ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ОБЪЕКТИВОВ

К самым востребованным и активно используе­мым в фотографической
практике параметрам объектива относятся его фокусное расстояние, угол
зрения и относительное отверстие. Физи­ческий смысл этих оптических
характеристик мы рассматривали на наглядных примерах, со схемами и
формулами в статье "Объективно об объективах» зимнего выпуска (№34
(191/2004) каталога "Потребитель. Фототехни­ка и видеокамеры", поэтому в
данной статье лишний раз повторяться не будем. А вот на подробностях
использования этик терминов остановимся еще раз, более детально.

ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ ОБЪЕКТИВА

ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ ОБЪЕКТИВА - одна из его наиболее важных
характеристик. По величине фокусного расстояния (естествен­но, с учетом
размеров матрицы цифрового или кадра пленочного аппарата) можно судить о
«крупности» изображения объекта съемки на получившейся фотографии. Чем
больше фокус­ное расстояние объектива, тем более крупным, приближенным,
будет изображение объекта съемки на фотографии. И наоборот, при
умень­шении фокусного расстояния угол, захватывае­мый объективом,
увеличивается, и в кадр мож­но вместить более широкую панораму. В
соответствии с фокусным расстоянием объек­тива (точнее - с углом зрения
объектива} в фо­тографической практике принято различать следующие
категории оптики.

Нормальный (стандартный) объектив -это
объектив, имеющий средний (порядка 40-50 градусов по диагонали кадра)
угол зрения при использовании на фотоаппарате с соответ­ствующим
размером кадра или матрицы. В сис­темах фотоаппаратуры, рассчитанной на
приме­нение привычной нам 35-мм перфорированной фотопленки «тип 135»
(размер кадра 24x36 мм), нормальным будет считаться объектив, имею­щий
фокусное расстояние примерно от 40 до 55 мм Наиболее же распространенные
стандарт­ные объективы для таких систем - это объекти­вы с фокусным
расстоянием 50-52 мм. Такой объектив в большинстве случаев воспроизводи'
на снимке перспективу наиболее естественно и привычно для нашего
зрения. Иными слова ми, нормальный объектив передает относи тельно
широкую панораму, а масштабные соот­ношения объектов съемки остаются
таковыми, какими их видит наш глаз.

Выполняя съемку объективом с нормальным (для размеров кад­ра)
фокусным расстоянием, достаточно легко добиться впечатления
естественности и привыч­ности восприятия перспективы. Такой подход
позволяет при съемке максимально сосредото­чить внимание зрителя именно
на естествен­ном, оптимальном балансе объекта съемки и окружающего его
пространства, не отвлекая внимание ни искаженной перспективой, ни
из­лишним отделением переднего плана от задне­го.

Объективы с меньшим, чем у нормального, фокусным расстоянием и углом
зрения по диагонали кадра 60 градусов и более носят назва­ние широкоугольных.
К примеру, в системах пленочных камер с кадром размером 24x36 мм
«широкоугольниками» принято называть объе­ктивы с фокусным расстоянием
35 мм и менее. Широкоугольный объектив полностью оправ­дывает свое
наименование, поскольку более широкий, чем у нормального, угол зрения
тако­го объектива позволяет вместить в рамки кадра значительно большее
пространство, захватить гораздо более широкую и впечатляющую пано­раму.
При этом, естественно, происходит и зна­чительное изменение характера
передачи пер­спективы в сравнении со стандартной оптикой. Предметы на
заднем плане становятся меньше по размеру в сравнении с передним планом.
К тому же и глубина резкости субъективно уве­личивается (во-первых,
из-за того, что предме­ты на заднем плане изображаются визуально более
четкими, а во-вторых, из-за конструктив­ных особенностей большинства
широкоуголь­ных объективов).

Широкоугольная оптика не­заменима при съемках в условиях
ограниченного пространства (например, в интерьерных съемках). Также она
более чем вос­требована в бытовой любительской съемке. Са­мые
распространенные любительские сюжеты типа «мы все вместе за праздничным
столом» и «я и горы» без широкоугольника просто не получаются.

Длиннофокусными (или телеобъектива­ми)
называют объективы с большим, чем стан­дартные, фокусным расстоянием
(более 80 мм для камер с размером кадра 24мм х 36мм). Та­кие объективы
имеют меньший угол зрения (не более 30 градусов по диагонали кадра) и
позволяют «приблизить» объект съемки, давая при той же дистанции съемки
заметно более круп­ное, увеличенное изображение. Поэтому одно из важных
применений длиннофокусной опти­ки - это портретная съемка Ведь избежать
ис­кажения пропорций лица человека можно лишь в том случае, если
дистанция съемки со составляет примерно полтора-два метра. А на таком
расстоянии стандартный и, тем более, ши­рокоугольный объектив даст
достаточно мелкое изображение. И только применение длиннофокусной оптики
дает возможность од­новременно получить и правильные, естествен­ные
пропорции лица и фигуры человека, и до­биться наиболее выразительной и
сбалансированной композиции кадра. Детали на заднем плане при съемке
длиннофокусным объективом изображаются в более крупном масштабе, а
поэтому падение четкости и детализации изображения заднего плана
становит­ся гораздо заметнее.

Длиннофокусный объек­тив - это отличный инструмент и в том случае,
когда к объекту съемки невозможно (или за­труднительно) подойти поближе,
чтобы сфотографировать его в достаточно крупном масшта­бе, или когда
возникает необходимость акцентировать внимание на каких-то неболь­ших
деталях и крупных планах объекта съемки, отрезав и размыв до
неузнаваемости ненужный задний план. Кроме того, телеобъективы
совер­шенно по-особенному передают перспективу, «сплющивая» ее и
сокращая расстояния между передним и задним планами. Наиболее близко к
нашему восприятию запруженную машинами дорогу, теряющуюся в дымке
тропинку, уходящие вдаль рельсы или ровный ряд фасадов до­мов лучше и
легче всего передать именно с по­мощью длиннофокусной оптики. Чем
сильнее фокусное расстояние длиннофокусного объектива отличается от
стандартного, тем более за­метным будет укрупнение главного объекта
съемки на будущей фотографии, и тем более спрессованной будет
восприниматься перспек­тива на снимке.

Вторая важная характеристика объектива (точнее - пара характеристик),
на подробном описании которой мы бы хотели остановить­ся, - это угол
поля изображения объектива и угол зрения объектива на пленке (или
матри­це) фотоаппарата.

УГОЛ ЗРЕНИЙ ОБЪЕКТИВА

УГОЛ ЗРЕНИЙ ОБЪЕКТИВА - это величина, определяемая соотношением
фокусного рас­стояния объектива и размером матрицы (или кадра пленки)
фотоаппарата.

Чем меньше фокусное расстояние объекти­ва, и чем больше размеры кадра
пленки или матрицы, тем более широкая панорама сможет уместиться в
пределах кадра. И наоборот, при увеличении фокусного расстояния
объек­тива и уменьшении размеров матрицы (кадра пленки] изображение на
фотографии будет представлять собой более узкий, ограниченный рамками
кадра «взгляд» на окружающую дейст­вительность. Угол зрения пары
объектив - мат­рица (или объектив - кадр пленки) зависит ис­ключительно
от размеров матрицы (кадра) фотоаппарата и фокусного расстояния
объекти­ва. (Это правило не срабатывает только в од­ном единственном
случае - для сверхшироко­угольного объектива специальной конструкции
типа "рыбий глаз», предназначенного для по­лучения особого «вывернутого»
изображения.)

Угол зрения каждого объектива, приводимый в большинстве таблиц и
справочников, обычно указывается исходя из размера диагонали кад­ра
пленки (или матрицы), для работы с которы­ми объектив предназначен. К
примеру, угол зрения объективов для 35-мм системных пле­ночных
зеркальных аппаратов рассчитывается, исходя из размера диагонали
стандартного (24x36 мм) кадра пленки и составляющего Око­ло 43 мм.
Однако если этот же объектив устано­вить на соответствующую цифровую
системную зеркалку с матрицей уменьшенного размера. . то угол зрения
того же самого объектива уже будет заметно меньше. Иными словами, один и
тот же объектив при работе с кадром меньше­го размера станет как бы
«длиннофокуснее».

Вполне логично было бы продолжить наши рассуждения и в «обратную»
сторону. То есть предположить, что при увеличении размера матрицы (кадра
пленки) угол зрения объектива соответственно увеличится. Однако так
можно предполагать лишь в случае «идеального» объ­ектива. В реальной
жизни, конечно, идеальных объективов не существует. А у каждого
реаль­ного объектива в качестве одной из важных оп­тических
характеристик. Выступает угол поля изображения (и связанный с ним размер
поля изображения объектива). Эти параметры опи­сывают максимальный
размер изображения, которое может построить объектив на пленке или
матрице.

Если размер матрицы (или кадра пленки) хотя бы немного превысит
размер поля изображения объектива, то по углам фотогра­фии будет
наблюдаться заметное падение рез­кости. Значительное несоответствие
размера поля изображения и размера кадра может даже привести к так
называемому "виньетирова­нию», то есть затемнению краев кадра. Поэтому
для предотвращения подобных проблем обяза­тельно соблюдение важного
правила - исполь­зовать только те объективы, размер поля изо­бражения
которых больше, чем диагональ кадра.

Для наглядной иллюстрации этого эффекта приведем в пример три
объектива с одинако­вым фокусным расстоянием, но построенных по разным
оптическим схемам и рассчитанных для применения на фотоаппаратах с
различным размером кадра - Flektogon 50мм f/4 (широ­коугольный объектив
для среднеформатных камер с размером кадра 6х6см), Canon EF 50 мм f/1.8
(стандартный объектив для 35-мм ка­мер с размером кадра 24x36 мм) и
Zuiko Digital ED 50 мм f/2.0 Macro (длиннофокусный макро-объектив для
цифровых камер системы Four Thirds с размером кадра 13,5x18 мм).
Несмотря на одинаковое фокусное расстояние всех трех объективов, только
объектив Flektogon 50 мм f/4, спроектированный как широкоугольный (угол
поля изображения около 80 градусов), сможет создать изображение около 9
сантимет­ров в диаметре, достаточное для покрытия кад­ра 6х6 см.

Объективы же другой конструкции -стандартный Canon EF 50 мм f/1.8
(угол зрения около 50 градусов) и длиннофокусный Zuiko Digital ED 50 мм
f/2.0 Macro (угол зрения около 30 градусов) не в состоянии выполнять
функ­ции 50-мм широкоугольника в системе средне-форматных камер,
поскольку создаваемое ими изображение имеет диаметр лишь чуть больше 50
мм/25 мм соответственно (вместо необхо­димых для этого 90 мм). С другой
стороны, функции стандартного 50-мм объектива в сис­теме 35-мм пленочных
камер с размером кадра 24x35 мм может выполнять не только специ­ально
спроектированный для этой цели Canon EF 50 мм f/1.8, но и
широкопленочный широко-угольник Flektogon 50 мм 1/4. А уж функции
длиннофокусного объектива в системе цифро­вых зеркальных камер «четыре
третьих» может выполнять любой 50 мм объектив из представ­ленной нами
тройки - любой из них без винье­тирования и каких-либо других проблем
по­крывает изображением матрицу 13,5x18 мм.

Естественно, что использование огромного, тяжелого и менее
светосильного среднеформатного объектива вместо такого же по
выпол­няемым функциям, но заметно более легкого, компактного и
светосильного объектива, спе­циально спроектированного для работы в
сис­теме «четыре третьих» - это больше теоретиче­ская идея, чем
практическая необходимость (тем более что применяемые при этом
переход­ники значительно ухудшают функциональность камеры). К тому же
различие в способе крепле­ния объектива к аппарату еще больше
затруд­няет такого рода эксперименты. А уж поставить объектив от
цифровой зеркалки формата 4/3 на 35-миллиметровую или на среднеформатную
зеркалку - и вовсе невыполнимая задача, поскольку в этом случае
наведению резкости такого объектива на бесконечность будет ме­шать
зеркало.

Так почему мы так подробно остановились именно на этой проблеме,
которая раньше бы­ла знакома лишь фотографам, работающим с
крупноформатными карданными и полевыми камерами?

Причиной этому - широкое распространение относительно недорогих
системных цифровых зеркальных фотоаппаратов Canon, Nikon, Pentax, Sigma и
Minolta, совместимых по оптике с пленочными 35-мм зеркальными
аппаратами тех же фирм. Уменьшенные (в сравнении с ка­дром 24x36 мм)
размеры матрицы этих цифро­вых аппаратов привели со временем к
необхо­димости разработки широкоугольных и стандартных зум-объективов,
оптимизиро­ванных для работы с матрицей формата APS-C, поскольку любой
объектив от пленочной зеркалки при использовании на цифровой зеркалке
имеет заметно меньший угол зрения. Для те­леобъективов это, конечно,
удобно. А вот широкоугольная оптика сразу теряет сбои заме­чательные
свойства. Поэтому, когда количество выпускаемых цифровых фотоаппаратов с
«по­лукадровой» матрицей (15,6x23,7 мм или 15x22.5 мм) стало
значительным, а цены на них стали вполне демократичны, в продаже
появи­лись и специальные объективы, рассчитанные на работу с такой
матрицей.

Первыми «полу­кадровую» оптику выпустили компании Nikon (серия
объективов «DX» - AF-S DX 12-24/4 IF ED, AF-S DX 18-7O/3.5-4.5G IF ED,
AF-S DX 17-55/2.8 G IF ED и AF DX Fisheye 10.5/2.8D ED) и Canon (серия
объективов «EF-S» - EF-S 18-55/3.5-5.6, EF-S 10-22/3.5-4,5 USM и EF-S
17-85/4-5.6 IS USM). А сейчас у большинства про­изводителей оптики уже
есть целые линейки специальных «полукадровых» объективов -это, например,
серия объективов «DA» у Pentax (DA 14/2.8, DA 16-45/4 ED AL, DA
18-55/3.5-5 6, DA 50-200/4-5.6 ED) и серия «DC» у Sigma (10-20/4.0-5.6
EX DC HSM, 18-50/2.8 EX DC, 18-50/3.5-5.6 DC, 18-125/3.5-56 DC,
18-200/3.5-6.3 DC, 55-200/4-5.6 DC, 30/F1.4 EX DC HSM). Специальные
«цифровые» объективы чаще всего являются, образно говоря, «уменьшенны­ми
аналогами» стандартных и широкоугольных «полнокадровых» зумов за счет
того, что они рассчитаны на покрытие «полукадровой» мат­рицы (а не
полного кадра 24x36 мм), а диапа­зон фокусных расстояний пропорционально
смещен в сторону уменьшения.

К примеру, объектив Canon EF-S 17-85/4-5.6 IS USM при применении на
цифровых зеркалках Canon EOS 300D, EOS 350D и EOS 20D практически
полно­стью идентичен «полнокадровому» объективу Canon EF 28-135/3.5-5.6
IS USM как функцио­нально (при использовании последнего на пле­ночных
зеркалках), так и по размерам и даже по внешнему виду!

Однако с выпуском относительно недорогих «полукадровых» цифровых
зеркальных аппара­тов пленочная техника не пошла в утиль. Доста­точно
многие фотографы используют одновре­менно как цифровые, так и пленочные
аппараты. Тем более что для кого-то из них ос­новным критерием выбора
цифрового аппара­та была совместимость по оптике и аксессуарам с
имеющейся на руках пленочной системой. И если на цифровой зеркалке без
проблем можно использовать практически любой объе­ктив от пленочного
аппарата, то «цифровой» объектив установить на пленочную зеркалку в
большинстве случаев можно (поскольку байонет «цифровых» объективов
Nikon, Pentax, Minolta и Sigma полностью совместим с байонетом
соответствующих пленочных аппаратов). А вот при попытке фотографировать
выясняет­ся, что специальный "цифровой" объектив не состоянии покрыть
изображением всего лишь около двух третей площади кадра пленки.

Увы, «бесплатным широкоугольником» такой объек­тив не сможет
работать, и место ему исключи­тельно на цифровых аппаратах с
«полукадро­вой» матрицей. Поставить же своеобразный предохранитель,
запрещающий использовать «полукадровую» оптику, на полнокадровых
цифровых и пленочных аппаратах решила толь­ко компания Canon, разработав
для своих «полукадровых» цифровых объективов особый байонет EF-S,
механически несовместимый со стандартным байонетом EF. При этом ответный
байонет EF-S «полукадровых» цифровых зеркалок EOS 300D. EOS 20D и EOS
350D спроектиро­ван таким образом, что позволяет без ограни­чений
устанавливать и использовать любой объектив как с новым байонетом EF-S,
так и со стандартным байонетом EF.

Уделим внимание и второй причине, по ко­торой в качестве нормальной и
широкоуголь­ной оптики на цифровом фотоаппарате жела­тельно применение
специально спроектированных для этого объективов. Светоприемные сенсоры
цифровых фотоаппаратов (КМОП и ПЗС-матрицы).

В отличие от пленки, гораздо критичнее относятся к углу падения
лу­чей света. И если лучи попадают на поверхность матрицы не
перпендикулярно ее поверхности, а под более острым углом, то некоторая
часть свете уже не попадает на светочувствительную поверхность
фотоприемника из-за перегоро­док между ячейками. Эта особенность работы
матриц приводит к тому, что при использова­нии на цифровых зеркалках
некоторых объек­тивов, разрабатывавшихся для работы на пле­ночных
аппаратах, изображение по краям кадра заметно теряет четкость,
становится не­сколько темнее, а в некоторых случаях могут даже появиться
цветовые артефакты. Для пре­дотвращений этого неприятного явления
объек­тивы для цифровых аппаратов должны обладать свойствами так
называемой «теле­центрической» оптики.

Основное преимущест­во телецентрической оптики состоит в том, что она
обеспечивает попадание лучей света на ма­трицу фотоаппарата практически
перпендику­лярно к поверхности не только по центру кадра, но и на его
краях. За счет оптимального угла па­дения лучей света на матрицу
правильно рассчитанный объектив позволяет добиться лучшей четкости,
равномерной яркости и пра­вильной цветопередачи го всему полю
изобра­жения.

Термин «телецентрическая оптика» впервые ввела в
широкий оборот компания Olympus Optical, представляя разработанную ей
систему зеркальных цифровых фотоаппаратов формата «четыре третьих». При
этом, разумеется, ком­пания пообещала, что вновь рассчитываемая оптика
Zuiko Digital для новой системы будет обладать телецентрическими
свойствами, а значит картинки будут яркими и четкими от края до края.

Современные объективы других фирм, пред­назначенные для использования
как на пленоч­ной, так и на цифровой технике, также либо
разрабатываются с учетом особенностей при­менения их на цифровых
зеркалках, либо (как минимум) проходят обязательное тестирова­ние на
отсутствие явных проблем при работе е «цифровом» варианте. В качестве
примера та­кой универсальной оптики можно привести объективы Canon EF
24-70/2.8 L и Canon EF 17-40/4 L. Другой пример - компания Sigma,
ко­торая провела «инвентаризацию» немалого ко­личества своих объективов
на предмет совместимости с цифровыми аппаратами. В ре­зультате этой
работы более полудюжины объе­ктивов были заменены аналогами, имеющими е
своем названии аббревиатуру «DG» (Digital Grade), то есть
рекомендованными для исполь­зования и на цифровых аппиратах. Мы видим,
что объективов, как разработан­ных для использования только с
«полукадровы­ми» цифровыми зеркалками, так и одинакоао пригодных для
эксплуатации на цифровых и пленочных зеркальных фотоаппаратах
стано­вится все больше и больше. Поэтому будем на­деяться, что благодаря
широкому распространению объективов, специально разработанных с учетом
особенностей использования на цифровых аппаратах, проблем с качеством
изображения (даже при росте мегапикселей этого класса фотоаппаратуры в
будущем), на­блюдаться не будет.