Центр высоких технологий Nautilus центр высоких технологий
«НАУТИЛУС»
Имя  
Пароль
Забыли пароль?  Регистрация
Главная Новости Статьи Товары Услуги Галерея Форум Файлы Контакты
Поиск в разделе:
В вашей корзинеСодержимое корзины
товаров:   6
на сумму:   1 608,00 грн.
Hardware
Software
Фото
Колонка редактора
Разное
Новинки галереи
Все статьи » Фото »

Просмотр статьи

Разумно о фото (часть 1)

pavelstarkov | 9 октября 2007, 09:18:00 | Просмотров: 2828 | Комментариев: 0 | версия для печати
 
В последние годы ассортимент любительских цифровых фотоаппаратов расширился в разы. Регулярно выходят новые модели, появляются и активно рекламируются новые функции. В результате неподготовленному технически любителю всё труднее в этом многообразии разобраться.
Масла в огонь подливают журналы. Одну и ту же модель могут назвать «профессиональным 5-мегапиксельным аппаратом» в одном месте и «любительской мыльницей с ограниченными возможностями» в другом. Причина очень проста: среди авторов могут быть совершенно разные люди, с разным опытом и разными критериями оценки. Встречаются и просто рефераты от «пиарщиков» и рекламистов фирмы-изготовителя, обычно очень далёкие от действительности. Продавцы в магазинах, как правило, не имеют практического опыта съёмок продаваемой техникой и ориентируются на те же журналы и рекламные проспекты. Я многократно слышал вопиюще безграмотные советы покупателям даже в центральных московских фотомагазинах. Что творится «в глубинке» мне вообще страшно представить. Смущённый покупатель заходит на форумы в Сеть, но его вопросы обычно быстро вырождаются во флейм одного из трёх-четырёх видов (примерно таких: «плёнка или цифра», «зеркалка или мыльница», «Sony или Canon»), что запутывает его ещё больше.
На самом деле причина путаницы очень проста: многогранность и многозначность всех понятий, участвующих в спорах и оценках.

  1. Многогранен объект съёмки: люди (портрет), люди (репортаж), пейзаж, архитектура, животные, микрообъекты (капельки-жучки-бабочки), и т.д.
  2. Различны стили фотографии, её «изюминки», грубо:
    художественные портреты и пейзажи (важно КАК снято);
    сюжетные и репортажные снимки (важно ЧТО и КОГДА снято, пойман уникальный момент или сюжет);
    протокольные снимки («здесь был Вася», «я и Эйфелева башня»), причём для массового фото это — преобладающий жанр;
    макросъёмка;
    и т.д.
  3. Различны требования к техническому качеству. Кому-то важнее детализация, «каждая волосинка, каждый лепесточек»; кому-то — правильные цвета, «розовая, здоровая кожа а не землистые маски»; кого-то напрягает цветной шум, кого-то - цветные контуры, кто-то замечает геометрические искажения, кто-то - виньетирование(затемнение) по краям, кому-то важно красивое «размазывание» заднего плана в портретах. Понятно, что «хорошо быть и богатым и здоровым», но в данном случае не получается.
  4. Различны требования к удобству и функциональности. В зависимости от личных привычек, характера и стиля фотографии на первый план могут выходить отдельные факторы из длинного списка:
    • возможность быстрого контроля результата;
    • возможность кадрировки в широких пределах не сходя с места (широкоугольность и кратность зума);
    • скорость автофокуса, промежуток от нажатия на кнопку до кадра;
    • точность экспоавтоматики;
    • возможность оперативно корректировать ББ, контраст и шарп или даже вообще о них забыть (съёмка в RAW);
    • возможность ручной установки диафрагмы или выдержки, ручного фокуса;
    • «скорострельность»;
    • удобство кадрировки;
    • удобство ношения (компактность и вес);
    • расширяемость;
    • автономность;
    • прочность и непромокаемость;
      и т.д., и т.п.

  5. Немаловажен и вопрос цены. Причём не только аппарата, но и всего дальнейшего процесса и расходных материалов. При разной «фотоактивности» сравнение только цен камер не совсем корректно.


Интересный момент: если некоторые параметры однозначно ложатся на шкалу «лучше-хуже» (например, цена или точность цветопередачи), то оценка некоторых зависит исключительно от жанра фотографа. Например, большая глубина резкости у аппаратов с маленькими матрицами — хорошо или плохо? Очень хорошо — если речь о макросъёмке. Очень плохо — если о художественном портрете.

Главный вывод из вышеизложенного: невозможно корректно ответить не только на самые «общие» вопросы типа «что лучше — плёнка или цифра», но даже на менее общие типа «что лучше — фотоаппарат А или фотоаппарат Б?». Для каждого фотографа, в зависимости от его вкуса, стиля и потребностей ответ будет свой. НЕТ ЛУЧШИХ, ЕСТЬ ОПТИМАЛЬНЫЕ конкретно для Вас, под конкретные задачи и в конкретных условиях.

В данной статье я попытаюсь описать в общих чертах основные параметры фотоаппаратов и их влияние на конечный результат. Я надеюсь, это поможет сделать оптимальный ДЛЯ ВАС выбор.

Объектив. Диафрагма. Светосила, ГРИП и аберрации.


Объективы простые и сложные. Диафрагма и аберрации.

Изображение на плёнке (в «традиционном» фотоаппарате) или на матрице (в цифровом) рождается объективом. От его свойств во многом зависит результат. С объективов и начнём...

Простейший объектив (монокль) состоит из одной линзы. Известная из школы формула геометрической оптики связывает расстояния от линзы до объекта с расстоянием от линзы до его изображения так: 1/L+1/d=1/F, где F называется (по определению) фокусным расстоянием. В частности, бесконечно далёкие объекты будут «фокусироваться» именно на этом расстоянии (d=F). В теории всё выглядит замечательно — любая точка переходит в точку, плоскость — в плоскость. На практике всё гораздо сложнее, и по краям изображения в любой лупе мы видим цветное размазанное месиво вместо чёткой картинки. Это связано с тем, что известная формула выведена (и справедлива) лишь для тонких приосевых пучков монохроматического света. Подобно тому, как сложную кривую вблизи каждой точки можно «приблизить» касательной (математики это называют рядом Тейлора), сложную формулу реальной линзы «приближают» простой формулой геометрической оптики тем точнее, чем

  1. меньше диаметр «работающей» части линзы,
  2. монохроматичнее освещение (преломление стекла зависит от цвета луча, а вместе с ним и фокусное расстояние, поэтому лучи разных цветов от одного и того же объекта сфокусируются, вообще говоря, в разных местах)
  3. ближе объект к оптической оси.


Назовём это условиями применимости упомянутой формулы.
Отклонения от «идеальной» формулы принято называть аберрациями. Их несколько видов, но подробно рассматривать мы их не будем. Разделим только на «хроматические» и «геометрические». Если вспомнить аналогию с рядом Тейлора, то геометрические аберрации (очень грубо) вызваны «нелинейными» членами более высоких порядков. При этом «малыми» переменными являются толщина пучка (условие применимости 1) и угол объекта от оси (условие применимости 3), а от геометрии линзы зависят коэффициенты при этих переменных. Если закрыть края линзы непрозрачной пластинкой с отверстием по центру, толщина пучка уменьшится, условие применимости 1 начнёт лучше выполняться и при любой геометрии линзы, т.е. при любых коэффициентах, часть искажений уменьшится. Упомянутая пластика с отверстием называется диафрагмой. Уменьшение отверстия называют «закрытием», а увеличение — «открытием» диафрагмы. Измеряют степень диафрагмирования безразмерным числом диафрагмы, равным отношению фокусного расстояния к диаметру отверстия. Типичные значения — от 2 до 16 (стандартные значения следуют с шагом в корень из двух: 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11,16), хотя бывает и 1,4 и 32. Запомним пока важный вывод: с закрытием диафрагмы аберрации любого объектива уменьшаются.

Но закрытие диафрагмы не всегда допустимо, т.к. влияет на экспозицию и глубину резкости (далее — ГРИП, или Глубина РезкоИзображаемого Пространства), мы об этом влиянии поговорим немного позже. Да и угол зрения не всегда малый (например, в «широкоугольниках»). Т.е. наши «малые» переменные не всегда безболезненно можно уменьшить. Остаётся работать с коэффициентами при них. Оказывается, что для разных форм линз и разных сортов стёкол коэффициенты имеют не только разные значения, но и разные знаки, поэтому если сделать объектив из нескольких линз, коэффициенты некоторым образом суммируются и можно подобрать конфигурацию так, что суммарные абберации системы линз на порядок меньше чем каждой в отдельности. Примерно таким же образом можно бороться и с хроматическими аберрациями - применением линз с разным знаком т.н. «дисперсии» (различного отклонения лучей разного цвета). Именно поэтому реальные объективы обычно состоят из трёх и более элементов. Теоретически, увеличивая количество элементов, можно последовательно уменьшать все аберрации. Однако в игру вступают другие факторы: рассеяние в стекле, переотражение от поверхностей и накопление ошибок в изготовлении/сборке. Чем больше элементов, тем лучше должно быть качество стекла, качество просветления (напылённый слой для уменьшения переотражений), качество и точность сборки, что заметно увеличивает массу объектива и ещё более заметно — его стоимость. Обычно сложные объективы имеют не более 10-15 элементов. Если же нужно расчитать объектив с переменным фокусным расстоянием (в просторечии - «зум»), задача сильно усложняется. Если раньше нужно было «подбирать» коэффициенты под несколько расстояний от объекта, под несколько углов (или расстояний до оси) и при нескольких (обычно — трёх) длинах волн, то теперь всё то же самое, но ещё и при разных фокусных расстояниях! Как правило, невозможно «равномерно» устранить каждый вид аберрации при всех положениях зума — какая-то больше на «широкоугольном» конце, какая-то — на «длинном». И чем больше отличаются фокусные расстояния (т.е. чем больше «кратность зума») — тем менее выполнима задача.

Вспомним про диафрагму. Поскольку коэффициенты нижних порядков в большой степени скомпенсированы, рост искажений с открытием диафрагмы может быть гораздо круче линейного. Иными словами, если объектив удовлетворительно скомпенсирован при диафрагме 5,6, при отверстии 4 искажения могут стать заметны, а при 2,8 - невыносимы. Отсюда следует два вывода:

  • один из наиболее часто применяемых способов удешевления объективов при сохранении удовлетворительных искажений — ограничение диафрагмы средним (около 5,6) или даже высоким (8-11) значением.
  • как правило любительские объективы проектируются так, чтобы при максимально открытой диафрагме (она ещё называется светосилой) аберрации были равны предельно допустимым по стандарту, (т.е. вполне заметны, хотя не вопиющи). Больше — честь фирмы не позволяет, а меньше — очень дорого. Но стоит «отступить» пару делений — и искажениями вполне можно пренебречь. Так что если нужно получить чётко проработанные кадры, как правило лучше прикрыть диафрагму на пару делений от полностью открытой. Разумеется если нет других противопоказаний (если мало света, или нужно размыть фон, или нужна короткая выдержка — диафрагму, конечно, открывают полностью).


Нетрудно из последнего вывода сделать и ещё один: если оставаться внутри одного «класса» оптики (например, «любительского»), то из двух объективов с одинаковыми фокусными расстояниями(или одинаковым диапазоном фокусных расстояний) на одной и той же диафрагме качественнее будет более светосильный.

Подведём итоги. Проектирование объективов — сложный поиск компромисса между ценой, весом, искажениями, светосилой и кратностью зума. Параметры могут варьироваться в широких пределах и улучшение каждого из них немедленно ухудшает остальные. Например:

  • При одинаковой цене и светосиле чем больше кратность зума, тем ниже качество. Максимальное качество — у «фиксов» (объективов с постоянным фокусным расстоянием)
  • При одинаковом качестве чем больше кратность зума, тем меньше светосила
  • При одинаковом зуме (или фокусном расстоянии) чем больше светосила, тем выше цена. Каждое деление диафрагмы может удвоить-утроить цену!
  • И так далее. Не может быть объектива с высокой кратностью зума, светосильного, качественного, лёгкого и дешёвого ОДНОВРЕМЕННО!


Виды и маркировка 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 ФР около 50мм, широкоугольные 28-35мм, более короткофокусные обычно называют сверхширокоугольными. Длиннофокусные объективы обычно имеют 100-300мм. Длиннее в любительской практике не встречается. Отдельно стоит отметить ФР 80-100мм — их часто называют «портретниками». Именно с этими объективами лицо человека крупным планом имеет наиболее естественную перспективу. 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). Я уже неоднократно встречал «светосилу» 2-8 (вместо 2-2,8) в сводных таблицах, причём только у некоторых аппаратов в таблице, у других значения были правильными. Такие «опечатки» могут сильно повредить при сравнительном выборе камер. Так же я неоднократно (хотя и реже) встречал «фокусное расстояние» 2-8мм (вместо тех же 7-21, например).

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. Почему это не так, мы обсудим в следующей главе. Если же вы собираетесь снимать нечто специальное (особоширокие пейзажи или наоборот — фотоохота), стоит подумать о сменных широкоугольнике/телевике. Суперкратные зумы конечно частично спасают положение, но обычно ценой либо качества, либо светосилы (об этом уже говорилось выше). То же относится и к «насадкам» на штатный объектив. Любой специализированный «ширик» / «телевик» / «макрик» снимает заметно лучше чем универсальный зум с насадками.

Диафрагма и экспозиция


Как химические (в плёнке), так и электрические(в матрице) процессы фиксации изображения требуют определённого количества света для своей работы. Чем меньше это количество — тем выше т.н. чувствительность плёнки/матрицы. Измеряется она в так называемых «единицах ISO». Типичные значения — 100, 200, 400, но бывают и меньше/больше. Для получения одинаково «серого» цвета на плёнку(матрицу) чувствительностью ISO400 нужно подать вчетверо меньше энергии света по сравнению с ISO100. Обсуждение самих чувствительностей (и их оборотной стороны — шумов) мы отложим до главы о размере матриц, а пока вернёмся к диафрагме. Итак, при заданной чувствительности нам нужно подать на матрицу заданную энергию, которая, как известно равна произведению яркости на время действия (т.н. выдержка). Таким образом, меняя выдержку, мы не только «замораживаем» движение, но и «дозируем» свет. А вот яркостью как раз управляет диафрагма — яркость обратно пропорциональна квадрату диафрагменного числа. Т.е. диафрагма 2 пропускает вчетверо больше света, чем диафрагма 4. Именно поэтому диафрагму маркируют по степеням корня из двойки (т.н. «деления» или «стопы») — каждый стоп изменяет яркость вдвое. Сочетание выдержки и диафрагмы (с точки зрения энергии пропущенного света) называют экспозицией. Совершенно очевидно что для одной и той же внешней освещённости существует не одна «верная» экспозиция.

Например, 2,0*1/2000c=2,8*1/1000c=4,0*1/500c=5,6*1/250c=8*1/125c=11*1/60c=16*1/30c (знак умножения здесь условен, обозначает лишь сочетание). Все эти экспозиции ОДИНАКОВЫ, т.е. дадут одинаковый по яркости результат. При бОльшей освещённости нужно ещё укоротить выдержку или прикрыть диафрагму и наоборот — при меньшей - удлиннить выдержку или приоткрыть диафрагму. Таким образом, диафрагма при одних и тех же внешних условиях влияет на выдержку, т.к. они жёсnко связаны между собой «верной» экспозицией. Иногда это полезно — например при съёмке быстрых движений и спорта мы можем полностью открыть диафрагму — тогда выдержки станут максимально короткими и не будет «смаза» от движения объектов. И наоборот...

Кроме смаза от движения объекта, существует ещё т.н. «шевелёнка» — дрожание рук фотографа. Она коварна тем, что не поддаётся строгому измерению, т.к. является случайным процессом. Но «народный опыт» вывел очень усреднённое правило - шевелёнки следует бояться при выдержке (в сек) длиннее чем 1/ЭФР (в мм). Т.е. при ЭФР=105мм лучше длиннее чем на 1/100 без штатива не снимать. Таким образом чем более длиннофокусен объектив, тем важнее ему иметь достаточную светосилу, т.к. длинные выдержки ему недоступны из-за шевелёнки (штатив пока не рассматриваем). И вот тут-то самое время вспомнить про «хоботы» «особопродвинутых» плёночных мыльниц. 35-140, 35-160, 35-200мм! «Круто»?! Пустые цифры и выброшенные деньги. Для сохранения компактности диаметр этих хоботков остался прежним, следовательно светосила на «длинном» конце доходит до 12-16. Поскольку снимать можно только короче чем 1/200 — это только очень яркие объекты на ярком солнце. Как только оно зайдёт за тучку или объект уйдёт в тень - начнётся шевелёнка. Не говоря о вечере. Таскать же штатив вместе с компактной камерой слегка странно — проще иметь недорогую зеркалку, разница в размерах и весе гораздо меньше чем нормальный штатив. А про оптическое качество с повышением кратности зума уже было сказано выше.

Подведём краткий итог: диафрагма позволяет управлять экспозицией, и при фиксированном освещении жёстко связана с выдержкой — чем «открытее» диафрагма, тем короче выдержка. Чем выше светосила, тем в более тёмных условиях можно снимать (при фиксированной выдержке) либо тем с более короткой выдержкой можно снимать (при фиксированной освещённости). Далее значение диафрагмы, влияющее на экспозиию, мы ещё будем называть яркостной диафрагмой (ниже будет понятно почему).

Кстати, возвращаясь к определению диафрагмы более строго. Мы ведь рассматривали одну линзу с одной «дыркой», а реальные объективы имеют много линз с разными диаметрами, и не всегда отверстие диафрагмы находится физически в самом тонком месте на самой маленькой линзе. Как же тогда определяют и градуируют диафрагменные числа? А очень просто — через яркость. Т.е. некоторое положение реальных лепестков диафрагмы соответствует такому числу, какое бы дала одна тонкая линза с той же яркостной диафрагмой.


Источник: ixbt.com
Комментарии
Для добавления комментария вам необходимо пройти процедуру авторизации. Если вы в первый раз на нашем сайте, пожалуйста, зарегистрируйтесь.

В Новосибирске купить офисную мебель недорого можно по ссылке.