Юрий Гурский - Цифровая фотография. Трюки и эффекты

Наверное, каждый пробовал сфокусировать солнечные лучи увеличительным стеклом, чтобы добыть огонь или хотя бы выжечь рисунок. Точно так же изображение фокусируется в фотоаппарате. Именно поэтому фотоаппарат нельзя направлять на солнце.

Чтобы понять, что происходит с лучом света, попавшим в объектив, обратимся к школьному курсу оптики. На рис. 4.1 схематически представлен объектив из единственной линзы.

Рис. 4.1. Объектив из единственной собирающей линзы фокусирует лучи света в точке F, называемой фокусом. Расстояние от фокальной плоскости, в которой лежит эта точка, до оптического центра линзы обозначено буквой f

Внимание!

Распространение лучей света в оптике принято изображать слева направо. При этом в нашем случае слева (перед линзами объектива) располагаются изображаемые предметы, а справа – их изображения.

Лучи света, падающие на линзу А, собираются в одной точке, то есть в фокусе этой линзы. Плоскость, в которой лежит данная точка, перпендикулярна оптической оси линзы О и называется фокальной плоскостью.

А теперь несколько определений. Заучивать их, разумеется, не нужно. Они понадобятся для понимания всего, что будет изложено дальше.

• Оптический центр линзы – это точка линзы, через которую лучи проходят без изменения направления.

• Оптическая ось линзы (О, см. рис. 4.1) – это прямая, которая является осью сим – метрии линзы и проходит через центры кривизны ее поверхностей. На оптической оси линзы находится ее оптический центр.

• Фокус линзы (F) – точка, в которой собираются лучи, освещающие линзу. Фокус собирающей линзы находится впереди, а фокус рассеивающей – позади ее оптического центра.

• Фокусное расстояние (f) (Focal Length) – это расстояние между фокусом линзы и ее оптическим центром. Оно зависит от кривизны поверхности линзы и свойств материала, из которого она изготовлена.

Правило

Хорошая, четкая фотография получается лишь тогда, когда расстояние между объективом и матрицей находится в соответствии с расстоянием между фотографом и объектом съемки. Если такого соответствия нет, то снимок получается нерезким, размытым и про него говорят: «Изображение не в фокусе». Следовательно, при съемке объектив нужно сфокусировать, то есть настроить систему линз таким образом, чтобы изображение обрело резкость.

Чтобы понять, как фокусируется объектив, обратимся к традиционному фотоаппарату. Вот в чем заключается ручная наводка на резкость: фотограф, поворачивая расположенное на объективе кольцо фокусировки, настраивает систему линз объектива так, чтобы изображение стало резким, или, другими словами, наводит на резкость. Линзы при этом перемещаются, и когда они займут определенное положение, изображение на пленке (в нашем случае – на матрице) сфокусируется, то есть примет резкие, четкие очертания.

Владельцу компактной цифровой камеры нет нужды выполнять эту операцию. В массовых моделях современных камер наводка на резкость выполняется автоматически, а системы линз перемещает специальный электромотор.

Фокусное расстояние и объективы

Разные объективы имеют разное фокусное расстояние, то есть промежуток от оптического центра объектива до плоскости матрицы. Фокусное расстояние измеряется в миллиметрах.

Главное

Фокусное расстояние определяет угол обзора объектива. Именно от фокусного расстояния зависит размер объекта съемки на фотографии.

Современные компактные и зеркальные камеры оснащаются одним объективом с постоянным или переменным фокусным расстоянием. У объективов с переменным фокусным расстоянием (зумом) указывается диапазон фокусных расстояний.

Исходя из величины фокусного расстояния все объективы делятся на нормальные, короткофокусные (широкоугольные), длиннофокусные (телеобъективы) и объективы с переменным фокусным расстоянием. Объективы, позволяющие изменять фокусное расстояние, называются варио– или зум-объективами.

С изменением фокусного расстояния меняются угол обзора объектива и перспектива. Чтобы пояснить все это, рассмотрим рис. 4.2. На нем изображены объективы с фокусными расстояниями f и f1, равноудаленные от объекта съемки. При этом фокусное расстояние f меньше, чем f1.

Рис. 4.2. Изображение, полученное объективом с коротким фокусным расстоянием f (а), крупнее: такой объектив охватывает более широкую панораму, чем длиннофокусный (б)

Как видно из схемы, изображение, полученное с помощью объектива с коротким фокусом, гораздо крупнее, чем получающееся у длиннофокусного объектива. Другими словами, короткофокусный объектив охватывает более широкую панораму, чем длиннофокусный, и его угол обзора значительно шире. Именно поэтому короткофокусные объективы иначе называют широкоугольными. Снимок, сделанный широкоугольным объективом, включает больше объектов, чем фотография, полученная штатным объективом с той же точки.

Что происходит с изображением при изменении фокусного расстояния объектива? С увеличением фокусного расстояния угол обзора объектива сужается, а широкая панорама сокращается до небольшой области пространства. В длиннофокусных объективах удаленные предметы кажутся крупнее и ближе друг к другу.

С уменьшением фокусного расстояния «угол зрения» объектива увеличивается, зона охвата кадра расширяется, а предметы на нем уменьшаются и удаляются. На рис. 4.3 два снимка одной и той же панорамы сделаны с использованием разного фокусного расстояния.

Рис. 4.3. Фокусное расстояние определяет масштаб изображения в видоискателе: первый снимок (а) сделан широкоугольным объективом, а второй (б) – длиннофокусным

Несмотря на разнообразие объективов, все они устроены и работают одинаково: фокусируют проходящие через линзы лучи света на светочувствительной пленке или, если речь идет о цифровых камерах, светочувствительной матрице (сенсоре).

Кстати

Объектив состоит из нескольких линз, объединенных в оптические системы. Оптических систем в объективе может быть от двух до пяти.

Нормальные объективы, то есть объективы с фокусным расстоянием, примерно равным диагонали кадра, почти универсальны для всех видов съемок. Но на снимках, сделанных с расстояния менее 1,5 м, такие объективы дают большие искажения. Поэтому нормальные объективы не годятся для съемок крупным планом.

Фокусное расстояние нормального (штатного) объектива для большинства 35-миллиметровых фотоаппаратов находится в пределах 45–55 мм. Угол обзора такого объектива равен 40–50° и соответствует углу зрения человека. Поэтому снимки, сделанные стандартным объективом, не отвлекают внимание искаженной или непривычной перспективой, позволяя сосредоточиться именно на сюжете и объекте съемки.

Какой объектив считать широкоугольным, какой – нормальным, а какой – длиннофокусным? Смотря какая у вас камера! Таблица 4.1 поможет разобраться, какие фокусные расстояния для каких фотоаппаратов считаются малыми и большими.

Как правило, цифровые камеры снабжены умеренно широкоугольным объективом. Такой объектив зрительно удаляет объекты съемки, поэтому в кадр попадает больше предметов. Данное свойство позволяет снимать крупные объекты – дома, деревья, целые пейзажи.

Главный недостаток таких объективов станет вам ясен при взгляде на рис. 4.4 – они совершенно непригодны для съемки портретов с близкого расстояния. Способность «широкоугольников» изменять перспективу при съемке крупным планом приводит к тому, что черты лица сильно искажаются и оно становится похожим на карикатуру.

Рис. 4.4. На близких расстояниях широкоугольные объективы дают значительные искажения

Примечание

Существуют сверхширокоугольные объективы, которые называются «рыбьим глазом». Все прямые линии, не проходящие через центр, в них искажаются и закругляются (рис. 4. 5). Стоят такие объективы довольно дорого и применяются в профессиональной фотографии.

Рис. 4.5. Сверхширокоугольные объективы «рыбий глаз» искажают все прямые линии, не проходящие через центр

В каких случаях бывают полезны широкоугольные объективы?

• При съемке вне помещения. Обладатель «широкоугольника» захватит в видоискатель все, что ему нужно, и легко исключит из кадра все лишнее, приблизившись к объекту съемки.