ПОНИМАНИЕ ОБЪЕКТИВОВ КАМЕР

Понимание объективов камеры может помочь добавить больше творческого контроля в цифровую фотографию. Выбор правильного объектива для задачи может стать сложным компромиссом между стоимостью, размером, весом, светосилой объектива и качеством изображения. Это руководство направлено на то, чтобы улучшить понимание, предоставляя вводный обзор понятий, касающихся качества изображения, фокусного расстояния, перспективы, основных и зум-объективов, а также диафрагмы или числа f.

ЭЛЕМЕНТЫ ОБЪЕКТИВА И КАЧЕСТВО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Все камеры, кроме самых простых, содержат линзы, которые на самом деле состоят из нескольких «линзовых элементов». Каждый из этих элементов направляет путь световых лучей для максимально точного воссоздания изображения на цифровом сенсоре. Цель состоит в том, чтобы свести к минимуму аберрации, при этом используя наименьшее количество и наименее дорогие элементы.

Оптические аберрации возникают, когда точки на изображении не преобразуются обратно в отдельные точки после прохождения через объектив, что приводит к размытию изображения, снижению контрастности или смещению цветов (хроматическая аберрация). Объективы также могут страдать от неравномерной радиально уменьшающейся яркости изображения (виньетирование) или искажения. Наведите указатель мыши на каждый из приведенных ниже параметров, чтобы увидеть, как они могут повлиять на качество изображения в крайних случаях:

Исходное изображение

Потеря контраста	Размытие
Хроматическая аберрация	Искажение
Виньетирование	Исходный

Любая из вышеперечисленных проблем присутствует в той или иной степени с любым объективом. В остальной части этого руководства, когда объектив упоминается как имеющий более низкое оптическое качество, чем другой объектив, это проявляется как некоторая комбинация вышеупомянутых артефактов . Некоторые из этих артефактов объектива могут быть не такими неприятными, как другие, в зависимости от предмета.

Примечание. Более подробное количественное и техническое обсуждение вышеуказанной темы см. в
руководстве по качеству объектива камеры:MTF, разрешению и контрастности.

ВЛИЯНИЕ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ ОБЪЕКТИВА

Фокусное расстояние объектива определяет его угол обзора и, следовательно, также то, насколько сильно объект будет увеличен для данного фотографического положения. Широкоугольные объективы имеют короткие фокусные расстояния, а телеобъективы имеют более длинные соответствующие фокусные расстояния.

Примечание. Место пересечения световых лучей не обязательно равно фокусному расстоянию,
как показано выше, но примерно пропорционально этому расстоянию.

Примечание. Калькулятор предполагает, что камера ориентирована таким образом, что максимальный
размер объекта, заданный "размером объекта", находится в самом длинном измерении камеры.
Калькулятор не предназначен для использования в экстремальной макросъемке.

Многие скажут, что фокусное расстояние также определяет перспективу изображения, но, строго говоря, перспектива меняется только в зависимости от местоположения относительно объекта съемки. Если кто-то пытается заполнить кадр одними и теми же объектами, используя как широкоугольный, так и телеобъектив, то перспектива действительно меняется, потому что человек вынужден двигаться ближе или дальше от объекта. Только в этих случаях широкоугольный объектив преувеличивает или растягивает перспективу, тогда как телеобъектив сжимает или сглаживает перспективу.

Управление перспективой может быть мощным композиционным инструментом в фотографии и часто определяет выбор фокусного расстояния (когда можно фотографировать с любого положения). Наведите указатель мыши на изображение выше, чтобы увидеть преувеличенную перспективу из-за более широкого угла обзора объектива. Обратите внимание, что объекты в кадре остаются почти идентичными, поэтому требуется более близкое расположение объектива с более широким углом. Относительные размеры объектов изменяются таким образом, что дальний дверной проем становится меньше по сравнению с ближайшими светильниками.

В следующей таблице представлен обзор того, какие фокусные расстояния необходимы для того, чтобы считаться широкоугольным или телеобъективом, в дополнение к их типичному использованию. Обратите внимание, что указанные фокусные расстояния являются приблизительными диапазонами , и фактическое использование может значительно отличаться; многие используют телеобъективы при съемке далеких пейзажей, например, для сжатия перспективы.

Фокусное расстояние объектива	Терминология	Обычная фотография
Менее 21 мм	Чрезвычайно широкий угол	Архитектура
21-35 мм	Широкий угол	Пейзаж
35-70 мм	Нормальный	Уличные и документальные фильмы
70-135 мм	Средний телефото	Портрет
135-300+ мм	Телефото	Спорт, птицы и дикая природа

*Примечание. Фокусное расстояние объектива указано для эквивалентных 35-мм камер. . Если у вас компактная или цифровая зеркальная камера, вероятно, у вас другой размер сенсора. Чтобы настроить приведенные выше числа для вашей камеры, используйте конвертер фокусных расстояний в руководстве по размерам матрицы цифровых камер.

На другие факторы также может влиять фокусное расстояние объектива. Телеобъективы более чувствительны к дрожанию камеры, поскольку небольшие движения рук усиливаются, подобно дрожанию при попытке смотреть в бинокль. Широкоугольные объективы, как правило, более устойчивы к бликам, отчасти потому, что дизайнеры предполагают, что солнце чаще попадает в кадр. Последнее соображение заключается в том, что средние и телеобъективы обычно обеспечивают лучшее оптическое качество в аналогичных ценовых диапазонах.

ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ И ФОТО С РУЧКИ

Фокусное расстояние объектива также может иметь существенное влияние на то, насколько легко получить четкую фотографию с рук. Большие фокусные расстояния требуют более коротких выдержек, чтобы свести к минимуму размытие изображения, вызванное дрожащими руками. Думайте об этом, как если бы кто-то пытался удерживать лазерную указку неподвижно; при освещении этой указкой близлежащего объекта ее яркое пятно обычно прыгает меньше, чем для более удаленных объектов.

В первую очередь это связано с тем, что небольшие вращательные вибрации значительно усиливаются с расстоянием, тогда как если бы присутствовали только вибрации вверх и вниз или из стороны в сторону, яркое пятно лазера не менялось бы с расстоянием.

Обычное практическое правило для оценки того, насколько быстрой должна быть экспозиция для заданного фокусного расстояния, – правило одного сверх фокусного расстояния. . В нем говорится, что для 35-мм камеры время экспозиции должно быть не менее одного фокусного расстояния в секундах. Другими словами, при использовании фокусного расстояния 200 мм на 35-мм камере время экспозиции должно быть не менее 1/200 секунды, иначе размытия будет сложно избежать. Дополнительную информацию по этой теме см. в руководстве по уменьшению дрожания камеры при съемке с рук.

Имейте в виду, что это правило предназначено только для приблизительного руководства; некоторые могут держать выстрел в руке гораздо дольше или меньше. Пользователям цифровых камер с обрезанными сенсорами необходимо преобразовать фокусное расстояние в эквивалентное 35 мм.

ЗУМ-ОБЪЕКТИВЫ И ПРЕМЬЕР-ОБЪЕКТИВЫ

Зум-объектив - это объектив, в котором фотограф может изменять фокусное расстояние в заранее определенном диапазоне, тогда как это нельзя изменить с помощью объектива с «постоянным» или фиксированным фокусным расстоянием. Основное преимущество зум-объектива заключается в том, что с его помощью легче добиться разнообразия композиций или ракурсов (поскольку нет необходимости в смене объектива). Это преимущество часто имеет решающее значение для динамичных сюжетов, таких как фотожурналистика и детская фотография.

Имейте в виду, что использование зум-объектива не обязательно означает, что вам больше не нужно менять свое положение.; масштабирование просто увеличивает гибкость. В приведенном ниже примере показано исходное положение вместе с двумя альтернативными вариантами с использованием зум-объектива. Если бы использовался объектив с фиксированным фокусным расстоянием, то изменение композиции было бы невозможно без кадрирования изображения (если желательна более плотная композиция). Как и в примере из предыдущего раздела, изменение перспективы было достигнуто за счет уменьшения масштаба и приближения к объекту. В качестве альтернативы, чтобы добиться противоположного эффекта перспективы, можно было увеличить масштаб и отойти дальше от объекта.

Два варианта, доступные с трансфокатором:
Изменение состава	Изменение точки зрения

Зачем намеренно ограничивать их возможности, используя фикс-объективы? Первоклассные объективы существовали задолго до того, как стали доступны зум-объективы, и до сих пор предлагают множество преимуществ по сравнению с их более современными аналогами. Когда зум-объективы впервые появились на рынке, часто приходилось жертвовать значительным оптическим качеством. Однако более современные высококачественные зум-объективы, как правило, не дают заметно более низкого качества изображения, если только они не будут тщательно изучены тренированным глазом (или при очень крупном шрифте).

Основные преимущества объективов с фиксированным фокусным расстоянием заключаются в стоимости, весе и светосиле. Недорогой фикс-объектив, как правило, обеспечивает такое же хорошее (или даже лучшее) качество изображения, как и высококачественный зум-объектив . Кроме того, если для зум-объектива требуется лишь небольшая часть диапазона фокусных расстояний, то объектив с постоянным фокусным расстоянием с таким же фокусным расстоянием будет значительно меньше и легче. Наконец, лучшие объективы с фиксированным фокусным расстоянием почти всегда обеспечивают лучшую светосилу (большую максимальную диафрагму), чем самые светосильные зум-объективы, что часто имеет решающее значение для съемки спортивных мероприятий и театров при слабом освещении, а также когда необходима малая глубина резкости.

Для компактных цифровых камер объективы с обозначением зума 3X, 4X и т. д. относятся к соотношению между самым длинным и самым коротким фокусным расстоянием. Следовательно, обозначение большего масштаба не обязательно означает, что изображение можно увеличить еще больше (поскольку этот масштаб может просто иметь более широкий угол обзора при полном уменьшении). Кроме того, цифровой зум — это не то же самое, что оптический зум, поскольку первый увеличивает изображение только за счет интерполяции. Прочитайте мелкий шрифт, чтобы убедиться, что вы не введены в заблуждение.

ВЛИЯНИЕ ДИАФРАГМЫ ОБЪЕКТИВА ИЛИ F-ЧИСЛА

Диапазон диафрагмы объектива относится к степени, на которую объектив может открываться или закрываться, чтобы пропустить больше или меньше света, соответственно. Диафрагмы указаны в терминах f-чисел, которые количественно описывают относительную площадь сбора света (изображено ниже).

Примечание. Отверстие диафрагмы (диафрагмы) редко имеет форму идеального круга
из-за наличия 5–8 лопастных диафрагм объектива.

Обратите внимание, что большие отверстия диафрагмы имеют более низкие числа f (часто это очень сбивает с толку). Эти два термина часто ошибочно меняют местами; остальная часть этого руководства относится к объективам с точки зрения размера их апертуры. Объективы с большей апертурой также считаются "быстрее". потому что для данной чувствительности ISO выдержку можно сделать короче для той же экспозиции. Кроме того, меньшая апертура означает, что объекты могут быть в фокусе на более широком диапазоне расстояний, что также называется глубиной резкости.

		Влияние на другие свойства:
f/#		Площадь сбора света (размер апертуры)	Требуемая скорость затвора	Глубина резкости
Выше		Меньше	Медленнее	Шире
Ниже		Больше	Быстрее	Уже

Когда кто-то думает о покупке объектива, в спецификациях обычно указывается максимальное (и, возможно, минимальное) доступное значение диафрагмы. Объективы с большим диапазоном настроек диафрагмы обеспечивают большую художественную гибкость с точки зрения параметров экспозиции и глубины резкости. Максимальная диафрагма, пожалуй, самая важная характеристика диафрагмы объектива, которая часто указывается на коробке вместе с фокусным расстоянием.

Число f X также может отображаться как 1:X (вместо f/X), как показано ниже для объектива Canon 70-200 f/2.8 (чье поле также показано выше и содержит f/2.8).

Для портретной и спортивной/театральной съемки в помещении часто требуются объективы с очень большой максимальной диафрагмой, чтобы обеспечить меньшую глубину резкости или более короткую выдержку соответственно. Небольшая глубина резкости на портрете помогает изолировать объект от фона. Для цифровых зеркальных камер объективы с большей максимальной апертурой обеспечивают значительно более яркое изображение в видоискателе. — возможно, критично для ночной и слабоосвещенной фотосъемки. Они также часто обеспечивают более быструю и точную автофокусировку. в условиях низкой освещенности. Ручная фокусировка также проще потому что изображение в видоискателе имеет меньшую глубину резкости (что делает его более заметным, когда объекты находятся в фокусе или не в фокусе).

Обычные максимальные значения апертуры	Относительная способность собирать свет	Обычные типы линз
f/1.0	32X	Самые светосильные объективы с фиксированным фокусным расстоянием (для потребительского использования)
f/1,4	16X	Фиксированные объективы
f/2.0	8X
f/2.8	4X	Самые светосильные зум-объективы (для постоянной диафрагмы)
f/4.0	2X	Легкие зум-объективы или телеобъективы с фиксированным фокусным расстоянием
f/5,6	1X

Минимальная апертура для объективов, как правило, далеко не так важна, как максимальная апертура. В первую очередь это связано с тем, что минимальная диафрагма используется редко из-за размытия фотографий из-за дифракции объектива, а также потому, что для этого может потребоваться непомерно долгое время экспозиции. В случаях, когда требуется максимальная глубина резкости, объективы с меньшей минимальной диафрагмой (с большим максимальным числом f) обеспечивают большую глубину резкости.

Наконец, некоторые зум-объективы на цифровых зеркальных фотокамерах и компактных цифровых камерах часто указывают диапазон максимальной диафрагмы, потому что это может зависеть от того, насколько сильно вы увеличили или уменьшили масштаб. Таким образом, эти диапазоны апертуры относятся только к диапазону максимальной апертуры, а не к общему диапазону. Диапазон f/2,0–3,0 будет означать, что максимально доступная диафрагма постепенно изменяется от f/2,0 (полное уменьшение) до f/3,0 (полное увеличение). Основное преимущество зум-объектива с постоянной максимальной диафрагмой заключается в том, что настройки экспозиции более предсказуемы независимо от фокусного расстояния.

Также обратите внимание, что только потому, что максимальная диафрагма объектива не может быть использована, это не обязательно означает, что этот объектив не нужен. Объективы обычно имеют меньше аберраций, когда они останавливают экспозицию на одну или две ступени диафрагмы ниже максимальной диафрагмы (например, при использовании значения f/4,0 на объективе с максимальной диафрагмой f/2,0). Следовательно, это *может* означать, что если кому-то нужна фотография наилучшего качества с диафрагмой f/2,8, объектив с диафрагмой f/2,0 или f/1,4 может обеспечить более высокое качество, чем объектив с максимальной диафрагмой f/2,8.

Другие соображения включают стоимость, размер и вес. Объективы с большей максимальной апертурой обычно намного тяжелее, больше и дороже. Размер/вес могут иметь решающее значение для съемки дикой природы, пеших прогулок и путешествий, поскольку во всех этих случаях часто используются более тяжелые объективы или требуется перенос оборудования в течение длительного периода времени.

ДАЛЬНЕЙШЕЕ ЧТЕНИЕ

Дополнительные сведения об объективах камер см. также в следующих руководствах:

• Использование широкоугольных объективов
  
• Использование телеобъективов
  
• Макрообъективы:увеличение, глубина резкости и эффективная диафрагма