Решающим фактором, который определяет цену привычного для нас фотоаппарата, является точность и качество исполнения его конструкции. Такой параметр, как прецизионное позиционирование центра плоскости фотоматериала перпендикулярно оптической оси объектива является определяющим для получения безупречной резкости по всему полю кадра. При этом подразумевается, что фотоматериал идеально плоский (чему способствуют прижимные столики различного рода, даже вакуумные).
Есть немало других геометрических констант, небольшое отступление от которых не позволит получить идеальных результатов съёмки, или ограничит функциональные возможности аппарата. Например, выход за очень узкое поле допуска длины рабочего отрезка объектива* не даст Вам точно сфокусироваться в бесконечности.
* «рабочий отрезок объектива» - расстояние между базовой поверхностью оправы объектива и фокальной плоскостью (плоскостью пленки).
рис. 1. Все подвижки форматных камер подвластны замыслу художника
Какую же цель преследует фотограф, покупая тяжёлую съёмочную камеру за несколько сот, а то и тысяч долларов (это без оптики), у которой связь объектива и фокальной плоскости гибкая?
Дело в том, что, обладая определённым опытом и знаниями, владелец такого профессионального инструмента может творить с его помощью чудеса, совершенно не доступные жёстким конструкциям аппаратов даже самого высокого класса. Для тех, кто имеет достаточный опыт работы с узким форматом, термин «объектив, с возможностью сдвига оптической оси» или, по-другому, «шифт (shift) – объектив» конечно не откровение. Знакомы нам и более сложные объективы тилт-шифт (tilt - shift), которые помимо сдвига оптической оси допускают и её наклон относительно плоскости пленки.
Однако 99 % всех объективов спроектированы с учётом допущения, что плоскость фотослоя при съёмке будет параллельна плоскости снимаемого объекта. Это стандартная установка касается объективов всех видов и фокусных расстояний. Узел крепления объектива к камере разработан таким образом, чтобы его оптическая ось, как можно более строго была перпендикулярна фокальной плоскости (плоскость, проходящая через фокальную точку объектива, в которой располагается фотоматериал). Когда Вы фокусируете объектив, Вы сосредотачиваетесь на центральной части композиции, условно считая её абсолютно плоской, не учитывая её объёмной протяжённости. Из теории оптических систем известно, что каждой точке объекта соответствует сопряженная точка изображения, а каждому положению плоскости в пространстве объектов соответствует определенная плоскость в пространстве изображений. Поэтому на фотоматериале наиболее резкими будут только те объекты, которые располагаются в плоскости наводки объектива, причём перед экспонированием, плоскости наводки и фотослоя должны быть совмещены. Точки объекта, по обе стороны, отстоящие от плоскости наводки, будут изображаться на фотослое в виде кружков нерезкости. Не вдаваясь в математические выкладки, напомним, что глубина резко изображаемого пространства ГРИП, прямо пропорциональна расстоянию до плоскости наводки, значению диафрагмы, диаметру допустимого кружка нерезкости **, и обратно пропорциональна величине фокусного расстояния объектива.
** Допустимый кружок нерезкости - максимальный круг нерезкости, который ещё воспринимается как «точка» в изображении.
рис. 2. Цифровой задник на форматной камере
Резкость изображения, как она ощущается человеческим глазом, тесно связана с резкостью действительного изображения и «разрешающей способностью» зрения. В фотографии резкость также зависит от степени увеличения изображения или проекционного расстояния, или от расстояния, с которого рассматривается объект. В практике определены некоторые допуски для воспроизведения точек изображений, которые, хотя и размыты до определенной степени, все же кажутся наблюдателю резкими. Для 35-мм однообъективной зеркалки допустимый круг нерезкости составляет около 1/1500 диагонали кадра, если исходить из того, что изображение увеличивается до фотографии 15х20 см и рассматривается с расстояния 25-30 см. Объективы с электронной автофокусировкой рассчитываются таким образом, чтобы давать минимальный круг нерезкости размером 0,035 мм. Именно из этой величины исходят расчеты таких параметров, как глубина резкости.
Обратимся к примеру. Предположим, держа камеру в нормальной позиции, на уровне глаз, Вы хотите запечатлеть бескрайнее поле диких цветов, простирающееся от Ваших ног до горизонта. Чтобы составить подобную композицию со стандартным узкоплёночным или цифровым оборудованием, Вы должны нацелить объектив вниз, под небольшим углом к горизонту, и затем сфокусировать его на «гиперфокальное расстояние»***.
*** Гиперфокальное расстояние - самое короткое расстояние, при котором «бесконечность» попадает в область глубины резкости.
Гиперфокальное расстояние можно определить следующим образом:
Гиперфокальное расстояние = f2 /d x F, где f это фокусное расстояние объектива, F – действующая апертура объектива, d - диаметр кружка нерезкости.
Нетрудно заметить, что минимальное гиперфокальное расстояние, которое даст лучшую глубину резкости для нашей композиции, обеспечивается при наименьшем отверстии диафрагмы. Таким образом, единственным доступным оружием, позволяющим осуществить Ваш замысел, будет апертура объектива, закрученная до предела.
Специальные tilt, или tilt - shift - объективы, которые допускают наклон оптической оси относительно плоскости пленки, позволяет подойти к этой проблеме несколько по-иному. С их помощью можно значительно увеличить глубину резко воспроизводимого пространства, без существенного уменьшения апертуры объектива, что крайне важно при скудном освещении. Эти объективы позволяют управлять углом наклона плоскости фокусировки, максимально приближая её наклон к плоскости объекта. Т.е., в нашем случае, сохраняя композицию, Вы наклоняете не камеру, а объектив к поверхности моря цветов. Хотя плоскости фокусировки и земной поверхности всё равно будут пересекаться, это будет происходить уже под гораздо меньшим углом, что позволяет получить максимальную глубину резко изображаемого пространства при гораздо меньших значениях апертуры. Объективы, обладающие такой оптической гибкостью, стоят не дёшево, но обойтись без них при использовании камер узкого формата, порой не удаётся.
Для камер среднего и большого формата использование функции tilt, гораздо более актуально, а иногда просто необходимо. Дело в том, что объективы одинаковых фокусных расстояний, для всех съёмочных форматов имеют одинаковую глубину резкости, при одной и той же диафрагме. Скажем, объектив 90 мм на Canon, 90 мм на Pentax 67, или объектив 90 мм на формат 9х12см (4x5"), имеют одинаковую ГРИП в любой апертуре. Но для узкоплёночного Canon объектив 90 мм - это короткий телеобъектив, для Pentax 67 – штатник, а для камеры 9х12см (4x5") – широкоугольник, примерно эквивалентный 28 мм. объективу узкого формата. Но если широкоугольник узкоплёночной камеры допускает определённые вольности в управлении ГРИП при съёмке, на камере большого формата широкоугольник ведёт себя так же, как узкоформатный телевик, стиснутый достаточно жёстким полем глубины резкости.
Чтобы избежать этой, казалось бы, безвыходной ситуации, камеры больших форматов используют гибкие связи самой конструкции аппарата, обеспечивая пространственную подвижность оптической оси объектива и фокальной плоскости. Всеми этими подвижками управляет сам оператор, в зависимости от его намерений (рис. 1).
Фотокамеры, использующие гибкие механические связи, как правило, делают широкоформатными, от 9х12см (4x5") и выше. Сегодня в них преимущественно используется плоская форматная плёнка, или современные цифровые задники (рис. 2), которые, конечно же, сильно проигрывают перед традиционным фотоматериалом. Качество изображения широкоформатных пленок несравнимо с качеством среднеформатных, а тем более 35мм пленок, вследствие большей деталировки, резкости, меньшей зернистости и увеличенного тонального диапазона. Широкоформатные пленки с их огромным объемом информации отображают объекты более подробно, особенно при крупномасштабной печати.
Мы не будем в этой статье рассматривать какие то конкретные конструкции форматных камер, ограничимся лишь обобщённым схематическим макетом.
(От редакции: в ближайших публикациях ФОТОкурьер планирует поместить материалы, посвящённые 120-ой годовщине создания фирмы LINHOF, вот тогда мы подробно остановимся на различных конструктивных воплощениях её великолепной форматной техники.)
Схематично конструкция широкоформатной камеры состоит из задней (кассетной) стенки с матовым стеклом, служащей для фокусировки и зарядки плоской пленки, передней (объективной) стенки (доски) с затвором, объективом и мехом, который соединяет заднюю стенку с передней. Обе эти стенки могут двигаться в разных направлениях относительно друг друга. Чтобы представить себе, о чём идёт речь, обратимся к рис. 3.
рис. 3. Обобщённый схематический макет форматной камеры
Пояснения к рис. 3
Составные части широкоформатной камеры:
А. объектив
B. апертурная шкала
C. шкала скорости затвора
D. панель объектива (объективная доска)
E. барашек регулирования положения панели объектива
F. опорная рама объективной доски
G. барашек регулирования положения опорной рамы объективной доски
H. спусковой тросик
J. удлинительный мех
K. крепление штатива
L. матовое стекло
М. барашек регулирования положения задней стенки
N. задняя стенка
O. опорная рама задней стенки
P. барашек регулирования положения опорной рамы задней стенки
Q. шторка кассеты
R. кассета
S. плоская форматная плёнка
Подвижки:
1. перемещение задней стенки вверх
2. перемещение задней стенки вниз
3. перемещение объективной доски вверх
4. перемещение объективной доски вниз
5. смещение опорной рамы задней стенки влево
6. смещение опорной рамы задней стенки вправо
7. смещение опорной рамы объективной доски влево
8. смещение опорной рамы объективной доски вправо
9. уклон задней стенки назад
10. уклон задней стенки вперед
11. уклон объективной доски назад
12. уклон объективной доски вперед
13, 14. вращение опорной рамы задней стенки вокруг вертикальной оси
15, 16. вращение опорной рамы объективной доски вокруг вертикальной оси
17. фокусировка подвижкой объектива
18. фокусировка подвижкой матового стекла
Преимущество профессиональных аппаратов такого типа заключается в возможности трансформации изображения, которые Вы задумали ещё до съёмки. Овладение техникой трансформирования - бесспорный залог получения профессионального результата работы. Эту технику освоить не сложно, и она станет понятной Вам после нескольких упражнений.
Кроме того, обладая таким универсальным фотографическим инструментом, Вы свободны в выборе формата, используя разный светочувствительный материал в соответствующих кассетах, или задниках. Правда, здесь надо помнить об одном важном условии – правильном выборе объектива, который бы мог обеспечить достаточное поле зрения при всех трансформациях для используемого формата. Иными словами, при всех предельных значениях подвижек, виньетирование изображения должно быть минимальным. Для того чтобы было понятно, о чём идёт речь, обратимся к рис. 4.
рис. 4. Результаты съёмки одного и того же объекта, сделанные в равных условиях широкоформатной камерой 18x24 см. (8x10") с помощью разных объективов с фокусным расстоянием 135 мм., рассчитанных для использования с меньшими форматами.
На рис. 4 Вы видите результаты съёмки одного и того же объекта, сделанные в равных условиях широкоформатной камерой 18x24 см. (8x10") с помощью разных объективов с фокусным расстоянием 135 мм., рассчитанных для использования с меньшими форматами.
Рис. 4A – объектив 135 мм. рассчитан на работу с форматом 6 х 6 см (2¼ x 2¼"). Изображение, полученное в результате съёмки, занимает лишь малую часть используемого материала
Рис. 4B – объектив 135 мм. рассчитан на формат 9 х 12 см (4х5"). Здесь площадь используемого материала, занятая изображением, уже много больше. Заметьте, что размеры фонтана не изменились. Это и не удивительно, поскольку фокусные расстояния объективов одинаковы.
Рис. 4C – объектив 135 мм. рассчитан на формат 13x18 см. (5x7"). Здесь полезная площадь используется ещё эффективнее, хотя ясно, что транжирить крупноформатный фотоматериал, используя объективы такого рода бессмысленно.
Иллюстрации (рис. 4) позволяют сделать вывод, что объектив 135 мм, рассчитанный на малый формат производит на нашем формате эффект телеобъектива, объектив того же фокусного расстояния, кроющий формат 18x24 см. будет вызывать эффект широкоугольника. И, конечно же, прежде чем использовать тот или иной объектив, необходимо изучить его кроющие способности (поле зрения), учесть при этом все предстоящие подвижки, и уже тогда определяться с форматом, используя нужный задник. Конечно, в идеале лучше иметь набор оптики полностью соответствующий формату Вашей камере, но это не всегда возможно, да и не рентабельно.
Каким же образом на практике реализовать возможности
гибкой конструкции камеры?
Изменение положения задней стенки или объективной доски форматной камеры вызывает перемещения оптической оси ради достижения определенного эффекта. Это может быть:
- подъем или опускание «rise» - вертикальное движение вверх либо вниз объективной доски или кассетной части
- сдвиг shift - горизонтальное движение вправо или влево объективной доски или кассетной части
- наклон «tilt» - объективной доски или кассетной части вперед либо назад
- поворот «swing» - объективной доски или кассетной части вправо или влево
- одновременное использование разных подвижек.
С помощью этих манипуляций можно управлять изображением. Например, регулировать глубину резко изображаемого пространства (ГРИП) при использовании длиннофокусных объективов с широкоформатными камерами. Когда плоскость изображения и оптическая ось объектива строго перпендикулярны (кассетная и объективная стенки параллельны), трудно отрегулировать резкость всей картинки, но эту проблему можно решить наклоном или поворотом объективной доски. Вспомните пример с бескрайним полем цветов. Подъем – опускание, сдвиг кассетной и объективной части, или наклон и поворот кассетной части управляют перспективой. Если посмотреть на матовое стекло вашей камеры при съемке высокого здания, то можно увидеть, что здание явно «падает» и его изображение искажается в сравнении с тем, что видится человеческому глазу без фотокамеры. Наклон кассетной и объективной стенок или подъем объективной доски позволят получить эффект естественной перспективы.Давайте на конкретных примерах рассмотрим некоторые возможности трансформации изображения при использовании разного рода подвижек.
Четыре подвижки «rise»:
подъем или опускание - вертикальное движение вверх, либо вниз
объективной доски или кассетной части.
В качестве объекта съёмки выбран куб, перед которым, точно по оси симметрии расположен вертикально стоящий брусок (рис.
5). Оптическая ось объектива наклонена под 45 гр. к горизонту и находится в створе с осью симметрии объекта съёмки. Все регулировки на камере установлены в «0». Фокусировка производится по верхней передней грани куба.
рис. 5. Оптическая ось объектива наклонена под 45 гр. к горизонту и находится в створе с осью симметрии объекта съёмки. Все регулировки на камере установлены в «0». Фокусировка производится по верхней передней грани куба
Результат (рис. 5) - изображение совпадает с центром негатива верхняя передняя грань куба, будучи близко расположенной к объективу, выглядит увеличенной. Она получилась наиболее резкой. При этом вся конструкция имеет нормальную неискажённую перспективу.
рис. 6. Результаты съёмки при подъеме или опускании объективной доски или кассетной части.
рис. 6А - Подъем кассетной части (задней стенки). Изображение, сохраняя все пропорции и размеры, смещается к верхней границе кадра
рис. 6B - Опускание кассетной части. С той же степенью неизменности изображение смещается вниз.
рис. 6С – Подъём объективной доски вызывает приблизительно такой же эффект, как опускание кассетной части, изображение смещается вниз.
рис. 6D – Опускание объективной доски практически равносильно подъему кассетной части.
Внимательно вглядитесь в рис. 6С, 6D. Если бы, мы не поместили перед кубом вертикально стоящий брусок, Вам вряд ли удалось бы заметить некоторые изменения формы объекта, которые возникли при подвижках объективной доски. Пространственное положение бруска и куба меняется. Брусок вертикально смещается относительно куба. Правда, изменения формы предметов при этом столь незначительны, что ими практически можно пренебречь. При подъеме / опускании кассетной части такого эффекта мы не видим.
Четыре подвижки «shift»:
сдвиг - горизонтальное движение вправо или влево
объективной доски или кассетной части.
Не все модели форматных камер оборудуются этими подвижками, поскольку подобные операции могут быть произведены, если положить камеру с подвижками «rise» на бок.
Объект оставлен прежним. Оптическая ось объектива наклонена под 45 гр. к горизонту и находится в створе с осью симметрии объекта съёмки. Разница в том, что корпус самой камеры повёрнут теперь относительно положения оптической оси (рис. 5) на 90 гр. На рис. 7 вид камеры сверху. Все регулировки на камере установлены в «0». Фокусировка производится по верхней передней грани куба.
рис. 7. Камера используется в «лежачем» положении. Оптическая ось объектива наклонена под 45 гр. к горизонту и находится в створе с осью симметрии объекта съёмки. Все регулировки на камере установлены в «0». Фокусировка производится по верхней передней грани куба.
Результат (рис. 7) - изображение совпадает с центром негатива верхняя передняя грань куба, будучи близко расположенной к объективу, выглядит увеличенной. Она получилась наиболее резкой. При этом вся конструкция имеет нормальную неискажённую перспективу.
рис. 8. Результаты съёмки при горизонтальных сдвигах объективной доски или кассетной части.
рис. 8А - Сдвиг кассетной части (задней стенки) влево. Изображение, сохраняя все пропорции и размеры, смещается влево.
рис. 8B - Сдвиг кассетной части вправо. Не меняясь, изображение смещается вправо.
рис. 8С - Сдвиг объективной доски влево, вызывает смещение изображения вправо, вызывая при этом небольшое пространственное смещение бруска относительно куба (кажется, что куб получает большее перемещение)
рис. 8С - Сдвиг объективной доски вправо, вызывает тот же эффект, только в обратном направлении.
Окончание следует.