webdonsk.ruПросветление оптики своими руками
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 31.08.2024
Вы, вероятно, заметили, что линзы современных объективов отсвечивают голубоватым или сиренево-фиолетовым цветом. Может показаться, что стекло, из которого сделаны линзы объектива, окрашено. Однако нетрудно убедиться, что никакой окраски здесь нет. Достаточно посмотреть на свет сквозь объектив, и окраска исчезнет, линзы будут совершенно бесцветными. Объектив приобретает эту своеобразную окраску только тогда, когда вы держите его на некотором расстоянии от глаза, т. е. рассматриваете не в проходящем свете, а в свете, отраженном поверхностями линзы. Что же скрывается за зтой загадочной окраской?
Разобраться в этом явлении поможет простой опыт. Возьмите в руки обыкновенное стекло и, став лицом к свету, посмотрите сквозь него. Если стекло чистое и прозрачное, вы не обнаружите каких-либо особых явлений и будете видеть предметы почти так же 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 стеклом. По этой причине часто бывает трудно разглядеть застекленную картину, если она висит напротив окна; из-за этого, глядя ночью из ярко освещенного железнодорожного вагона, вы обычно ничего не видите и не только потому, что пейзаж не освещен, но главным образом потому, что вам мешает свет, отраженный стеклами вагона.
Просветленные оптические детали отличаются от непросветленных тем, что они не отражают света, и именно в этом заключается их замечательное действие.
Просветление объективов состоит в том, что на все поверхности линз, граничащие с воздухом, особым способом наносятся тончайшие пленки 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.
Пыль с поверхности линз просветленных объективов надо сдувать резиновой грушей, а в случае образования жировых пятен их можно удалить, осторожно протерев объектив ватным тампоном на спичке, смоченным смесью чистого спирта с эфиром или в крайнем случае только спиртом. Сейчас просветляются все фотообъективы.
Как устроен объектив
Многие слышали о просветляющих напылениях на линзы биноклей, фотоаппаратов, телескопов…
Просветление оптики – нанесение одной или нескольких слоев тончайших пленок на поверхность линз, соприкасающихся с воздухом. Просветление применяется для улучшения светопропускаемости оптической системы. Просветляющие плёнки предназначены для уменьшения рассеяния и отражения падающего света от поверхностей оптического элемента, что, несомненно, улучшает контраст и светопропускание оптики. Просветлённый объектив требует заботливого и бережного обращения…
Везде пишут что это очень дорогое удовольствие и некое ноу-хау крупных фирм по производству высококачественной оптики. Собственно и да и нет. Потому как ничего нового не открыли и продолжают наносить слои либо методом травления… либо напылением в вакуумной установке.
Предварительно детали промывают полчаса 2% раствором NaOH, затем после промывки сразу переносят в ванну травления — режим зависит от марки стекла, для устойчивых стекол типа К8 обработка ведется при 90 С в течении суток в 0.5% растворе азотной или соляной кислоты, для флинтов Ф4 — 10 часов в уксусной или 3 часа в азотной.
Концентрация кислоты во всех случаях небольшая — 0,5%.
Затем детали промывают теплой водой и сушат при 90С.
Как видите ничего сверх естественного.
Как предупреждение:
В ходе опытов один компонент полностью расклеился,(агрессивность азотки ну гораздо выше чем уксуса, вот бальзамчик и не выдержал ) однако впоследствии был успешно скреплён вновь при помощи эпоксидки.
До просветления мучали блики с яркостью не намного слабее основного изображения.
В просветлённом окуляре блики практически отсутсвуют, и изображение стало заметно контрастнее.
Более интересный слой получается осаждением кремния из эфира ортосиликата…. об этом напишу в следующий раз.
Известны случаи, когда клиенты "уличали" продавцов в недобросовестности: мол, антирефлексное покрытие должно отливать зеленым, а на моих очках этого нет. К сожалению, продавцы в подобных ситуациях затрудняются дать человеку исчерпывающее объяснение, почему линзы его очков "не отливают зеленым". Что же касается пропаганды просветляющих покрытий среди пациентов со стороны врачей, она явно недостаточна.
Нередко мы ставим наших пациентов в тупик, поясняя им, что просветляющее покрытие обеспечивает прохождение света в объеме 99%. Ведь если человек не имеет оптического образования, он может подумать, что без покрытия было бы 100% и оно устраняет блики ценой уменьшения светопропускания на 1%. В действительности дело обстоит совершенно иначе. Если человек носит очки, то общий объем поступающего в глаза света уменьшается. При коэффициенте преломления стекла близком к 1,5 от передней и задней поверхностей линзы отражается примерно 4% лучей - в сумме получается 8% (а при коэффициенте преломления пластика CR-39 равном 1,499 от передней и задней поверхности отражается почти 14% лучей, т.к. происходит поглощение лучей самим материалом). Иными словами, при ношении очков с прозрачными линзами в глаза поступает лишь около 92% видимого света. Хотя, чем больше коэффициент преломления очковой линзы, тем больше коэффициент отражения. Например, у высокоиндексных минеральных линз показатель преломления равен 1,9, а коэффициент отражения достигает 18%. В этом случае в глаз попадает всего 82% информации. Такое же отражение имеют и высокоиндексные полимерные линзы, т.к. они лучше пропускают свет по сравнению с обычными полимерными линзами. Для того чтобы линзы не отбирали часть информации, идущей от всего спектра излучения, необходимо уменьшить отражение от поверхности линзы и увеличить пропускание во всем видимом диапазоне спектра. В этом случае и применяются просветляющие покрытия.
Основное назначение просветляющих покрытий - не ликвидация поверхностных бликов на очковых линзах, а увеличение светопропускания за счет уменьшения отражения. Общеупотребительное название этих покрытий - "антирефлексные", т.е. противоотражающие - как раз характеризуют их главную особенность.
Учитывая, что видимый диапазон широкий, то необходимо снятие бликов во всем световом потоке. Только тогда будет достигнуто 99% пропускания во всем видимом диапазоне. Но ряд фирм производят просветление в отдельных полосах пропускания, обеспечивая просветление только в узком диапазоне света. Сейчас наибольшее распространение получили просветляющие покрытия, увеличивающие светопропускание в зеленой области спектра - поэтому остаточный блик или, как говорят оптики, остаточная паразитная засветка зеленая. Такие покрытия весьма экологичны, поскольку зеленый свет обладает релаксирующим действием. Кроме того, они технологически просты и дешевы в изготовлении, поэтому и стали у нас синонимом антирефлексного покрытия вообще. Основной недостаток таких покрытий заключается в том, что при снижении коэффициента отражения в узкой области спектра он может даже увеличиваться по сравнению с непросветленной поверхностью. Другой недостаток таких покрытий в том, что они обеспечивают отражение только, если свет падает перпендикулярно на поверхность. Т.е. если свет будет падать не под прямым углом к поверхности линзы эффект просветления будет снижаться, и тем больше, чем на больший угол будет смещаться световой луч, идущий на поверхность линзы. Например, при угле падения света под углом 65 градусов, коэффициент отражения будет составлять почти 10%. К сожалению многие фирмы выпускающие линзы с просветляющими покрытиями в узкой области (например в зеленой, желтой, голубой, фиолетовой и др.) умалчивают о том, что в большинстве случаев эти покрытия имеют только декоративный характер. Но все эти покрытия не являются плохими, т.к. отрезают вредный для глаза ультрафиолетовый свет.
Например, фирма Satis Vacuum производит просветляющие покрытия с различными спектральными характеристиками. На рисунке 1 показано просветление ~98,4 в узкой желто-зеленой области спектра.
Это покрытие не может обеспечить просветление во всей области спектра. Как правило - это декоративные покрытия. Такое покрытие не обеспечивает должной защиты от ультрафиолетового излучения.
На втором рисунке просветление выполнено в достаточно широкой области, но оно также не обеспечивает постоянного отражения на всей области видимого диапазона.
На рисунке 3 показано ахроматическое просветляющее покрытие, которое обеспечивает пропускание светового потока во всем видимом диапазоне, и уменьшает отражение на всем видимом диапазоне спектра приблизительно до 99,5%.
Правомерно ли говорить о таких покрытиях, что они гарантируют свободное прохождение 99% видимого света? Нет, неправомерно. Если светопропускание повышено лишь в зеленой области спектра, то оно возрастает только в этой области, а не во всем видимом диапазоне. Поэтому суммарное светопропускание на всем видимом диапазоне составит не 99%, а лишь на 94-95%.(в зависимости от показателя преломления материала линзы).
Но есть и другие типы просветляющих покрытий. В принципе их можно разработать сколько угодно, понижая отражение то в одной, то в другой спектральной полосе. На практике же получили применение лишь несколько типов просветляющих покрытий. Одно из наиболее сложных, технологически дорогостоящих и эффективных покрытий - ахроматическое, т.е. с серой паразитной засветкой. Оно повышает пропускание лучей каждой из семи частей спектра почти на 1%. Эффективность таких покрытий не снижается при падении светового луча под разными углами на поверхность линзы. Только такое покрытие, гарантирует 99% светопропускание. Много это или мало? В высокоточных оптических приборах необходимо 99,9% или даже 99,99%; что же касается человека, то 99% видимого света ему в повседневной жизни совершенно достаточно.
Ахроматическое просветляющее покрытие - наиболее качественное из всех известных. Но de facto линзы, на которые оно нанесено, пропускают не 99% света, а чуть меньше. Ведь необходимо учитывать также поглощение света стеклом или пластиком. Правда, оно незначительно - порядка 1% у стекла и чуть больше у пластика, если речь идет о линзах невысокой оптической силы (в пределах 4 D). Разумеется, и у линз с любым другим просветляющим покрытием фактическое светопропускание примерно на 1% меньше расчетного - по той же причине.
Так какие же задачи стоят перед просветляющими покрытиями?
Во-первых, это отсекание вредного ультрафиолетового света при повседневном ношении очков.
Во-вторых, улучшить пропускание светового потока по сравнению с линзами, которые не имеют просветляющего покрытия.
В-третьих, снять слишком большие поверхностные блики на линзах, которые повышают и комфорт для самого обладателя очков.
В-четвертых, придать более красивый, декоративный вид оправе в сочетании с линзами. Например, в золотистой оправе более удачно будут смотреться линзы с таким же золотистым отблеском.
И последний немаловажный факт: линзы с соответствующими отблесками значительно дороже, чем обычные линзы, а для многих это является элементом имиджа.
Физиологическое значение повышенного светопропускания состоит, прежде всего в облегчении работы оптического аппарата глаза. Поскольку мы видим предметы окружающего мира в отраженном свете, то чем лучше освещен объект, т.е. чем больше отраженного им света поступило в глаза, тем лучше мы этот объект различаем. Оптическая система глаза при этом осуществляет наводку на резкость, т.е. аккомодацию. Оптическая система глаза требует энергозатрат, которые возрастают при ухудшении освещенности, а значит, и при сильном отражении света от поверхностей очковых линз. Если же учесть, что глаз наводится на резкость в автоматическом режиме, в том числе на предметы, в данный момент нас не интересующие, а просто попавшие в поле зрения, то ясно, что изрядная часть выполняемой зрительной работы в известном смысле лишняя. Чем меньше энергии на нее затрачивается, тем лучше.
Свет поступающий в глаза, как правило, бесцветный или, если угодно, белый - исходящий либо от Солнца, либо от искусственного источника. Но представление о "бесцветности", "белизне" света вырабатывается зрительным анализатором в два этапа: первый - анализ, второй - синтез. Дело в том, что роговица, в норме обладающая оптической силой около 40 D, представляет собой сильную (крутую) линзу, и свет, падающий на нее в любом направлении, отличном от ее оптической оси, разлагается на составляющие. Аналогичным эффектом обладает хрусталик - его оптическая сила 20 D. Таким образом, белый свет благодаря свойствам глаза как оптической системы структурируется по спектральным характеристикам, а затем головной мозг вновь собирает их воедино.
Интересный вопрос, на какие именно составляющие разлагается цвет. При прохождении пучка света через прозрачную среду под определенным углом к поверхности, или при прохождении света через разнотолщинный оптический элемент, которым является любая линза, белый свет разлагается на семь цветов, которые и являются элементами видимого спектра. Человеческий глаз реагирует на электромагнитные колебания, которые имеют длину волны от 380 до 780 нм, причем максимум световой чувствительности глаза смещается по спектру в зависимости от уровня освещенности, что объясняется наличием колбочкового и палочкового зрения. При дневном зрении участвуют только колбочки, при ночном зрении, с участием только палочек, максимум чувствительности смещается в коротковолновую область. В длинноволновой области спектра палочки обладают меньшей чувствительностью, чем колбочки. Каждая палочка или колбочка сетчатки глаза содержит пигмент, который поглощает излучение в каком-то участке спектра лучше, чем в другом. Сетчатка содержит рецепторы четырех типов: три типа колбочек и один вид палочек. Палочки ответственны за способность человека, видеть при слабом освещении без восприятия цвета объектов. Восприятие цвета осуществляется колбочковым аппаратом сетчатки. Пигменты колбочек трех типов имеют максимумы поглощения в области 560, 530 и 430 нм, поэтому разные колбочки условно называют "красными", "зелеными" и "голубыми". Каждый тип колбочек имеет широкие зоны чувствительности со значительным перекрыванием, особенно для красных и зеленых колбочек.
Все цвета делятся на ахроматические (белый, серый, черный) и хроматические (остальные). Человеческий глаз может различать до 300 оттенков ахроматического цвета и несколько тысяч хроматических цветов в различных сочетаниях.
Большинство цветов являются сложными и имеют непрерывный спектр. Если весь спектр разделить на три зоны: первая зона - 380 - 480 нм, вторая - 480 -560 нм, третья - 560 - 780 нм. Сумма монохроматических лучей первой зоны дает ощущение синего цвета, второй - зеленого, третьей - красного.
Наиболее яркими человеческий глаз видит желто-зеленые цвета (т.е. максимум соответствует длине волны 556 нм). Яркость остальных цветов уменьшается по мере удаления от желто-зеленых к крайним красным, и синим цветам.
Зрительная система глаза заинтересована в максимально возможном прохождении видимого света на сетчатку глаза для обеспечения необходимого контраста изображения. При увеличении светового потока глаз начинает приспосабливаться, реагируя на это сужением зрачка. При уменьшении светового потока - зрачок расширяется, компенсируя тем самым недостаток света. Когда этот световой поток достаточно мал, в колбочках чувствительность возрастает в несколько раз, по сравнению с чувствительностью к дневному свету. При этом все цвета воспринимаются искаженными, т.е. бесцветными.
Иногда пациентам с дефектами зрения рекомендуют носить темные очки, пропускающие 25% света. Это не самая удачная рекомендация, поскольку энергозатраты на различение предметов в таких очках существенно возрастают, что со временем может привести к усугублению дефекта зрения.
Теперь о другом аспекте применения просветляющих покрытий. Мы неоднократно подчеркивали преимущества линз из высокоиндексных материалов, особенно при аметропиях высокой степени. Но с ростом коэффициента преломления усиливается отражение от поверхностей линз. Отсюда вывод: на высокоиндексных линзах, как стеклянных, так и пластиковых, просветляющее покрытие абсолютно необходимо. И если человек к тому же занят зрительно напряженным трудом, то не кто иной как врач должен рекомендовать ему не обычное (с зеленым бликом), а ахроматическое покрытие. Надо разъяснить пациенту его преимущества, к которым относится и практическое отсутствие даже остаточной паразитной засветки. Максимум, что можно увидеть на линзе с таким покрытием, это легкая серая тень. Бликов они не дают, ни под каким углом освещения.
Сказанное не умаляет достоинств традиционных антирефлексных покрытий с зеленой засветкой. Повышение светопропускания в зеленой области физиологично, хотя бесполезно, например, при дальтонизме; кроме того, есть люди, которые не то чтобы совсем не различают, а плохо различают красный и зеленый (по принципу "больше - меньше", а не "да - нет"); им также не нужны дополнительные проценты пропускания зеленого.
Роль просветляющего покрытия не сводится к увеличению объема визуальной информации, поступающей к человеку. Дело в том, что все подобные покрытия должны отсекать ультрафиолет. Защитные свойства роговицы не беспредельны. В солнечную погоду ультрафиолетовая "атака" на глаза бывает такой силы, что роговица попросту не справляется с защитной функцией. А если человек носит корригирующие очки в постоянном режиме, то вдобавок возникает тот же эффект, как при выжигании дерева с помощью сильного увеличительного стекла: диоптрийные линзы - минусовые и особенно плюсовые - фокусируют солнечные лучи на сетчатке, подавая на нее избыточное излучение. Это одна из главных причин высокой частоты поражений сетчатки у нашего населения. От избыточного излучения, кроме того, страдают хрусталик и конъюнктива; результатом становятся соответственно катаракта и конъюнктивит. Просветляющее покрытие может служить прекрасным профилактическим средством от этих патологий. До сих пор мы говорили о двух типах просветляющих покрытий - "зеленом" и "сером", ахроматическом. (Подчеркиваю: визуально и то и другое бесцветно - речь об окраске остаточной паразитной засветки).
Применяются также покрытия с золотым отливом - у них повышенное светопропускание в желто-оранжевой области, что повышает контрастность изображения. Но систематически носить очки с такими покрытиями в солнечную погоду на улице нежелательно: во-первых, контрастный фильтр в этих условиях не нужен, а во-вторых, постепенно может произойти сбой в цветовосприятии. "Зеленое" и ахроматическое покрытия подобной опасности не несут: первое - потому что зеленый свет физиологичен, второе - потому что серый фильтр не влияет на цветопередачу.
Существуют также просветляющие покрытия специального применения.
Наиболее сложное из них предназначено для работы с компьютером. У этого покрытия несколько полос усиленного светопропускания (в желто-оранжевой области для повышения контрастности, в зеленой области для успокоения глаз и еще в некоторых областях спектра, влияющих на зрительную память, а кроме того, несколько полос ограниченного светопропускания, отсекающих лишние спектральные компоненты.
В заключении - о спектральной коррекции зрения в условиях интенсивных излучений. Есть специальные очки для работы с лазером; их линзы изготавливают из особого стекла СЗ-22 и СЗ-23. Из аналогичного стекла делают линзы очков для стоматологов. Оно эффективно задерживает
УФ - лучи высокой мощности. Отдельные продавцы оптики в подобных случаях предлагают очки с обычным просветляющим покрытием, но здесь оно не спасает, поскольку мощность УФ - излучения многократно превышает интенсивность солнечного УФ и даже тестового излучения спектрофотометра. Стекла типа СЗ решают проблему, но меняют цветопередачу – красный цвет через них видится почти черным. Чтобы устранить этот недостаток, на стекло СЗ наносят особое просветляющее покрытие сложного состава, восстанавливающее нормальную цветопередачу. Если ваш пациент - стоматолог или работает с лазерными излучениями, необходимо рекомендовать ему именно такие очки.
Подведем итоги. Целесообразность применения просветляющих покрытий связана с физическими особенностями света и механизмом его восприятия глазами человека - в частности, человека, который носит очки. Пропаганда просветляющих покрытий среди населения должна начинаться в кабинете врача-офтальмолога и продолжаться в оптическом магазине или салоне. Надеемся, что эта статья хотя бы отчасти восполняет имеющуюся нехватку информации по данному вопросу.
Авторизуясь в LiveJournal с помощью стороннего сервиса вы принимаете условия Пользовательского соглашения LiveJournal
Просветление объективов
Еще в 30-х – 40-х годах XX века одной из немаловажных характеристик хорошего объектива было, как это ни странно сейчас звучит, минимальное количество границ стекло-воздух. Чем меньше у объектива было оптических компонентов (компонентом называется отдельно стоящая линза или нескольких склеенных вместе линз), тем меньше было потерь, связанных с отражением света при прохождении границы стекло-воздух. А эти потери, если внимательно подсчитать, оказывались в многолинзовых конструкциях довольно значительными. При преодолении каждой границы стекло-воздух отражается порядка 4-7% света (в зависимости от марки стекла). Соответственно, для 6-линзового объектива Planar 50мм 1:2, линзы которого собраны в 4 компонента (8 поверхностей воздух-стекло), показатель пропускания света оказывался порядка 65%, а у Sonnar`а 50мм 1:2, имевшем тоже 6 линз, но собранных в 3 компонента (6 границ воздух-стекло) – ближе к 75%. То есть получалось, что при одинаковой светосиле объектив с меньшим количеством групп линз давал ощутимо более яркое изображение. Но падение светопропускания объектива, требовавшее увеличения экспозиции при съемке, было далеко не самым неприятным эффектом. Ведь свет, отражаясь от поверхностей линз, никуда не исчезает. Многократно переотразившись, до половины "пропавшего" света в итоге все-таки попадает на пленку. Однако в построении полезного изображения этот свет не участвует, создавая на пленке дополнительную равномерную засветку – "вуаль". Вследствие этой засветки, наиболее заметной в случае наличия в кадре больших светлых участков или источников света, контрастность изображения сильно падает, картинка теряет сочность и "бриллиантовость", становясь малоконтрастной, серой, вялой и невыразительной. Кроме того, даже в случае применения более контрастной пленки, светорассеяние приводит к полному исчезновению деталей в тенях изображения. И это была серьезная проблема даже для объективов тех лет, состоявших, как правило, всего из 3-4 компонентов.
Среди нынешних зум-объективов конструкции, состоящие из 15-20 линз, собранных в 10-15 компонентов – явление распостраненное. Однако эти конструкции могли остаться лишь теоретическими разработками, если бы не изобретение промышленных технологий нанесения просветляющих покрытий на поверхность линз. Ведь кому нужен объектив, использующий для построения полезного изображения лишь 5-10% света, и имеющий светорассеяние на уровне 30-40%?
Просветление линз явилось решением этой проблемы. Принцип действия просветляющего покрытия основан на интерференционных эффектах падающего и отраженного света в прозрачной пленке толщиной 1/4 длины волны, имеющей коэффициент преломления света ниже, чем у стекла. Просветляющее покрытие состоит из одной или нескольких пленок толщиной 0.00010-0.00015мм, наносимых на поверхность каждой линзы напылением в вакууме. Уже однослойное просветление позволяет уменьшить коэффициент отражения с 4-7% до 1-2%, а многослойное (в зависимости от количества слоев) – до 0.2-0.5%.
Просветленный объектив имеет не только значительно лучшие показатели светопропускания, но и (что даже более важно!) – лучшую контрастность за счет снижения паразитного светорассеяния. Поэтому подавляющее большинство послевоенных объективов имеет просветление.
Многослойное просветление, широко используемое ведущими производителями оптики с начала 70-х годов, еще выше подняло планку параметров светопропускания и светорассеяния оптики. Из ныне выпускаемой оптики даже самые сложные многоэлементные объективы имеют коэффициент светопропускания не хуже 70-75% при минимальном светорассеянии. Большинство фирм, выпускающих фотографическую оптику, самостоятельно разрабатывает свои особые технологии рассчета и нанесения просветляющих покрытий, обладающих самыми совершенными характеристиками. У ведущих фирм параметры просветляющих покрытий рассчитываются отдельно для каждой линзы каждого объектива, ведь только таким образом можно обеспечить идентичную (или по крайней мере – близкую) цветопередачу всех объективов линейки. Обозначения "T*" на оправах объективов Carl Zeiss и "SMC" на объективах Pentax указывают как раз на наличие такого просветления. Аналогичные системы рассчета ахроматических многослойных просветляющих покрытий применяют и остальные ведущие производители оптики, давая им особые "фирменные" названия (например SSC – Super-Spectra Coating – у Canon, или SIC – Super Integrated Coating – у Nikon), а иногда – просто называя их "мультипросветлением" (Leica) или "ахроматическим покрытием" (Minolta). Многослойное ахроматическое просветление оптики уже давно стало нормой, поэтому большинство производителей даже не упоминают об этом в надписи на оправе объектива.
Рисунок объектива
Когда речь идет о технической фотографии, резкость и контрастность оптики выступают одними из главных ее характеристик. Резким и контрастным объектив сделать непросто, тем не менее многие фирмы, выпускающие оптику, в этом деле преуспели.
Однако иногда бывает, что изображение, которое дает объектив, просто не нравится. При этом формальных претензий к резкости, контрасту и другим объективным параметрам изображения нет, да и с композицией вроде все в порядке. А картинка – совершенно плоская, неживая, отталкивающая. Бывает и наоборот – вроде бы и контраст, и резкость на фотографии совершенно не выдающиеся, а тем не менее чем-то неуловимым изображение на этой фотографии приковывает взгляд.
Вот это "что-то неуловимое" и называют "рисунком объектива. Изображение, которое дает объектив с хорошим рисунком, обычно вызывает положительные эмоции и соответствующие эпитеты – "живое", "воздушное", "чистое", "прозрачное", "сочное", "бриллиантовое", "объемное" и так далее. Хороший рисунок трудно охарактеризовать несколькими словами. Это и хорошая пластика, то есть способность разделять тончайшие цветовые оттенки в цветной или серые тона в черно-белой фотографии. Это и тщательное, отчетливое, но отнюдь не грубое и не жесткое воспроизведение мельчайших деталей, контуров и линий изображения. Это и сочетание мягкости тональных переходов, различимости деталей как в светах и тенях изображения с достаточным контрастом. Это и плавный, но энергичный переход из резкости в нерезкость. Однако это лишь слова. Хороший рисунок надо увидеть своими глазами, чтобы ясно представить, о чем идет речь.
Если же изображение хочется охарактеризовать словами "сухое", "плоское" или даже "грязное" и "ватное" – то это вполне может быть признаком объектива с плохим рисунком. Безусловно, вину за изображение на фотографии, достойное столь нелестных эпитетов, не стоит возлагать только на объектив. Ухудшить изображение легко можно и на этапах выбора или обработки пленки, и при съемке, и при печати. Поэтому прежде, чем навесить "ярлык" объектива с плохим рисунком, нужно исключить все остальные возможные причины неудачи.
Рисунок объектива зависит от его оптической конструкции, особенностей рассчета его оптических характеристик, а также – от степени диафрагмирования и других параметров съемки. Практически для каждого объектива существуют свои ситуации, свои сюжеты, когда его рисунок проявляется в полной мере. Поэтому к любому из объективов нужно как бы привыкнуть, не торопясь "прочувствовать" характер и особенности даваемого им изображения, чтобы в дальнейшем использовать его наилучшим образом. Или же – заменить на другой, более подходящий объектив.
Bokeh
Достаточно просто определить резкость изображения, но значительно сложнее описать изображение, находящееся не в фокусе. Тем не менее вид изображения (точнее – передача ярких деталей заднего плана и световых бликов), находящегося в зоне нерезкости, может достаточно сильно сказываться на общем восприятии фотографии. При съемке разными объективами в зоне нерезкости получается разное изображение, которое может быть выглядеть лучше или хуже, точнее – более или менее естественно.
| Вид нерезкого заднего плана при разлином характере размытия (разном bokeh). Математическая модель |
Наиболее заметными на изображении (даже будучи нерезкими) оказываются яркие световые блики, а также мелкие контрастные детали. Объективы, обладающие самым красивым bokeh, передают их в виде приятных круглых размытых пятен без четких границ, а яркость этих пятен плавно падает к краям, где сравнивается с остальным фоном (b). Такой вариант размытия наиболее близок к привычному восприятию, создавая у зрителя впечатление объемности изображения. У объективов с менее приятным bokeh такие же блики на заднем плане будут передаваться менее привычно – например в виде четких однородных кружков с резкими границами (c) или еще хуже – "бубликов" с яркими границами и темной серединой (d). Иногда изображение бликов может принимать даже форму многоугольника с числом граней по количеству лепестков диафрагмы. В таком случае увеличение (с обычных 5-6 до 9) числа лепестков диафрагмы и способность их образовывать "скругленное" отверстие (circular aperture) позволяют изменить в лучшую сторону вид bokeh некоторых светосильных и длиннофокусных объективов. Хотя "умение" объектива строить мягкое и красивое изображение в зоне нерезкости не связано однозначно с конструкцией диафрагмы. Доказательством этому являются, например, объективы Leica, обладающие красивым bokeh и при этом, зачастую, имеющие небольшое число лепестков диафрагмы.
Объектив с "хорошим" видом bokeh позволяет выделять главное в снимке, не размывая задний план до однородного "киселя". Это помогает мягко и ненавязчиво расставить акценты, убирая с заднего плана только мелкие детали, но не лишая его узнаваемости.
"Плохие" варианты bokeh, наоборот, превращают задний план в мозаику из четких линий и геометрических фигур с контрастными контурами. В этом случае нерезкий задний план, полностью теряя узнаваемость, тем не менее приковывает взгляд (иной раз – даже отвлекая от резкого переднего плана).
Впрочем, рисунок размытия заднего плана у большинства объективов сильно зависит и от сюжета, и от рабочего значения диафрагмы, и от расстояния до объекта съемки, и от других параметров. Поэтому при эксплуатации многих современных объективов (в первую очередь – зумов), в большинстве своем имеющих далеко не идеальный bokeh, есть смысл лишний раз проверить примерный вид нерезкого заднего плана, закрыв диафрагму объектива до рабочего значения при помощи репетира диафрагмы (Depth-Of-Field preview). В этом случае появляется возможность подкорректировать вид нерезкого заднего плана на снимке еще до съемки.
Деление объективов по фокусному расстоянию
Фокусное расстояние – одна из главных характеристик объектива, она отвечает за "крупность" изображения, которое проецирует объектив на фотопленку (или матрицу цифрового аппарата). Чем больше фокусное расстояние объектива, тем более крупное, "приближенное" изображение мы получим при съемке с одной и той же точки. И наоборот, чем меньше фокусное расстояние объектива, тем более широкая панорама уместится на фотографии.
При изменении фокусного расстояния происходит изменение не только угла зрения объектива, но и изменение перспективы снимка. Увеличение фокусного расстояния делает задний план более крупным, приближает его к переднему, "скрадывает" разницу в расстоянии до переднего и заднего планов, "уплощает" перспективу. При уменьшении же фокусного расстояния, место крупных деталей на заднем плане занимает панорама, а сам задний план визуально становится дальше, мельче и четче, тем самым усиливая ощущение перспективы на изображении.
Соотношение масштабов переднего и заднего планов меняется в зависимости от фокусного расстояния объектива
Изменение пропорций лица при съемке объективами с разным фокусным расстоянием (в одном масштабе)
Соответственно, сменные объективы можно поделить в зависимости от фокусного расстояния на стандартные, широкоугольные и длиннофокусные объективы.
Оговоримся сразу, что деление объективов по назначению в зависимости от их фокусного расстояния – весьма условно, ведь более правильно классифицировать объективы в зависимости от угла их зрения. Поскольку угол зрения объектива зависит как от фокусного расстояния объектива, так и от размеров кадра пленки (или матрицы), один и тот же объектив, установленный на камеры с разным размером кадра, будет иметь разный угол зрения. Реальный пример: если объектив с фокусным расстоянием 50мм использовать на обычной 35мм пленочной камере с размером кадра 24х36мм, то угол его зрения составит 46 градусов (по диагонали), а при установке на цифровую камеру с размером матрицы 23.7x15.6мм угол его зрения уменьшится до 34 градусов.
Но все-таки наиболее удобным и понятным вариантом оказалось классифицировать объективы по абсолютной величине – фокусному расстоянию, уточняя при этом, какой размер изображения на пленке (матрице) будет использоваться. Например, объектив с фокусным расстоянием 105мм для формата 6х7см будет считаться стандартным. Для формата 24х36мм такое фокусное расстояние уже будет иметь длиннофокусный объектив, для цифровой камеры с "полудюймовой" матрицей 105мм – это уже мощный телеобъектив, а в системе форматных камер с кадром 5"х7" (13х18см) фокусное расстояние 105мм будет у сверхширокоугольного объектива.
В нашей статье речь пойдет в основном об оптике для 35мм камер. Поэтому, рассказывая о свойствах оптики разного фокусного расстояния, мы будем приводить в качестве примеров объективы для 35мм камер с размером кадра 24х36мм. К тому же эти цифры сейчас стали настолько привычны и информативны сами по себе, что надпись "эквивалентно фокусному расстоянию 50мм для обычных 35мм камер" стала стандартом "де-факто" для маркировки угла зрения объективов цифровых фотокамер.
Отличный эпизод для начинающих фотографов. Всего про объективы будет 5 частей, которые очень полезны! На данной странице ссылки на мою рубрику в журнале D-Town TV , а также, в рубрике Nikon D-Town перевод текстом.
Читайте также: