Отличия объективов для цифровых и пленочных камер

Все цифровые зеркальные камеры имеют один недостаток: современные светочувствительные элементы цифровых устройств существенно меньше кадра 35-мм пленки. В результате эффективное фокусное расстояние объектива, установленного на цифровой зеркальной камере, увеличивается примерно в 1,5–2 раза. 20-миллиметровый объектив имеет широкий угол изображения на 35-мм камере, но на цифровой зеркальной камере он равноценен более скромному 30-мм объективу. У этой особенности цифровых аппаратов есть и положительная сторона — фокусное расстояние телеобъектива увеличивается, что положительно, например, для фотоохотников или спортивных фотожурналистов. Из-за эффекта увеличения фокусное расстояние имеющихся у вас объективов может оказаться слишком большим для съемки интерьеров и групповых портретов. В литературе данное свойство называют «фактором увеличения кратности». Автор книги надеется, что со временем светочувствительные матрицы существенно увеличатся в размерах, а стоимость их упадет, и вы сможете прочитать об этом недостатке только в данной книге, как это уже было с объективами для любительской киносъемки. И, несмотря на появление объективов исключительно для цифровых камер, автор не рекомендует торопиться с покупкой таких объективов, поскольку, если будут выпущены модели с увеличенной матрицей, вам придется прикупать другие объективы.

На сегодняшний день объективы, которые имеют маркировку цифровых объективов, не подходят для пленочных камер, поскольку имеют меньший задний рабочий отрезок объектива. При этом они рассчитаны на меньший размер поворотного зеркала, и даже если вы исхитритесь установить объектив на свою камеру, это приведет к поломке.

Еще один технологический прорыв — это, пожалуй, появление объективов со стабилизацией изображения (в обозначениях компании Canon IS — Image Stabilization, стабилизация изображения). Обычно это профессиональные объективы, но есть и полупрофессиональные, которые доступны по цене широкому кругу фотолюбителей.

Оптический стабилизатор изображения позволяет использовать более длинные выдержки при съемке с рук, не опасаясь получить смазанные кадры. Стабилизатор изображения использует два или более гиросенсора, сигналы с гиросенсоров передаются компенсирующей оптической системе, которая нейтрализует дрожание. Обычно это отрицательная линза, которая с помощью электромагнитов перемещается влево или вправо, вверх или вниз, но если применить принцип относительности и неподвижную систему координат, то неподвижным остается отрицательная линза, сохраняющая свое микроположение в пространстве относительно большого перемещения камеры.

USM — ультразвуковой мотор, работает практически бесшумно, быстро, в отличие от обычных, называемых еще волновыми моторами. Но главным преимуществом USM-моторов можно назвать возможность корректировать в любой момент наводку на резкость объектива без необходимости тянуться к переключателю перехода на ручной режим.

Важным прорывом вперед при конструировании фототехники стало размещение моторов фокусировки внутри объективов, первой на этот шаг пошла компания Canon. Конечно, это привело к небольшому увеличению стоимости объектива, но позволило встраивать в объективы моторы, наиболее точно подходящие к конкретной модели объектива, и существенно повысить как скорость, так и точность фокусировки. Каждый фокусировочный мотор разработан в соответствии с характеристиками конкретного объектива, что обеспечивает оптимальные эксплуатационные качества и быстродействие.

В настоящий момент в большинстве объективов используется кольцевой ультразвуковой мотор (USM, у разных производителей он имеет другие названия, но работают они по сходному принципу). Он представляет собой прямоприводной мотор без механизмов передачи, поэтому его работа отличается быстротой и надежностью. Первым объективом, содержащим USM, был выпущенный в 1987 году Canon EF 300 мм f/2,8L USM. В марте 1990 г. прорыв в USM-технологии был продемонстрирован выпуском Canon EF 35-135 мм f/4-5,6 USM, первого массового объектива, содержащего USM-мотор кольцевого типа. Благодаря низкой скорости вращения и большому вращающему моменту USM-моторов отпадает необходимость в тормозном устройстве. Это означает, что моторы компактны и могут вписываться в форму оправы объектива, не требуя значительного увеличения размеров и веса объективов.

Другим технологическим прорывом явился отказ от механической передачи информации об установленных параметрах дистанции в камеру. В современных камерах вся информация передается через электронное соединение. При этом информация включает дистанцию до объекта, диафрагму, температуру внутри объектива, фактор зумирования и другие параметры, необходимые для работы современной системы автофокуса.

В последнее время стало модно встраивать систему стабилизации в любительские цифровые камеры, но мне кажется весьма сомнительным, что при таком малом размере объективов у любительских камер и, соответственно, сверхмалых размерах гироскопов можно достичь необходимой точности при сборке, чтобы система могла потом отрабатывать толчки при дрожании камеры. Возможно, это является маркетинговым трюком. На цифровых камерах имело бы смысл развивать электронную систему стабилизации изображения, но для этого надо увеличивать размеры электронного сенсора, как это было сделано для видеокамер. В этом случае используется некоторая полезная площадь сенсора, а боковые сенсоры отвечают за корректировку сдвига основного блока. Единственный недостаток, который возникает в этом случае — нужен совершенный процессор обработки изображения, но микроэлектроника не стоит на месте. Это личное мнение автора, и если у вас есть аргументы мне возразить, я буду рад их услышать в любое время.

Основное внимание на бурно развивающемся рынке цифровых камер привлечено к новому поколению аппаратов типа P&S (Point and Shoot, наведи и снимай). Однако многие привыкшие к пленке фотографы по-прежнему ждут появления удобных аппаратов для спортивных фотосъемок. Пустующую нишу начинают заполнять новые цифровые однообъективные зеркальные камеры SLR (Single-Lens Reflex).

SLR-камеры обладают рядом преимуществ перед аппаратами P&S. Картинка в видоискателе PfcS-камеры лишь приблизительно совпадает с окончательным снимком, а через объектив SLR точно видно изображение, воспроизводимое на пленке (или светочувствительном элементе цифровой камеры). Это значительно упрощает кадрирование неподвижных и отслеживание движущихся объектов.

Качество компактных объективов, встроенных в большинство PfcS-камер, часто разочаровывает. Многие PfcS-объективы вносят различные искажения. В результате прямые линии часто выглядят кривыми, а края картинки не в фокусе. Конструкторы SLR-аппаратов не стремятся к обеспечению миниатюрности, поэтому резкость и оптическая точность SLR-объективов обычно выше, чем у эквивалентных PfcS-объективов.

Обычно SLR-камера оснащается сменными объективами, как, например, две из трех рассмотренных здесь цифровых SLR-моделей. Это дает возможность фотографу выбрать из целого набора нужный объектив, от широкоугольного до сверхдлиннофокусного. Обратите внимание на спортивных фотокорреспондентов — вы не встретите у них камер P&S. Зато увидите много длиннофокусных объективов на SLR-моделях, многие из которых относятся к цифровым камерам высокого класса.

И, наконец, объектив SLR-камеры можно фокусировать вручную. Даже лучшие системы автоматической фокусировки плохо работают при слабом освещении или съемке неконтрастных объектов. Переключившись в ручной режим, можно отменить параметры, заданные электронными схемами камеры, и самостоятельно навести фокус. В большинстве цифровых аппаратов P&S этого сделать нельзя.

SLR-камеры Canon и Fuji относятся к товарам потребительского или полупрофессионального уровня, несмотря на то, что их цена может превышать несколько тысяч долларов.

Стоимость профессиональных SLR-камер высокого класса лежит в пределах от пяти до десяти тысяч долларов. Основные различия между профессиональными и полупрофессиональными камерами заключаются в качестве съемки при плохом освещении и прочности конструкции. Если вы не собираетесь снимать игры NBA, стоя у края баскетбольной площадки, то изображения, полученные более простой камерой, будут не намного хуже, чем у дорогостоящих профессиональных аппаратов.

Более 40 % продаваемых объективов составляют объективы фотоаппаратов фирмы Canon. Поскольку фирма лидирует в секторе производства цифровых фотоаппаратов, имеет смысл отдельно более подробно осветить линейку производимых ею объективов.

В настоящий момент система объективов серии Canon EF содержит около 50 объективов с фокусными расстояниями от 14 до 1200 мм. Среди них как профессиональные высококачественные объективы серии L, использующие самые современные технологии, так и недорогие объективы для любителей. Оптику Canon условно можно разделить на три группы: начальный уровень, средний и L-оптика. Начальная группа — это, к примеру, недавно выпущенные EF 28–80 мм f/3,5–5,6 II и EF 28–80 мм f/3,5–5,6 V USM (заменив на рынке EF 28–80 мм f/3,5–5,6 и EF 28–80 мм f/3,5–5,6 IV USM соответственно), средняя — EF 28-105 мм f/3,5–4,5 USM и EF50 мм f/1,4 USM, L-оптика — EF 28–70 мм f/2,8L USM и EF 180 мм f/3,5L Macro USM.

Система объективов серии Canon EF продолжает развиваться и имеет множество уникальных свойств. Объектив Canon EF 50 мм f/1,0L USM имеет максимальную светосилу среди всех выпускаемых в мире объективов для зеркальных камер, объектив 1200 мм f/5,6L USM имеет максимальные фокусное расстояние и светосилу среди автофокусных объективов подобного класса для зеркальных камер. Объектив Canon EF 24 мм f/1,4L USM содержит как асферический элемент, так и UD (ultra-low dispersion glass) элемент, эти элементы позволяют компенсировать дисторсию и аберрации. Объектив EF 35-350 мм f/3,5–5,6L USM имеет диапазон изменения фокусного расстояния от широкоугольных 35 мм до супертелефото 350 мм. Из объективов специального назначения хотелось бы отметить объективы с оптической стабилизацией изображения, «tilt-shift» (наклон-сдвиг) объективы, «soft-focus» объективы, а также объективы для макросъемки.

Особенности объективов для цифровой фотографии

Цифровые зеркальные фотоаппараты используют объективы, изначально разработанные для своих пленочных собратьев. Хотя появились в последнее время объективы, специально разработанные под малые сенсоры (например, серия DX у Nikon), но фактически это те же самые пленочные объективы, у которых уменьшены углы падения лучей на матрицу по краям кадра и которые имеют очень низкое разрешение по краям кадра.

Эти объективы могут нормально работать только с матрицами современных «полноразмерных» цифровых зеркальных фотокамер с размерами сенсора 24x16 мм. Так как разница между «цифровыми» объективами и обычными не велика (пока они стоят на цифровой камере), в дальнейшем речь будет идти об объективах, не делая уточнений, специальные это объективы или обычные.

При установке на цифровую зеркальную камеру объектива не изменяются его физические характеристики. К физическим характеристикам относятся: фокусное расстояние и связанная с ним передача перспективы, не меняется светосила и диафрагменное число. Меняется только угол зрения, т. е. линейные размеры передаваемого участка изображения. Часто приводят такую аналогию, будто взяли пленочный кадр и ножницами на итоговой фотографии вырезали из него центральную часть.

В реальной жизни уменьшение угла зрения означает, что для того чтобы получить одинаковую «крупность» или одинаковый масштаб объекта на цифровой и на пленочной камере при съемке с одинакового расстояния вам придется использовать на цифровой камере объектив с меньшим фокусным расстоянием, причем меньшем ровно во столько раз, во сколько размеры матрицы будут меньше размеров пленочного кадра.

Теперь понятно, что для того чтобы масштабы объекта при съемке на цифровую камеру совпадали с масштабами съемки на пленочную камеру, необходимо либо использовать объектив с меньшим фокусным расстоянием, либо отойти от объекта съемки на большее расстояние. Вот тут-то мы наступаем на следующие цифровые грабли. Дело в том, что при выполнении любого из указанных условий растет глубина резко изображаемого пространства.

Взаимозависимость светосилы и фокусного расстояния у среднеформатного объектива, установленного на 35-мм камеру

Фокусное расстояние (реальное) будет меняться в соответствии с изменением площади кадра (явление, аналогичное кроп-фактору при установке обычных объективов от 35-мм камер на цифровые камеры с матрицей, меньшей по размеру, чем 24?36 мм). Насчет светосилы (опять же — реальной) — не знаю, сдается мне, что у среднеформатного объектива за счет большего поля изображения светосила будет увеличиваться при установке на 35-мм камеру.