Основные параметры объектива

Описывая объективы, мы будем достаточно часто оперировать несколькими терминами, редко используемыми в обычной жизни, хотя явления, с ними связанные, отлично знакомы многим из нас. Кто из мальчишек не пробовал поджигать лист газеты с помощью солнца и лупы? Дляэтого 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 (1/5 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 получаемое изображение. Реальные объективы, конечно, гораздо сложнее по конструкции, чем обычная лупа.

Как правило, 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 любого объектива имеют, в общем, тот же смысл, что и для линзы в нашем примере. Если быть более точным, фокусным расстоянием тонкой линзы принято называть 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 фокальная плоскость. В фокальной плоскости создается изображение предмета в том случае, когда он находится на достаточно большом расстоянии от линзы. Если же объект расположен относительно близко, то плоскость резкого изображения проходит параллельно фокальной плоскости, но несколько дальше от оптического центра линзы.

Расстояния от объекта до центра линзы и от центра линзы до изображения объекта связаны с фокусным расстоянием линзы классической «формулой тонкой линзы». Объектив обычно состоит из нескольких линз (от 2–3 в простых объективах с фиксированным фокусом до полутора-двух десятков элементов в сложных зум-объективах). Поэтому для того чтобы и в этом случае можно было применить простую и удобную для расчетов «формулу тонкой линзы», вместо одной главной плоскости вводятся две – передняя и задняя главные плоскости. От первой отсчитывается расстояние до объекта, а от второй – расстояние до его изображения, создаваемого объективом. При этом в зависимости от особенностей конструкции объектива расстояние между передней и задней главными плоскостями может принимать самые разные значения.

К примеру, для простых объективов эта величина может равняться нулю; для большей части светосильных и широкоугольных объективов – достигать значительных положительных значений, а в случае телеобъективов – отрицательных. Поэтому на шкале расстояний, нанесенной на оправе объектива, принято указывать расстояние наводки на резкость, отмеренное не от виртуальной передней главной плоскости объектива, а от вполне реального ориентира – плоскости пленки или матрицы в фотоаппарате. Соответственно, это значение расстояния нельзя напрямую использовать при расчетах по формуле тонкой линзы (особенно в случае фокусировки на близких дистанциях и тем более при макросъемке).

Светосила

Светосила объектива характеризуется значением его относительного отверстия. Относительное отверстие объектива показывает отношение диаметра действующего отверстия объектива к его фокусному расстоянию и обозначается в виде дроби. 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 размер действующего отверстия объектива – величина виртуальная. Он, как правило, не соответствует точно ни диаметру передней линзы, ни размеру диафрагмы. Поэтому размер действующего отверстия объектива нельзя измерить, его можно только рассчитать.

Чем больше значение относительного отверстия объектива, тем более «светосильным» будет такой объектив, т. е. он сможет при прочих равных условиях создать на пленке более яркое изображение. Теоретически максимальное относительное отверстие объектива может достигать значения 1:0,5. Однако у реальных объективов светосила значительно меньше – наиболее распространены модели с относительным отверстием 1:1,4 и меньше. Самые светосильные из ныне выпускаемых серийных объективов 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). У зум-объективов значение светосилы может быть переменным (в зависимости от фокусного расстояния). К примеру, зум-объектив 28–105/3,5–4,5 при фокусном расстоянии 28 мм имеет относительное отверстие f/3,5, при 40–60 мм – f/4, а при максимальном фокусном расстоянии (105 мм) 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 типа TTL (Through The Lens – через объектив) учитывает реальное значение светосилы, а электроника автоматически отслеживает установленное пользователем значение относительного отверстия объектива без дополнительной помощи. Максимальное значение светосилы современных зум-объективов чаще всего напрямую зависит от размера поля изображения. К примеру, зумы компактных цифровых видеокамер, рассчитанные на работу с матрицей диагональю 1/6", могут иметь относительное отверстие до 1:1,2 (JVC GR-DV3000), а значения 1:1,6–1:1,8 стали стандартными в этом классе. У цифровых фотоаппаратов, построенных на матрицах с диагональю до 2/3", встроенные зум-объективы менее светосильны с типичными значениями относительного отверстия от 1:2–1:2,8 (Sony Cyber-shot DSC-F828) до 1:2,8–1:3,5 (Minolta Dimage A2). Для сменных объективов 35-миллиметровых зеркалок «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 и даже ниже. Ну а немногочисленные (и очень дорогие) зумы для среднеформатных камер Pentax, Mamiya, Hasselblad и Bronica – и того «темнее».

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 не удастся избежать переэкспонирования пленки (или матрицы). Яркость создаваемого объективом изображения прямо пропорциональна площади действующего отверстия объектива. Уменьшив его диаметр в 2 раза, можно уменьшить в 4 раза количество проходящего через него света. Для оперативного регулирования светосилы в объективах применяется ирисовая диафрагма – конструкция из несколькихлепестков-шторок, позволяющая уменьшать или увеличивать отверстие, пропускающее свет. Таким образом осуществляется контроль над количеством света, проходящим через оптическую систему. Процесс уменьшения светосилы объектива с помощью диафрагмы называется «диафрагмированием», а величина, обратная величине относительного отверстия объектива, – «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 т. д. То есть стандартный ряд представляет собой геометрическую прогрессию со знаменателем в виде корня квадратного 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 при полностью открытой диафрагме.

Значение диафрагмы, соответствующее максимальному свето-пропусканию объектива, конструкторам не всегда удается вписать в стандартный ряд. Поэтому ряд диафрагм многих объективов начинается с нестандартного значения – например, с 1,9, 3,2 или 4,5. Величина светосилы, рассчитанная по геометрическим размерам объектива, обычно оказывается несколько выше реальных показателей из-за некоторых потерь света. Отличие значений эффективной светосилы (с учетом потерь света) от геометрической у большинства современных объективов невелико. Однако есть и исключения. К примеру, у объектива Minolta STF 135/2.8 [T4.5] со встроенным аподизационным элементом геометрическая светосила соответствует относительному отверстию 1:2,8, а эффективная светосила (обозначаемая буквой T) – относительному отверстию 1:4,5. Также значительно отличаются параметры геометрической и эффективной светосилы у зеркально-линзовых объективов. Впрочем, расхождение значений эффективной и геометрической светосилы может приводить к каким то проблемам лишь в том случае, когда для определения экспозиции используется внешний экспонометр или флэшметр. Экспонометрия TTL-типа, применяемая в современных фотоаппаратах чаще всего, автоматически решает и эту проблему.

Просветление объектива

Еще в 30–40-х годах XX 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 нескольких склеенных вместе линз), тем меньше было потерь, связанных с отражением света при прохождении границы стекло-воздух. А эти потери, если внимательно подсчитать, оказывались в много-линзовых конструкциях довольно значительными. При преодолении каждой границы стекло-воздух отражается порядка 4–7%света (в зависимости от марки стекла). Соответственно, для 6-линзового объектива Planar 50 мм 1:2, линзы которого собраны в 4 компонента (8 поверхностей воздух-стекло), показатель пропускания света оказывался порядка 65%, а у Sonnar 50 мм 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 при наличии 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 было серьезной проблемой даже для объективов тех лет, состоявших, как правило, всего из 3–4 компонентов.

Среди нынешних зум-объективов конструкции из 15–20 линз, собранных в 10–15 компонентов, – явление распространенное. Однако они 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 просветляюще го покрытия основан на интерференционных эффектах падающего и отраженного света в прозрачной пленке толщиной 1/4 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 свето-пропускания, но и (что даже более важно!) – лучшую контрастность за счет снижения паразитного светорассеяния. Поэтому подавляющее боль шинство послевоенных объективов имеет просветление.

Многослойное просветление, широко используемое ведущими производителями оптики с начала 70-х годов, еще выше подняло планку параметров свето-пропускания и светорассеяния оптики. Из ныне производимой оптики даже самые сложные многоэлементные объективы за счет использования мульти-просветления имеют коэффициент свето-пропускания не хуже 70–75% и минимальное светорассеяние. 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 «T*» 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 производи телей даже не упоминают об этом в надписи на оправах объективов, оптических насадок и светофильтров. Однако оптические изделия с однослойным просветлением (или даже совсем без просветления) все еще выпускаются, встречаясь в первую очередь среди продукции «независимых» производителей – недорогих светофильтров и конвертеров. Естественно, использование таких аксессуаров даже на высококачественном дорогом объективе может привести к значительному ухудшению изображения.

Фотография не зря считается сейчас одним из полноправных видов изобразительного искусства. Ведь в художественном плане задача фотографа достаточно близка к задаче живописца. Для получения хорошего снимка нужно не только подобрать соответствующие световые условия и параметры экспозиции. Необходимо еще и объединить сюжетно важные предметы в цельную, лаконичную и гармоничную композицию, оставив за рамкой кадра все лишнее, согласовав главный объект съемки со вторым планом и фоном по резкости и масштабу. Вот такую непростую задачу предстоит выполнить фотографу, который решил подойти к съемке творчески. И в этом случае стоит более внимательно присмотреться к одному из важных инструментов фотографии – возможности управлять передачей перспективы посредством выбора соответствующего фокусного расстояния объектива. Тем более что основная масса современных фотоаппаратов оснащается зум-объективом, у которого фокусное расстояние можно оперативно изменять простым поворотом кольца зумирования или нажатием кнопок.

Классификация объективов по фокусному расстоянию

Фокусное расстояние – одна из главных характеристик объектива, отвечающая за «крупность» изображения, проецируемого им на фотопленку (или матрицу цифрового аппарата). Чем больше фокусное расстояние, тем более крупную, «приближенную» картинку мы получим при съемке с одной и той же точки. И наоборот, чем меньше фокусное расстояние, тем большее пространство будет захвачено объективом. Выбором фокусного расстояния можно добиться не только нужного угла охвата, но и изменить перспективу снимка. Увеличение фокусного расстояния (при сохранении масштаба переднего плана) делает задний план крупнее, приближает его, скрадывает разницу в дистанциях между объектами, «уплощает» перспективу. При уменьшении же место крупных деталей на заднем плане занимает панорама, а сам он визуально становится отдаленнее и мельче, тем самым усиливая ощущение глубины пространства. Соответственно, сменные объективы можно поделить в зависимости от фокусного расстояния на стандартные, широкоугольные и длиннофокусные. Оговоримся сразу, что деление объективов по назначению, исходя из их фокусного расстояния, весьма условно. Более правильно классифицировать их по углу зрения, поскольку угол зрения объектива зависит как от фокусного расстояния объектива, так и от размеров кадра пленки (или матрицы). Объектив с одним и тем же фокусным расстоянием, установленный на камеры с разным размером кадра, будет иметь разный угол зрения. Реальный пример: если объектив F=50 мм использовать на обычном 35-миллиметровом пленочном аппарате с размером кадра 24?36 мм, то угол его зрения составит 46° (по диагонали), а при установке на цифровую камеру с матри цей 23,7?15,6 мм он уменьшится до 34°. Тем не менее исторически (благодаря широкому распространению 35-миллиметровых камер с кадром 24?36мм и сменной оптикой) сложилось так, что наиболее привычной и понятной оказалась классификация объективов по абсолютной величине – фокусному расстоянию. Естественно, не следует забывать при этом, какой размер изображения на пленке (или матрице) будет использоваться. К примеру, объектив F=105 мм для формата 6*7 см считается стандартным. Для формата24*36 мм таким фокусным расстоянием уже обладает длиннофокусный портретный объектив. Для цифрового аппарата с матрицей 2/3" это уже супертелеобъектив. А в системе форматных камер с кадром 13*18 см фокусное расстояние 105 мм будет у сверхширокоугольного объектива. Поэтому, рассказывая в нашей статье о свойствах оптики с разным фокусным расстоянием, мы приведем в качестве примеров объективы для аппаратов с размером кадра 24*36 мм. Дело в том, что камеры, рассчитанные на применение традиционной фотопленки «тип 135», до сих пор остаются наиболее распространенными и привычными инструментами как в любительской, так и во многих видах профессиональной фотосъемки. Поэтому эти цифры сейчас настолько привычны и информативны сами по себе, что надпись «эквивалентно фокусному расстоянию для обычных 35 мм камер» является стандартом дефакто для маркировки угла зрения объективов цифровых фотокамер. К тому же матрицы современных цифровиков, средне- и крупноформатные фотоаппараты отличаются большим разнообразием размеров кадра, поэтому запомнить соответствие значения фокусного расстояния и угла зрения объектива  становится нелегко. И в этом случае употребление знакомых фотографам чисел «эквивалентного фокусного расстояния» позволяет подходить к использованию оптики разных фотоаппаратов с одной универсальной шкалой. Также обязательно нужно заметить, что на оправах большинства объективов указывается не точное значение фокусного расстояния, а округленное до некоторых стандартных цифр.

К примеру, реальное фокусное расстояние объектива F=50 мм может составлять, допустим, 52,45 мм. Фокусное расстояние сменных объективов для 35-миллиметровых и среднеформатных пленочных аппаратов, а также совместимых с ними цифровых камер принято округлять до целых чисел, а реальное фокусное расстояние оптики компактных цифровых фото- и видеокамер – до десятых долей миллиметров. При маркировке зум-объективов значение максимального фокусного расстояния обычно округляется в большую сторону, а минимального – соответственно в меньшую. Поэтому диапазон изменений фокусного расстояния зума 28–80, скорее всего, будет заключаться в пределах от 28,5–29 мм до 7578 мм. К тому же реальное фокусное расстояние зум-объективов может изменяться при наводке резкости на близкие дистанции. Максимальное фокусное расстояние компактного зума типа 28–200 при выборе расстояния в 1 метр, скорее всего, не превысит 140–160 мм, хотя при фокусировке на бесконечность оно будет вплотную приближаться к заявленному значению в 200 мм.

Золотая середина

Стандартным для большинства форматов принято считать объектив с фокусным расстоянием, примерно равным диагонали кадра. Например, для 35-миллиметровых фотоаппаратов с размером кадра 24?36 мм (диагональ кадра – 43 мм) стандартным считается объектив F=45–50 мм. С размером кадра 6*4,5 см это будет объектив F=75–80 мм. Стандартный объектив традиционно называют еще и штатным. Ведь раньше зум-объективы не были столь распространены, как сейчас. Поэтому чаще всего аппараты комплектовались объективом с фокусным расстоянием 50 мм, который и заслужил звание штатного. Да и в съемках «штатник» применялся чаще всего, уступая место «широкоугольнику» или «телевику» только в самых крайних ситуациях. Среди остальных сменных объективов с фиксированным фокусным расстоянием «штатники» выделяются очень приятным сочетанием великолепного (без преувеличения!) качества изображения, большой светосилы и невысокой цены. Кроме того, они обычно весьма компактны, а некоторые представители этого класса (например, Nikkor Ai-P 45/2.8 или Pentax FA 43/1.9 limited) просто миниатюрны.

Стандартные объективы с фокусным расстоянием 50 мм (или «полтинники», как их часто называют) есть все основания считать классическим вариантом. Да и светосила их высока, ведь «полтинники», имеющие относительное отверстие менее f/2, сейчас – большая редкость. Объективы с фокусным расстоянием около 50 мм являются одним из самых разумных вариантов в случае высоких требований к качеству изображения и при желании потратить на приобретение оптики минимальную сумму.

Сейчас понятие «штатный» уже реже связывается с 50-миллиметровым объективом – его место чаще всего занимает универсальный зум. Но, тем не менее, «полтинник» в качестве сменного и сейчас остается популярным. Ведь такая оптика «видит» кадр и передает перспективу на снимке в большинстве случаев примерно так же, как и человеческий глаз. Поэтому фотографии, сделанные объективом с фокусным расстоянием около 50 мм, не отвлекают внимание искаженной или непривычной перспективой, позволяя сосредоточиться на сюжете и объекте съемки. Причем эффект этот проявляется совершенно независимо от того, какого типа оптика применяется – с фиксированным фокусным расстоянием 50 мм или зум, установленный в положение 50 мм.
Аналогично, говоря ниже об особенностях передачи перспективы длиннофокусными и широкоугольными объективами, мы также не будем делать принципиального различия между оптикой с фиксированным фокусным расстоянием и зумами.

Длиннофокусный объектив

Длиннофокусными называются устройства, фокусное расстояние которых заметно больше, чем у стандартного объектива. Среди оптики, рассчитанной для кадра 24*36 мм, к длиннофокусным принято относить объективы F=70–80 мм и более. Термином «телеобъективы» правильно обозначить длиннофокусные особо компактные конструкции. Задний компонент телеобъективов представляет собой отрицательную линзу, за счет которой длину таких оптических систем удается значительно уменьшить. Однако термин «телеобъектив» сейчас достаточно прижился и как название любых длиннофокусных объективов поэтому мы также не будем принципиально разделять длиннофокусную оптику на построенную по традиционным схемам и по типу телеобъектива.

В самом начале длиннофокусного диапазона располагаются объективы, часто именуемые «портретными». Такое название оптики с фокусным расстоянием порядка 85–135 мм напрямую связано с применением их для съемок портрета. Увеличенное в сравнении со стандартным фокусное расстояние «портретных» объективов позволяет нормально компоновать снимок, не приближаясь слишком близко к портретируемому. Ведь для нас привычнее воспринимать черты лица незнакомого человека где-то с полутора–двух метров, а не с расстояния 50 см. А объективы портретного диапазона как рази дают возможность хорошо скомпоновать снимок, выдержав при этом «безопасную» для нормального восприятия минимальную дистанцию в полтора-два метра. Поэтому именно «портретная» оптика наиболее правильно (точнее сказать – наиболее привычно для нашего глаза) передает пропорции лица человека при портретной съемке.

Длиннофокусные объективы F=200–300 мм и более уже в полной мере оправдывают название «телеобъектив» тем, что позволяют снимать в достаточно крупном масштабе, не приближаясь к объекту съемки. Такая необходимость возникает, например, при репортажной работе. Да и при съемке живой природы звери не станут дожидаться, когда фотограф подберется к ним поближе, чтобы сделать «полтинником» удачный крупный кадр. К тому же есть немало объектов, к которым нельзя подойти близко даже при всем желании. Например, чтобы заходящее Солнце на кадре получилось огромным красным шаром, а не маленькой белой дырочкой в небе, нужен объектив c фокусным расстоянием от 300 мм и больше. В этой связи не лишним будет напомнить эмпирическое правило – изображения Солнца и Луны на пленке имеют диаметр примерно в сто раз меньше фокусного расстояния объектива. Поэтому получить светило во весь кадр можно только сверх длиннофокусной оптикой с фокусным расстоянием не менее 1000–2000 мм.

Использование длиннофокусной оптики интересно не только возможностью «приближения» удаленных объектов. Телеобъективы совершенно по-особенному передают перспективу, как бы «сплющивая» ее, сокращая расстояния между передним и задним планами. Например, запруженную машинами дорогу, теряющуюся в дымке тропинку, уходящие в даль рельсы или ровный ряд фасадов домов лучше и легче всего передать именно с помощью длиннофокусной оптики. Также телеобъективы чрезвычайно хороши для того, чтобы акцентировать внимание на каких-то небольших деталях и крупных планах объекта съемки, отрезав и размыв до неузнаваемости ненужные элементы на заднем плане. Работая с длиннофокусными объективами, следует помнить о том, что они гораздо чувствительнее, чем более широкоугольная и нормальная оптика, к малейшей дрожи в руках или вибрации аппарата, приводящих, в итоге, к смазыванию изображения. Поэтому при съемке «телевиками» применение штатива (или монопода) и установка достаточно коротких выдержек улучшает (иногда – даже радикально!) резкость фотографий. Еще один вариант решения проблемы «смаза» при использовании длиннофокусной оптики предлагают Canon, Nikon и Sigma – это объективы со встроенной системой оптической стабилизации изображения (IS – Image Stabilization, VR – Vibration Reduction и OS – Optical Stabilization). Несколько по-другому к решению задачи оптической стабилизации подошли инженеры компании Minolta. В сис теме AS (Anti-Shake), реализованной в цифровых аппаратах Dimage A1, Dimage A2 и анонсированной для цифровой «зеркалки» Dynax 7 Digital, все устройства оптической стабилизации собраны непосредственно в корпусе аппарата.

Широкоугольные объективы

Широкоугольные объективы имеют более короткое фокусное расстояние в сравнении со стандартными, а угол зрения – соответственно более широкий. Для 35-миллиметровых камер «широкоугольниками» считаются объективы, у которых фокусное расстояние около 35 мм или меньше. Они предназначены для съемки в самых разнообразных жанрах в тех случаях, когда необходим увеличенный угол охвата – например, пейзаж, а также очень удобны при работе в ограниченном пространстве (в условиях тесных городских улиц, в квартире), поскольку в поле зрения объектива попадает тем больше пространства, чем меньше его фокусное расстояние. «Широкоугольники», кроме того, хороши меньшей критичностью к точности определения расстояния при наводке на резкость – даже при фокусировке по шкале расстояний «промахнуться» по резкости достаточно сложно. Обычно широкоугольные и сверхширокоугольные объективы проще и удобнее наводить по шкале расстояний, по шкале глубины резкости или устанавливать на гиперфокальное расстояние, а зеркальный видоискатель применять лишь для кадрирования. Широкоугольные объективы также можно разделить на несколько классов. Умеренные широкоугольники (фокусное расстояние 28–35 мм) в большинстве случаев не менее универсальны, чем «штатники». Конечно, портрет, снятый «широкоугольником», будет далек от верной передачи пропорций, однако для жанровой и репортажной съемки диапазон фокусных расстояний 2835 мм просто вне конкуренции по удобству использования. А в пейзажной и архитектурной съемке умеренные «широкоугольники» не только удобны, но и обеспечивают самое правильное воспроизведение перспективы. К тому же они наиболее распространены и, как правило, вполне доступны по цене. Поэтому их популярность весьма высока – нередки даже случаи, когда объектив F=28 мм или 35 мм задерживается на аппарате большую часть времени, по сути, становясь штатным. Эту закономерность подметили производители P&S-камер (point-and-shot, или «мыльниц») – фокусное расстояние объектива большинства таких компактных аппаратов находится в диапазоне 28–35 мм. Особо широкоугольные объективы (F=20–24 мм) позволяют в полной мере прочувствовать все особенности и преимущества широкоугольной оптики. Угол зрения у них значительно больше, чем у стандартных. Да и изображение, которое они дают, спутать с работой менее широкоугольных объективов весьма сложно – сказывается специфическая передача перспективы, ведь глаз человека на открытом пространстве не в состоянии его охватить с таким большим углом обзора. Столь необычная и непривычная глазу перспектива особо широкоугольных объективов – это одновременно и мощнейший инструмент, и источник ошибок, неудач. При некоторых ракурсах можно сделать человека нормального роста карликом. А выбрав достаточно низкую точку съемки, обычный подснежник легко превратить в высокое раскидистое «дерево», а дома заставить «падать». Экстремальные широкоугольники имеют фокусное расстояние 20 мм и меньше, а угол зрения – более 90°. Такие объективы в буквальном смысле слова позволяют взглянуть на мир по-новому – зачастую построить ком позицию снимка можно, только глядя в видоискатель. Да и не только композицию – иногда даже подметить будущий сюжет, не посмотрев в видоискатель аппарата с надетым «сверхширокоугольником», просто нереально. Поэтому при съемке такими объективами пейзажи получаются весьма необычными, отличаясь совершенно непривычными пропорциями и захватывающей перспективой. Зато в интерьерных съемках экстремальные «широкоугольники» применяются очень часто, обеспечивая наиболее естественную передачу замкнутого пространства. Просто незаменимы «сверхширокоугольники» и в тех случаях, когда нужно получить вместо правильного и пропорционального портрета веселый шарж.

Подведем итог рассмотрения зависимости свойств объективов от их фокусного расстояния. Использование для съемки набора оптики, покрывающего большой диапазон фокусных расстояний, значительно расширяет свободу творчества для фотографа. Возможность управления геометрической перспективой снимка – мощный инструмент повышения выразительности фотографии. Однако любой инструмент нужно уметь правильно применять. Особенно «опасны» в этом плане «широкоугольники» – непривычные ракурсы и перспективные искажения могут не только не улучшить художественный эффект, а и напротив – просто изуродовать снимок. С другой стороны, возможность управления перспективой – далеко не единственный прием творческого фотографа. Значительная масса сюжетов вполне доступна для обычного «полтинника». А уж диапазона зум-объективов 28–105 мм, которыми комплектуются современные зеркальные фотоаппараты, будет достаточно в подавляющем большинстве случаев не только для любительской, но даже и профессиональной съемки. Поэтому отсутствие широкой линейки сменной оптики – совсем не повод для комплексов.

Покупая объектив, мы выбираем его по главным параметрам – диапазону фокусных расстояний, светосиле и стоимости. В таблицах и описаниях также можно найти немало других его важных характеристик – размеры, вес, диаметр резьбы под светофильтры и насадки, пределы диафрагмирования и фокусировки, способ установки бленды, наличие макрорежима и т. д. Однако объектив в первую очередь выбирается для того, чтобы получать качественные фотографии. А одно из немаловажных свойств таких снимков – это четкое воспроизведение всех (даже самых мельчайших!) деталей объекта съемки, благодаря чему изображение приобретает сочность, прозрачность и «бриллиантовость». Эту характеристику принято называть резкостью. Резкость фотографии определяется многими факторами, среди которых резкостные характеристики объектива вносят, пожалуй, самый весомый вклад. Что такое резкость и как ее измерить? Что мешает объективу быть резким? Как выбирать резкий объектив и как добиться от него максимальной резкости? Ответам на эти вопросы мы решили посвятить предлагаемую вам статью.

АБЕРРАЦИИ

Простая линза, на примере которой мы знакомились в одном из предыдущих номеров журнала с характеристиками оптических систем, тоже может применяться в качестве объектива. Однако изображение, которое она создает, имеет целый ряд недостатков – резкость падает к краям кадра, да и в центре она не будет хорошей; легко заметны нарушения геометрического подобия изображения оригиналу, а также цветные окантовки контуров объектов. Эти недостатки оптических систем, носящие общее название аберрации, присущи не только простой линзе. Даже в самых современных и сложных по конструкции объективах часть аберраций не исправлена полностью, что приводит к ухудшению качества картинки. Всего известно семь видов аберраций – сферическая аберрация, кома, астигматизм, кривизна поля, дисторсия, хроматическая аберрация и хроматическая разность изображений. Перечисленные явления по-разному влияют на снимок. К примеру, сферическая аберрация приводит к ухудшению резкости по всему полю изображения, а кома – к дополнительному падению резкости к краям кадра.

Фотографии также теряют четкость и становятся размытыми из-за влияния астигматизма и кривизны поля (вследствие того что изображение строится не в плоскости пленки, а в некотором объеме). Из-за дисторсии прямые линии объекта съемки получаются на снимке изогнутыми. Хроматическая аберрация и хроматическая разность изображений отвечают за появление у мелких деталей и контуров изображения цветных окантовок и ореолов. Анализ и коррекция аберраций в многолинзовых объективах – сложная и нетривиальная задача, которая не решена полностью даже сейчас, когда у оптиков появились возможности компьютерного расчета объективов, создания марок стекла с заданными характеристиками и линз с асферическими поверхностями. Ни один из реальных объективов не свободен от аберраций в полной мере. Поэтому объектив с высокими характеристиками – это не столько удача инженеров-оптиков, сколько венец целой серии расчетов, экспериментов и испытаний. Объективы же с неважными свойствами – чаще всего следствие минимума затрат на исследования и испытания, а иногда – и банальное невезение. Впрочем, объективы с качеством изображения «ниже среднего» часто появляются и в результате компромисса при выборе между их оптическим качеством и остальными характеристиками – ценой, размерами, светосилой.

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.

MTF

Резкость объектива – одна из его главных характеристик. Нерезкая оптика, даже если она подходит по всем остальным характеристикам, обычно мало кому нужна. Чаще всего объектив мы оцениваем довольно просто: если резкость фотографий нас устраивает, то мы говорим о нем «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 подобный метод оценки резкости излишне субъективен – у каждого свои требования к оптике и своя мерка качества изображения. Ведь одному нужно, чтобы при съемке на профессиональные пленки и печати на профессиональном оборудовании резкость отпечатков 20*30 или 30*40 была идеальна не только в центре, но и по краям кадра. Другому же вполне достаточно, когда мини-лабные отпечатки 10*15 получаются просто яркими и четкими. Поэтому чтобы объективы можно было сколько-нибудь корректно сравнить между собой, придумали немало методик и показателей, иной раз совершенно искусственных и мало говорящих о резкости оптики в реальных съемочных условиях. С одной из подобных характеристик – разрешающей  способностью объектива при фотографировании контрастной миры на полностью открытой диафрагме – фотолюбители нашей страны хорошо знакомы.

На сегодняшний день наиболее информативно оценить и сравнить оптическое качество объективов можно с помощью графиков их частотно-контрастных характеристик. Метод частотноконтрастных характеристик (или MTF – Modular Transfer Function – функции передачи пространственной модуляции) заключается в исследовании потерь информации при сравнении различных тест-объектов с их изображением, даваемым 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 одном 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 1 мм) и миры высокого разрешения (30 линий на 1 мм). Встречаются и более информативные варианты с использованием большего ассортимента мир. Смысл тестирования оптики при измерении MTF – определение степени падения контраста изображения, создаваемого объективом, в сравнении с оригиналом. Если объектив очень хороший, то снимок мало чем отличается от оригинала и по резкости, и по контрасту, а значит, значение MTF такого объектива всегда будет близким к единице (или к 100%, что одно и то же). При падении резкости фотография выглядит более размытой, то есть теряет 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 варианта, когда штрихи миры размещены перпендикулярно радиусу (тангенциальная ориентация). В случае зумов строятся семейства графиков MTF 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 оптики, имеющей MTF на уровне 70–80% и выше, вполне достаточно для большинства работ профессионального уровня.

Ну а объектив, чей график MTF опускается ниже 30%-ной отметки, можно покупать лишь в том случае, если вы в дальнейшем собираетесь печатать только фотографии 10?15 см в мини-лабе. Близкие к 100% показатели MTF для миры с низким разрешением свидетельствуют о хорошей контрастности объектива. Большие значения MTF при съемке миры с высоким разрешением говорят о том, что даже при значительных увеличениях изображение не «поплывет», то есть будет иметь приемлемую деталировку и резкость. Если же при хороших показателях низкочастотной MTF график MTF для миры с высоким разрешением лежит в области низких значений, то исследуемый объектив при хорошем контрасте создает проблемы с резкостью изображения при больших увеличениях (хотя фотографии небольших форматов смотрятся отлично). Если высокие значения MTF объектив показывает не только в центре изображения («0» по шкале), но и на расстоянии 10–12 мм от него, то резкость такого объектива будет отличной на значительной площади кадра. Ну а когда график MTF «доползает» до отметки 15–20 мм без резких «обрывов» вниз, то резкость получится, что называется, «от края до края». Чем ближе друг к другу проходят графики MTF для сагиттальной и тангенциальной ориентаций миры, тем лучше у этого объектива исправлен астигматизм, а следовательно – более естественное и «мягкое» размытие изображения в зоне нерезкости. Ну и наконец, из сравнения семейств графиков MTF объектива при максимальном относительном отверстии и при f/8 можно сделать вывод о том, насколько диафрагмирование повышает резкость изображения. Графики MTF-тестирования некоторых объективов есть в рекламных буклетах и каталогах. К примеру, в каталоге Canon Lenswork содержатся не только подробные описания объективов, но и графики их MTF. Аналогичные данные можно найти для оптики Carl Zeiss и для части объективов Tokina.

При сравнении разных объективов по их графикам MTF стоит помнить, что процедура MTF-тестирования у разных производителей оптики не стандартизована. Да и не все компании публикуют графики MTF в своих каталогах и рекламных проспектах. Поэтому сколько-нибудь достоверную информацию в этом случае можно почерпнуть лишь из сравнения объективов одного производителя. Впрочем, есть и варианты для любителей оценивать оптику разных марок. В сети Internet доступно немало Web-страничек с результатами внушающих большее или меньшее доверие независимых MTF-тестирований объективов. Наиболее известная из них – японская www.photodo.com (на английском языке), хотя стоит отметить, что в последнее время база данных этого сайта перестала пополняться. Но графики MTF – далеко не исчерпывающая информация об объективе. Самая главная характеристика любого объектива – это изображение, которое он дает. Снимок 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 уже из своих собственных впечатлений.

Диафрагмирование объектива используется не только для регулирования количества света или улучшения его резкостных характеристик. Выбором диафрагмы можно изменять глубину резко изображаемого пространства, т. е. зоны расстояний, в пределах которой объекты на снимке воспринимаются четкими, а не размытыми. Сильно задиафрагмированный объектив изобразит одинаково резкими практически все предметы, попавшие в кадр. А открытая диафрагма, наоборот, дает возможность акцентировать внимание на главном объекте снимка, сделав фон и второстепенные детали композиции менее четкими и детализированными. Размытие заднего плана позволяет также более наглядно и художественно передать на фотографии объем и глубину композиции.  Поэтому и неудивительно, что управление глубиной резко изображаемого на снимке пространства – один из наиболее часто применяемых художественных приемов в фотографии. Научиться правильно использовать его несложно. Необходимо лишь иметь аппарат, позволяющий в ручном режиме (M) или в режиме приоритета диафрагмы (A) вручную задавать размер отверстия диафрагмы, а используемый объектив должен быть достаточно светосильным и обладать возможностью диафрагмирования в широких пределах.

ГЛУБИНА РЕЗКОСТИ

Глубина резко изображаемого пространства, или ГРИП (нередко называемая просто «глубиной резкости», хотя это не совсем правильно) – довольно условный параметр, зависящий как от расстояния до объекта съемки, фокусного расстояния объектива, его относительного отверстия, так и от переменных факторов (диаметра допустимого кружка нерезкости).

Формула ГРИП:

ГРИП = 2*((D*C)/M2)

где D – диафрагма;
C – диаметр кружка нерезкости;
M – масштаб изображения;

M = f/L

где f – расстояние до изображения;
L – расстояние до объекта съемки.

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 или работе с крупноформатными камерами.

Формула расчета ГРИП, в основном, подтверждает практический опыт использования разных объективов – она тем больше, чем меньше относительное отверстие и фокусное расстояние объектива и больше расстояние до объекта съемки. Однако в этой формуле есть еще один параметр – размер допустимого кружка нерезкости. Эта величина описывает возможную степень размытия изображения, которая еще не замечается как нерезкость при просмотре фотографий. Смысл данного понятия в том, что каждая точка объекта отображается на пленке/матрице либо в виде точки (в случае точной фокусировки), либо в виде маленького кружка, который и называется кружком нерезкости. Если он достаточно мал, то на фотографии будет восприниматься точно так же, как точка. А изображение, соответственно, будет смотреться фактически так же, как и идеально резкое. Однако диаметр допустимого кружка нерезкости считают переменным параметром. Дело в том, что его значение может существенно различаться в зависимости от степени увеличения негатива при печати, размера фотографии, расстояния, с которого эта фотография будет рассматриваться. Требования к размеру допустимого кружка нерезкости значительно повышаются при использовании профессиональной оптики (как при фотографировании, так и при печати!), в случае съемки на резкую и мелкозернистую пленку. А при печати в минилабе любительской пленки, отснятой недорогой «мыльницей», вследствие заметно худшей общей резкости снимка размер кружка рассеяния можно задавать в несколько раз больше. Аналогичная ситуация и в цифровой фотографии: использование более совершенной матрицы приводит к увеличению детализации и улучшению резкости изображения. Соответственно, более жесткие ограничения накладываются на допустимый диаметр кружка нерезкости, а значит, уменьшается и ГРИП.

Пропадание или явное ухудшение деталировки изображения достаточно четко разграничивает зоны резкости и нерезкости. Поэтому наличие мелких деталей на фотографии делает даже незначительную расфокусировку изображения хорошо заметной. И наоборот, если объект съемки лишен четких контуров и мелких деталей, кажущаяся резкость становится больше.

Для примерного расчета ГРИП при использовании 35 мм камер диаметр допустимого кружка нерезкости обычно принимают равным 0,025–0,03 мм. Исходя из этого значения и рассчитываются шкалы глубины резкости, имеющиеся на большинстве объективов.

Попутно остановимся еще на одном интересном моменте. Принято считать, что глубина резкости широкоугольного объектива значительно больше, чем длиннофокусного. Однако если в формулу расчета ГРИП ввести масштаб изображения (отношение размеров изображения объекта на пленке к его реальным размерам), то оказывается, что ГРИП зависит только от масштаба изображения, диафрагмы и кружка рассеяния и совершенно не зависит от фокусного расстояния объектива. Формально получается, что при одинаковом масштабе изображения глубина резкости будет одинаковой при съемке любым объективом – и длиннофокусным, и широкоугольным. В чем здесь ошибка? Ошибки нет. Ведь вводя величину ГРИП, мы делаем слишком много допущений, в первую очередь – допущение того, что резкость есть понятие «двоичное», т. е. либо резко, либо нерезко, независимо от других условий. Но такая постановка вопроса возможна лишь в двухмерном (плоском) пространстве. Если попытаться построить более точную модель, описывающую восприятие резкости/нерезкости реальных трехмерных объектов, то формула будет намного сложнее. К тому же мы ведь фотографию не с линейкой рассматриваем.

В процессе восприятия изображений основную роль играет мозг человека, который распознает знакомые ему предметы не только по резкой и четкой картинке, но даже по отдельным фрагментам или контурам, «домысливая» недостающую информацию. Лицо близкого человека или контуры знакомого здания мы узнаем и в том случае, когда на фотографии они изображены даже слегка смазанными или размытыми. Поэтому в плане оценки восприятия фотографии было бы более правильным вести речь о степенях четкости изображения, введя как минимум две градации – «нерезко, но легко узнаваемо» и «нерезко до неузнаваемости». Самый простой пример тому – размытие фона при съемке длиннофокусным и широкоугольным объективами имеет разный характер совсем не потому, что где-то глубина резкости больше, а где-то меньше. Просто широкоугольник чаще всего применяется для съемки в гораздо меньшем масштабе, чем объектив длиннофокусный. К тому же даже при одинаковом масштабе изображения переднего плана телеобъектив изображает задний план гораздо крупнее, чем широкоугольник. Поэтому задний план на фотографии, снятой длиннофокусным объективом, оказы вается менее узнаваемым и воспринимается не таким резким.

Нам кажется, что широкоугольный объектив имеет большую глубину резкости вовсе не потому, что изображения каждого из предметов, находящихся на за днем плане, изобилует мелкими и четкими деталями. Детализация объектов на заднем плане ничуть не лучше, чем при съемке длиннофокусным объективом, и в этом нетрудно убедиться с помощью лупы (напомним – речь идет о случае одинакового масштаба изображения объектов переднего плана). Однако за счет более крупного масштаба изображения заднего плана при съемке длиннофокусным объективом резкость (а точнее, детализация) уже падает до неузнаваемости, в то время как на снимке, сделанном широкоугольником, задний план остается еще вполне узнаваемым, даже будучи чуть-чуть нерезким. Кстати, на узнаваемость объектов в зоне нерезкости и передачу объема на плоском снимке сильно влияет еще одна характеристика объектива – его бокэ (bokeh). Однако к теме рисунка объектива и bokeh мы обратимся в одном из следующих номеров журнала.

ШКАЛА ГРИП

Достаточно часто фотографу и фотолюбителю необходимо изобразить резким не только объект, а еще и его окружение. Чаще всего в фотографии фокусировка производится именно по самому значимому для сюжета фотографии плану. Понятно, что в этом случае глубину резко изображаемого пространства нужно регулировать с помощью диафрагмы. Выбирать степень необходимого диафрагмирования лучше всего исходя из собственного опыта, сюжета съемки, особенностей объектива и предполагаемого увеличения фотографии, дополнительно ориентируясь по изображению в видоискателе (если камера зеркальная и имеет репетир диафрагмы). Сразу заметим, что репетир диафрагмы, не совсем корректно называемый также кнопкой просмотра глубины резко изображаемого пространства (DOF preview в англоязычной литературе), на самом деле не позволяет визуально определить границу резкого и нерезкого изображений. Ведь картинка в видоискателе и так достаточно небольшая, а его значительное затемнение при диафрагмировании еще больше мешает рассмотреть подробности изображения. Репетир диафрагмы служит в первую очередь для того, чтобы увидеть, как будет выглядеть нерезкий задний план (естественно, весьма приблизительно).

Также глубину резко изображаемого на снимке пространства можно вычислять и по шкале на объективе. Она состоит из основной риски для метражной шкалы, указывающей расстояние точной наводки на резкость, и симметрично расположенных с двух сторонот нее нескольких пар штрихов, соответствующих передней и задней границам резко изображаемого пространства в зависимости от выбранной диафрагмы. В настоящее время шкала ГРИП имеется не на всех объективах. С помощью шкалы ГРИП удобно выбирать степень диафрагмирования и в том случае, когда сюжетно важным является не один объект в кадре, а группа объектов, находящихся на разном расстоянии от объектива. При этом резкость лучше наводить не на какой-то один из них, а оценить расстояние до самого ближнего и самого дальнего. После чего рассчитать посредством шкалы соответствующее значение диафрагмы, а потом уже навести объектив вручную так, чтобы промежуток по шкале расстояний между самым ближним и самым дальним объектами съемки делился центральной риской шкалы ГРИП примерно пополам. По такому же алгоритму осуществляет наводку на резкость и выбор необходимой степени диафрагмирования объектива программа приоритета глубины резкости DEP старших аппаратов Canon EOS (программа A-DEP в младших аппаратах Canon EOS работает несколько по-другому).

ГИПЕРФОКАЛЬНОЕ РАССТОЯНИЕ

Интересный и достаточно распространенный в практике фотографа случай – это глубина резко изображаемого пространства при фокусировке на бесконечность. В данной ситуации смысл имеет только передняя граница зоны резкости. Поэтому тут легко (и совершенно без ущерба для резкости удаленных объектов!) можно значительно увеличить ее глубину, если сфокусировать объектив не на бесконечность, а на так называемое «гиперфокальное расстояние». Определить его значение легко – при фокусировке на бесконечность передняя граница зоны резко изображаемого пространства как раз и соответствует гиперфокальному расстоянию.

При большом фокусном расстоянии объектива, хорошей резкости оптики и пленки (матрицы), а также при дальнейшей качественной печати фотографий большим форматом реально воспользоваться гиперфокальным расстоянием можно было только при достаточно глубоком диафрагмировании. Зато на нынешнем этапе развития фототехники использование гиперфокального расстояния и глубины резкости при автоматической фокусировке объектива становится все более популярным. Ведь если в компактной камере («мыльнице») применяется простой и недорогой не очень резкий широкоугольный объектив с небольшой светосилой, то получающаяся при этом большая кажущаяся глубина резкости позволяет отказаться от сложной и дорогостоящей системы точной автофокусировки объектива. Вместо этого применяются предельно упрощенные системы, в которых объектив имеет всего несколько (обычно два-три) фиксированных положений наводки на резкость. Несоответствие между реальным расстоянием до объекта съемки и расстоянием наводки на резкость компенсируется большой глубиной резкости такого объектива.

Дальнейшее развитие этой идеи – жестко закрепленный объектив, сфокусированный на гиперфокальное расстояние (свободный фокус, focus free). Это решение оптимально, когда размеры кадра достаточно малы, а разрешение и размер получаемой картинки невелики. В таком случае глубина резкости объектива будет настолько большой, что покроет основной диапазон расстояний, на которых может находиться объект съемки. А значит, и необходимость в наводке объектива на резкость отпадает. В аппарате с фиксированной наводкой на резкость система фокусировки объектива отсутствует полностью, позволяя максимально удешевить производство, сделать конструкцию более надежной и упростить использование фотоаппарата. Поэтому фиксированная наводка на резкость чаще всего встречается в недорогих пленочных и цифровых компактных камерах с незумированным объективом, а также в конструкции простых фотокамер, встраиваемых в мобильные телефоны. Описание приемов использования глубины резко изображаемого пространства будет неполным, если мы не остановимся на важной особенности.

Пользуясь шкалой и таблицами, а также гиперфокальным расстоянием, не стоит забывать о том, что глубина резко изображаемого пространства может меняться в достаточно широких пределах в зависимости от сюжета, качества оптики и материалов, формата отпечатка и других параметров. Поэтому подходить к определению ГРИП и необходимой для этого степени диафрагмирования объектива надо творчески, больше руководствуясь собственным опытом использования конкретных объективов, а не воспринимая цифры из таблиц и шкал в качестве точных расчетов и строгих критериев.