Выбор цифрового фотоаппарата

Милчев Марин

 

Рис. 2.2. Определение дистанции съемки фазовым сенсорным блоком

Говоря о системах наведения на резкость, нельзя не упомянуть о так называемом фикс-фокусе – объективе простейшей конструкции, которым снабжаются самые дешевые модели любительской фототехники. Объектив фикс-фокус не использует никаких перемещающихся линзовых элементов и формирует резкое изображение за счет своего гиперфокального расстояния.

Гиперфокальное расстояние объектива – минимальное расстояние от съемочного объектива до воображаемой плоскости в пространстве. При фокусировке объектива на эту плоскость дальняя граница изображаемых

им с приемлемой резкостью объектов оказывается в бесконечности. Ближняя граница (то есть минимальная дистанция съемки) оказывается на расстоянии, равном половине гиперфокального расстояния.

Величина гиперфокального расстояния прямо пропорциональна квадрату фокусного расстояния объектива и его относительному отверстию. Стремясь уменьшить ближнюю границу съемки (хотя бы до 1,5 м), производители используют короткофокусные объективы с минимальным относительным отверстием. Основное преимущество таких систем – крайняя простота и значительное сокращение лага (время тратится только на расчет экспозиции). Однако ограничения, накладываемые небольшой светосилой, малым фокусным расстоянием и большой «мертвой зоной», объясняют крайне незначительное распространение такого типа оптики.

Большинство современных автофокусных камер оборудовано блокировкой автофокуса. Эта функция необходима, если объект съемки не должен находиться в центре кадра. «Поймав» фотографируемый предмет в центр видоискателя, пользователь наполовину нажимает кнопку затвора, в результате камера фокусирует объектив, после чего пользователь может окончательно скомпоновать кадр и дожать кнопку затвора. Ряд моделей оснащен отдельной кнопкой для блокировки фокуса, иногда эта кнопка одновременно включает блокировку экспозиции.

Некоторые из камер снабжены многозоновым автофокусом, часть из них – с возможностью ручной установки зоны фокусировки. Такая система осуществляет поиск объекта фокусировки не только в центральной части кадра, но и в его периферийных областях, останавливая свой выбор на предметах, расположенных на наименьшей дистанции, либо на наиболее контрастных частях светового изображения. Ручной выбор зоны фокусировки, допускающий предварительный выбор опорной точки для фокусировки, значительно упрощает съемку со штатива в тех случаях, когда фотографируемый объект находится в периферийной части кадра.

Наличие многозонового автофокуса, помимо обеспечения комфортности съемки, увеличивает время, необходимое автоматике камеры для наведения резкости. Кроме того, если дистанция до объекта съемки велика, автофокус может выбрать расположенный ближе второстепенный предмет. Поэтому некоторые из фотоаппаратов, оборудованных многозоновым автофокусом, снабжены также функцией точечной фокусировки, при которой рабочая область ограничена небольшой (не более 10 % от площади светового изображения) зоной в центре кадра.

Для тех случаев, когда лаг фокусировки вообще недопустим, особенно полезной является функция непрерывной фокусировки (в англоязычной литературе используется термин continuous autofocus). Как следует из названия, автофокус обеспечивает постоянное наведение на резкость объектива – точно так же, как это принято в видеокамерах. Основным минусом данного режима является повышенный расход энергии на частое перемещение линзовых элементов объектива.

Наиболее сложным с точки зрения реализации является следящий автофокус (predictive autofocus). Он представляет собой сочетание многозоновой и непрерывной фокусировки с добавлением

определенной доли искусственного интеллекта. После того как пользователь наполовину нажал кнопку затвора, автофокус постоянно удерживает в «поле зрения» объект съемки, отслеживая как его перемещение в соседнюю зону фокусировки, так и изменение дистанции до него. В результате при полном нажатии кнопки затвора объект съемки получается резким.

Определенную сложность для автофокуса представляет режим макросъемки.

Макросъемка – фотографирование маленьких объектов с близкого (менее полуметра) расстояния.

При включении функции «макросъемка» любительские цифровые камеры корректируют работу автофокуса и позволяют навести на резкость объектив при съемке предметов, расположенных на расстоянии не более 20 см. К сожалению, ряд моделей обеспечивает фокусировку только при минимальном фокусном расстоянии объектива, поэтому размер объекта съемки в кадре уменьшается и снижается уровень его детализации.

Аберрации оптики и ее разрешающая способность

Вне зависимости от эффективности автофокуса и экспозамера качество светового изображения оптической системы напрямую зависит от уровня аберраций.

Аберрации (от лат. aberratio – уклонение) – искажения светового изображения. Проявляются в понижении резкости светового изображения, нарушении подобия между объектом и его световым изображением (геометрические аберрации) либо окрашивании контуров объектов в световом изображении (хроматические аберрации).

Среди большого количества геометрических аберраций наиболее заметны кривизна поля и дисторсия. Кривизна поля выражается в искривлении плоскости светового изображения. Вызвано это тем, что после прохождения сквозь оптическую систему световые лучи, идущие из точек, расположенных вне оптической оси объектива, сходятся в фокус в разных плоскостях. В результате в плоскости регистрирующего устройства возникает понижение резкости изображения от центра к краям. Устраняется кривизна поля подбором линз с различной кривизной поверхностей. Дисторсией (рис. 2.3) называется аберрация, при которой нарушается геометрическое подобие между объектом и световым изображением. Это явление возникает в результате изменения линейного увеличения оптической системы по полю светового изображения.

Рис. 2.3. Дисторсия

В вариообъективах дисторсия выражается в «подушкообразных» искажениях в длиннофокусном диапазоне, и в «бочкообразных» – в широкоугольном. Для снижения дисторсии в конструкцию объективов включается асферическая оптика, то есть линзы с параболической, эллиптической и другой формой поверхности.

Хроматические аберрации обусловлены зависимостью показателя преломления оптического стекла от длины волны проходящего через него света. В линзовых оптических системах это приводит к разложению луча белого света на несколько одноцветных лучей, которые после выхода из оптической системы пересекают оптическую ось в разных точках. Поэтому в тех случаях, когда яркости объекта съемки и его фона сильно различаются, на границе их изображений появляется цветовая окантовка, чаще всего синеватого или фиолетового оттенка, именуемая каймой (fringe). Хроматическую аберрацию уменьшают комбинированием положительных и отрицательных линз, сделанных из разных сортов стекла с различающимися коэффициентами рассеивания. До недавнего момента вопрос о достаточности разрешающей способности объективов не возникал.