Основные характеристики фотографических объективов.
Фотографический объектив предназначен для создания оптического изображения объектов фотосъемки в плоскости размещения светочувствительного материала в фотоаппарате.
Самые первые объективы были однолинзовые. Изображение, создаваемое подобными объективами, было подвержено различным видам аберраций (сферическая, хроматическая, дисторсия и др.). Для устранения или значительного снижения аберраций в состав объектива вводились дополнительные линзы. Поэтому современные объективы представляют собой систему оптических линз (из трех и более различных линз), заключенных в специальную оправу.
От характеристик объектива в значительной степени зависит качество фотографического изображения. Технические характеристики фотообъективов делятся на три крупные группы, каждая из которых объединяет показатели конструктивных особенностей объектива, его фотометрические данные и показатели качества получаемого изображения.
К основным конструктивным характеристикам фотообъективов относятся:
1)фокусное расстояние;
2)геометрическое относительное отверстие;
3) угол поля зрения;
4) и угол поля изображения.
Основные фотометрические характеристики включают в себя эффективное относительное отверстие и светосилу. Качество изображения определяет такая характеристика, как разрешающая способность.
Фокусным расстоянием называется расстояние от задней оптической плоскости объектива до плоскости, где фокусируются лучи света, входящие в объектив параллельным пучком. Фокусное расстояние принято указывать на оправе объектива в миллиметрах.
Соотношение величин фокусного расстояния и диагонали кадра определяет следующую классификацию фотообъективов:
1)нормальные - фокусное расстояние примерно равно по величине диагонали кадра;
2)короткофокусные - фокусное расстояние меньше диагонали кадра;
3)длиннофокусные и телеобъективы ? фокусное расстояние больше диагонали кадра.
Короткофокусные объективы имеют большой угол поля зрения и используются для съемок с близких расстояний и общим планом.
Недостатки:
- при съемке близко расположенных объектов вносят в изображение перспективные искажения, подчеркивая разномасштабность близких и более удаленных объектов;
- дают неравномерное освещение кадра (большее в центре и меньшее по краям).
Фокусное расстояние обычных длиннофокусных объективов в 1,5-2 раза больше диагонали кадра. Эти объективы применяют в основном для съемки крупным планом. Угол поля зрения этих объективов небольшой. Способность длиннофокусных объективов давать четкое изображение в пределах небольшой глубины пространства (например, в плоскости лица) определили их широкое применение для портретной съемки, хотя по конструкции и характеру оптического рисунка они и не относятся к группе портретных объективов.
Телеобъективы в отличие от длиннофокусных объективов имеют небольшие габаритные размеры при большом фокусном расстоянии.
Различают две группы телеобъективов: линзовые двухкомпонентные и зеркально-линзовые. Зеркально-линзовые объективы при больших значениях фокусного расстояния являются достаточно компактными.
В последнее время в фотографии начали применяться фотообъективы с переменным фокусным расстоянием или, как их иначе называют, панкратические объективы. При их использовании отпадает необходимость применения сменных фотообъективов с различным фокусным расстоянием, что обеспечивает большую оперативность в работе, позволяя при съемке быстро переходить от общих к крупным планам, и наоборот. Предельные значения фокусного расстояния таких объективов указываются на их оправе (например, F=36-2 мм). В зависимости от особенностей конструкции панкратические объективы делятся на вариообъективы и трансфокаторы.
Угол поля изображения ограничивается двумя лучами, проходящими через отверстие диафрагмы объектива, и противоположными углами кадрового окна фотоаппарата. За пределами этого угла лежит изображение со значительно уменьшающейся резкостью и яркостью.
Угол, ограничивающий край изображения, называется углом поля зрения фотообъектива. В объективах с неустраненной дисторсией поле изображения значительно меньше поля зрения и лежит внутри него; в объективах с исправленной дисторсией угол поля зрения практически равен углу поля изображения.
В зависимости от угла поля изображения фотообъективы делятся на три группы:
1)нормальные (с углом поля изображения 45?-60?),
2) широкоугольные (с углом поля изображения более 60?),
3)узкоугольные (с углом поля изображения менее 45?).
Разрешающая способность. Этот показатель характеризует способность фотографического объектива передавать мелкие детали изображения и выражается максимальным количеством штрихов и промежутков на 1 мм в центре и на краю изображения. Для определения разрешающей способности используется мира (специальная испытательная таблица), оптические изображения которой получают с помощью испытуемого объектива. Различают разрешающую способность визуальную и фотографическую.
Визуальную разрешающую способность определяют путем рассматривания оптического изображения миры через микроскоп. Фотографическая разрешающая способность имеет большее практическое значение и определяется посредством фотосъемки объективом, который испытывается, штриховых или радиальных мир абсолютного контраста на мелкозернистую негативную фотопленку. При таком испытании, кроме факторов, вносимых самим объективом, учитываются и влияние разрешающей способности, зернистости и контрастности фотоматериала, а также факторы, вносимые его фотографической обработкой. Испытание осуществляется путем фотографирования в определенном масштабе щита с несколькими мирами.
Наибольшее значение разрешающей способности получается при значениях диафрагмы 5,6?11 (так называемое оптимальное диафрагмирование). При значениях диафрагмы менее 5,6 происходит некоторый спад разрешающей способности из-за наличия остаточных аберраций объектива, а при диафрагме более 11 разрешающая способность ухудшается вследствие повышающегося влияния дифракции света.
Глубиной резкости называется способность объектива давать практически резкое изображение предметов, находящихся от него на различном расстоянии.
Любую фигуру или группу точек, занимающих в поперечнике не более 0,1 мм, с расстояния 250-300 мм человеческий глаз воспринимает как одну точку. Для фотопленки форматом 24x36 мм допускается изображение отдельных точек в виде кружков диаметром 0,05 мм, которые принято называть допустимыми кружками нерезкости.
При съемке разноудаленных объектов с лучшей резкостью изображается тот объект, на который произведена фокусировка объектива. Однако в связи с допустимой нерезкостью практически резкими получаются объекты, расположенные несколько дальше и ближе от него, т.е. имеются передняя и задняя границы, между которыми расположено резко изображаемое пространство. Глубине резко изображаемого пространства (она может быть от нескольких миллиметров до бесконечно больших расстояний) соответствует глубина резкости объектива, не превышающая десятых долей миллиметра. При уменьшении светового отверстия диафрагмы глубина резкости объектива увеличивается. Это дает возможность увеличить и глубину резко изображаемого пространства при фотосъемке.
В фотографии важное значение имеет гиперфокальное расстояние (или начало бесконечности), т.е. расстояние от объектива до самого близкого предмета, изображаемого практически резко при фокусировке объектива в бесконечность. Если при наводке на резкость установить объектив на гиперфокальное расстояние, то передняя граница резкости приблизится к нему на половину этого расстояния, а задняя граница останется в бесконечности. В связи с этим при съемке больших пространств объектив фокусируют не в бесконечность, а на значение гиперфокального расстояния.
Глубина резко изображаемого пространства зависит от величины относительного отверстия объектива, его фокусного расстояния и дистанции съемки (расстояния от объектива до фотографируемого объекта).
Из выше сказанного можно сделать следующие выводы:
1)чем меньше относительное отверстие объектива (больше диафрагменное число), тем больше глубина резко изображаемого пространства;
2)чем меньше фокусное расстояние объектива, тем больше глубина резко изображаемого пространства;
3)чем больше дистанция съемки, тем больше глубина резко изображаемого пространства.