Розуміння природи світла дає велику перевагу в виробництві відмінних фотографій. Те як світло взаємодіє з об'єктивом - мабуть найбільш важлива відправна точка. У цій статті ми розглянемо конструкцію фотооб'єктивів, що дозволить вам зокрема зрозуміти якими складовими визначається їх ціна.
Вибір об'єктива для покупки може бути нелегким завданням, адже є стільки факторів для оцінки: якість збірки, вартість, діафрагма, стабілізація зображення, але чому ж насправді один об'єктив відрізняється від іншого?
Групи, елементи і яке це має значення
Кожен об'єктив складається з окремих лінз, які називаються «елементи». Сенс використання багатьох елементів в тому, щоб зменшити аберації, щоб зображення було позбавлене недоліків.
Лінзи різних розмірів і форм згруповані разом щоб по-різному заломлювати світло різної довжини хвиль і дозволяти світлу зводитися, і, таким чином, зменшувати аберації. Уявіть собі проходження світла через призму, коли він входить під одним кутом, заломлюється склом, і потім виходить в іншому напрямку.
Кожен скляний елемент різної форми по-різному переломлює світло, що дозволяє дизайнерам об'єктивів управляти проходженням світла. Угруповання елементів, складання лінз різної форми одна на іншу, дає можливості кращого контролю світла і зменшити цей шум.
типи елементів
Більшість лінз мають вигнуту поверхню і називаються сферичними оскільки вони відповідають невеликій ділянці поверхні сфери. Історично вони були дешеві та прості у виготовленні простим шліфуванням, але їх конструкція допускає спотворення світлових хвиль і призводить до недосконалостей зображення.
Ці дисторсии зменшені в більш високоякісних об'єктивах з використанням асферичних лінз, про які я розповім пізніше.
Апохроматичні (APO) елементи використовуються в основному в телеоб'єктивах. Довгофокусні об'єктиви особливо сприйнятливі до хроматичним аберація, які призводять до зниження контрастності і різкості зображень. Апохроматичні елемент зводить світло трьох кольорів - зелений, синій і червоний в одній площині, що знижує спотворення.
Топові об'єктиви також містять «плаваючі» внутрішні елементи, що переміщаються в залежності від фокусної відстані щоб зменшити кривизну поля, що викликає втрату різкості по краях кадру.
Литі й шліфовані лінзи
Спосіб виробництва оптичних елементів об'єктивів також впливає на якість зображень, які вони здатні створювати. Існують три основні способи виробництва, перший з яких - шліфування й полірування асферических лінз. Процес шліфування й полірування скла є трудомістким і дорогим, тому такі лінзи зустрічаються тільки в професійних об'єктивах. Canon використовує такі елементи великого діаметра для своїх об'єктивів L-серії щоб забезпечити високу роздільну здатність при падінні світла під будь-яким кутом.
Елементи наступного рівня - це литі асферичні лінзи, або в термінології Nikon - лінзи точної формування (PGM). Скло нагрівається до такої міри, що може бути сформована асферична поверхню. Це робиться за допомогою штампа або форми. Nikon стверджує, що високий ступінь точності таких лінз безсумнівна в зв'язку з тим, що кожен елемент вимірюється в мікронах - це 1/1000 мм. Лінзи цього типу менш дорогі у виготовленні і, в наслідок цього, можуть бути знайдені в об'єктивах для просунутих любителів і ентузіастів.
Третій з найбільш поширених методів виготовлення оптичних елементів - це гібрид зі скляної лінзи, покритої асферичним пластиком для надання форми. Ці лінзи чутливі до змін навколишнього середовища, таким як вологість і температура і тому не дуже підходять для професійного застосування і використовуються в аматорській техніці.
покриття лінз
Можливо ви не знали, але зазвичай лінзи втрачають частину світу через відбиття від поверхонь. У деяких випадках кожен елемент може втрачати близько 5% світла, в результаті чого кількість світла, що потрапляє в об'єктив з 10 елементами буде зменшено приблизно на 50%.
Покриття лінз були розроблені для зменшення відображень світла і полегшення проходження світла через лінзи. Приблизно так само, як покриття на сонцезахисних окулярах відображає частину спектру світла, дозволяючи решті світлу проходити до ваших очей.
Матеріали, такі як фторид магнію і монооксид кремнію, використовують в якості покриттів у вигляді дуже тонких шарів на поверхні, причому кожна лінза зазвичай покривається декількома шарами щоб зменшити відображення світлових хвиль різних частин спектра.
Наприклад, найкращі з лінз Canon мають більше 10 шарів покриттів, що забезпечує світлопропускання на рівні 99.9% в діапазоні від ультрафіолетового до ближнього інфрачервоного світла.
Спотворення і аберації
В ідеальному світі об'єктив повинен відображати будь-яку пряму лінію як ідеально пряму. Однак в реальності будь-який об'єктив, що мають вигнуті поверхні, не здатний зводити паралельні промені в одній точці, так що вони спотворюються і викривляються. Ця кривизна є особливістю будь-якого об'єктива сконструйованого з сферичних елементів, але вона може значно відрізнятися в залежності від конкретного об'єктива і використовуваного фокусної відстані.
Це спотворення найбільш помітно при роботі з паралельними лініями і об'єктами, розташованими на краю кадру, де ефект максимальний. Більшість зум-об'єктивів страждають «бочковими» спотвореннями на широкому кінці, коли в середині зображення утворюється «опуклість».
Вони також можуть бути схильні до «подушкові» спотворень на довгому кінці, яке є протилежним випадком і супроводжується «втягуванням» зображення в центрі. Проте, як правило існує якесь середнє положення зум-об'єктива, в якому прямі лінії виявляться прямими і яке безсумнівно варто знайти!
Спотворення залежить не тільки від об'єктива. Воно також варіюється в залежності від вашої близькості до об'єкту зйомки. Для ландшафтних і архітектурних фотографів спотворення об'єктиву - серйозна проблема, оскільки вони хочуть отримувати зображення з прямими лініями і правильними пропорціями. У той же час портретні фотографи зазвичай не працюють з прямими лініями і тому спотворення для них не такі страшні.
Більшість виробників оптики сьогодні створюють об'єктиви з використанням асферических елементів, створених для зменшення спотворень і аберації. На відміну від сферичних лінз, асферичні мають вигнуту поверхню, здатну виправити аберації. Це досягається завдяки тому, що світло, що проходить через лінзу, збирається в одній точці, так що єдиний потік світла потрапляє на матрицю, що зменшує спотворення, викликані проходженням через лінзу кількох променів.
На ілюстрації нижче представлені 2 фотографії, які я недавно зняв на весіллі, при цьому зображення зліва вкрите відблисками і спотвореннями світла, а на правому вийшло тепле світіння.
Одна з головних характеристик, на які звертають увагу фотографи при виборі об'єктива - це максимальна діафрагма, оскільки вона визначає потенціал об'єктива в плані глибини різкості і роботи в умовах слабкого освітлення. Діафрагма позначається у вигляді дробу з фокусом в чисельнику і стопами в знаменнику і означає розмір зіниці (відкритої діафрагми) об'єктива, який пропорційний квадрату фокусної відстані об'єктива.
Наприклад, 50мм об'єктив може мати максимальну діафрагму f / 1.2, але об'єктиву з фокусною 100 мм буде потрібно в 4 рази більший отвір для отримання такої діафрагми. Так що світлосила об'єктива визначається не тільки діаметром отвору, а залежить від фокусної відстані.
Також необхідно враховувати, що 50 мм об'єктив має більш широке поле зору і, отже, йому простіше пропустити більше світла. Великі телеоб'єктиви компенсують це дуже великим діаметром переднього елемента, що в свою чергу призводить до збільшення сферичних аберацій, для боротьби з якими і забезпечення різкості зображень потрібні додаткові групи лінз, а це істотно здорожує виробництво.
У фотографії терміном боке називають спосіб відображення об'єктивом расфокусированного світла. Це найбільш помітно на невеликих фонових відблисках, які часто виглядають на фотографіях у вигляді світлових гуртків. Кожен об'єктив має різний боке в залежності від його конструкції. Терміном боке часто неправильно описують малу глибину різкості з різким об'єктом на сильно розмитому тлі. Насправді цей термін відноситься лише до того, як виглядає зона нерізкості.
Здатність об'єктива коригувати сферичні аберації сприяє боке, оскільки дає світлим плям збільшуватися в розмірах при видаленні від фокусу з рівномірним розподілом світла по колу. Професійні об'єктиви мають чудові можливості зменшення спотворень світла через комбінацію груп елементів.
Однак найбільший вплив на боці надає конструкція діафрагми. Найважливішим фактором є кількість пелюсток діафрагми, що дозволяє робити отвір більш округлим, що створює більш привабливе для ока боке.
Професійні об'єктиви як правило мають більше пелюсток і тому створюють краще боке, як зображено на фотографії нижче, де порівнюються боке об'єктива Canon EF 50mm зліва і приємніше боке об'єктива Canon L 24-105mm справа.
конструктив об'єктива
На рубежі XIX і XX століть компанією Цейс був створений цілий ряд об'єктивів, які стали стандартами конструктиву на багато років. Їх оптичні схеми використовуються і сьогодні з трохи модернізованим дизайном.
Планар (Planar)
Тессар (Tessar)
Тессар - ще один об'єктив, розроблений Полом Рудольфом під час роботи на Цейс. Вперше представлений в 1902, Тессар отримав назву від грецького слова, що означає чотири, завдяки конструкції з чотирьох елементів. З оригінальною діафрагмою f / 6.3, Тессар був компактним об'єктивом, що забезпечує високу оптичну якість за доступною ціною. Багато 50мм об'єктиви побудовані на його оптичній схемі.
Соннар (Sonnar)
Соннар з'явився трохи пізніше і був запатентований Цейс в 1929 році. Його розробником був доктор Людвіг Бертеля. Перший Соннар був 50мм об'єктивом, що складається з п'яти елементів і призначеним для дальномерок Zeiss Contax. Його назва походить від німецького слова «Sonne», що означає «сонячний», завдяки діафрагмі f / 1.5.
Соннар зміг перемогти конструктивні недоліки попередніх об'єктивів, пропонуючи кращу контрастність і менші засвітки, ніж Планар і набагато кращу діафрагму, і менші хроматичні аберації, ніж Тессар.
стабілізація зображення
Якщо говорити про якість зображень, яке може забезпечити об'єктив, то системи стабілізації зображення (IS) або зменшення вібрацій (VR) грають виключно важливу роль, дозволяючи отримувати різкі фотографії на витягах до чотирьох разів довше, ніж при звичайній зйомці з рук.
Як Canon, так і Nikon використовують надзвичайно розумні технології із застосуванням датчиків руху для виявлення небажаних зрушень, здатних розмити зображення. Цей сигнал потім обробляється мікропроцесором, керуючим мотором, що регулює становище групи лінз з точністю в частки секунди.
Обертові передній елемент
Ряд об'єктивів мають обертається передній елемент, що не є великою проблемою поки не починаєш користуватися деякими видами фільтрів, наприклад -полярізатором. Проблема в тому, що коли ви повертаєте фільтр в потрібне положення, а потім змінюєте фокусування, поляризатор зсувається, що може утруднити зйомку. Рішенням може бути покупка квадратного власника фільтрів. Загалом цей момент слід враховувати при покупці таких об'єктивів якщо ви користуєтеся світлофільтрами.
висування зуму
Я виявив, що деякі об'єктиви, навіть серед L-серії Canon, мають тенденцію до раздвижению якщо вони опущені вниз. Це, звичайно, викликано тяжінням, але може дратувати при зйомці, коли ви несете камеру збоку на поясі, а до моменту піднесення до очей з повністю висунутими зумом.
Деякі об'єктиви мають вбудований фіксатор, який обмежує рух зуму і блокує його на потрібному фокусній відстані, що вирішує проблему, але також може бути перешкодою якщо потрібно працювати швидко і зумміровать не втрачаючи кожен раз час на перемикання фіксатора.
висновок
Це чиста правда, що саме об'єктив визначає якість зображення. Для тих, хто хоче придбати об'єктив, такі аспекти, як вартість, максимальна діафрагма і якість збірки будуть найбільш важливі. Проте важливо знати конструктив об'єктивів і матеріали, що використовуються в них щоб розуміти за що ви реально платите.
Наступного разу використовуючи камеру ви може бути задумаєтеся на хвилину про природу світла і неймовірних технічні досягнення, які дозволяють вам створювати фотографії.
