Ширококутний об'єктив Мир-47

1. Використання ширококутних об'єктивів з матрицями різних розмірів і програми обробки отриманих зображень...
2. Canon 5D
3. Canon 350D
4. Суб'єктивні враження від отриманої таблиці.

Використання ширококутних об'єктивів з матрицями різних розмірів і програми обробки отриманих зображень

Часто чую, що критерієм вибору камери є наявність ширококутний об'єктив. Чим більше кут охоплення, тим краще. А то, - кажуть мені, - бродив я по вузьких вуличках, і така там розкішна архітектура, а я нічого зняти не зумів. Загалом, класична ситуація: хочу Цар-гармату. І вже блоху - так підкувати, щоб по льоду не ковзала, а то, що вона лапками ворушити перестала - підкови важкі - забувають. З надширококутний об'єктивами ситуація дуже схожа, хоча річ це, безумовно, дуже цікава. Але великий кут призводить часто до зовсім не тим результатам, яких від нього підсвідомо чекають. Хотіли відобразити все відразу, а на фотографії будинок, який важко впізнати. Проблема ускладнюється ще тим, що коли ми виходимо за межі природного сприйняття, звична прямолінійна проекція перестає бути природною.

Спочатку повторимо деякі азбучні істини. Зображення, що отримується звичайним об'єктивом, еквівалентно зображенню, що отримується за допомогою доречний камери, дірка якої знаходиться на фокусній відстані від пластинки. Людське око охоплює нерухомим зіницею приблизно 40 градусів, що відповідає фокусною відстанню об'єктива 50 мм, що працює з кадром 24 × 36 мм. Проблем з більш довгофокусними об'єктивами, як з побудовою зображення, так і зі сприйняттям не виникає. Зрештою, ситуація цілком природна: бінокль, підзорна труба, замкова щілина, в кінці кінців. З більш ширококутними об'єктивами все не так очевидно. Можна швидко обертати очима, можна дивитися в криве дзеркало, але в разі прямолінійною проекції крайні промені будуть практично ковзати по фотоплатівці, і зображення буде сильно спотворюватися, хоча лінії залишаться прямими. Я тут не зупиняюся на особливості цифрової фотографії, коли матриці дуже важко реєструвати ковзаючі промені. Ця проблема давно вирішена в конструкції так званих зворотних телеоб'єктивів , І хоча зображення в них відповідає дірочки, розташованої дуже близько від пластинки, реально промені, що виходять з об'єктива, вже не паралельні входять, і падають на матрицю не під таким гострим кутом. Проблема катастрофічного погіршення якості на краях кадру при роботі зі надширококутний об'єктивами пов'язана не стільки з недосконалістю конструкції об'єктива, скільки з самою постановкою завдання: ми прагнемо зареєструвати ковзаючі промені. Мені видається, що прагнення зробити надширококутним об'єктиви, що працюють в нормальній (прямолінійною, а в деяких статтях її називають прямокутної) проекції, пов'язане з бажанням зберегти звичну проекцію в незвичних умовах. Альтернативою є об'єктиви «риб'яче око», що дають зовсім іншу проекцію, але при комп'ютерній обробці одна проекція може бути легко перетворена в іншу, і необхідність відразу отримати шукане зображення перестає бути вирішальним аргументом при виборі об'єктива цифрової камери. Тобто при цифровій обробці об'єктиви «риб'яче око» можуть успішно використовуватися замість надширококутним об'єктивів, які будують зображення в прямолінійною проекції. Порівняємо два об'єктива з близькими фокусною відстанню, але різними принципами побудови зображення. Фокусна відстань об'єктива Світ 47 і об'єктива Зенитар відрізняється всього на 4 мм. Зовні і оптичні схеми здаються схожими, але результати разюче відрізняються.

Світ-47

Зенитар

Звертаю увагу, що хоча світлофільтри в обох об'єктивів ставляться після задньої лінзи, але у Зенитар він ставиться замість плоскопараллельной пластини. Оскільки товщина пластини і фільтра однакова, то зміни в траєкторії ходу променів не відбувається. Без фільтра або пластини цей об'єктив не вдасться сфокусувати на нескінченність. У об'єктива Мир-47 фільтри ставляться як додатковий елемент, їх товщина достатня мала, щоб не внести істотних змін у фокусування.

Зенитар - це « Риб'яче око », І будує зображення він відповідно до принципу: рівному кутку відповідає рівний відрізок зображення в фокальній площині. В результаті краю кадру здаються промальованим більш детально. У об'єктивів «риб'яче око» проблеми погіршення якості по краях кадру пов'язані дійсно зі складністю конструкції і труднощами створити ідеальну оптичну схему.

В каталозі Canon самий ширококутний «нормальний» об'єктив має фокусну відстань 14 мм і кут огляду по довгій стороні кадру 104 °. Якщо подивитися на ЧКХ , Наведену в книзі Canon TF Lens Work II, об'єктива EF 14 mm f / 2,8L USM, то ми побачимо, що не тільки на відстані 20 мм від центру контраст тонких ліній падає майже до нуля, і не рятує навіть діафрагмування, а й крива зміни контрасту має в проміжку між центром і краєм кадру кілька локальних мінімумів. Наступний об'єктив в каталозі Canon має фокусну відстань 20 мм і відносний отвір 1: 2,8. його ЧКХ також нагадує танці п'яних гусениць і не вселяє оптимізму з приводу якості на краях. За формальними ознаками наш герой, Мир-47, має точно такі ж характеристики: фокусна відстань 20 мм, кут зору 94 ° по діагоналі, 84 ° по горизонталі і 62 ° по вертикалі, відносний отвір навіть трохи краще, 1: 2,5. Про родовід відомо тільки те, що невелика партія була випущена Красногорськім заводом в 1982 році. За даними сайту Красногорського заводу, розрахунок зроблений ГОІ. А випускався об'єктив ЛОМО, а потім його виробництво було передано на Вологодський оптико-механічний завод ( ВОМЗ ), Чию продукцію я сьогодні і тестую. За конструкцією вологодський об'єктив відрізняється від Красногорського.

КМЗ для свого об'єктива вказує дозвіл по ТУ центр / край: 60:17 ліній / мм. На жаль, цього ТУ у мене немає, а ГОСТ 25502-82 передбачає побудову графіка залежності і, з огляду на стрімке погіршення дозволу до краю зображення, інформація типу центр / край, коли невідомо, де цей край, стає мало інформативною, оскільки, якщо 17 ліній / мм на відстані 19 мм від центру кадру, то об'єктив порівняємо з продукцією Canon; а якщо на відстані 21 мм - то багато краще. Нагадаю, що діагональ кадру 43 мм, т. Е. Самий-самий кут знаходиться на відстані 21,5 мм від центру кадру.

Закінчуючи опис конструкції, трохи зупинюся на механіці. У об'єктивів з нарізним сполученням М42 при обертанні кільця вибору діафрагми її діаметр не змінюється, а лише переміщається упор обмежувача. Конструкція розрахована таким чином, що не обертання кільця переміщує пелюстки діафрагми, а шток, на який натискає апарат в момент спуску затвора, щоб закрити діафрагму до робочого стану. При використанні перехідного кільця EOS-M42 шток весь час натиснуто і діафрагма весь час закрита до робочого стану. В цьому випадку при обертанні кільця зміни діафрагми її пелюстки часто залипають, дірка втрачає правильну форму і значення діафрагми не завжди встановлюються однаково. Оскільки при використанні з цифровими камерами автоматика закриття діафрагми не використовується, я в своєму екземплярі видалив механізм штовхача і поставив більш потужну пружину. В результаті при обертанні кільця установки діафрагми діаметр дірки став зміняться більш передбачувано :-)

Щоб проілюструвати можливості ширококутної оптики, ми з Сергієм Щербаковим взяли апарат Canon 5D з повнорозмірною матрицею 24 × 36 мм і Canon 350D з матрицею розміром 14,8 × 22,2 мм і нашу колекцію ширококутних об'єктивів. З однієї точки було знято будівлю. Після цього отримані знімки сравнівалісь.Поскольку використовувані об'єктиви давали зображення в різних проекціях і по-різному спотворювали перспективу, ми в даному випадку, «для чистоти експерименту», вирішили порівнювати фотографії тільки в прямолінійною проекції, з максимально можливою комп'ютерної корекцією спотворень. Як правило, ми використовували програми, засновані пакеті PanoTools , Який розробив в 1998 році професор фізики Хельмут Дерш (Helmut Dersch).

Canon 5D

Ось що бачить камера Canon 5D з точки зйомки через об'єктив «риб'яче око» Пеленг.

А такий кут охоплення можна витягнути з цього об'єктива в прямолінійною проекції

Світ 47. Вихідний знімок.

Масштаб мініатюри 13% від оригіналу.

Застосуємо плагін Lens Correction з програми Adobe Photoshop

І після правки перспективних спотворень і дисторсии отримуємо:

Мініатюра відповідає 13% від початкового розміру.

Зенитар

Мініатюра відповідає 13% від початкового розміру.

Є безліч способів перетворити зображення отримане об'єктивом «риб'яче око».

Наприклад, скористатися плагіном PTLens .

Можна правити і проекцію, і перспективні спотворення одночасно, проте, діапазону корекції вертикальної преспективи трохи не вистачає для отримання вертикальних ліній стін.

Можна, як і в наведеному вище прикладі корекції знімка, зробленого Мир-47, скористатися Lens Correction:

Однак в цьому випадку не вдається в один прийом виправити бочкообразную дисторсію. І виникає, як і в попередньому випадку, необхідність застосувати плагін ще раз до вже перетвореному зображенню.

Більш перспективно, на мій погляд, застосування плагіна Remap для перерахунку в прямолінійну (Normal) проекцію:

В результаті отримуємо наступний знімок:

Мініатюра відповідає 13% від початкового розміру.

Тепер виправляємо вертикальну перспективу за допомогою Lens Correction або PTPerspective

і в результаті отримуємо:

Мініатюра відповідає 13% від початкового розміру.

Природно, за все треба платити, і якщо перетворювати зображення, отримане об'єктивом «риб'яче око» в прямолінійну проекцію, використання площі матриці не настільки ефективно, як при зйомці звичайним об'єктивом.

А ось що дає об'єктив Sigma 24-70 при фокусній відстані 24 мм.

Мініатюра відповідає 13% від початкового розміру.

Canon 350D

Тепер подивимося, чи можемо ми отримати аналогічні кути огляду на меншій матриці камери Canon 350D. Природно, кругових об'єктивів «риб'яче око» для неї немає, але ми зараз розглядаємо тільки нормальні проекції, так і при бажанні можна отримати зображення типу дається 8 мм пеленг на матриці 24 × 36 на меншій матриці, скориставшись насадкою на більш довгофокусний об'єктив.

пеленг

Мініатюра відповідає 13% від початкового розміру.

Максимальне охоплення в прямолінійною проекції можна отримати скориставшись плагіном PTLens, однак при цьому якість країв буде незадовільним

Оскільки цей варіант я не пропоную порівнювати з іншими, то розмір мініатюри становить 19% від зображення після перетворення.

Можна стримати запал і не намагатися отримати максимальне охоплення в цьому плагіні або скористатися плагінами Remap і Lens Correction.

Мініатюра відповідає 13% від зображення отриманого після перетворення.

Зенитар

На прикладі цього знімка покажу, що Adobe Photoshop - не єдина надбудова, що дозволяє працювати з програмою PanoTools. Можна скористатися графічним інтерфейсом до засобів створення панорам « Hugin ». Для оптимізації завантажити в нього єдиний кадр і вибрати контрольні точки, що лежать на горизонтальних і вертикальних прямих. Наприклад, лівому знімку вибираємо верхню ділянку водостічної труби, а на правому - нижня ділянка тієї ж труби, і помічаємо, що ці точки лежать на одній вертикальній лінії.

Запускаємо оптимізацію і зберігаємо отриманий результат в прямолінійною проекції:

Canon 18-55, F = 18 мм.

Після перспективної корекції плагіном Lens Correction.

Світ-47. Після перспективної корекції плагіном Lens Correction:

Оскільки саме цей об'єктив є головним героєм цієї статті, то на прикладі цього знімка подивимося, наскільки еффенктівно можуть бути програмно усунено хроматичні аберації. Я вважаю за краще усувати їх на етапі перетворення RAW файлів. Ось що виходить, якщо скористатися Adobe Camera RAW:

Як видно з наведених знімків, сама по собі маленька матриця не заважає отримати зображення з тими ж кутами огляду, що і велика. Очевидно, що зображення по центру не залежать від розміру матриці, а тільки від дозволу об'єктива і розміру пікселя. На краях ситуація куди менш однозначна, оскільки при великій матриці, різниця край / центр більш істотна. Порівняємо якість відображення одних і тих же об'єктів, розташованих по центру і на периферії кадру, при зйомці різними об'єктивами і камерами. Якщо зйомка ведеться одним об'єктивом і різними камерами, то очевидно, що об'єкти знаходяться на одній відстані від центру, т. Е. Для 5D це аж ніяк не самий край. Для зручності порівняння більш дрібні знімки збільшені, щоб масштаб об'єктів був скрізь однаковий. Природно, збільшення не покращує якість, але іноді дрібніший знімок при збільшенні дає більш чітке зображення, ніж великий, зроблений «м'яким» об'єктивом. Однак, якщо необхідно вибрати об'єктив для зйомки з фіксованою точки для подальшого друку фотографії великого формату, то подібний підхід має право на існування, оскільки важко передбачити, у що перетвориться невеликий і різкий знімок при його збільшенні.

край

центр

Суб'єктивні враження від отриманої таблиці.

Приблизно рівний кут дає об'єктив Sigma 24 мм на великій матриці і Зенитар на маленькій. Зенітар- різкий об'єктив з дуже непоганим дозволом. Дрібний піксель Canon 350D дозволяє йому краще реалізувати свій потенціал. Якщо нам потрібен кут охоплення 50 градусів, то я б розставив фотографії в наступному порядку: Мир-47 з камерою 5D, Зенитар з 350D, Canon 18-55 (F = 18 мм) з 350D, Sigma 24-70 (F = 24 мм ) з 5D, Зенитар з 5D. У парі Зенитар з 350D і Canon 18-55 (F = 18 мм) з 350D перевага я віддав Зенитар за рахунок кращої якості в центрі і більшого кута огляду при інших рівних. Ще раз зауважу, що все дуже суб'єктивно, оскільки це не світи, і змінюється хмарність сильно впливала на контраст окремих деталей зображення. У парі Canon 18-55 (F = 18 мм) з 350D і Sigma 24-70 (F = 24 мм) з 5D остання програла за рахунок саме більшої площі кадру, до краю у неї погіршення характеристик виявилося значніше. У цих знімках вікно дійсно знаходиться на самому краю кадру, і трохи більший кут огляду Sigma не дозволив їй виграти в змаганні по зйомці конкретного будинку :-) В будь-якому випадку при зйомці ширококутним об'єктивом доведеться миритися з неоднорідним якістю по полю знімка. На жаль, при пейзажній зйомці сюжетно важлива частина займає часто всю площу кадру. Зважаючи на вищенаведене, якщо подивитися на знімок, зроблений об'єктивом Мир-47 і камерою 5D, трохи під іншим ракурсом, коли вікно доводиться на самий край знімка, то на мій погляд результати краще очікуваних :-)

На закінчення кілька знімків, які демонструють ефективне використання величезної глибини різкості, що дається об'єктивом Світ 47.