НОВЫЕ ТЕРМИНЫ

По внешнему виду цифровые зеркальные аппараты отличаются от пленочных весьма незначительно, используют практически те же вспышки и объективы. Да и по концепции управления пленочные и цифровые камеры мало отличаются друг от друга. Однако сочетание внешней и функциональной похожести цифровых и пленочных зеркальных аппаратов с разницей в размерах кадра пленки и матрицы (вызван­ных техническими и экономическими причинами) привели к возникновению ряда вопросов касающихся использования и классификации сменной оптики.

До наступления эры любительских цифровых зеркалок с классификацией объективов было все гораздо проще. Основную массу любительских, полупрофессиональных и профессиональных зеркальных камер со сменной оптикой, а также основную часть «мыльниц объединял формат используемой в них 35-мм перфорированной пленки «тип 135» и размер кадра пленки 24x36 мм.

Менее распространенные фотоматериалы других типоразмеров использовались либо в откровенно любительских системах («тип 110», «тип 126», «диск», APS), либо в серьезной профессиональной работе (60-мм роликовая пленка «тип 120» и «тип 220», плоская формат­ная пленка). Фотоаппаратура, использующая пленку «тип 135», господствовала на рынке фототехники много десятков лет, не сильно сдав свои позиции даже сейчас. Поэтому фотографы и фотолюбители в течение нескольких поколений привыкли к тому, что свойства сменного объектива вполне правильно и наиболее удобно описывать его фокусным расстоянием. На­пример, объектив с фокусным расстоянием 50 мм однозначно воспринимался как нормальный (штатный) объектив. Фокусное расстояние 35 мм или 28 мм однозначно характеризовало объектив как широкоугольный. А 85-милли­метровым или 135-миллиметровым мог быть только портретный длиннофокусный объектив То есть, конечно, все понимали, что «нормаль­ный» - это объектив с углом зрения порядка 40-50 градусов. Но раз размер кадра у большинства аппаратов один и тот же (24x36 мм), то и угол зрения объектива зависит лишь от фо­кусного расстояния. Тем более что на оправе любого объектива всегда написано его фокусное расстояние, а угол зрения можно узнать разве что из паспорта объектива или справоч­ника. Видимо, поэтому и прижилась у фотогра­фов и фотолюбителей устойчивая привычка характеризовать величиной фокусного рассто­яния назначение объектива как нормального, широкоугольного или длиннофокусного.

Эквивалентное фокусное расстояние

С приходом эры цифровых аппаратов на этой привычке, культивировавшейся десятилетия­ми, чуть было не был поставлен жирный крест. Разнобой размеров матриц цифровых аппара­тов просто поражает - от «полнокадровых» (24x36 мм), «полукадровых» (формата APS-C, примерно 16x24 мм) и «четвертькадровых» («тип 4/3». размер 13,5x18 мм) до применяемых в компактных и миниатюрных цифровых аппаратах «тип 2/3», «тип 1/1,8» и «тип 1/2,5» (самые большие из которых не превышают по размерам ноготь мизинца руки). И такая характеристика зум-объектива цифрового фотоаппа­рата, как «диапазон фокусных расстояний 7.2-50,8 мм» практически ничего не говорит со­временному фотолюбителю даже с учетом зна­ния реального размера матрицы 2/3» - 6,6x8,8 мм. Поэтому, чтобы добиться в этом случае ка­кой-то ясности и удобства, стоит найти в спра­вочнике по фотографии соответствующие фор­мулы, рассчитать соответствующий угол зрения объектива с учетом размера матрицы, а потом сравнить эти данные с параметрами привычных объективов, рассчитанных для кадра 24x36 мм.

В итоге оказывается, что объектив с фокусным расстоянием 7,2 мм на матрице 2/3» имеет по диагонали примерно такой же угол зрения, как и широкоугольный объектив с фокусным рас­стоянием 28 мм на кадре 24x36 мм. А в положе­нии 50,8 мм этот же объектив видит мир так же, как 200-миллиметровый длиннофокусный объ­ектив, установленный на 35-мм камеру. То есть вышеупомянутым объективом с диапазоном фокусных расстояний 7,2-50,8 мм, установлен­ном на цифровом аппарате, можно воспользо­ваться так же, как и зумом с диапазоном изме­нения фокусного расстояния 28-200 мм на обычной 35-мм зеркапке.

Вот это уже ценная и понятная информация, которой удобно и приятно пользоваться! Поэтому вполне логи­чен стал шаг производителей, указывающих в характеристиках фотоаппарата не только ре­альные цифры фокусного расстояния объекти­ва, а и рассчитанные таким же образом, как мы это сделали выше, цифры, которые получили название «эквивалентного фокусного расстоя­ния». Исходя из значений эквивалентного фо­кусного расстояния, мы легко можем предста­вить себе параметры и возможности обьектива, установленного на фотоаппарат.

Некоторые производители даже пошли даль­ше. К примеру, на аппарате DiMAGE A200 ком­пании Konica Minolta на кольце управления зу-мированием объектива обозначены цифры не реального, а эквивалентного фокусного рассто­яния. И это решение правильное - ведь для осознанного управления перспективой важно знать в первую очередь угол зрения объектива (который нам наиболее привычно восприни­мать е виде цифр эквивалентного фокусного расстояния). А вот цифры реального фокусного расстояния, обозначенные на передней панели оправы объектива, пользователю такого фото­аппарата, скорее всего, никогда и не понадо­бятся.

«Кроп-фактор»

Пользователи системных цифровых зеркаль­ных фотоаппаратов оказались в несколько бо­лее сложной ситуации. С одной стороны, понят­но, что за счет меньшего размера матрицы в сравнении с кадром пленки 24x36 мм все объективы становятся как бы «длиннофокуснее». Например, использовавшийся на пленоч­ной камере в качестве стандартного объектива Canon EF 50/1.8 при установке на цифровую ка­меру Canon EOS 350D сразу приобретает угол зрения, свойственный скорее портретному объективу. С другой стороны, бессмысленно перемаркировывать все объективы, так как они мо­гут быть использованы не только на цифровой зеркалке с «полукадровой» матрицей, но и на аппаратах с другими размерами кадра - пле­ночных, полнокадровых (например. Canon EOS-1Ds Mark II и почти полнокадровых (например, Canon EOS-1D Mark II цифровых аппаратах.

Поэто­му для пользователей зеркальных цифровых камер с меньшей по размеру, чем кадр пленки, матрицей более удобным методом для расчета эквивалентного фокусного расстояния оказа­ть применение коэффициента уменьшения угла зрения объектива (другие названия этого коэффициента - «кроп-фактор» или «коэффи­циент увеличения эквивалентного фокусного расстояния»). Кроп-фактор численно представ­ляет собой соотношение между размером диа­гонали кадра 24x36 мм и размером диагонали матрицы. В этом случае примерное эквивалент­ное фокусное расстояние объектива можно по­лучить, умножив реальное фокусное расстоя­ние объектива на коэффициент пересчета кроп-фактор.

Для каждого размера матрицы коэффициент уменьшения угла зрения объектива имеет свои определенные значения. К примеру, для циф­ровых зеркальных аппаратов Nikon, Dynax и Pentax коэффициент увеличения эквивалентного фокусного расстояния составляет 1,5, для Canon EOS-1D и EOS-1D Mark II — 1,3, для Canon EOS 10D, 20D, 300D, 350D, D60 и D30 - 1,5, для Sigma SD-9 и SD-10 - 1,7, а для аппаратов системы «4/3» -2.

Заканчивая тему пересчетов реального фо­кусного расстояния в эквивалентное, остано­вимся на очень важном моменте. Цифра экви­валентного фокусного расстояния (то есть произведение реального фокусного расстояния на кроп-фактор) предназначена только для то­го, чтобы понятными по 35-мм пленочной фо­тотехнике значениями охарактеризовать угол зрения объектива. Реальное фокусное расстоя­ние объектива, установленного на цифровую камеру, при этом не изменяется.

Соответствен­но, все остальные вычисления (например, рас­чет глубины резкости и определение оптималь­ной степени диафрагмирования) нужно проводить исходя из реального, а не эквива­лентного значения фокусного расстояния К примеру, на цифровом «полукадровом» ап­парате Nikon D70 (кроп-фактор 1,5) можно ис­пользовать широкоугольный объектив AF Nikkor 35 мм f/2 D е качестве стандартного, по­скольку эквивалентное фокусное расстояние при этом будет около 50 мм. Однако визуально глубина резкости при тех же значениях диа­фрагмы будет заметно больше, чем при ис­пользовании обьектива с фокусным расстояни­ем- 50 мм на пленочной зеркалке (хотя угол зрения в обоих случаях будет одинаковым). В этом случае достичь той же глубины резкости для разделения переднего и заднего планов можно, открыв диафрагму как минимум на од­ну - две ступени дополнительно.

Те же корни имеют заметные «плоскость» и «одноплановость» изображения, присущие компактным цифровым фотоаппаратам с мат­рицей размером 2/3" и менее. Ведь реальное фокусное расстояние объективов таких аппара­тов оказывается как минимум в 4-5 раз (!) меньше, чем эквивалентное. А поэтому даже при диафрагме 2.8 глубина резкости объектива компактного цифрового аппарата оказывается вполне сравнимой с глубиной резкости соот­ветствующего обьектива 35-мм пленочной зер-калки при съемке аналогичного сюжета на диа­фрагме как минимум 8-11

Эквивалентное увеличение

«Увеличение» - это еще одна привычно-услов­ная величина, к которой фотографов и фотолю­бителей приучило продолжительное использо­вание 35-мм пленочной фотоаппаратуры с размером кадра 24x36 мм. По величине мак­симального увеличения (или максимального масштаба изображения, что одно и то же) мы судим о применимости такого объектива для съемки в крупном масштабе или даже для ис­пользования его в макросъемке. Для фотогра­фов и фотолюбителей, привычных к использо­ванию 35-мм пленочной фототехники, не составляет труда классифицировать макро­свойства объектива по величине максимально­го масштаба изображения.

Например, объек­тив, который может фокусироваться до масштаба 1:1 («один к одному»), - это полно­ценный современный макрообъектив. Максимальным масштабом 1:2 («один к двум») могут похвастаться либо относительно недорогие макрообьективы, либо макрообъективы старой конструкции. А уж если максимальный мас­штаб изображения обьектива составляет 15 или даже менее, то такой объектив считается практически непригодным для съемки мелких предметов крупным планом.

По определению масштаб - это соотноше­ние линейных размеров изображения на ппенке (матрице) к размерам объекта съемки. Если объект съемки вдвое больше по размеру, чем его изображение на пленке, то такое соотноше­ние иначе называется «масштабом 1:2». Если же изображение имеет такие же размеры, что и объект съемки, то в таком случае масштаб по­лучается 1:1. Следовательно, чем больше максимальный масштаб, тем более мелкий предмет можно сфотографировать «на весь кадр».

Теперь перейдем к цифровым аппаратам с матрицей уменьшенного размера. В этом слу­чае для того, чтобы сфотографировать во весь кадр предмет такого же размера, вполне доста­точно меньшего увеличения (ведь размер мат­рицы меньше!). К примеру, для фотографиро­вания во весь кадр марки размером 24x36 мм пленочным аппаратом необходим объектив, обеспечивающий масштаб съемки 1:1.

Если же мы для такой съемки воспользуемся цифровым аппаратом с «полукадровой» матрицей (15,6x23.7 мм, размер диагонали в 1,5 раза меньше, чем у кадра 24x36 мм), то оказывает­ся, что уже при меньшем коэффициенте увели­чения (11,5, «один к полутора») изображение марки занимает всю площадь кадра.

Еще мень­шее увеличение для проведения подобной съемки потребуется для аппаратов с еще мень­шим размером матрицы - примерно 1:2 для ап­парата «четвертькадровой» системы 4/3 (раз­мер диагонали матрицы в 2 раза меньше), 1:4 для аппаратов с матрицей 2/3" (размер диаго­нали матрицы в 4 раза меньше) и так далее. Однако, несмотря на различный коэффициент увеличения при съемке, результат можно счи­тать одинаковым - изображение марки зани­мает практически все поле кадра. Поэтому ло­гично было бы для упрощения переноса «пленочных» понятий на цифровую технику ввести еще один «эквивалентный» параметр - «эквивалентное увеличение».

Смысл эквива­лентного увеличения, в общем, примерно такой же, как и в случае с эквивалентным фокусным расстоянием - одинаковость эффекта при съемке пленочной и цифровой камерой. Да и коэффициент пересчета реального увели­чения в эквивалентное численно равен соотно­шению реального и эквивалентного фокусного расстояния.

Приведем реальный пример. Макрообъек­тив для системы камер 4/3 (кроп-фактор 2) Zuiko Digital ED 50 MM/f2 имеет реальное фо­кусное расстояние 50 мм и может быть сфоку­сирован до максимального увеличения 0.52х (т.е. примерно 1:2). В то же время эквивалент­ное фокусное расстояние такого объектива со­ставит 100 мм, а эквивалентное увеличение -1.04к (то есть примерно 1.1). Соответственно этот объектив на камерах системы 4/3 функци­онально будет аналогичен 100-мм макрообъек­тиву с максимальным масштабом изображения 1:1 в системе 35-мм пленочных камер с разме­ром кадра 24x36 мм. С другой стороны, объек­тив Nikkor AF Micro 105 мм f/2.8D. имеющий при работе с пленочными камерами fViKon мак­симальный масштаб изображения 1:1, при уста­новке на цифровую зеркалку Nikon (кроп-фак­тор 1,5) не только будет иметь увеличенное в полтора раза эквивалентное фокусное рассто­яние, но и сможет производить более крупно­плановую сьемку (до эквивалентного масштаба 1,5:1).

Светосила и относительное отверстие

Светосила - еще одна из чрезвычайно важных технических характеристик объектива. Как можно догадаться из названия, светосила хара­ктеризует яркость изображения, которое спосо­бен построить на пленке (или матрице) объек­тив. Чем светосильнее объектив, тем ярче изображение он может создать И наоборот, менее светосильный объектив создает более темное изображение.

Светосила объектива ха­рактеризуется значением его относительного отверстия (то есть отношением диаметра действующего отверстия объектива к его фокусному расстоянию) и обозначается в виде дроби. К примеру, у объектива с относительным от­верстием 14 (часто встречается вариант маркировки f/d) диаметр действующего отверстия в четыре раза меньше значения фокусного рас­стояния. При этом заметим, что размер реально действующего отверстия объектива - величина виртуальная. Он, как правило, не соответствует точно ни диаметру передней линзы, ни размеру диафрагмы. Поэтому размер действующего от­верстия объектива нельзя измерить, его можно только рассчитать.

Типичные значения относительного отвер­стия объектива обычно находятся в прямой за­висимости от размера поля изображения, на покрытие которого рассчитан такой объек­тив. Чем меньше размер матрицы (кадра плен­ки), на обслуживание которого рассчитывается объектив, тем более светосильным его можно сделать при сравнимых (а то и меньших!) стои­мости и сложности конструкции.

К примеру, зум-объективы современных компактных циф­ровых видеокамер, рассчитанных для работы с матрицей диагональю 1/6", могут иметь отно­сительное отверстие до 1:1,2 (JVC GR-DV3000I, а значении 1:1.6-1:1,8 стали стандартными е этом классе. Для сменных объективов 35-мм зеркалок «потолок» светосилы заметно ниже -относительное отверстие 1:2,8 имеют лишь не­которые профессиональные зумы, а для ос­тальных зум-обьективов максимальная свето­сила составляет 1:3,5-1:4,5 и даже меньше.

При этом заметим, что объективы с постоянным фокусным расстоянием, как правило, обладают заметно большей светосилой, чем оптика с пе­ременным фокусным расстоянием. Например, для тех же 35-мм зеркалок существует доста­точно много объективов с фиксированным фо­кусным расстоянием и относительным отвер­стием f/1.4-f/1.8, а объективы со светосилой менее f/2.8 практически не встречаются (разве что среди сверхтелеобъективов). К тому же оп­тика с переменным фокусным расстоянием час­то для упрощения конструкции имеет не посто­янное, а переменное значение светосилы в зависимости от фокусного расстояния.

К при­меру, зум-объектив 18-70 f/3.5-4.5 при фокус­ном расстоянии 18 мм имеет относительное от­верстие f/3.5, при фокусном расстоянии 25-50 мм - f/4, а при максимальном фокусном рас­стоянии (70 мм) значение относительного от­верстия падает до f/4.5. С учетом высокоразви­той автоматики современных камер, оснащенных замером света через объектив, пе­ременная светосила оптики практически не вы­зывает каких-либо неудобств.

Диафрагмирование и глубина резкости

При максимальном относительном отверстии фотографические обьективы используются до­вольно редко. Большая светосила объектива обычно выступает в роли запаса, который «кар­ман не тянет» и может быть применен в случае необходимости (малое количество света, необ­ходимость е получении минимальной глубины резкости и так далее). Основная же масса съе­мок требует значительно меньшего относитель­ного отверстия объектива. Поэтому каждый фо­тографический объектив оснащен устройством оперативного регулирования относительного отверстия - диафрагмой.

Процесс уменьшения светосилы объектива при помощи диафрагмы называется «диафрагмированием», а величина, обратная величине относительного отверстия объектива, называется «диафрагменным чис­лом» (или просто - «диафрагмой»). В процессе диафрагмирования происходит уменьшение действующего отверстия объектива, а яркость создаваемого объективом изображения прямо пропорциональна площади действующего от­верстия объектива.

Уменьшив диаметр действу­ющего отверстия объектива в 2 раза, можно уменьшить в 4 раза количество проходящего че­рез него света. Соответственно, яркость изобра­жения становится меньше по мере увеличения значения диафрагменного числа. Значения на шкале диафрагм объективов сейчас принято выбирать из стандартного ряда - 1, 1.4, 2, 2.8, 4.5, 6, 8, 11, 16, 22 и так далее. Такой шаг значений диафрагмы выбран прежде всего для удобства, поскольку при переходе к соседнему е ряду зна­чению диафрагмы количество проходящего че­рез объектив света изменяется вдвое Поэтому диафрагмирование объектива на 1 ступень (на­пример - от 2,8 до 4) приводит к такому же уменьшению экспозиции, как и укорочение вы­держки в 2 раза.

Безусловно, не стоит отождествлять диа­фрагмирование лишь с функцией уменьшения яркости изображения на пленке (матрице) При диафрагмировании происходит еще целый ряд изменений в характере создаваемого объективом изображения - увеличивается глубина резкости, изменяются резкостные свойства объектива и его рисунок. Так что сейчас, в эпо­ху высокочувствительных матриц и скоростных затворов, диафрагмирование объектива при­меняется чаще не как средство регулирования количества света, а как художественный прием, позволяющий расставлять акценты в соотноше­нии переднего и заднего планов за счет выбора оптимальной глубины резкости.

Понятие глубины резкости и формулы расче­та глубины резкости мы подробно рассматри­вали в статье «Объективно об объективах» зим­него выпуска каталога «Потребитель. Фототехника и видеокамеры» (№ 34 (191/2004). Поэтому мы лишь повторим выво­ды этой статьи. Итак, глубина резко изобража­емого пространства (именно так правильнее всего называть эту характеристику) в общем случае тем больше, чем меньше относительное отверстие объектива, чем меньше фокусное расстояние объектива (субъективное увеличе­ние глубины резкости), и чем больше расстоя­ние до объекта съемки. Также глубина резко изображаемого пространства сильно зависит от объекта съемки и от резкостных параметров оп­тики и пленки (матрицы).

Пропадание или яв­ное ухудшение деталировки изображения дос­таточно четко разграничивают зоны резкости и нерезкости. Поэтому использование резкой оптики, высококачественной матрицы большо­го формата (или мелкозернистой пленки) с вы­соким разрешением и наличие многочислен­ных мелких деталей на объекте съемки делают даже незначительную расфокусировку изобра­жения хорошо заметной. И наоборот - если ис­пользована не слишком качественная оптика, если матрица фотоаппарата не отличается вы­сокой четкостью, если объект съемки лишен четких контуров и мелких деталей, то кажущая­ся глубина резкости становится больше.

Рассматривая характеристики современных компактных цифровых фотоаппаратов, неслож­но подметить следующие закономерности. Фо­кусное расстояние объективов фотоаппаратов, построенных на миниатюрных (2/3" и менее) матрицах, оказывается достаточно небольшие (в 4-6 раз меньше, чем у аналогичной по углу зрения оптики для 35-мм пленочных зеркалок). А сами матрицы за счет особенностей своего строения достаточно плохо справляются с изо­бражением особо мелких деталей изображения (волос, шерсти, мелких фактур и так далее), по передаче которых легче всего прослеживает­ся граница между зонами резкости и нерезкости. К тому же качество передачи мелких дета­лей и фактур дополнительно ухудшается в результате обработки изображения процесс ром фотоаппарата. Ведь миниатюрные матрицы компактных цифровых фотоаппаратов «шу­мят» сильно даже на невысокой чувствительности. Поэтому системы подавления шума на таких аппаратах работают, как правило, достаточно агрессивно, избавляя изо­бражение не только от шума, но и от мелких де­талей. А процесс автоматического повышения четкости изображения (обязательный этап об­работки) делает переход между зонами резко­сти и нерезкости еще менее заметным, что субъективно воспринимается как дополнитель­ное увеличение глубины резко изображаемого пространства. Поэтому глубина резко изобра­жаемого пространства при использовании та­ких фотоаппаратов получается достаточно большой даже при максимальных значениях светосилы объектива. Ну а на «привычных» по пленочной фототехнике значениях диафрагмы 5,6-8 возросшая сверх меры глубина резко изо­бражаемого пространства просто не позволяет пользоваться данным художественным прие­мом, отделяя передний план от заднего.

Стоит также заметить, что малое фокусное расстояние оптики таких фотоаппаратов приводит и к тому, что физический диаметр диафрагмы при значе­ниях диафрагменного числа 8 и более стано­вится настолько мал, что может приводить к значительному падению резкости из-за диф­ракционных явлений (см. статью «Объективно об объективах», «Потребитель. Фототехника и видеокамеры» № 28/2002).

Цифровые фотоаппараты с матрицей значи­тельно большего размера (камеры системы «4/3"» и «полукадровые» зеркалки) дают гораз­до больше возможностей в плане художествен­ного использования глубины резко изображае­мого пространства. Однако и при работе с этими аппаратами необходимо помнить о том, что для достижения необходимого эффе­кта разделения переднего и заднего плана диа­фрагму желательно открывать как минимум на 1-2 ступени сильнее в сравнении с привычным' по пленочной 35-мм фототехнике цифрами.

С другой стороны, сюжеты, требующие при съемке большой глубины резко изображаемого пространства, гораздо проще «отрабатывать» при помощи цифровых аппаратов. К примеру, в случае каталожной предметной съемки воз­можность достигнуть необходимой глубины резкости при заметно менее глубоком диафраг­мировании позволяет значительно уменьшить требования к мощности студийного освещения и сделать такую съемку более быстрой и удоб­ной.