветовые оттенки в цветной или серые тона в черно-белой фотографии. Это и тщательное, отчетливое, не отнюдь не грубое и не жесткое воспроизведение мельчайших деталей, контуров и линий изображения. Это и сочетание мягкости тональных переходов, различимости деталей как в светах и тенях изображения с достаточным контрастом. Это и плавный, но энергичный переход из резкости в нерезкость. Однако это лишь слова. Хороший рисунок надо увидеть своими глазами, чтобы ясно представить, о чем идет речь.

Если же изображение хочется охарактеризовать словами " сухое", " плоское" или даже " грязное" и " ватное" - то это вполне может быть признаком объектива с плохим рисунком. Безусловно, вину за изображение на фотографии, достойное столь нелестных эпитетов, не стоит возлагать только на объектив. Ухудшить изображение легко можно и на этапах выбора или обработки пленки, и при съемке, и при печати. Поэтому прежде, чем навесить " ярлык" объектива с плохим рисунком, нужно исключить все остальные возможные причины неудачи. Рисунок объектива зависит от его оптической конструкции, особенностей расчета его оптических характеристик, а также - от степени диафрагмирования и других параметров съемки. Практически для каждого объектива существуют свои ситуации, свои сюжеты, когда его рисунок проявляется в полной мере. Поэтому к любому из объективов нужно как бы привыкнуть, не торопясь " прочувствовать" характер и особенности даваемого им изображения, чтобы в дальнейшем использовать его наилучшим образом. Или же - заменить на другой, более подходящий объектив.

 

Bokeh.

Достаточно просто определить резкость изображения, но значительно сложнее описать, изображение, находящееся не в фокусе. Тем не менее вид изображения (точнее - передача ярких деталей заднего плана и световых бликов, находящегося в зоне нерезкости, может достаточно сильно сказываться на общем восприятии фотографии. При съемке разными объективами в зоне нерезкости получается разное изображение, которое может быть выглядеть лучше или хуже, точнее - более или менее естественно.

 

Вид нерезкого заднего плана при различном характере размытия (разном bokeh).

Математическая модель " лучше" или " хуже", " приятное" или " раздражающее" - это субъективные оценки людей, которые очень сложно формально описать в виде конкретных величин. Тем не менее, для описания характера изображения, находящегося не в фокусе, применяется термин " bokeh" (читается " бокэ", с ударением на последнем слоге). Этот термин имеет японское происхождение, поскольку первыми акцентировали внимание потребителя на способности хорошего объектива мягко, красиво и естественно размывать нерезкий задний план именно японские производители фотоаппаратуры. Хотя традиционно считается, что наиболее приятные варианты bokeh чаще встречаются у немецких объективов (Carl Zeiss, Leica, Schneider-Kreuznach, Rodenstock).

Наиболее заметными на изображении (даже будучи нерезкими) оказываются яркие световые блики, а также мелкие контрастные детали. Объективы, обладающие самым красивым bokeh, передают их в виде приятных круглых размытых пятен без четких границ, а яркость этих пятен плавно падает к краям, где сравнивается с остальным фоном. Такой вариант размытия наиболее близок к привычному восприятию, создавая у зрителя впечатление объемности изображения. У объективов с менее приятным bokeh такие же блики на заднем плане будут передаваться менее привычно – например, в виде четких однородных кружков с резкими границами, или еще хуже - " бубликов" с яркими границами и темной серединой. Иногда изображение бликов может принимать даже форму многоугольника с числом граней по количеству лепестков диафрагмы. В таком случае увеличение (с обычных 5-6 до 9) числа лепестков диафрагмы и способность их образовывать " скругленное" отверстие (circular aperture) позволяют изменить в лучшую сторону вид bokeh некоторых светосильных и длиннофокусных объективов. Хотя " умение" объектива строить мягкое и красивое изображение в зоне нерезкости не связано однозначно с конструкцией диафрагмы. Доказательством этому являются, например, объективы Leica, обладающие красивым bokeh и при этом, зачастую, имеющие небольшое число лепестков диафрагмы.

Объектив с «хорошим» видом bokeh позволяет выделять главное в снимке, не размывая задний план до однородного " киселя". Это помогает мягко и ненавязчиво расставить акценты, убирая с заднего плана только мелкие детали, но не лишая его узнаваемости.

«Плохие» варианты бокэ, наоборот, превращают задний план в мозаику из четких линий и геометрических фигур с контрастными контурами. В этом случае нерезкий задний план, полностью теряя узнаваемость, тем не менее приковывает взгляд (иной раз - даже отвлекая от резкого переднего плана).

Впрочем, рисунок размытия заднего плана у большинства объективов сильно зависит и от сюжета, и от рабочего значения диафрагмы, и от расстояния до объекта съемки, и от других параметров. Поэтому при эксплуатации многих современных объективов (в первую очередь - зумов), в большинстве своем имеющих далеко не идеальный bokeh, есть смысл лишний раз проверить примерный вид нерезкого заднего плана, закрыв диафрагму объектива до рабочего значения при помощи репетира диафрагмы (Depth-Of-Field preview). В этом случае появляется возможность подкорректировать вид нерезкого заднего плана на снимке еще до съемки.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: