У цій статті ми постаралися дати найбільш повну інформацію про діафрагму в камері. Ту, яка необхідна для розуміння фотографу, і ту, яка цікава задроту людині, яка захоплюється технічними деталями. А щоб вам було легко зрозуміти, що читати, а що можна пропустити без шкоди для практичної фото- і відеозйомки, ми розділили цю інформацію кольором фону.
На такому тлі буде необхідна для фотографа інформація.
А так виглядатимуть розділи з цікавими, але не обов’язковими до вивчення словами.
Немає нічого гіршого, ніж різка фотографія з нечіткою ідеєю.
Енсел Адамс.
МЕХАНІКА – ЯК ПРАЦЮЄ ДІАФРАГМА В ОБ’ЄКТИВІ
Діафрагма – це механізм у камері, що дає змогу регулювати кількість світла, яке потрапляє на матрицю через об’єктив. Як багато світла проходить через об’єктив, залежить від діаметра отвору. Механізм діафрагми цей діаметр і регулює.
Діафрагма впливає не тільки на яскравість кадру, але ще й на глибину різкості і розмиття заднього плану. Але про все по порядку.
Регулювання розміру отвору, через який проходить світло, може виконуватися трьома способами:
- Ірисова діафрагма. У ній отвір регулюється пелюстками всередині об’єктива. Найчастіше положення цих пелюсток змінюється колесом управління на камері, але на деяких об’єктивах є кільце, яким також можна змінювати діафрагму. У сучасних об’єктивах використовується саме ірисова діафрагма. Про неї ми і будемо говорити далі.
- Револьверна діафрагма. Це поворотний диск, що має набір отворів різного діаметру і широко використовувався в об’єктивах великоформатних камер кінця XIX століття.
- Вставна діафрагма. Це набір пластин з отворами різного діаметру. Ці пластини вставляються в проріз оправи об’єктива між лінзами або накладаються не передню лінзу.
ВИДИ ДІАФРАГМИ
Ці конструктивні особливості не роблять картинку симпатичнішою, але можуть зробити процес більш точним і зручним.
Стрибаюча діафрагма
Це один із найскладніших різновидів. Така діафрагма забезпечує кадрування і фокусування при повністю відкритому отворі діафрагми з можливістю бачити картинку у видошукачі через об’єктив.
Стрибуча діафрагма використовується в більшості сучасних об’єктивів. При натисканні на кнопку спуску перед спрацьовуванням затвора діафрагма закривається до заданого значення. І одразу після того, як кадр знято, повертається в максимально відкрите положення. Таким чином, у процесі фокусування, діафрагма відкрита і камері простіше наводити різкість.
Історія стрибучої діафрагми
Перша стрибуча діафрагма з’явилася 1953 року у фотоапараті Contaflex із центральним затвором у незнімному об’єктиві.
Згодом конструкцію ускладнили, оскільки прийшли до необхідності змінювати об’єктиви.
Перші варіанти ускладненої конструкції були оснащені пружиною і важелем або курком. І порядок дій був таким: зводимо пружину, потім натискаємо кнопку спуску. У результаті закривається отвір діафрагми, а коли знімок зроблено, важіль на оправі або курок фотоапарата повертає діафрагму у відкритий стан разом із затвором. Таким чином отримали напівавтоматичну діафрагму. Вона знайшла своє визнання в об’єктивах “Індустар-29” і “Вега-3”, для Minolta SR-2, Contaflex і у фотоапаратів “Салют” і “Зеніт-4”.
Але музика для напівавтоматичних діафрагм грала недовго. З’явилися дзеркальні камери. І дзеркало в них після спуску затвора автоматично поверталося в робоче положення. Це змусило розробників придумати повністю автоматичну діафрагму. І в них таки вийшло! У результаті, зараз після спрацьовування затвора одразу маємо красиву, яскраву картинку у видошукачі.
Але не все ідеально. Так, ця знахідка полегшує нам роботу, але не дає можливості візуального оцінювання глибини різкості, оскільки ми бачимо картинку тільки при відкритому отворі. Але і цей баг, на щастя, пофіксили. Для повноцінного контролю зробили репетир* діафрагми. Тепер у камерах є кнопка, що закриває діафрагму до встановленого фотографом значення. Як правило, вона знаходиться спереду біля об’єктива. Натиснувши її, ви можете оцінити глибину різкості через видошукач.
Нажимна діафрагма
Вона закривається вручну. Але не потрібно нічого для цього розбирати. Це робиться за рахунок додаткового зусилля при натисканні на кнопку спуска.
Історія нажимної діафрагми
Вперше була використана в камерах Exakta. Згодом у Topcon і Miranda, і поєднувалася з розташуванням кнопки спуску. Називалася “автоматична нажимна діафрагма”. Але вона швидко поступилася своїм місцем стрибучій діафрагмі, яка, звісно, качала м’язи вказівного пальця фотографа, що, безумовно, корисно. Але додаткове зусилля смикало камеру, і це часто призводило до змазу на витримках довше 1/200.
Діафрагма з попереднім встановленням
Такий механізм діафрагми складається з двох кілець. Перше – керує отвором, друге – кільце попереднього встановлення – регулює положення стопора обертання першого.
Таким чином, ми отримуємо можливість повного відкриття діафрагми для фокусування і можемо, не відриваючи погляду від видошукача, закривати її до встановленого заздалегідь значення. Такий механізм використовувався в однооб’єктивних дзеркальних фотоапаратах. Він давав змогу фокусувати об’єктив з відкритим отвором і швидко його закривати, не дивлячись на шкалу.
Цю конструкцію використовували в камерах Asahi Pentax, Miranda-D, а також і для Геліос-44-2, Юпітер-9. До того ж існували об’єктиви, на яких було всього одне кільце, воно служило і для встановлення значення, і воно ж було доводчиком діафрагми.
ПЕЛЮСТКИ ДІАФРАГМИ
Механізм діафрагми – це кілька пелюсток (розумною мовою – ламелі), від двох до двадцяти. Вони, звужуючись або розширюючись, утворюють отвір, через який і потрапляє світло на матрицю.
Вони можуть бути різної форми, але при повністю відкритій діафрагмі утворюють коло, а при частково закритій – багатокутник, кількість сторін якого – число пелюсток. Найчастіше в сучасній техніці їх не менше 9, але бувають винятки. Що більше їх буде, то “красивіше” боке ми побачимо.
Цікавий факт: колись на аматорських камерах автоматичні діафрагми були з двома пелюстками з вирізом у формі трикутника – вони давали ромбоподібну форму боке.
ОПТИКА – НА ЩО ВПЛИВАЄ ДІАФРАГМА В ОБ’ЄКТИВІ
ДІАФРАГМОВЕ ЧИСЛО
Саме це число і пишеться на екрані фотоапарата. Воно має вигляд ділення: f/х, де f – фокусна відстань, а х – діаметр діафрагми.
Діафрагмове число – параметр що визначає розмір отвору, а відтак – кількість світла, що проходить через об’єктив. Це відношення діаметра світлового отвору до фокусної відстані.
У підсумку діафрагмове число, яке ми бачимо в камері, – це число зі знаменника. Тобто діафрагма
f/4 це 1/4,
f/5.6 це 1/5,6
Перекладаємо з розумної на зрозумілу:
Що більше 1/4 яблука чи 1/8 яблука? Усе правильно: чверть більша, ніж восьмушка.
За f/4 отвір більший, а значить і світла більше, кадр світліший (за інших рівних умов), ніж за f/8.
Що більше число, яке стоїть після “f/”, то менший отвір в об’єктиві і темніша картинка.
Про отвір ми поговорили, а до чого тут фокусна відстань? Ось приклад, щоб зрозуміти.
Уявімо собі гарне українське поле, яскравий сонячний день, співають пташки, трішки дме вітерець, так добре без того чокнутого сусіда, ой щось понесло……
Отже поле, сонечко і …труба. Здоровезна, діаметр отвору два метри, а довжина – один. Якщо в неї зайти, з легкістю можна буде читати “Милий друг” Гі де Мопассана. Але ж якщо труба буде завдовжки сто метрів, а ми будемо посередині – ніяких милих друзів без ліхтарика ми не зможемо розгледіти.
Для практики і розуміння вам не потрібна ані труба, ані поле, просто беріть фотоапарат до рук і… щоб навчитися фотографувати, треба фотографувати.
Далі пояснення для найвимогливіших і зацікавлених.
ВІДНОСНИЙ ОТВІР
Відносний отвір об’єктива (те, наскільки багато світла потрапляє на матрицю) є відношенням діаметра отвору в мм (сформований пелюстками діафрагми) до фокусної відстані. N = D/F. Діафрагма (апертура, діафрагмове число) величина, зворотна відносному отвору. Виражається діленням, де чисельник 1.
Далі підуть приклади з розрахунками, будьте уважні.
Для зручності розшифровка:
- N – відносний отвір;
- D – діаметр отвору в мм;
- F – фокусна відстань;
- f – діафрагмове число.
Тепер задачки.
Дано:
- F=35мм
- f=1.4
Знайти: D
Рішення:
- F/f=D
- 35/1.4=23 мм
Дано:
- F=300мм
- f=4
Знайти: D
Рішення:
- F/f=D
- 300/4=75 мм
75мм – это уже больше, чем 23мм, и такой объектив будет стоить дороже.
Дано:
- F=35мм
- f=1.4
Знайти: D
Рішення:
- F/f=D
- 35/1.4=23 мм
Рассмотрим и обратный пример.
Дано:
- F=105мм
- D=37.5
Знайти: f
Рішення:
- D/F=1/f
- 37.5/105=0.36
- 1/0.36=2.8
- f=2.8
З формули діафрагмового числа f=F/D стає зрозуміло, що, коли ми змінюємо фокусну відстань, змінюється і діафрагмове число. У сучасних об’єктивах для того, щоб яскравість не змінювалася щоразу, коли ми зумуємо об’єктив, – механізм, що регулює діаметр отвору, автоматично компенсує зміну фокусної відстані відповідною зміною діаметра отвору. Таким чином, якщо ми встановили діафрагму f/8, вона буде такою і залишатиметься за будь-якої фокусної відстані.
Одна велика формула виглядає так: N=D/F=1/f.
З неї ми бачимо, що діафрагмове число являє собою відношення фокусної відстані до діаметра отвору.
Ще один приклад, але вже не задачка, можна видихати.
Об’єктив має відносний отвір 1/4. Де 4 у знаменнику – діафрагма. Вона визначає у скільки разів поточний отвір об’єктива менший за поточну фокусну відстань. Може записуватися різними варіантами: f/4, f1/4, F4.
Питання: чому f/1,4 більше за f/11? Розумні й уважні знають відповідь, але повторення – мати навчання.
Діафрагмове число (поряд з f) показує, наскільки отвір менший за фокусну відстань. Виходить, що в першому варіанті: отвір менший у 1,4 раза, а в другому – в 11 разів.
Із цим усе, переходимо до світлосили.
СВІТЛОСИЛА
Максимально спрощено і зрозуміло – світлосила це найсвітліша діафрагма, яка є у вашому об’єктиві.
Об’єктиви, у яких максимально відкрите значення f/1.4, f/2 або f/2.8, називають світлосильними
.
Тепер детально. Світлосила – це величина, що характеризує світлопропускання оптичної системи. Таким чином, можемо сказати, що це співвідношення освітленості зображення у фокальній площині і яскравості об’єкта, що відображається.
На практиці використовують спрощене поняття світлосили – максимальний відносний отвір за повністю відкритої діафрагми.
Існує базове значення діафрагмового числа – одиниця, хоча таких об’єктивів не багато, але таки існують об’єктиви з діафрагмою, яка може відкриватися до одиниці. Наприклад: Fujifilm XF 50mm f/1.0 R WR.
ВПЛИВ ДІАФРАГМИ НА ЯСКРАВІСТЬ КАДРУ
Існує поняття “стоп”. Для діафрагми воно означає величину, на яку потрібно змінити число діафрагми, щоб кількість світла, що пропускається на матрицю, змінилася вдвічі.
Вам може зустрітися фраза “потрібно прикрити діафрагму на два стопи”. Переклад: потрібно прикрити діафрагму настільки, щоб у камеру потрапляло вчетверо менше світла.
Діафрагма f/5.6 удвічі світліша, ніж f/8, і в чотири рази світліша, ніж f/11.
Ряд, у якому кожне наступне значення діафрагми вдвічі світліше, ніж попереднє: 1,4, 2, 2,8, 4, 5,6, 8, 11, 16, 22, 32
У більшості камер зміна яскравості кадру вдвічі за рахунок зміни діафрагмового числа відбувається за три клацання колеса (або кільця), що змінює діафрагму. У меню камери три клацання можна поміняти на два. Але за замовчуванням зазвичай три.
Збільшення числа в ряду (1,4, 2, 2,8, 4, 5,6, 8…), як ми бачимо, не лінійне. Це пов’язано з тим, що для збільшення вдвічі кількості світла, що проходить через кругле вікно (або через круглий отвір в об’єктиві), треба збільшити вдвічі не діаметр вікна, а його площу.
Далі знову математика.
Площа кола прямо пропорційна квадрату діаметра. А у формулі відносного отвору якраз діаметр. Кількість світла, що проходить через об’єктив, прямо пропорційна квадрату відносного отвору.
Q = D2/f2, де:
Q – світлосила отвору;
D – діаметр отвору;
f – діафрагмове число.
Отже, отримуємо: f = √D2/Q
Якщо ми візьмемо світлосилу Q за 1, формула матиме такий вигляд: f = D.
Якщо ми збільшимо її вдвічі, формула перетвориться на: F = D/√2 = 0,71*D.
Інакше можна сказати так: діафрагмове число змінюється в √2 рази при зміні кількості світла, що пропускається, у 2 рази.
Для зручності і було зроблено діафрагмовий ряд, що має різницю рівно в один стоп. Але також існують і проміжні значення, в 1/3 або 1/2 стопа. Наприклад: f/3.2, f/7.1.
Для кожного об’єктива вказана своя максимально можлива відкрита діафрагма, що і визначає його світлосилу. Якщо вам з якихось причин захочеться порівняти світлосилу двох об’єктивів, потрібно піднести до квадрата мінімальне діафрагмове число одного і розділити на піднесене до квадрата таке ж число іншого.
Наприклад, один об’єктив із діафрагмою 1.8, інший – 2.8. За світлосилою вони різняться в 2.82/1.82 = 2.42 раза. Об’єктив, що має діафрагму 1.8, пропустить у 2.42 раза більше світла, ніж об’єктив із діафрагмою 2.8.
ГЛИБИНА РІЗКОСТІ
Ваша камера фокусується на площину паралельну передній лінзі об’єктива (на фокальну площину).
Це фокальна площина. Усе, що потрапляє в цю площину, буде в різкості.
У міру наближення до камери різкість поступово падає. У міру віддалення від камери і відповідно від фокальної площини різкість теж поступово падає. Але ми падіння цієї різкості помічаємо не відразу. Тобто, ми сприймаємо як різку не тільки фокальну площину, а якусь область перед площиною і за нею. Та область, яку ми сприймаємо як різку, називається глибиною різкості. Точніше глибиною різко зображуємого простору (ГРЗП).
Умовна ілюстрація глибини різкості. На зображенні ГРЗП позначена зеленим. Уточню, що на розподіл різкості в кадрі ми дивимося збоку. Не через камеру. Різка зона паралельна передній лінзі об’єктива. Камера на ілюстрації розташована праворуч і дивиться людині в лоб (у фас).
Діафрагма – один із найпростіших інструментів, яким можна контролювати розмір області, яка має різкий вигляд на фото – контролювати глибину різкості. Якщо не вникати в подробиці, то працює це так: що менший отвір, то більша глибина різкості. Наприклад, f/16 дасть більшу глибину різкості, ніж f/4. Тобто на f/16 більше об’єктів перед фокальною площиною і за нею будуть у зоні різкості.
Чому так відбувається ми розберемо трохи далі, коли дізнаємося, що таке дифракція.
Для групових або пейзажних знімків краще прикривати діафрагму до f/8 – f/11.
Чому відразу не закрити до f/22?
Занадто закрита діафрагма призводить до втрати чіткості. Щоб зрозуміти звідки береться втрата чіткості і глибина різкості, треба трішечки розібратися з дифракцією. Давайте це зробимо.
ДИФРАКЦІЯ
Світло – це хвилі. Хвилі вміють огинати перешкоди, але в результаті цього огинання злегка відхиляються від траєкторії, яка була до перешкоди. Це явище називають дифракцією.
Дифракція виникає внаслідок того, що світло проходить через краї пелюсток діафрагми. І ступінь дифракції залежить, зокрема, і від якості цих пелюсток.
Пляма розсіювання
Якщо уявити ситуацію у сферичному вакуумі, то світлові хвилі зображення точкового джерела світла мають бути у вигляді точки, але внаслідок дифракції вони виглядають як розмита пляма. І у цієї плями є “вельми оригінальна” назва – пляма розсіювання.
Чому коли ми закриваємо діафрагму, глибина різкості збільшується?
Це пов’язано з тим, що більш закрита діафрагма дає змогу вужчому променю світла потрапляти на матрицю (або на плівку). У результаті, пляма розсіювання від області поза фокальною площиною буде меншою, і ця ділянка картинки виглядатиме чіткішою, ніж за відкритої діафрагми.
АЛЕ! незважаючи на те, що більш закрита діафрагма допомагає нам отримати більшу глибину різкості, ми можемо помітити, що на f/22 щось пішло не так… кадри не чіткі навіть у точці фокусування. І що більше ми закриваємо діафрагму, то більше видно втрату чіткості та контрасту. А все “завдяки” тій же дифракції.
Щоб зрозуміти чому із закриттям діафрагми, незважаючи на збільшення глибини різкості, падає загальна чіткість, нам потрібен Джордж. Джордж Ейрі.
Диск Ейрі
Диск Ейрі має ту саму природу, що й пляма розсіювання. Тобто є наслідком дифракції. Але відрізняється від цієї плями тим, що:
- Навколо плями утворюються концентричні кола. Це відбувається, коли промені світла проходять через круглий отвір (діафрагму), і в результаті дифракції відхиляються. При цьому різні промені відхиляються на різне значення. Це залежить, зокрема, від довжини хвилі. Разом із диском, кільця утворюють дифракційний візерунок, який називають візерунком Ейрі. 85% освітленості дістається самому диску, 15% – кільцям.
- Диск Ейрі швидко втрачає яскравість у міру віддалення від центру. Пляма розсіювання буде освітлена більш-менш рівномірно.
- Коли ми закриваємо діафрагму, діаметр плями розсіювання зменшується, а діаметр диска Ейрі – збільшується. ГРИП зростає, але загальна чіткість падає.
Але не будемо в цій статті писати новий підручник фізики. Тим паче, ви, напевно, про диск Ейрі й самі все знаєте, адже Джордж Ейрі описав це явище ще 1835 року в роботі “Про дифракцію в об’єктиві з круговою апертурою”. Ви ж пам’ятаєте цю роботу?
Повернемося до простих деталей, що впливають на практичну фотографію.
Дифракційне обмеження
Діаметр диска Ейрі можна розрахувати за формулою: D = 1.22*λ*f
де:
- λ – довжина світлової хвилі, що пройшла через об’єктив (у фото використовують значення 540 нм);
- f – діафрагмове число.
Дифракційне обмеження – це значення діафрагми, за якого радіус диска Ейрі починає дорівнювати розміру одного пікселя матриці конкретної камери. І вгадайте що – його можна обчислити за допомогою формули.
Вона має такий вигляд:
- K= n/0.00122*λ, де:
- K – дифракційно-обмежена діафрагма;
- n – розмір пікселя матриці в мікрометрах (мікронах);
- λ – довжина хвилі світла в нанометрах.
λ, як довжину хвилі світла, приймають у значенні 540 нм, оскільки око і матриця більш чутливі до зеленого кольору. Для синього дифракція буде меншою, для червоного – більшою.
Але потрібно мати на увазі, що це приблизний підрахунок, адже він не враховує такі фактори, як аберація, освітленість та інше. Також потрібно пам’ятати, що в розрахунках враховується діаметр кола, а діафрагма все ж має форму багатогранника.
Якщо довгими зимовими вечорами вам раптом стало нудно, можна розважитися і порахувати дифракційну межу, після якої настає втрата чіткості в прив’язці до розміру пікселя на матриці.
| Камера | роздільна здатність (Мп) | кроп-фактор | розмір пікселя (мк) | дифракційна межа |
| Canon R | 31,7 | 1 | 5,4 | f/8,2 |
| Canon R5 | 45 | 1 | 4,4 | f/6,8 |
| Canon R5 | 20 | 1 | 6,6 | f/10 |
| Canon R6 MII, R8 | 24 | 1 | 6 | f/9,1 |
| Canon R7 | 33 | 1,6 | 3,2 | f/4,9 |
| Canon R10 | 24 | 1,6 | 3,7 | f/5,6 |
Розрахунки підходять для будь-якої камери, у якої збігається кількість мегапікселів і кроп-фактор.
Але як фотограф, що знімає, скажу, що такий грубий підрахунок, наведений у таблиці, це скоріше розвага, ніж заняття, що має відношення до практичної фотографії. Занадто багато неврахованих змінних.
Те, що дійсно можна застосувати – це знання про sweet spot вашого об’єктива, тобто. діапазон діафрагм, у яких ми отримаємо найбільш чітку картинку.
SWEET SPOT
Як правило, втрата чіткості починає відчуватися з діафрагми більш закритої, ніж f/11. Спочатку це ледве помітно, але до f/22 картинка, знята об’єктивом за 1500$, може не виглядати на свої гроші. У більшості об’єктивів найчіткішу картинку ми можемо отримати в діапазоні діафрагм від f/5,6 до f/11. Не завжди, але в середньому по палаті приблизно так. Цей діапазон називається “Sweet spot”, і у кожного об’єктива він свій.
Чому до f/11, думаю, вам уже зрозуміло. А ось чому від f/5,6? Річ у тім, що якщо діафрагма відкрита по максимуму, ми можемо познайомитися з абераціями. І це таки не єврейське прізвище і навіть не німецьке, це явище, про яке ми поговоримо трохи нижче. Ті, хто знімає предметку і пейзажі, намагаються потрапити в Sweet spot, щоб отримати максимально чітку картинку. Для портретної зйомки це не обов’язково. А іноді й зовсім не бажано. Максимальну деталізацію дає макрооб’єктив. Але якщо ми зніматимемо макрооб’єктивом великоплановий портрет людини, вона дізнається про себе багато нового і цікавого, навіть якщо у неї здорова шкіра. У портреті важливі емоції, а не деталізація. Тому в портретах діафрагму часто відкривають.
Як дізнатися в яких межах цей діапазон саме у вашого об’єктива? Або гуглити, і бажано, англійською, або взяти аркуш із текстом, розташувати його у фокальній площині (паралельно передній лінзі об’єктива), сфокусуватися на ньому, і зробити серію знімків на всьому діапазоні діафрагм. Можна з кроком в один стоп. І уважно порозглядати на екрані вашого комп’ютера в масштабі 100%.
Нижче кадри зняті на об’єктив Canon EF 24-70mm f/2.8L першої версії. За цими кадрами добре видно, що різниця є, але не значна. Вона буде помітна, якщо ви друкуєте фотографії великим розміром з високою деталізацією. Якщо ви знімаєте фото для соцмереж, то на хороших об’єктивах можна сміливо закривати діафрагму. Знання теорії це прекрасно, але потрібно багато практики з вашим обладнанням, щоб розуміти які межі саме у вашої техніки. І ці межі будуть різними під різні завдання. Комусь потрібно знімати фотошпалери, а комусь – аватарку для Інстаграма.
АБЕРАЦІЇ
Це просто недосконалість зображення. Ми її бачимо, тому що хвилі світла відхиляються від шляху, яким мають іти в ідеальній оптичній системі.
Аберації ніяк не впливають на ідею вашого кадру, просто можуть трохи дратувати, але їх неважко прибрати в постобробці. Тож якщо ви фотограф-початківець – можна не забивати цим голову. Але якщо ви задрот – welcome to the club.
Їх два види: монохроматична і просто хроматична. Як ми знаємо, є ще дифракція, її можна було б віднести до виду аберацій, але все ж вона має кардинально інший характер, а головне – прибрати її неможливо, тому й розглядають її таки окремо.
Монохроматична аберація
Математик (не хвилюйтеся, тут без формул) і астроном Філіп Людвіг Зейдель (О! тут таки німецьке прізвище) 1857 року виявив і описав п’ять аберацій третього порядку.
Сферична аберація
Це відбувається тому, що хвилі світла, які проходять по краях лінзи, заломлюються сильніше, ніж ті, що в центрі. Техніки вигадують безліч способів, щоб уникнути цієї проблеми, і в них потроху виходить.
Кома
З’являється, коли промені світла проходять крізь лінзу під кутом. У такому разі на краях кадру ми можемо бачити асиметричні плями краплеподібної форми.
Астигматизм
Проявляється в тому, що з нахиленого пучка світла, хвилі, які перебувають у меридіональній площині, фокусуються не таким самим чином, як і хвилі, що лежать у сагітальній площині. Це призводить до асиметричного розтягування плями розсіювання. Астигматизм видно по краях зображення, але не в центрі. Якщо в сучасному об’єктиві ви бачите таке неозброєним оком – можна здавати об’єктив у ремонт. Це дефект.
Кривизна поля зображення
Вона дає нам змогу отримати однаково різкий передній і задній план. Так, її заведено вважати аберацією, оскільки під час фотографування плоского об’єкта з фокусом по центру, краї будуть розмиті, не у фокусі. Це можна прийняти за нечіткість об’єктива, але ми ж живемо не в плоскому світі. У реальному житті, а тим більше у фотографічному, ми рідко стикаємося з тим, що потрібно фотографувати щось плоске.
Дисторсія
Аберації, за яких прямі лінії спотворюються, перестають бути прямими. Їх ділять на два види та їх об’єднання:
Бочкоподібна дисторсія
Подушкоподібна дисторсія
Комплексна дисторсія
Дисторсію видно найбільше в зум-об’єктивах, особливо з великою кратністю. Ширококутним об’єктивам властива бочкоподібна дисторсія. Її максимальний прояв – так зване “риб’яче око”. Подушка зустрічається в телеоб’єктивах. Нормальні об’єктиви (які не ширики і не теле) – мінімально схильні до дисторсії. У хороших макро-об’єктивах дисторсії також практично немає.
Дисторсію не потрібно боятися, її рідко можна помітити неозброєним оком, але вже якщо є, то вона легко лікується в програмах постобробки фотографій. Як правило, достатньо одного натискання кнопки або одного руху повзунка.
Хроматична або колірна аберація
Така аберація зумовлена дисперсією світла.
Показником переломлення оптичного середовища є світлова хвиля. У коротких хвиль ступінь переломлення вищий, ніж у довгих.
Звідси маємо: промені синього кольору заломлюються сильніше за червоний. Тому зображення предмета, що формуються променями різного кольору, можуть не збігатися між собою. Це і призводить до кольорових артефактів – хроматичних аберацій. У ч/б фотографії вони не такі помітні, але також можуть напаскудити, зменшивши чіткість.
Існує два основних види:
- хроматизм положення. Відбувається, коли промені світла з різною довжиною хвилі фокусуються в різних площинах. Але не турбуємося, це пофіксили ще у XVIII столітті.
- хроматизм збільшення. Виникає по контурах об’єктів з різкими і контрастними краями і має вигляд кольорового обведення. Найочевидніший приклад: гілки дерев на тлі світлого неба. Але хвилюватися також немає причин, на постобробці це можна прибрати. Майже всі Raw-конвертори з цим справляються за допомогою пари кліків.
Сферохроматизм
Виглядає як ледь помітне забарвлення зон, які перебувають не у фокусі. Відбувається це тому, що сферична лінза рідко скоригована для променів різного кольору. Тому ми можемо помітити, що нечіткі об’єкти переднього плану можуть бути трохи зафарбовані в пурпурний колір, а заднього – в зеленуватий. Ця властивість більш притаманна світлосильним довгофокусним об’єктивам, особливо коли знімають з відкритою діафрагмою.
Дифракційні зірки
Це оптична фішка проявляється, коли в кадр потрапляють яскраві джерела світла. Вуличні ліхтарі, сонечко або відблиски на скляних чи металевих об’єктах. Проявляється у вигляді кола з променями, що радіально розходяться.
Діафрагма не має форми ідеального кола, тому промені, що проходять поруч із краями пелюсток, відхиляються від прямого шляху і формують два дифракційні промені, спрямовані в протилежні боки. При цьому вони перпендикулярні краю відповідної пелюстки діафрагми. Оскільки дифракційні промені виникають одночасно на всіх пелюстках діафрагми, їхня сукупність формує характерну дифракційну зірку.
Якщо кількість пелюсток непарна, то кількість видимих променів буде вдвічі більшою, ніж пелюсток. Якщо парна, то кількість променів дорівнюватиме кількості пелюсток.
Що таке Т-стоп і чим він відрізняється від F-стопа
Зараз багато фотографів почали записувати відео на фотокамеру і зіткнулися з новим для них критерієм – Т-стоп. Тож і ми не будемо проходити повз.
Т-стоп – це реальна здатність об’єктива пропускати світло (у перекладі з англійської – “transmission”). Це майже як звичний нам f-стоп, але набагато точніше. Тобто, f-стоп – це умовна пряма лінія від світла до матриці, можна назвати це число теоретичним. А T-стоп – це та сама лінія, але з урахуванням можливих втрат на шляху цієї лінії, наприклад, запилене скло об’єктива, кількість скла, довжина самого об’єктива, можливі віддзеркалення променя світла тощо, і це число вже буде реальнішим.
Можна зробити висновок, що при наявному f-стопі на об’єктиві, T-стоп буде більшим і це вплине на експозицію, але не на глибину різкості.
Тепер трохи математики.
T-stop – поєднання f-stop і значення коефіцієнта пропускання світла об’єктива. Виходить, що t-stop= f-stop, який ділиться на квадратний корінь коефіцієнта пропускання лінзи.
Розглянемо на прикладі двох об’єктивів:
- Перший – 50 мм f/2.0 з коефіцієнтом пропускання 70%. Т-стоп, у цьому випадку = 2,4
Розрахунки виглядають так: 2,0 / √0,7 = 2,39.
- Другий – 100 мм f/2.0 з коефіцієнтом 80%. При Т-стоп = 2,24. (2,0 / √0,8 = 2,236).
На жаль, коефіцієнт пропускання обчислити в домашніх умовах неможливо, це прискіплива робота фахівців. Але точно відомо, що чим менше в об’єктиві деталей – тим більше пропускання світла. З цього можна зробити висновок, що зум-об’єктиви в цьому не такі хороші, як фікси. Так само багато чого залежить від того, наскільки якісні матеріали і, безпосередньо, збірки об’єктива.
Але фотографам не варто сильно хвилюватися, в сучасних реаліях різниця буде приблизно в ⅓ стопа, що легко можна виправити на постобробці.
Враховувати Т-стоп важливо, коли це рентабельно, і вивалити валізу грошей за перевірений об’єктив є сенс, там, де кожна секунда постоброблення буде дорожчою. А якщо ви раніше не замислювалися про те, що таке Т-стоп, то і використовувати його в реальності навряд чи будете.
То чому ж у кіноіндустрії це так важливо? Все просто: щоб уникнути різної експозиції в одній сцені, при різних ракурсах. Для точної експозиції використовують різні об’єктиви з однаковим Т-стопом. Наприклад, фотокартка часто є фінальним результатом роботи, але у відео — це не зовсім так. Одна сцена, і тим більше один план, рідко буде завершеним витвором мистецтва. Щоб повністю перейнятися тим, що відбувається, нам важливі й “сусідні” кадри, а вони якраз можуть бути зняті на інші об’єктиви. І якщо з різних планів ми отримаємо різну експозицію, це додасть роботи на постпродакшені. Для того щоб уникнути додаткових витрат у відеопродакшені, орієнтуються на Т-стопи замість звичних нам f-стопів.
ВИСНОВОК
- Що більше діафрагмове число, то менший отвір і темніша картинка.
- Що менше діафрагмове число, то більше розмитий задній план.
- Що менше діафрагмове число, то менша глибина різкості.
- У більшості об’єктивів найчіткіша картинка на діафрагмах у діапазоні від f/5,6 до f/11.
- Щоб отримати одну яскравість на різних об’єктивах, треба орієнтуватися не на f-stop, а на t-stop (актуально для відео).
- Теорія це прекрасно, але щоб навчитися фотографувати, треба фотографувати.
Автор: Каріна Гончарова
Редактор: Борис Крупник
