Вспомогательные (прикладные) дисциплины. Фотодело

В стандартных фотообъективах общая длина объектива (расстояние от вершины передней линзы до фокальной плоскости) больше, чем фокусное расстояние. Чтобы сохранить размер такого объектива разумной величины, в то же время, обеспечивая большое фокусное расстояние, комплект вогнутой (отрицательной) линзы располагается позади комплекта основной выпуклой (положительной) линзы, в результате чего получается объектив, который короче своего фокусного расстояния. При увеличении расстояния между аппаратом и объектом съемки и использовании объектива с большим фокусным расстоянием во время съемки одного и того же объекта перспектива станет более плоской. Кажущееся расстояние между объектами будет сокращаться, и их протяженность станет меньше. Объективы с фокусным расстоянием больше, чем у стандартного, называются телеобъективами. В таком объективе вторая главная точка расположена перед передней линзой объектива, рисунок 1.4.10.

Рис. 1.4.10.

1.4.4. Оптические искажения, возникающие в объективе

Относительное отверстие и фокусные расстояния хоть и важные, но далеко не единственные параметры, которые определяют качество объектива. При малом диаметре линз, и достаточно большом диапазоне фокусных расстояний практически невозможно избежать различных оптических искажений (абераций ).

Искажения можно разделить на два вида, геометрические и хроматические.

Геометрические искажения – это отличия изображения прошедшего через объектив с его сложной системой линз от того, что получилось на снимке. Эти искажения возникают потому что, что манипуляции с изображением которые происходят в линзах и призмах объектива, нельзя провести с абсолютной точностью. Любая насадка на камеру, например широкоугольная, с расширением возможностей объектива может создавать различные эффекты искажения.

Хроматические искажения возникают, если волны разной длины (а значит и цвета) через объектив проходят по – разному. Выглядит это как ореол другого цвета (чаще всего фиолетового) вокруг ярких объектов.

Кроме конструкции объектива, значение имеют и линзы, на основе которых объектив собран. К сожалению, оценить качество линз "на глаз" невозможно, а судить по косвенным данным (например, по бренду производителя) не всегда верно.

1.4.5. Оптические системы в цифровой фототехнике

В цифровой фотографии (ЦФ), как правило, используются оптика и механизмы традиционных фотоаппаратов, фотопленка заменена электронными светочувствительными элементами. Оптическая система является входным звеном любой цифровой аппаратуры, фильтром низких пространственных частот. В сочетании с ПЗС, объектив определяет качество съёмки.

В качестве оптических систем в любительских цифровых фотоаппаратах используются универсальные объективы. Универсальные объективы имеют средние значения, относительные отверстия не превышают 1,28 при углах зрения 50–60°. Наибольшее распространение получили трёхлинзовые объективы «Триплет», и их модификации – четырёхлинзовые объективы «Тессар». Оптическую схему представляют шесть преломляющихся поверхностей и два воздушных промежутка между линзами. Такая конструкция создаёт простейший анастигмат, в котором представлены все аберрации: как монохроматические так и хроматические а при необходимости могут быть одновременно корригированы и аберрации термооптические. Выбор стёкол в большей степени предопределяет пределы поля зрения и светосилы объектива.

Параметры, которыми определяются потребительские свойства объективов давным-давно определенны, и не являются загадкой цифры, которые можно встретить на объективах фото и видеокамер. Две цифры – указывают на то, что объектив имеет переменное фокусное расстояние. При смене фокусного расстояния меняется угол обзора. Чем больше фокусное расстояние, тем меньше угол обзора. И наоборот, чем оно меньше, тем угол обзора больше. На изменении фокусного расстояния осуществляется оптический zoom объектива, чем меньше фокусное расстояние, тем больше zoom. Определить, zoom можно легко высчитать, поделив большее значение фокусного расстояния на меньшее. Так, например, объектив с фокусным расстоянием f = 3.6~36 mm имеет zoom 10x, а с фокусным расстоянием f = 4.1~73.8 mm имеет зум 18x. Значения фокусного расстояния напрямую зависят от размера ПЗС. Геометрические размеры матрицы определяет, какого максимального формата можно получить изображение.

Фокусное расстояние и зум . Фокусное расстояние характеризует охват снимаемого пространства камерой. Если оно меньше 50 мм, то камера предназначена для съёмки с широким углом зрения. Если больше 50 мм (например, 80 или 100 мм), то угол зрения уменьшается и создаётся впечатление что камера как бы "наезжает" на удалённый объект. При фокусном расстоянии 50 мм охват пространства близок к естественному восприятию глаза. Отношение "длинного" фокусного расстояния к "короткому" называется кратностью зума . Оно обычно указывается на объективе. У камер с большим зумом при съёмках в крайних его значениях возникают различные искажения (изменение пропорций предметов, возникновение цветной окантовки вокруг резких границ и источников света). Самое хорошее качество снимков наблюдается у камер с фиксированным фокусным расстоянием.

Зум-объектив (zoom) из четырех групп линз. Зум-объектив стандартной конфигурации имеет четко разграниченные функции четырех групп линз: фокусировочная группа; группа изменение увеличения; группа коррекции; группа формирования изображения. Две группы – изменения увеличения и коррекции – двигаются во время изменения фокусного расстояния. Поскольку при такой конструкции легко достичь кратности изменения фокусного расстояния с большим увеличением, она обычно используется в объективах кинокамер и в теле зум-объективах однообъективных зеркальных фотоаппаратах.

Методическое обеспечение

Основные понятия : главное фокусное расстояние; светосила; разрешающая способность объектива; мира; нормальный объектив; узкоугольный объектив; широкоугольный объектив; сверхширокоугольный объектив; зум-объектив; телеобъектив; асферическая линза; симметричные объективы; двойные объективы; триплет; дисперсные линзы; положительные линзы.

Контрольные вопросы и задания

1. Строение глаза человека?

2. Что такое аккомодация?

3. Принципы образования изображения?

4. 4.Что такое разрешающая способность объектива?

5. 5.Виды объективов?

6. Виды и назначение линз в объективе?

7. Причина появления искажения в объективе?

8. Взаимосвязь фокусного расстояния и зума?

9. 9.В чём разница зум-обьектива, триплета и трансфокатора

10. Способы проверки качественно работы объектива

Задание. Посмотрите и выявите конструктивные отличия объективов на плёночных и цифровых аппаратах. Сфотографируйте один и тот же объект с разными объективами.