Форум

Начнем с объектива. Объектив компактных фотокамер (мыльниц) всегда является их частью и не может быть заменен на другой. У зеркальных фотокамер объективы съемные. Характеристики объектива напрямую влияют на возможности фотоаппарата и качество снимаемых ею изображений.

Объектив представляет собой систему, состоящую из линз, а так же в ряде случаев, из призм и зеркал. Его задача - сфокусировать изображение на матрице или фотопленке.  Тут же появляется первая характеристика: фокусное расстояние, тесно связано с понятием «угол обзора». Чем шире угол обзора, тем меньше фокусное расстояние и наоборот. При этом чем шире угол, тем больше объектов в него помещается одновременно. Объективы же с большими (или длинным) фокусным расстоянием захватывают небольшую площадь изображения, благодаря чему, с их помощью удобно снимать удаленные объекты – они кажутся ближе, точь-в-точь как в подзорной трубе.

Большинство современных объективов, предназначенных для массового пользования – вариообъективы, то есть имеют переменное фокусное расстояние (оно может изменяться за счет перемещения линз  в объективе относительно друг друга). Такой объектив сам по себе имеет не постоянный размер, поэтому конструктивно он выполнен в виде телескопа, что позволяет легко и быстро менять фокусное расстояние путем перемещения частей, а в сложенном виде занимать мало места.

Разница между минимальным и максимальным фокусный расстоянием называется «коэффициент трансфокации», или ZOOM factor, или «фактор увеличения». К примеру надпись «Zoom 3x» означает, что максимальное фокусное расстояние в три раза выше минимального. Логично предположить, что наиболее универсальным будет тот объектив, у которого минимальное фокусное расстояние стремиться к нулю, а максимальное к бесконечности. При этом от нуля до бесконечности должно быть и расстояние между линзами, то есть грубо говоря, чем больше Zoom, тем больше должен быть объектив.

Не следует путать оптическую трансфокацию с цифровой, о которой производитель обязательно напишет что-то типа «Digital Zoom 20x». Эта транцфокация – аналог увеличения картинки в графическом редакторе, и занимается ею не объектив, а процессор фотоаппарата, поэтому увеличение происходит с потерей качества. То же самое вы можете сделать и на компьютере. Не которые особо хитрые производители перемножают коэффициенты оптического и цифрового увеличение, получая цифры вроде Zoom 100x. Однако следует осознавать, что значимым является только коэффициент оптической трансфокации (optical zoom).  Такая путаница существует только в мире компактных камер (мыльниц), у объективов зеркальных фотоаппаратов все честно и фокусное расстояние пишется в точных числах.

Изучая фокусное расстояние объектива цифрового фотоаппарата, важно понимать, что в отличие от пленочных фотоаппаратов, оно зависит не только от объектива, но и от размера матрицы. Поэтому справедливо сравнивать можно лишь фокусное расстояние объективов, приведенных к единому стандарту, который называется «фокусное расстояние, эквивалентное пленочному» - то есть пересчитанное для стандартного размера пленочного кадра 36х24 мм.

Для не требовательного фотолюбителя подойдут фокусные расстояние 30-90 мм в пленочном эквиваленте (трехкратный zoom). Более требовательные любители считают, что минимальное фокусное расстояние должно быть не менее 24 мм , а максимальное – более 85 мм. Они обычно покупают, как минимум два объектива: широкоугольный (с маленьким фокусным расстоянием для фотографирования вблизи) и телеобъектив (с большим фокусным расстоянием  для съемки удаленных объектов).

Обычно зеркальная фотокамера продается или вообще без объектива (body) – фотограф сам подберет себе нужный объектив, - или же с максимально простым и дешевым универсальным объективом, китовым, (от англ. kit), в расчете на то, что вы быстро поймете – его возможностей Вам не хватает, и купите нечто посерьезнее.

Несмотря на похожие термины, слово «автофокус» ни как не связано с понятием «фокусное расстояние». Функция автофокусировки – это наведение на резкость. С точки зрения физики при этом должен находиться в фокусе линзы. В современных фотоаппаратах, в основном, фозовый автофокус.  Фазовый автофокус используется в зеркальных фотоаппаратах. В основе технологии лежит использование специальных датчиков, число которых может измеряться несколькими десятками. Датчики получают фрагменты светового потока от разных точек кадра, с помощью специальных зеркал. Внутри датчика свет разделяется на две части, каждая из которых попадает на свой светочувствительный элемент. В случае точной наводки на резкость оба световых потока будут находиться друг от друга на определенном заданном расстоянии. При не точной наводке, расстояние будет больше или меньше. Датчик, измерив это расстояние, сообщает процессору, к какую сторону и на сколько надо сдвинуть линзы объектива, чтобы выполнить наводку на резкость. Быстродействие такой системы очень высоко и определяется быстродействием привода линз объектива.

В компактных камерах (мыльницах) используется контрастный автофокус. Это полностью программная технология: процессор постоянно анализирует изображение на матрице на предмет его контрастности. Перемещая линзы «методом тыка», он добивается максимально контрастной картинки и принимает ее за эталон. Такая система работает медленно и больше подходит для статичного изображения, поскольку движущиеся объекты всегда будут создавать у процессора впечатление, что картинка изменилась, а значит данные о фокусировке устарели и нужно подбирать новое положение линз. При этом процессор вынужден каждый раз считывать весь кадр целиком, а затем анализировать некоторые его участки. Поэтому кнопка затвора у компактных камер делается двухпозиционной: неполное нажатие активирует автофокус, давая процессору понять, что именно сейчас будет произведена съемка. Иначе автофокус был бы включен постоянно, что приводило бы к быстрому разряду батареи и износу объектива. Скорость работы контрастного автофокуса очень важна – именно она определяет задержку между нажатием на кнопку спуска и собственно съемкой кадра.

Автофокус плохо работает в темноте, а так же при съемке однородных объектов, в котором процессору «не за что зацепиться глазом» - например, весьма сложно снимать гладкую стену. Для съемки в темноте, фотоаппарат может иметь дополнительную лампу подсветки автофокуса либо соответсвующую функцию вспышки (она работает в режиме стробосокпа с частым интервалом, чтобы подсветить объект перед съемкой). Разумеется, в этом случае система работает еще медленнее.

Скорость работы автофокуса и вообще объектива (так называемая время готовности к съемке) зависит и от используемого привода. В дешевых фотоаппаратах применяют обычный электромотор, в более дорогих – «сверхзвуковые» двигатели. Красиво звучит, да? На самом деле они ультразвуковые, или пьезокерамические. Принцип их действия заключается в том, что специальная платина под действием тока изгибается и приводит в движение нужный элемент, происходит это практически мгновенно.

Частью объектива является так же стабилизатор изображения. В самый простых моделях его нет вовсе, функцию стабилизации выполняет процессор, который анализирует перемещение одинаковых элементов картинки и обсчитывает ее таким образом, что эффект «шевеленки» (размытости) практически исчезает. Но это достигается за счет ухудшения качества картинки, а так же менее эффективным использованием матрицы: для  «полезной» фотографии берется только средняя часть матрицы, а то, что расположено по краям, используется как запас, на случай дрожания картинки. По этому, от кадра на итоговом снимке остается лишь часть попадаемого в объектив.

Кроме того, качественной обработке фотографий мешает не высокая производительность процессора (не будешь ведь устанавливать в фотоаппарат какой-нибудь Core I7 и систему жидкостного охлаждения для него). Главная же беда цифровой стабилизации интертность матрицы, которая при мелком дрожании (а оно всегда мелкое), просто не успеет зафиксировать перемещения картинки  и изображение окажется смазанным.

Гораздо эффективее оптическая стабилизация. При ее использовании объектив дополняют подвижной стабилизирующей линзой, которая по команде с гироскописеских датчиков движения и наклона, отклоняется так, чтобы изображение оставалось неподвижным относительно матрицы. При этом возможно, однако, искажение картинки, поэтому в некоторых фотоаппаратах не дополнительная линза в объективе, а сама матрица. Следует понимать, что системы стабилизации, работают только при не больших перемещениях камеры и если ее размахивать в воздухе вокруг себя, то ни какая система не спасет.

Качество изображения зависит и от качества изготовления объектива и линз. Плохой объектив, обязательно выдаст себя эффектом аберрации: достаточно сфотографировать предметы с разной освещенностью (например темный дом на фоне светлого неба), и их границы будут выделены фиолетовыми и рыжими полосами. Разумеется, это видно только тогда, когда продавец позволяет вам по фотографировать выбираемой камерой. Как раз при этом вы сможете оценить скорость работы объектива и автофокуса. Если же попробовать камеру в деле не дают, бегите из этого магазина …

По материалам журнала «Мобильные новости», № 112, март 2010 г.