Фотошкола
Что нужно знать об объективе.
Объектив — важнейшая часть фотоаппарата. Он должен давать на пленке резкое геометрически правильное изображение фотографируемых предметов по всему полю кадра, для которого он предназначен. Изготовление объективов требует величайшей точности. Качество каждого объектива тщательно проверяется на заводе. Хотя простая собирательная линза и дает изображение, но из-за свойственных ей многих оптических недостатков изображение получается плохим, резким только в небольшой центральной части и совершенно нерезким по краям. Прямые линии на краях изображения получаются изогнутыми.Правда, многие недостатки простой линзы можно значительно смягчить с помощью диафрагмы (светонепроницаемой заслонки с небольшим круглым отверстием в центре), поместив ее перед или за линзой.
Этим средством и пользовались первые фотографы, в распоряжении которых не было хороших объективов. Но с применением диафрагмы количество света, проходящего через объектив, во много раз уменьшается, что, естественно, вызывает значительное увеличение выдержки во время съемки.
Поиски иных способов, которые позволили бы повысить качество работы объектива, не уменьшая его действующего отверстия, уже в первые годы существования фотографии показали, что достигнуть этого можно только сочетанием в объективе двух или нескольких линз определенной формы, изготовленных из специальных сортов оптического стекла. Первым таким объективом был ахромат— ахроматическая линза, склеенная из двух линз.
Затем предложили перископ — объектив из двух отдельно стоящих линз. Позднее был создан апланаг, состоящий из двух отдельно стоящих ахроматов и просуществовавший почти 30 лет как лучший объектив своего времени, хотя и ему были свойственны некоторые оптические недостатки. И только в начале 20 века удалось создать наиболее совершенные объективы, практически свободные от всех недостатков. Объективы эти получили название анастигматов. Оптические схемы анастигматов весьма разнообразны и часто очень сложны. Все современные объективы дают весьма четкое и геометрически правильное изображение снимаемых предметов по всему полю фотокадра, но технические характеристики и связанные с ними оптические свойства у разных объективов различны. Объективы различаются по светосиле, величине главного фокусного расстояния, углу изображения и разрешающей силе. Наибольшее практическое значение имеют первые две характеристики: светосила и главное фокусное расстояние. Численные выражения этих характеристик наносятся на оправы объективов. Взгляните на оправу объектива. Кроме названия и порядкового номера вы увидите, к примеру, такие, пока еще не понятные вам условные обозначения: «1:3,5» Это и есть выражение двух технических характеристик объектива. Первое из них характеризует светосилу объектива, второе выражает величину его главного фокусного расстояния. Со смыслом и значением этих характеристик необходимо ознакомиться в первую очередь. Выбираем объектив.
Вы вероятно заметили, что линзы многих объективов отсвечивают голубоватым или сиренево-фиолетовым цветом. Может показаться, что стекло из которого сделаны объективы, окрашено. Однако не трудно убедиться, что никакой окраски сдесь нет. Достаточно посмотреть на свет сквозь объектив, и окраска исчезнет, линзы будут совершенно безцветными. Объектив приобретает эту окраску только тогда, когда вы держите его на некотором расстоянии от глаза, т.е. рассматриваете его не в проходящем свете, а в свете, отраженном поверхностью линз. Этот секрет называется «просветленной оптикой». В приборе с просветленными оптическими деталями наблюдаемое изображение становится ярче, яснее, словно между глазом и предметом нет посторонних тел, нет стекла. Разобраться в этом явлении нам поможет простое стекло. Возьмите в руки обыкновенное стекло и, став лицом к свету, посмотрите сквозь него. Если стекло чистое и прозрачное, вы не обнаружите каких либо особенных явлений и будете видеть предметы почти также хорошо, как и без стекла. Но попробуйте повернуться спиной к свету, например к окну, и посмотрите сквозь стекло в глубь комнаты. Появится нечто такое, что помешает вам хорошо видеть предметы. Это свет окна отраженный вашим стеклом. По этой причине часто бывает трудно разглядеть застекленную картину, если она висит напротив окна, из-за этого глядя ночью из ярко освещенного окна на улицу вы ничего не видите, потому что улица не освещена, но главным образом потому что вам мешает свет отраженный стеклом. Просветленные оптические детали отличаются от непросветленных тем, что они не отражают света (как в боевиках снайпер сэкономивший на непросветленной оптике выдает себя блеском прицела), и именно в этом их замечательное действие. Кстати вспомните отечественный фотоаппарат Зенит, за его оптикой приезжали даже иностранцы, а вы сегодня слышали, чтобы иностранцы ехали к нам покупать нашу фототехнику. Наша промышленность изготовляла отличную оптику, не имевшую конкуренции во всем мире. Проходя через линзы непросветленного объектива, лучи света встречают на пути несколько поверхностей линз и от каждой из них отражаются. Возвращаясь обратно, они вновь встречаются с поверхностями предыдущих линз и , отражаясь от них, проникают в фотоаппарат. Не принимая никакого участия в образовании изображения, эти «паразитные» лучи наполняют камеру фотоаппарата рассеянным светом, и хотя он слаб, но всеже вызывает некоторую засветку фотопленки и этим, естественно снижают контарстность, негатив становится прозрачнее и чище. В просветленных объективах линзы не отражают света, и все эти вредные явления исчезают. Просветление объективов состоит в том, что на все поверхности линз, граничащие с воздухом, особым способом наносится тончайшая пленка прозрачного вещества с преломляющей способностью, значительно меньшей, чем у стекла. Оказывается, что при определенной толщине этой пленки количество света, отражаемого поверхностью линз, сильно уменьшается и линзы становятся прозрачнее. Объясняется это физическим явлением (вспоминаем уроки физики 8 го класса, что у вас учительница болела, все понял), называемым интерференция. При этом просветляющая пленка приобретает цвет, т.е. интерференционную окраску, видимую только в отраженном свете. Просветляющая пленка чрезвычайно тонка. Кстати наверное нанотехнология скоро придет и в цифровые фотоаппараты. Она примерно в 200 раз тоньше человеческого волоса и измеряется десятитысячными долями миллиметра. Прочность ее вследствие этого невелика, поэтому обращаться с просветленными объективами надо осторожно. Пленка особенно чувствительна к жировым веществам, поэтому к ней нельзя прикасаться пальцами, даже совершенно чистыми, нанесенное на пленку самое маленькое жировое пятно постепенно расплывается по всей поверхности линзы. Пыль с поверхности линзы надо сдувать резиновой грушей, а в случаи образования жировых пятен их нужно удалять специальным раствором продающемся во всех магазинах фототехники. Поговорим еще немного о качестве объективов. Линзы, изготовленные из оптического стекла, в состав которого входит окись лантана (Лантан – один из редкоземельных элементов - химический элемент 3 группы периодической системы Д.И. Менделеева), позволяют улучшить одно из важных свойств объектива – его разрешающую силу. Что такое разрешающая сила объектива? Разрешающей силой фотографического объектива называют способность объектива давать раздельные резкие изображения мельчайших деталей фотографируемого объекта. Чем вывшее разрешающая сила объектива, тем меньше по размерам детали он может четко воспроизвести на фотоснимке. Разрешающая сила объектива определяется при помощи точной съемки так называемых мир – штриховых таблиц. Эти таблицы фотографируют с сильным уменьшением при наибольшем действующем отверстии объектива, а затем просматривают их изображение на негативе через микроскоп и по числу линий, раздельно передаваемых объективом, судят о его разрешающей силе. Показателем разрешающей силы объектива служит число линий, раздельно передаваемых объективом в 1 мм в плоскости изображения. Эти данные заносят в технический паспорт объектива. Разрешающая сила объектива в центре кадра всегда выше, чем по краям, поэтому в паспорте указывается всегда два значения, для центра и для краев кадра. Современные объективы обладают очень большой разрешающей силой порядка сотен линий на миллиметр, но при фотографировании мир изображение их воспроизводится светочувствительным слоем пленки, который имеет зернистую структуру и поэтому не дает возможности полностью использовать разрешающую силу объектива. Она практически получается меньшей, и именно это ее меньшее значение указывается в техническом паспорте объектива. Запись в паспорте может быть например такой: «Разрешающая сила в центре поля – 30лин/мм, по краям поля (кадра) – 14 лин/мм». Чтобы иметь представление о том, насколько велика подобная разрешающая сила, достаточно сказать, что здоровый человеческий глаз с расстояния наилучшего зрения (25-30 см) может различить в одном миллиметре не более десяти линий. Как видите, современный фотографический объектив в несколько раз зорче глаза. Но кто вам сказал, что ваше фотографическое изображение, если оно конечно достойно внимания, будут рассматривать без увеличения. Высокая разрешающая сила объектива несомненно играет важную роль в практической фотографии. Появляется возможность четко передать на фотоснимке такие мелкие детали как листья растений и т.п. С таких негативов можно делать значительно увеличенные фотоотпечатки без существенной потери резкости.
Если направить на собирательную (например, двояковыпуклую линзу) пучок лучей света, параллельных главной оптической линзе, как показано на рисунке в левом верхнем угле преломления в линзе эти лучи соберутся в главном фокусе линзы. Расстояние от линзы до предмета, есть главное фокусное расстояние линзы.
С достаточным приближением главное фокусное расстояние можно определить, если поместить линзу или объектив на пути солнечных лучей, которые практически параллельны и получить на бумаге резкое изображение солнца. Расстояние между линзой и бумагой и будет главным фокусным расстоянием линзы. Его можно измерить линейкой.
Почему же это расстояние называется главным? Потому, что кроме него существует еще множество других, так называемых сопряженных, фокусных расстояний, которые всегда больше главного.
При этом нетрудно убедиться на простом опыте. Попробуйте с помощью линзы получить на бумаге резкое изображение горящей лампочки, расположенной, например, на расстоянии 10 см от линзы, и измерьте фокусное расстояние. После этого, постепенно удаляя линзу от лампочки, проследите, как при этом будет изменяться фокусное расстояние. Оно будет сокращаться, но только до определенного предела, т. е. наступит такой момент, когда увеличение расстояния между линзой и лампочкой уже не будет вызывать дальнейшего сокращения фокусного расстояния. Последнее будет оставаться неизменным. То же явление наблюдается и с фотообъективом.
Таким образом, главное фокусное расстояние объектива есть наикратчайшее из всех фокусных расстояний, какие могут быть использованы на практике. Это расстояние для каждого объектива — величина постоянная. Она обозначается буквой f или F и выражается в сантиметрах (иногда в миллиметрах). Итак, обозначение F =5 см показывает, что главное фокусное расстояние данного объектива равно 5 см .
Для упрощения главное фокусное расстояние обычно называют просто фокусным расстоянием. Каково же практическое значение фокусного расстояния объектива? Прежде всего от него зависит масштаб получаемого изображения. Он прямо пропорционален величине фокусного расстояния объектива. На этом явлении основано применение в одних и тех же фотоаппаратах, так называемых сменных объективов с разными фокусными расстояниями, что позволяет, не сходя с места, т. е. с одной и той же точки, вести съемку в разных масштабах.
Как видите, между форматом фотоаппарата и величиной фокусного расстояния объектива имеется связь: чем больше формат аппарата, тем больше и фокусное расстояние установленного на нем объектива.
Площадь, на которой объектив дает изображение, ограничена размерами кадра, т. е. форматом фотоаппарата.
Фотографический кадр всегда представляет собой прямоугольник или квадрат, а наибольшей линейной величиной в таких геометрических фигурах служит диагональ. Зная диагональ кадра и величину фокусного расстояния объектива, можно с помощью простого графического построения определить одно очень важное свойство объектива:
Под каким углом он охватывает снимаемое пространство. Для этого достаточно начертить на листе бумаги в натуральную величину прямоугольник размером с кадр, провести диагональ этого прямоугольника АВ, опустить к середине диагонали перпендикуляр и, отложив на нем отрезок ОС, равный фокусному расстоянию.
Разница между величинами фокусных расстояний объективов различных по формату аппаратов объясняется не чем иным, как стремлением конструкторов сохранить у всех аппаратов один и тот же наиболее удобный угол изображения.
Значение фокусного расстояния состоит еще и в том, что от нее зависит другая, не менее важная, техническая характеристика объектива - его светосила.
Как видите, с фокусным расстоянием связаны очень важные свойства объектива. Не случайно величину его всегда обозначают на оправе объектива. Но, выбирая фотоаппарат, менее всего следует руководствоваться величиной фокусного расстояния его объектива. Выбирать аппарат по величине фокусного расстояния объектива было бы бесполезным занятием, но знать это расстояние и его практическое значение весьма важно. Надеюсь эта статья поможет вам принять оптимальное решение, выбирайте с умом. Удачного выбора.
