Основные параметры объектива - Диафрагмирование и резкость

ДИАФРАГМИРОВАНИЕ И РЕЗКОСТЬ

Влияние большинства аберраций на резкость изображения можно снизить при диафрагмировании объектива (уменьшении его относительного отверстия). Кривизна поля изображения не устраняется диафрагмированием, но ее влияние (за счет возрастающей глубины резкости) значительно падает. При этом, правда, дисторсия и хроматическая разность изображений становятся более заметными на снимке, 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 усилению влияния на резкость объектива дифракционных явлений.

Дифракция – нарушение прямолинейного закона распространения лучей света при прохождении вблизи непрозрачных препятствий. Это явление, в шутку называемое физиками «загибанием света за угол», приводит к тому, что та часть лучей света, которая проходит вблизи диафрагмы, несколько меняет свое направление, в итоге вызывая размытие 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 многих объективов резкостные характеристики заметно улучшаются при диафрагмировании на 1,5–2 ступени от полностью открытой диафрагмы и достигают максимума при ее средних значениях (для объективов 35-миллиметровых камер это 8–11). Данные цифры, конечно же, весьма приблизительные и сильно зависят от размеров кадра, реального (а не эквивалентного) фокусного расстояния и особенностей оптической схемы объектива.

При дальнейшем уменьшении относительного отверстия разрешающая способность объектива плавно падает. К примеру, объективы 35-миллиметровых фотокамер для достижения максимально резкой картинки нежелательно «закрывать» дальше f/11–f/16. Резкость оптики компактных цифровых аппаратов, рассчитанной на работу с матрицей 2/3" и менее, может заметно снижаться уже при диафрагме 8–11. Объективы среднеформатных устройств спокойно диафрагмируются до f/16–f/22. Ну а для оптики крупноформатных фотоаппаратов (с размером кадра 4?5 и больше) диафрагмы 32–45 – еще вполне рабочие.

ОБЪЕКТИВ ДЛЯ ЦИФРОВОЙ КАМЕРЫ

Известно, что фотопленка практически одинаково воспринимает как нормально падающий на ее поверхность свет, так и достаточно косые лучи. Поэтому инженеры-оптики, занимаясь разработкой объективов для пленочных аппаратов, никогда особо не оптимизировали этот параметр. И при проектировании некоторых объективов (в первую очередь – широкоугольной и светосильной оптики для дальномерных камер) нередко получалось так, что к краям кадра угол падения лучей значительно уменьшался. К примеру, полностью симметричная схема знаменитого советского объектива «Руссар МР-2» (20 мм, f/5,6), предназначенного для дальномерных фотоаппаратов «Зоркий», позволила полностью избавиться от дисторсии, добиться минимальных размеров и высокой резкости при достаточно простой конструкции – всего шесть линз в четырех компонентах. Однако использование симметричной схемы привело к тому, что угол падения лучей на краях кадра доходил до 45°. Нынешняя «цифровая эпоха» в фотографии внесла свои дополнения в список требований к оптике. Дело в том, что светоприемные сенсоры цифровых фотоаппаратов гораздо критичнее относятся к углу падения лучей. И если лучи падают не перпендикулярно поверхности матрицы, а под более острым углом, то большая или меньшая часть света не попадает на светочувствительную поверхность фотоприемника из-за перегородок между ячейками. Эта особенность работы матриц приводит к тому, что при использовании некоторых объективов изображение по краям кадра теряет четкость, а в некоторых «клинических» случаях даже заметны цветовые артефакты. Одной из первых во всеуслышание об этом неприятном эффекте заявила компания Olympus Optical, представляя разработанную ею систему зеркальных цифровых фотоаппаратов формата «четыре третьих» (пообещав, разумеется, что оптика новой системы будет свободна от указанного недостатка). Однако фотографы заметили случаи «неприличного» поведения части объективов уже гораздо раньше, когда появились первые массовые 6-мегапиксельные цифровые зеркальные фотоаппараты (Canon EOS D60, Nikon D100 и Fujifilm Finepix S2 Pro). Некоторые из дорогих широкоугольных сменных объективов, дававшие великолепное изображение на пленке, при использовании на «цифровике» заметно проигрывали куда более дешевой оптике. Поэтому владельцам «цифровиков» приходилось проводить дополнительное тестирование своих объективов на совместимость с новыми аппаратами. Производители же оптики нашли выход из этой ситуации в выпуске специальных «цифровых» объективов (в первую очередь – стандартных зумов и широкоугольных объективов). К примеру, компания Nikon разработала для своих цифровых зеркалок с матрицей DX-формата целую серию специальных объективов «DX» – AF-S DX 12–24 мм f/4 IF ED, AF-S DX 18–70 мм f/3,5–4,5 G IF ED, AF-S DX 17–55 мм f/2,8 G IF ED и AF DX Fisheye 10,5 мм f/2,8 D ED. Такой подход позволяет надеяться, что даже при значительном росте «мегапиксельности» фотоаппаратов этого класса в будущем проблем с качеством изображения наблюдаться не будет. Ну а владельцам компактных цифровых камер и вовсе беспокоиться нечего: встроенные объективы изначально разрабатываются с учетом особенностей конкретной матрицы.