Урок третий - Объективы

Виды объективов

В зависимости от угла зрения, объективы традиционно делят на широкоугольные, нормальные и длиннофокусные. Из элементарной геометрии следует, что угол зрения зависит от отношения фокусного расстояния (далее - ФР) к диагонали матрицы (или плёнки), но в связи с широкой распространённостью плёночного формата "35мм" принято характеризовать объектив не углом, а так называемым "эквивалентным фокусным расстоянием" (далее - ЭФР). Для плёнки ЭФР просто равно истинному, т.е. ФР. "Нормальные" объективы имеют ЭФР около 50мм, широкоугольные 28-35мм, более короткофокусные обычно называют сверхширокоугольными. Длиннофокусные объективы обычно имеют ЭФР 100-400мм. Длиннее используются очень редко, в специальных целях (шпионы, астрономы, папарацци и т.п.). Отдельно стоит отметить ЭФР 80-100мм - их часто называют "портретниками". Именно с этими объективами лицо человека крупным планом имеет наиболее естественную перспективу (точнее, именно с этими объективами удобно снимать с РАССТОЯНИЯ, которое обеспечивает естественную перспективу, сами по себе объективы на перспективу не влияют). У цифровых матриц с диагональю меньшей, чем у плёнки, для обеспечения того же угла зрения (и соответственно того же кадра с того же места) истинное фокусное расстояние объективов делают пропорционально меньше. Так, для матриц с диагональю 9мм (т.н. 1/1,8" матрицы), нормальным будет объектив 10мм, портретником будет 16-20мм, а 35мм - уже полноценным "телевиком". Таким образом, в характеристиках аппарата мы можем увидеть два разных ФР - истинное и эквивалентное. К примеру, довольно распространён зум с ФР=7-21мм и ЭФР=35-105мм.

На оправе обычно пишут через дробь ФР и светосилу, например 50/1,4 или 7-21/2,0-2,8. В последнем случае надпись означает, что светосила при 7мм равна 2,0, а при 21мм - 2,8. Очень часто диафрагму пишут не как число (например, 8), а как дробь с буквой F (например, F/8). Так же в технических данных обычно кроме светосилы пишут диапазон диафрагмирования, например, для цифровых мыльниц типично F/2-F/8. В результате часто в обзорах, особенно сравнительных, диапазон значения диафрагмы путают либо с диапазоном светосилы, либо вообще с фокусным расстоянием (из-за буквы F). Такие "опечатки" могут сильно повредить при сравнительном выборе камер.

Повторю на всякий случай, что светосила - это значение максимально открытой диафрагмы. Таким образом, если написано что у объектива 7-21мм/2,0-2,8 диафрагмы 2,0-8,0 , это означает что при 7мм диапазон диафрагм 2-8 (и светосила = 2,0), а при 21мм диапазон 2,8-8 (и светосила = 2,8).

Вернёмся к углам зрения. Для большинства любительских съёмок достаточно "нормального" объектива (ЭФР=50мм), т.к. его охват пространства близок к естественному восприятию глаза. Разумеется, иногда хочется вместить в кадр побольше (пейзаж, тесное помещение), а иногда, наоборот "наехать поближе" (крупный портрет или деталь при невозможности подойти). Поэтому обычно в качестве основного (а у большинства аппаратов - и единственного) объектива применяется зум с диапазоном "вокруг" нормального, например с ЭФР 35-90 или 35-105. Отношение "длинного" ЭФР к "короткому" называется кратностью зума, меряется в буквах "х" и часто гордо указывается на корпусе, особенно для плёночных мыльниц с длинными "хоботами". Многие считают, что чем больше "х", тем лучше. Если же вы собираетесь снимать нечто специальное (особо широкие пейзажи или наоборот - фотоохота), стоит подумать о сменных широкоугольнике/телевике. Суперкратные зумы, конечно, частично спасают положение, но обычно ценой либо качества, либо светосилы. То же относится и к "насадкам" на штатный объектив. Любой специализированный "ширик"/"телевик"/"макрик" снимает заметно лучше, чем универсальный зум с насадками.

Фиксы и зумы

Фикс-объективы почти всегда превосходят зумы по качеству изображения. (Если только не сравнивать очень дешевый фикс с очень дорогим зумом). Кроме того, светосильная оптика с переменным фокусным расстоянием не бывает дешевой, а линейка недорогих светосильных фиксов есть у каждого производителя.

Фиксы не так удобны в использовании, поскольку для решения разных задач вам потребуется несколько объективов. Менять их при динамичном изменении условий съемки затруднительно. Отдать предпочтение фикс-объективам следует, если оперативность при смене фокусных расстояний для вас не главное.

Макрообъективы

Если вас привлекает фотографирование растений, насекомых и других объектов небольших размеров, то вам пригодится макрообъектив. За счет максимального увеличения и минимальной дистанции фокусировки такой объектив создает изображение, близкое по размеру к реальным.

Недорогие макрообъективы с фокусным расстоянием 50 и 100 мм достаточно компактны, но для съемки в максимальном масштабе ими надо снимать, почти уперевшись в объект. Это не очень удобно при съемке тех же насекомых. Для такой съемки необходимы макрообъективы с большим фокусным расстоянием — 135, 180 мм. Они дают большее увеличение, но и стоят дороже.

 

Технические параметры объективов

Выбор объектива не менее важен, чем выбор камеры, ведь именно он создает изображение на цифровой матрице или пленке. Вы можете использовать единственный универсальный зум-объектив на все случаи жизни, но это далеко не лучший вариант. Помните, хороших универсальных вещей не бывает.

Чтобы определить, какая оптика подойдет вам лучше всего, необходимо учесть следующие параметры:

  • фокусное расстояние (или его диапазон для зумов);
  • светосила;
  • фиксированное (фикс-объектив) или переменное фокусное расстояние (зум-объектив);
  • ручная или автоматическая фокусировка;
  • наличие стабилизатора изображения;
  • возможность макросъемки.

Фокусное расстояние

От фокусного расстояния зависит угол зрения, охватываемый объективом, и передача перспективы. Чем меньше (короче) фокусное расстояние, тем больше угол зрения и сильнее выражена перспектива. Объектив с фокусным расстоянием 50 мм считается нормальным, то есть имеющим угол зрения и передачу перспективы, сходную со зрением человека. Такой объектив часто используют для создания естественно, реалистично выглядящих фотографий.

Объективы, имеющие фокусное расстояние короче 50 мм, считаются широкоугольными (или короткофокусными). Они позволяют уместить в кадр больший участок пространства. Растягивая изображение на переднем плане и по краям, такой объектив заметно искажает перспективу. Чаще всего их используют для съемки пейзажей, архитектуры и в тесных помещениях.

Отдельный класс широкоугольников — объективы «рыбий глаз» (fisheye). Эти объективы обычно имеют угол зрения 180 градусов по диагонали кадра. Из-за сильного искажения перспективы такой объектив формирует характерное полусферическое изображение. Использование этих уникальных свойств «рыбьего глаза» позволяет создавать очень интересные снимки архитектуры, пейзажей и интерьеров, а также карикатурные изображения людей.

Длиннофокусные или телеобъективы используются для фотографирования живой природы, спорта и необходимы в тех случаях, когда вы не можете достаточно приблизиться к объекту съемки. Отдельный вид длиннофокусной оптики — портретные объективы. За счет фокусного расстояния от 80 до 100 мм они позволяют получить естественные пропорции человеческого лица и размыть фон благодаря минимальной глубине резко отображаемого пространства.

Главное фокусное расстояние объектива — расстояние от главного фокуса до главной задней плоскости, обозначается буквой f.

Положение главной задней плоскости зависит от типа объектива: у нормальных объективов она находится недалеко от диафрагмы, у телеобъективов она расположена перед линзами, а у объективов с удлинённым главным отрезком — сзади них. Поэтому главное фокусное расстояние объектива нельзя определять от диафрагмы, так как это приводит для некоторых типов объективов к грубым ошибкам.

Главное фокусное расстояние определяет масштаб изображения при установке объектива на бесконечность.

Светосила

Характеризуется минимальной величиной диафрагмы, которую позволяет установить объектив. Объективы с большей светосилой позволяют использовать более короткие выдержки. Это означает, что при слабом освещении вы получите достаточно резкие снимки. Но с уменьшением диафрагменного числа уменьшается и глубина резко изображаемого пространства, что не всегда соответствует замыслу фотографа. К тому же цена светосильных объективов существенно выше.

Ручная и автоматическая фокусировка

Практически все современные объективы способны наводиться на резкость автоматически. Но существуют объективы и с ручной фокусировкой, в частности старые модели, среди которых есть экземпляры с очень интересными характеристиками. Оптику предыдущих поколений можно установить на современную камеру, используя специальные переходники.

Стабилизатор изображения

В последнее время хорошим тоном у производителей объективов и камер стала установка стабилизатора изображения, который позволяет снимать на длинных выдержках без существенной потери резкости. Особенно это актуально для съемки телеобъективами, при которой для получения резкой картинки необходимы очень короткие выдержки. Современный оптический стабилизатор позволяет увеличивать выдержку на 3–4 ступени. Одни производители пошли по пути встраивания его в объектив, другие устанавливают стабилизатор в фотоаппарат. Наличие стабилизатора в камере позволяет снимать с более длинными выдержками любыми объективами, которые на нее установлены. Существуют объективы, выпускающиеся в двух версиях — со стабилизатором и без. Версия без стабилизатора обычно резче и примерно в полтора раза дешевле.

Совместимость объективов и камер

К сожалению, у большинства производителей фотоаппаратов свои собственные стандарты крепления объектива к камере. Они могут отличаться даже у камер одного производителя разных лет выпуска. Есть также оптика, рассчитанная на цифровые камеры с матрицей, размеры которой меньше стандартного кадра 35-миллиметровой фотопленки. Такие объективы не подходят для пленочных аппаратов или камер с полной матрицей. Учитывайте этот факт при выборе фотоаппарата и объективов.

Учет светосилы при съёмке

Если объекты съёмки расположены от фотоаппарата не в фотографической бесконечности, а ближе, то освещённость оптического изображения уменьшается, так как сопряжённое фокусное расстояние, т. е. расстояние от изображения до задней главной плоскости объектива, всегда больше его главного фокусного расстояния. В этом случае фактическая светосила объектива тоже уменьшается. До масштаба 1:10, что приблизительно соответствует расстояниям от объекта съёмки до фотоаппарата более десяти фокусных расстояний объектива, уменьшение светосилы в расчет не принимают. При репродуцировании в крупном масштабе и макрофотосъёмке уменьшение светосилы необходимо учитывать, так как оно влечет за собой увеличение выдержки. В современных фотокамерах изменение светосилы учитывается автоматически.

Эффективная светосила

Относительное отверстие объектива является геометрическим понятием и характеризует его светосилу только условно. При прохождении светового потока через объектив часть его поглощается массой стекла, а часть отражается и рассеивается поверхностью линз, поэтому световой поток доходит ослабленным до светочувствительного элемента. Светосила, учитывающая эти потери, называется эффективной светосилой.

Светофильтры и насадки на объективы

Светофильтрами принято называть устройства, изменяющие состав света, проходящего через них. Кроме этого в разряд фильтров принято включать и разнообразные оптические насадки на объектив, не являющиеся, по существу, фильтрами в полном значении этого понятия - например диффузионные насадки мягкого фокуса, называемые софт-фильтрами (soft-filter), разного рода насадки для получения спецэффектов (лучевые фильтры, призматические насадки, дифракционные насадки, насадочные линзы для макросъемки) и так далее.

Из всей массы светофильтров и оптических насадок на объектив лишь небольшая часть имеет узкоспециальное назначение. Многие фильтры вполне применимы в самых разнообразных видах съемки, а остальные - можно применять не только по прямому назначению, но и для создания большого спектра особых эффектов в творческой фотографии.

Для изготовления светофильтров в основном применяются те же материалы, что и для изготовления объективов - высококачественное оптическое стекло или специальные оптические пластмассы.

Светофильтры, применяемые в фотосъёмке, имеют в большинстве своем либо круглую, либо прямоугольную форму.

Для установки на объектив фотоаппарата прямоугольных светофильтров применяются, как правило, особые системы крепления, включающие в себя специальный держатель, в который можно установить до трех светофильтров одновременно, адаптерные кольца для монтажа держателя с фильтрами на разных объективах, а также - специальные составные (модульные) бленды, защитные крышки и так далее.

Круглые светофильтры (как стеклянные, так и пластмассовые) укрепляются в металлической оправе, снабженной резьбой (или байонетным креплением) для установки на объектив фотоаппарата. Размер присоединительной резьбы для крепления к объективам светофильтров и других насадок, как правило, выбирается производителями объективов из стандартного ряда. Наиболее распространены резьбы диаметром 46, 49, 52, 55, 58, 62, 67, 72 и 77 мм. Однако и при наличии в комплекте объективов с разным диаметром резьбы под светофильтры, покупать несколько наборов светофильтров не стоит - это достаточно разорительно. Для таких случаев есть выход куда лучше - резьбовые адаптерные кольца "повышающего" и "понижающего" типа. Первые позволяют установить светофильтр с большим, чем на объективе, диаметром резьбы, а вторые - светофильтр меньшего диаметра. Практическое значение имеют в первую очередь "повышающие" кольца. Светофильтр большего диаметра, чем нужно для применения на данном объективе, может вызывать неудобство лишь одного рода - невозможность использования "родной" бленды (независимо от способа её крепления на объективе). К примеру, имея объективы с размером резьбы под светофильтры 52 мм и 62 мм, удобно собирать набор фильтров и насадок с резьбой 62 мм, а на объективах с 52-й резьбой устанавливать фильтры и насадки через переходное кольцо 62-52 мм.

Применение "понижающего" кольца может привести к гораздо менее приятным последствиям - виньетированию краевых лучей света (особенно косых) и, как следствие - затемнению углов кадра. Поэтому, применяя светофильтры с меньшим, чем у объектива, диаметром резьбы, стоит тщательно проверить на отсутствие виньетирования при полностью открытой и полностью закрытой диафрагмах, особенно на краях диапазона зумирования (для зум-объективов).

Большое значение имеет такой параметр светофильтра, как коэффициент светопропускания. У непросветленного светофильтра коэффициент отражения света на границе "стекло - воздух" составляет около 5%, соответственно для светофильтра типа UV, имеющего две поверхности "стекло - воздух", коэффициент пропускания света составит чуть больше 90%. Это вроде бы и не страшно, однако порядка 1/3 от оставшихся 10% света всё-таки попадает на плёнку или матрицу, но уже в рассеянном от многократного переотражения в промежутке между обеими поверхностями фильтра и передней линзой объектива виде, уменьшая контраст получаемого изображения и приводя к утрачиванию деталей в тенях изображения. Особенно заметно падение контраста от рассеяния света на фильтре при съёмках контрастных сюжетов, не говоря уже о съёмках против света.

Разновидности светофильтров

Универсальные светофильтры

Ультрафиолетовый светофильтр UV (0) - один из самых распространенных и часто применяемых. Основная функция ультрафиолетового фильтра - не пропускать к плёнке или матрице невидимое глазом ультрафиолетовое излучение (с длиной волны короче 370-390 нм). Безусловно, далеко не всё излучение ультрафиолетовой части солнечного света доходит до поверхности Земли. Самое коротковолновое ультрафиолетовое излучение (длина волны 290-300нм и короче), называемое "жестким ультрафиолетом", практически полностью задерживается окружающим Землю слоем озона, а мягкое ультрафиолетовое излучение, имеющие длину волны 300-400нм, задерживается в разной степени атмосферной дымкой, плотность которой (а следовательно - и способность поглощать ультрафиолет) сильно зависит и от места съемки, и от погоды, и от времени суток.

Обычно ультрафиолетовый светофильтр практически бесцветен, кратность его равна 1 (то есть он, отфильтровывая ультрафиолетовое излучение, не задерживает лучи света, участвующие в образовании полезного изображения).

Для защиты объектива от повреждений и загрязнений служит защитный фильтр (маркировка на оправе "protect" или "neutral/clear"). Такой фильтр фактически не изменяет ни спектрального состава, ни интенсивности, ни других характеристик проходящего через него света. Главное назначение такого фильтра - защищать переднюю линзу объектива от неблагоприятных воздействий окружающей среды - например пыли, капель влаги, а также - от жирных отпечатков пальцев и предметов, способных повредить нежную поверхность просветляющего покрытия (а иногда - даже и стекла) передней линзы объектива.

В качестве защитного фильтра можно, не снимая с объектива, применять ультрафиолетовый фильтр.

Нейтрально-серые фильтры (маркировка на оправе "ND" и указание кратности фильтра или его оптической плотности). Нейтральные фильтры не влияют на спектральный состав проходящего через них света, ослабляя лишь мощность светового потока. Казалось бы, зачем ослаблять световой поток, когда есть много других способов уменьшить количество света, попадающего в фотокамеру - закрыть побольше диафрагму, или поставить выдержку покороче, тем более что выдержки 1/2000с - 1/4000с уже давно стали нормой даже на любительской аппаратуре, не говоря уже о профессиональных аппаратах, где выдержкой в 1/8000с - 1/12000с уже мало кого можно удивить? Есть даже поговорка, гласящая что "света много не бывает!". Тем не менее, в практике фотографа-профессионала нередко возникают ситуации, когда света все таки много, и лишь применение нейтральных фильтров позволяет добиться желаемого художественного эффекта. К примеру, съёмка текущей воды на коротких выдержках дает весьма неприятный эффект - "замороженная" короткой выдержкой вода скорее напоминает стекло, чем воду. Выдержек немногим длиннее 1/30с, когда вода уже становится похожа на воду, ещё можно добиться закрыванием диафрагмы "до упора" (до f/22 - f/32), однако при этом уже не только падает разрешающая способность объектива, но и исчезает возможность использовать глубину резкости для расстановки "акцентов" в изображении. Ну а выдержек порядка 1 - 2 секунды и длиннее, при которых текущая вода становится похожа на переливающийся туман, без нейтрального фильтра уже не добиться никак - даже в лесу утром света уже много для таких снимков. Другой пример применения нейтральных фильтров - съёмка портрета при дневном освещении. В таких съёмках для лучшего выделения объекта съемки (чтобы лучше "оторвать" его от фона) используются светосильные объективы, которые при съёмке практически не диафрагмируют (используя диафрагмы порядка f/1.4 - f/2.8), что зачастую затруднительно без применения нейтральных фильтров. Наиболее часто в этих целях применяются нейтральные светофильтры, уменьшающие световой поток в 2, 4 и 8 раз. Также, для специальных целей, выпускаются нейтрально-серые светофильтры и большей кратности, пропускающие лишь незначительную часть светового потока, падающего на них. Используются они для наблюдения и съёмки объектов, имеющих очень большую яркость (например - поверхности Солнца), а также - для съёмки со сверхдлинными выдержками (от десятков секунд до десятков минут) для получения эффекта "безлюдности", когда на снимке остаются только неподвижные объекты.

Поляризационные фильтры. Распространение света - это волновой процесс, подобный волнам на поверхности пруда от брошенного в воду камня. Только обычно колебания волны света не ограничены одной плоскостью, как в случае с поверхностью воды, а происходят во всех направлениях (перпендикулярно направлению распостранения волны). Однако можно искусственным образом сделать так, чтобы колебания эти происходили в одной плоскости. В этом случае такой свет будет называться линейно-поляризованным, и обладать некоторыми, отличными от естественного (неполяризованного) света, свойствами.

Наиболее очевидное применение поляризатора - это устранение (или, по крайней мере - уменьшение интенсивности) бликов, образующихся на блестящих неметаллических поверхностях, например - стеклянных витринах и окнах, окрашенных или покрытых пластиком поверхностях, водной глади и так далее. Использовать поляризационный светофильтр достаточно просто - ведь производимый им эффект заметен на глаз и хорошо виден в видоискателе фотоаппарата. При этом единственное, что желательно знать из теории, это тот факт, что степень поляризации отраженного света варьируется при изменении угла падения (отражения) света. Поэтому для того, чтобы при помощи поляризационного светофильтра полностью ликвидировать нежелательное отражение от блестящей поверхности, есть смысл выбрать направление съёмки таким образом, чтобы отражающая поверхность (блики с которой предполагается убирать) располагалась под оптимальным углом к фотоаппарату.

Выбрав соответствующее направление съёмки, можно также при помощи поляризационного светофильтра сделать голубое небо значительно темнее, не оказывая влияния на воспроизведение остальных деталей пейзажа. Максимальный эффект применения фильтра достигается в том случае, когда солнце находится под углом около 90 градусов к направлению съёмки, а плоскость поляризации фильтра установлена в горизонтальное положение.

Кратность поляризационного фильтра составляет в среднем 3 - 4, то есть применение поляризационного фильтра требует увеличения экспозиции на 1.5 - 2 ступени (в 3 - 4 раза) в сравнении с экспозицией без фильтра.

Поляризационные фильтры бывают двух типов: циркулярный и линейный. В конструкцию циркулярного поляризационного фильтра кроме защитных стеклянных пластинок и пластинки поляроида, входит ещё и пластинка "1/4 длины волны", преобразующая линейно-поляризованный свет в циркулярно-поляризованный, который уже не ослабляется при дальнейшем прохождении через оптические элементы камеры, обладающие свойствами линейного поляризатора.

Поляризационные светофильтры можно применять не только по одному, но и попарно, используя в качестве нейтрального фильтра с изменяемой плотностью. Вращая один фильтр относительно другого, можно изменять светопропускание такой пары в широких пределах - от минимума в 3 - 4 ступени (когда плоскости поляризации обоих фильтров совпадают) до практически непрозрачного состояния, когда плоскости поляризации фильтров перпендикулярны - при этом свет ослабляется более, чем на 12-15 ступеней (4000 - 30000 раз). Применяя такую комбинацию, нужно помнить, что внешний (первый по ходу света) поляризационный фильтр обязательно должен быть линейным, а ближний к камере (в случае автофокусного аппарата) - циркулярным.

Под насадками на объективы следует понимать разнообразные приспособления, которые выполняют различные роли в фотопроцессе. Например, бленда на объективе (бывают разных форм и изготавливаются из разных материалов, таких как пластмасса, металл, резина) выполняет роль «козырька» не допуская боковому свету создавать блики на изображении, макро и удлинительные кольца дают возможность снимать на очень маленьком расстоянии от объектива (1-5 см) либо увеличивать фокусное расстояние объектива в разы, не меняя при этом сам объектив (например, удлинительное кольцо с кратностью 1,4 или 2 увеличивает фокусное расстояние объектива соответственно, но уменьшает пропорционально светосилу объектива).

В данном уроке мы рассмотрели наиболее популярные светофильтры и насадки на объектив. Кроме них существует множество других видов фильтров, таких как градиентный (разновидность нейтрально-серого, половина фильтра в котором прозрачна, вторая половина окрашена нейтрально-серым цветом соответствующей кратности), софт фильтр (придает мягкость изображению), окрашенные фильтры (для пленочной фотографии для изменения баланса белого) и многие другие.