Photo: Keep It Simple, Stupid

Что такое рисунок оптики? Рисунок оптики — одно из свойств объектива. Наряду с разрешением, резкостью, контрастностью и передачей цвета. Он как явление связан с тем, что точка на объекте съемки передается через объектив в виде точки на приемник (матрицу или пленку) только там, где изображение передается резко. Вне зоны резкости точка передается на матрицу нерезко, в виде пятна. Характер этого пятнышка называется рисунком оптики.
Оно имеет определенную форму, может быть жестким, мягким, с размытыми краями, окрашенным равномерно или неравномерно, иметь цветовой оттенок, светлую и темную кайму, и т.д.

Другое дело, для проявления рисунка нужна выраженная зона нерезкости. (К примеру, если снимается пейзаж, зона резкости зачастую охватывает весь кадр. А при макро фон бывает размыт в однородное пятно.) Фактически, такая удачная ситуация характерна для портретов — резкий объект съемки и размытый фон — он и вне зоны резкости и, как правило, не настолько далеко, чтоб быть размытым равномерно. Когда фона нет — это, в общем-то, плохо. Получается «фото на документы». Красиво размытый фон удачно акцентирует объект съемки. Или неудачно.

Постоянен ли рисунок объектива? Вообще-то, характер пятен зависит не только от конструкции объектива и конкретных установок (диафрагма, фокусное), но и от характера света, структуры фона, его удаленности и так далее. Рисунок может меняться в разных частях кадра, особенно на объективах с простыми схемами. Может иметь разный характер в зависимости от того, ближняя это зона нерезкости или дальняя.

Чем сильнее закрыта диафрагма — тем больше глубина резко изображаемого пространства. Это и размытие уменьшает, и рисунок не улучшает: сильно диафрагмированные объективы начинают рисовать грубо, заполняя все многоугольниками.

Форма пятна нерезкости — обычно многоугольник с количеством углов по числу лезвий диафрагмы. (Плоские детали, формирующие отверстие ирисовой диафрагмы, называются ламелями, лопастями или лепестками. По-английски — blades. Отсюда и лезвия.). Чем больше лезвий и ближе к кругу — тем лучше. Еще имеет смысл говорить об открытых дырках — в этом случае пятно может иметь вид практически точного круга. Говоря грубо, чем больше ламелей, тем лучше (и дороже). Хотя по-разному. У дешевого советского гелиоса-44 (их было выпущено чуть меньше, чем автоматов Калашникова. Они до сих пор проядаются неиспользованные по 10 долларов) — 8, а у всех виденных мной мануальных цейссов — по 6. У сигмы 30 — 8, у «полтинника» ZD50/2 — 7. Кроме того, отверстие диафрагмы может быть специальным образом скруглено.

Наконец, нельзя не упомянуть термин «Боке» (Bokeh). Это-то, что КрутыеФотографы™ используют как синоним слов «рисунок оптики». (Еще стильно написать это так как выше — латиницей.) Боке — это отображение объективом точечных источников света в зоне нерезкости. Фонарей, солнца через листву, бликов и др. То есть частный, хотя и возможно самый важный, случай рисунка. Собственно, именно в этом случае наиболее хорошо видны отдельные пятнышки, ведь обычно они сливаются.

Что такое хорошее боке и что такое плохо — вообще говоря, вопрос для ФотоЭстетов™. Скажем так, принято считать, что лучшее — равномерное пятно для резких и с плавным увеличением яркости от края к центру для мягких объективов. Окрашивание в специфический цвет — признак откровенно плохого рисунка. Резкая окантовка, особенно темная — ухудшает красоту рисунка.
Вообще, трудно сказать, что такое хороший рисунок, зато можно привести пример откровенно плохого. К примеру, меня удивил рисунок объектива Зенитар 1.7/50. всязона нерезкости покрыта клеточками. Я очень удивлялся, отчего, пока не прочитал о конструкции этого объектива. У Зенитара всего две (!) лопасти диафрагмы Г-образной формы. Таким образом, отверстие диафрагмы имеет форму квадрата. Также неприятен «двоящий рисунок» нерезкости, характерный для большинства дешевых зумов.

Sigma 30/1.4 EX DC HSM, F=2.8	ZD 14-54/2.8-3.5, телеположение, открытая диафрагма	ZD 14-54/2.8-3.5? телеположение, открытая диафрагма
ZD 50/2, диафрагма 3.2	ZD 14-42/3.5-5.6, широкий угол, открытая диафрагма	ZD 40-150/4-5.6, широкий угол, открытая диафрагма
Калейнар 2.8/100, открытая диафрагма	Зоннар 3.5/135, открытая диафрагма	Зенитар 1.7/50, диафрагма 4

Нерезкость на снимке может быть вызвана разными причинами. Иногда это грубый брак, иногда — намеренный эффект, нужный чтобы подчеркнуть главную деталь снимка и убрать ненужные акценты с несущественных.

1. Промах фокуса. Технический брак, когда объектив оказался наведен не на то, на что должен был. Как правило, если поискать по снимку, удается найти, что же все-таки резко, но не всегда. Особенно часто проявляется при съемке при плохой освещенности, например в сумерках. Так же часто бывает от отсутствия навыков работы со светосильной оптикой, у которой крайне мала ГРИП.

2. «Шевеленка» и «смаз». При длинных выдержках относительное движение объекта сьемки и сенсора приводят к тому, что изображение размазывается и теряет резкость. Когда нерезкость вызвана движением объекта, говорят о шевеленке. Смаз — фактически тоже самое, только двигается не объект, а камера в руках фотографа. Известно эмпирическое правило, что в среднем смаз появляется при сьемке с выдержками длиннее чем 1/(эффективное фокусное расстояние объектива в мм) секунд. То есть 30мм — безопасно снимать на выдержках, короче 1/30 секунды, 100мм — 1/100 и так далее.
Хотя, конечно, кто биатлоном занимался, тот в плюсе.

3. «Мыло». Мыло называется отсутствие мелких деталей на в целом резких книмках (то есть на тех, где нет смаза, шевеленки и удовлетворительная ГРИП). Мыло может происходить как из-за низкой разрешающей способности объектива, так и от агрессивной работы шумодава (алгоритма уничтожения шума, который иногда не особо разбирает, что шум, а что нет).

4. Софт-эффект на старых стеклах. В старых объективах из-за многочисленных переотражений в стеклах, от стенок и от ламелей диафрагмы и рассеяния света происходет общее выравнивание яркости, что ведет к падению конрастности и снижению резкости изображения. При портретной сьемке, когда надо спрятать лишние волоски или неровности кожи, такое эффект вполне применим.

5. Применение диффузионного фильтра. В общем-то в тех же случаях, что в предыдущем пункте, используются диффузионные фильтры (фильтры с поверхностью, по утверждению производителей, имеющей структуру поверхности высохшей пены). Возникающие при этом «неправильно» преломленные лучи производят более или менее выраженный софт эффект: размывание конрастных переходов, уменьшение краевой резкости, появление эффекта свечения ярких участков.

6. Специальные портретные объекктивы с контролируемыми абберациями и астигматизмом. Д-да, оптические искажения специально вносяться, чтобы смягчить картинку. Тут я ничего сказать не могу, так как никогда вживую не видел.

Читатели просили написать про ГРИП на разных камерах — пишу про ГРИП на разных камерах.

Здесь и далее, кто еще не знает, ГРИП — глубина резко изображаемого пространства, то есть «шмат» того, что лежит перед объективом камеры, который отображается на снимке резко.

Собственно, ГРИП как таковой нет. Резко (как точки) отображаются ТОЛЬКо точки из плоскости фокусировки. Однако точки, лежащие достаточно близко к этой плоскости, отображаются достаточно резко. Обычно резким считается все, где точка передается «как кружок 0.03..0.05 мм» (речь идет 35-мм пленке). Разделите на число кропа и получите. Из чисто геометрических соображений задняя зона ГРИП дальше от плоскости фокусировки, чем передняя.

Три основных свойства ГРИП:

1. ГРИП растет с прикрытием диафрагмы. (Опять же из чисто геометрических соображений: чем мень зрачок объектива — тем меньше диаметр кружка рассеяния, тем больше зона резкости.)
Для ФР 35 мм и расстояния фокусировки 1.5м, 35 мм кадр
Диафрагма 2.0 ГРИП 30 см
2.8 42 см
4.0 62 см
5.6 90 см
8 1.4 м
11 2.25 м
22 6.28 м

2. ГРИП растет у величением дистанции фокусировки. (Из чисто геометрических соображений — пределы ГРИП пропорциональны дистанции фокусировки. Чем они больше, тем больше и ГРИП. )
Масштаб изменений таков (диафрагма постоянна, 35 мм. кадр):
дистанция фокусироки — 1 м ГРИП — 6 см.
2 м 25 см
5 м 1.65 м
10 м 7.15 м
20 м 48.8 м

3. ГРИП растет с уменьшением ФР объектива. (Короткофокусный объектив при том же относительном отверстии/диафрагме имеет меньший размер зрачка.)
Для диафрагмы 4 и расстояния фокусировки 1.5м, 35 мм кадр
ФР 28 мм ГРИП 1 м
35 мм 62 см
50 мм 29 см
85 мм 10 см
135 мм 4 см

На самом деле, как электичество и магнетизм представляют собой проявления одного явления, на самом деле ГРИП не зависит от дистанции фокусировки и ФР объектива. (Вот так вот, как это ни парадоксально.) ГРИП зависит от увеличения, то есть соотношения ФР и дистанции, с которой ведется съемка. Если взять длиннофокусный объектив и снимать что-то издалека или снимать короткофокусным, уперевшись в объект передней линзой — если размеры изображения в обоих случаях будут равны, то и ГРИП будет одинаковой. (Другое дело, что эти снимки будут совершенно разными из-за перспективных искажений, но об этом не сегодня.)

О более сложных вещах, гиперфокальном расстоянии и наводке на бесконечность, если паче чаяния кому-то будет интересно, в другой раз. Сейчас разговор пойдет о зеркалках и компактах, как и было обещано.

Когда я поменял компакт-ультразум на зеркалку, я удивился, почему на макрофотографиях с компакта все было резким даже на открытой диафрагме, а на макро с зеркалки — размыто при значительно больших диафрагменных числах. Сначала я подумал, что мне не хватает специального макрообъектива. Я купил макрообъектив — качество выросло, а вот малая глубина резкости как была, так и осталась.

Оказывается, ГРИП растет с уменьшением размера сенсора.

Посмотрим, как связаны ГРИП и кроп-фактор. У нас есть некий кадр, снятый определенным объективом на камере определенным размером сенсора. Вот мы поставили тот же объектив на камеру с вдвое меньшей диагональю кадра. Чтобы теперь получить кадр с тем же охватом, заняли вдвое большую дистанцию. В этом случае ГРИП выросла.
Другой вариант получить тот же ракурс — поставить объектив с тем же углом зрения — и, естественно, с вдвое меньшим фокусным расстоянием. При том же диафрагменном числе получили вдвое меньший диаметр зрачка и, соответственно, большую ГРИП.

Это и есть источники роста ГРИП на меньшем кадре. При всех равных условиях (угол зрения и диаметр зрачка), ГРИП, приведённая к диагонали кадра, на любом формате будет одинаковой.

Компакт-камера с маленьким размером сенсора (кроп-фактор 5 и больше) ведет макросьемку объективом, длина и диаметр зрачка которого составляют несколько миллиметров. Даже с расстояния в 3 см. изображение будет не просто резким — суперрезким по всему полю даже на открытой диафрагме. Компакт камеры позволяют получить очень хорошее макро из-за большой ГРИП. Однако по этой же причине компакты плохо подходят для сьемки портретов, так как не позволяют отделить объект сьемки от фона.

Светосила — отношение освещенности поля изображения, создаваемого объективом, к яркости объекта сьемки. Светосила зависит от соотношения между диаметром действующего отверстия («зрачка») и ФР объектива.
Светосила — это НЕ «количество света, пропускаемого объективом». «Количество света, пропускаемого объективом» одинаково при одинаковом диаметре зрачка, но при разных фокусных расстояниях освещенность, а значит и светосила, будут разными.
Светосила прямо пропорциональна площади зрачка (т.е. квадрату диаметра) и обратно — квадрату ФР.
Отношение диаметра зрачка к ФР принято называть «относительным отверстием». Светосила равна квадрату относительного отверстия. Исторически принято указывать только знаменатель дроби относительного отверстия, с числителем 1 (например, ZD 50/2.0).

Диафрагмирование уменьшает диаметр зрачка и, как результат, светосилу. Как значения диафрагм исторически тоже принято указывать только знаменатель дроби. Значения основных диафрагм — такие, при которых освещенность поля изображения изменяется вдвое. Этот шаг принято называть «стопом». (Точно так же принято называть шаг изменения выдержки, изменяющий экспонированность изображения вдвое, и изменние чувствительности, и мощности вспышки.)

Так как освещенность пропорциональна квадрату относительного отверстия, шаг значений диафрагм должен быть равным корню из двух, однако опять же историчекси принято округлять значения до первого знака после запятой. Значения основных диафргам — 0.7, 1.0, 1.4, 2.0, 2.8, 4, 5.6, 8, 11, 16, 22, 32, 45, 64. (у современной техники диафрагмы меньше 22 редко встречаются, зато их можно менять с шагом в 1/3 стопа: 2.0, 2.2, 2.5, 2.8 и т.д.)

Пользователи компакт-камер уверены, что зум — это такое число, которое показывает, во сколько раз фотоаппарат увеличивает снимаемый объект. Так вот. В общем случае это ошибочно: зум — параметр объектива, а с увеличением всё еще сложнее.

Важнейший параметр объектива — его фокусное расстояние. Грубо говоря, расстояние от главной плоскости до главного фокуса. (Лучше этим не заморачивайтесь. Просто знайте, что такое есть.)

Первые объективы имели постоянное фокусное расстояние. Объективы с постоянным ФР производят и сейчас, в обиходе они называются фиксами (соответствующий английский термин — prime=single focal length lens). Естесственно, объект они не увеличивали (точнее, увеличивали, но всегда одинаково для одного объектива ). Никаких объективов с «увеличением» не было, пока в 1948 году Френк Бэк не запатентовал объектив с изменяемым фокусным расстоянием (панкратический) — «Zoomar». Слово «zoom» означало приближающийся или удаляющийся звук, жужжание. Сейчас оно означает кратность изменения (во сколько раз наибольшее больше наименьшего) фокусного расстояния, а заодно распространилось на все объективы с меняющимся фокусным.

Что означает фокусное расстояние? Вы будете смеяться, но само по себе — ничего.
Рассмотрим, почему.

Фокусное расстояние связано с углом обзора объектива. Не вдаваясь в подробности, по простому, так: чем больше фокусное расстояние, тем уже угол обзора. Чем короче — тем шире. Чем меньше угол обзора, тем меньше объектов сьемки помещается в кадр, тем крупнее изображенные объекты на снимке. Чем угол обзора больше (говорят — шире), тем больше в кадре объектов и тем мельче они получаются на снимке.

Почему же тогда в характеристиках используют не угол обзора, а фокусное расстояние, если смысл имеет именно угол? Ответ: фокусные расстояния, в отличие от углов, легко сравнивать — при увеличении фокусного расстояния вдвое изображение увеличивается вдвое.

Всегда ли это так? Представим, что приемник, на который проецирует объектив, стал меньше в два раза. Объектив все еще выдает картинку прежнего размера, однако теперь от нее остается центральный кусочек — четвертушка исходного, а края обрезаются — ведь их просто нечему «увидеть». Если отпечатать снимки с исходного приемника и второго, уменьшенного, сделав отпечатки одинакового размера, окажется, что все детали на втором отпечатке вдвое больше по размерам. (Чего, собственно и следовало ожидать — ведь деталей осталось меньше.)

Таким образом, имеет значение только комбинация конкретного объектива и конкретного приемника сигнала (пленки или матрицы).

Собственно у компактов нет сменной оптики. Поэтому зум объектива равен «зуму фотоаппарата» и характеризует увеличение объекта сьемки. Есть ли зум у камеры со сменной оптикой? Нету. Что прикрутишь, то и получишь. Есть ли зум у фиксов? Нету. Есть ли зум у зумов (объективов с переменным ФР)? Есть, но без значений интервала фокусных он дает крайне мало информации. ;Например, у объектива ZD 90-250/2.8 (не обращайте внимание на числа после дроби — это светосила, сейчас о ней речь не идет) зум 2.7, а у ZD 14-42/3.5-5.6 — равен трем, но первый — это сверхдорогой телезум, а второй — дешевый широкоугольник-штатник. (Про теле-, широкоугольники и штатники подробно потом, просто пример того, что зум не главное.);

Для того, чтоб иметь общее мерило для всех объективов, принято пересчитывать ФР в эффективное фокусное расстояние (ЭФР) для так называемого 135-го стандарта. ЭФР согласно нему — это фокусное расстояние такого объектива, который дает изображение такого же размера — относительно размеров кадра — на 35-мм стандартной пленке, как данный объектив на матрице фотоаппарата, на который он установлен. (Это пошло из тех соображений, что стандартную 35-мм пленку все себе хорошо представляют.) 35мм пленка — это не какая-то единственно правильная величина, к которой надо подгонять остальные неправильные, а просто удобный и наглядный образец для сравнения.

Как уже выяснили, уменьшение приемника изображения вдвое дает такой же результат (с точки зрения размеров деталей на снимке) как увеличения ФР объектива в два раза. При установке на аппарат с меньшим приемником фокусное расстояние объектива не уменьшается, так как физически с объективом не происходит ровным счетом ничего. Однако угол обзора неминуемо уменьшится. Следовательно, ЭФР увеличится ровно во столько раз, во сколько линейно новый приемник меньше старого.

Соотношение «во сколько линейно приемник меньше стандартного (кадра 35-мм пленки, размер которого 36×24 мм)» принято называть кроп-фактором приемника. Размер матрицы в младших моделях Canon — 400D, 450D — 22.2 × 14.8 мм. Диагональ кадра — 26,7 мм. Это меньше диагонали кадра 35-мм пленки — 43.3мм — в 1.6 с копейками раз. Таким образом, кроп-фактор у младших моделей кенона равен 1.6. Объектив Canon 50/1.8 с фокусным 50 мм дает изображение, соответствующее изображению восьмидесятимиллиметрового объектива на 35-мм пленке или полнокадровой зеркалки.

Остается вернуться к тому, с чего начали — компактам. Небольшой объектив компакта-ультразума Olympus C765UZ имеет пределы изменения ФР 6.3-63 мм. Но за счет очень маленькой матрицы (кроп-фактор около пяти) этот 10 кратный зум имеет «недетское» ЭФР 36-360 мм. Рассчитанные на полноформатный сенсор (24×36) объективы с таким ФР — огромные белые трубы, которыми сверкают репортеры на Чемпионатах Мира.