Фокусна відстань об'єктива
Об'єктив є невід'ємною частиною фотоапарата. Саме від об'єктива залежить те зображення, яке ми отримаємо в результаті. Я вважаю що саме об'єктив «робить» в художньому сенсі фотографію і отримується на знімку результат відсотків на 70% (якщо не більше) залежить саме від нього.
У об'єктивів є свої характеристики і параметри, про які обов'язково потрібно мати уявлення і одним з основних параметрів будь-якого об'єктива є його фокусна відстань.
Якщо не вдаватися в подробиці оптики і взагалі забути про фізику, то можна сказати, що фокусна відстань визначає на скільки об'єктив буде здатний «наблизити» об'єкт зйомки. Тому, якщо не хочете розбиратися з суттю цього процесу, то просто запам'ятайте одне просте правило:
Чим більше фокусна відстань об'єктива, тим візуально ближче буде знаходитися об'єкт, що знімається на фотографії
Тут правда, є деякі нюанси і я про них трохи пізніше скажу.
Отже, фокусна відстань вимірюється в міліметрах і зазвичай вказується на об'єктиві або корпусі фотоапарата.
На малюнку ви бачите об'єктив дзеркального фотоапарата з діапазоном фокусних відстаней 18-55 мм, а також цифрову мильницю, на корпусі якої зазначений деякий діапазон 4.5-45.0 мм.
В обох прикладах вказується два значення, наприклад, 18 і 55 мм - це мінімальне і максимальне значення фокусних відстаней, які можна встановити в фотоапараті або об'єктиві. Такі об'єктиви можуть змінювати фокусну відстань в цих межах і тому називаються зум-об'єктивами.
Взагалі, слово «зум» перекочувало в українську мову з англійської, в якому «zoom» означає зміну масштабу зображення. У дзеркальній фототехніку воно не часто використовується, а ось стосовно до компактних камер або мильниць ви його можете почути повсюдно, так як виробники дуже часто саме зум позиціонують як деякий маркетингове перевага перед конкурентами.
Але що ж таке зум і наскільки він для нас важливий?
Зазвичай на компактних фотоапаратах вказується число зі знаком «х», наприклад 10х.
Кажуть - десятикратний зум. Це означає, що фотоапарат (об'єктив фотоапарата) може збільшити зображення в десять разів, але тут слід задати дуже правильне питання - в десять разів по відношенню до чого? Давайте розбиратися.
Наприклад, у нас є цифрова компактна камера NIKON S6300 (зображена на малюнку вище). На корпусі цієї камери вказано 10х. що означає, як ми знаємо, десятикратний зум.
Часто плутають поняття «кратність зуму» і «наближення».
Кратність зуму - це відношення максимальної фокусної відстані об'єктива до мінімального. На об'єктиві камери NIKON S6300 вказано діапазон фокусних відстаней: 4.5 - 45 мм. Це означає, що мінімальна фокусна відстань об'єктива цієї камери становить 4.5 мм, а максимальне 45 мм. Звідси ми легко отримуємо кратність - 45 / 4,5 = 10, що і зазначено на камері.
Але не можна забувати, що регулюючи фокусна відстань об'єктива, можна як візуально наближати об'єкти, так і віддаляти їх! Це саме той нюанс, про який я згадав на початку.
Так як ми навколишню дійсність сприймаємо очима, то необхідно знати значення фокусної відстані, яке буде сприйматися людським оком як звичне, тобто предмети будуть здаватися і не наближеними, і не віддаленими.
об'єктив з фокусною відстанню в 50 мм передає зображення максимально близьке до того, як його сприймає людське око
Відповідно, чим фокусні відстані будуть більше 50 мм, тим візуально ближче будуть об'єкти на фотографії. І чим менше 50 мм буде фокусна відстань, тим візуально далі будуть розташовані об'єкти, ніж вони є насправді.
Ми якось більше звикли до того, що оптичні системи збільшують об'єкти, але досить згадати дверне вічко, щоб зрозуміти, що об'єкти можуть і візуально віддалятися. У вічка дуже маленьке фокусна відстань, тому і об'єкти здаються набагато далі, ніж вони є насправді.
Але тут є ще один нюанс, про який не можна ні в якому разі забувати - всі ці норми взяті з минулого, коли були плівкові фотоапарати, які знімали на 35-ти міліметрову плівку, тобто розмір кожного кадру на плівці дорівнював 24х36 мм. Зараз плівку витіснили електронні матриці і з'явилося поняття кроп-фактора.
Кроп-фактор істотно впливає на багато параметрів в цифровій фотографії і на фокусна відстань об'єктива в першу чергу.
Це не дуже проста для розуміння тема і щоб з цим розібратися, подивіться на малюнок нижче:
Об'єктив має перетин кола, тому і зображення їм формується має таку форму. Але світлочутливий елемент прямокутний, а значить на фотографії буде відображатися тільки та частина зображення, яка спроектована на матрицю.
І тут знову ж таки є нюанс. Якщо матриця має повний розмір (показана на малюнку вище червоним кольором), то зображення, що формується на ній, буде мати той же розмір, як і на стандартному кадрі 35мм-ой фотоплівки. Як ми знаємо саме цей формат плівки став своєрідним стандартом і в цифровій фотографії. Саме під цей стандарт і градуйовані фокусні відстані на всіх об'єктивах.
Але якщо матриця обрізана, то це означає, що її розмір менше повноформатної матриці. Кроп-матриця показана на малюнку вище синім кольором і ми бачимо, що частина зображення на матрицю не потрапляє, і фотографія виходить такий, як якщо б ми сильніші збільшили об'єкт зйомки, тобто більше його наблизили. Ну а за наближення орендованих об'єктів, як ми вже знаємо, відповідає фокусна відстань.
Тобто виходить, що якщо ми візьмемо два фотоапарати - один з повноформатної матрицею, а другий з «кропнутой», і знімемо одну і ту ж сцену, з однієї і тієї ж точки, з одним і тим же фокусною відстанню, то отримаємо на одній фотографії більш збільшене зображення, ніж на інший.
Давайте розглянемо приклад.
Ви бачите фотографію зроблену на професійний фотоапарат Canon EOS 5D Mark II. Цей фотоапарат має повноформатну матрицю. Фотографія була зроблена на фокусній відстані 24 мм.
Якщо з цієї ж самої позиції зйомки зробити кадр на любительську зеркалку Nikon D5200, виставивши фокусна відстань також в 24 мм, то ми отримаємо фотографію, показану червоною рамкою. Тобто начебто ми ще сильніше наблизили об'єкт зйомки.
Тому при використанні фотоапарата з кроп-матрицею, встановлене на об'єктиві фокусна відстань потрібно помножити на величину кроп-фактора
В даному прикладі за фактом фокусна відстань об'єктива фотоапарата Nikon D5200 дорівнює 24 * 1.5 = 36 мм.
Таке обчислене фокусна відстань називається еквівалентною фокусною відстанню. Тобто по суті, еквівалентна фокусна відстань показує яке фактичне фокусна відстань мав би об'єктив, якби зйомка проводилася на 35мм-ую плівку (або матрицю full frame).
Здавалося б, а чому відразу на об'єктивах не вказувати еквівалентні значення фокусних відстаней, щоб не вносити цю плутанину. Не все так просто. Камери можуть оснащуватися матрицями з різним кроп-фактором, а об'єктиви, як правило, можна використовувати на всіх фотоапаратах одного виробника або навіть на камерах конкурента, використовуючи спеціальні перехідники. Тому все фокусні відстані розраховуються на основі стандарту 35мм-ой плівки, ну і в кожному конкретному випадку його можна перерахувати під свою камеру, знаючи її кроп-фактор.
Тепер давайте повернемося до зуму. отображаемому на корпусі компактних камер.
Маючи інформацію про вплив кроп-фактора на фокусна відстань об'єктива, спробуємо розібратися з питанням - чи буде 10-ти кратний зум дійсно наближати об'єкти в десять разів чи ні ...
У нашому прикладі кроп-фактор камери NIKON S6300 складає 5.62. Звідси випливає, що мінімальна еквівалентна фокусна відстань дорівнюватиме: 5.62 * 4.5 = 25 мм, а максимальне - 5.62 * 45 = 250 мм.
Тобто на мінімальній фокусній відстані об'єктив буде візуально віддаляти об'єкти, оскільки воно менше 50 мм, а на максимальному наближати. Саме тому не можна сказати, що цей фотоапарат зможе в десять разів «наблизити» до вас, що знімається, так як про наближення ми судимо за нашими відчуттями (очам).
Втім легко перерахувати яке насправді збільшення дає ця камера. Для цього знайдемо фокусна відстань еквівалентну 50 мм: 50 / 5.62 = 9. тепер 45/9 = 5. тобто даний фотоапарат насправді здатний «наблизити» до вас об'єкти зйомки в п'ять разів, а ніяк не в 10!
З оптичним зумом ми тільки що розібралися, а от що ж таке цифровий зум?
Якщо фотоапарат має 4-х кратний оптичний зум і 3-х кратний цифровий, то в сумі виходить начебто 7! Але чи так це насправді?
З оптичним зумом все зрозуміло - це здатність об'єктива візуально наближати або видаляти об'єкти через фотографії із близької відстані. А ось цифровий зум ніяк не пов'язаний з оптикою або механікою і являє собою просто програмне збільшення кадру. Тобто через об'єктив зображення проектується на матрицю фотокамери, а спеціальна програма в фотоапараті збільшує центральну частину спроектованого зображення «розтягуючи» його на всю матрицю.
Точно такого ж ефекту можна домогтися, якщо зробити кадр на максимальному оптичному збільшенні, а потім на комп'ютері обрізати (або правильно сказати «відкадрувати») фотографію.
При цьому на комп'ютері у вас це вийде швидше за все навіть краще, так як при програмному збільшенні «всередині» фотоапарата (використання цифрового масштабування), на зображенні можуть з'явитися цифрові шуми. Також зображення, отримане на використання цифрового масштабування, матиме менше деталей і буде менш різким, ніж фотографія, відкадрувати на комп'ютері.
За перерахованих вище причин немає ніякого сенсу звертати увагу на розмір зображення у і, само собою, немає ніякого сенсу ним користуватися.
Далі я поділюся інформацією, яка не особливо важлива для отримання хороших фотографій, але все ж я вирішив включити її в свій курс для тих, кому захочеться більш глибоко розібратися з фокусною відстанню об'єктива.
Для того щоб розібратися з питанням «що таке фокусна відстань об'єктива», доведеться трохи згадати фізику.
Фокусна відстань - це фізична характеристика оптичної системи, яка описує здатність оптичної системи «збирати» промені світла в одну точку
Правда в цьому визначенні є тонкість - промені повинні йти з нескінченності паралельним пучком, а також повинні бути паралельними оптичної осі лінзи.
Так як об'єктив фотоапарата являє собою досить складну систему лінз, то для простоти розуміння будемо розглядати найпростіший об'єктив, що складається тільки з однієї лінзи.
Отже, промені світла, відбиваючись від об'єктів зйомки, проходять через лінзу об'єктива і оскільки об'єкт, що знімається зазвичай знаходиться на значній відстані від лінзи, то промені відбитого від нього світла можна вважати паралельними один одному. Промені світла, паралельні оптичній осі лінзи, при проходженні через неї переломлюються і на деякій відстані від лінзи вони «збираються» в точку на її оптичної осі. Ця точка називається фокусом. а відстань від фокуса до лінзи - фокусною відстанню. Через фокус проходить фокальна площина. в якій зазвичай і розміщується світлочутливий елемент, що фіксує зображення.
На малюнку показані тільки промені, паралельні головній оптичній осі лінзи. За фактом же відбиті промені потрапляють на лінзу під різними кутами і паралельні пучки променів лінза збирає в одну точку в фокальній площині.
По суті весь принцип «перенесення» реального зображення на матрицю фотоапарата, можна уявити ось так:
Можна сказати, що фокусна відстань об'єктива - це відстань від його оптичного центру до матриці фотоапарата, тобто до фокальній площині, на яку проектується зображення.
