Статьи о фотографии




Характеристики обьективов


Современный фотографический объектив является сложным оптическим прибором, который дает действительное изображение фотографируемых предметов. Он состоит из ряда специально подобранных положительных и отрицательных линз, имеющих одну общую главную оптическую ось и заключенных в оправу. Линзы фотографических объективов изготавливаются из специального оптического стекла, которое обладает высокой степенью прозрачности и однородности.

От качества фотообъектива зависит и качество изображения.
Основными характеристиками объектива являются: фокусное расстояние, светосила, угол изображения, разрешающая сила, глубина резкости и рабочий отрезок.

Фокусное расстояние объектива - это расстояние от задней главной точки объектива до заднего главного фокуса. Так как объектив представляет собой собирающую оптическую систему, то у него, как и у собирающей линзы, фокусное расстояние является величиной постоянной. Исключение составляют объективы с переменным фокусным расстоянием.
От величины фокусного расстояния объектива зависит масштаб изображения, который при съемке с одного и того же расстояния будет тем больше, чем больше фокусное расстояние объектива.

Фокусное расстояние нормального объектива примерно равно диагонали даваемого им кадра. У длиннофокусных объективов, предназначенных для съемки с дальних расстояний, оно гораздо больше диагонали кадра, а у короткофокусных - меньше. Величина фокусного расстояния объектива гравируется на его оправе и сантиметрах или в миллиметрах.
фокусное расстояние объектива можно изменить с помощью насадочных линз, которые надеваются на оправу объектива. Положительная точная линза уменьшает фокусное расстояние, отрицательная - увеличивает.
Светосила объектива определяется его способностью создавать определенную яркость изображения. Светосила зависит от относительного отверстия объектива - отношения диаметра действующего отверстия объектива к его фокусному расстоянию. Так как фокусное расстояние обычно больше диаметра действующего отверстия объектива (d), то величина относительного отверстия выражается в виде дроби и знаменатель его гравируется на оправе объектива.
Действующее отверстие объектива уменьшается с помощью ирисовой диафрагмы, которая состоит из серповидных стальных пластинок (чаще всего из десяти), прикрепленных к подвижному металлическому кольцу, охватывающему оправу объектива.
При вращении кольца пластинки плавно поворачиваются, изменяя диаметр действующего отверстия объектива и сохраняя при этом его круглую форму.

Поскольку диафрагма изменяет диаметр действующего отверстия объектива, то каждому отверстию диафрагмы будет соответствовать свое относительное отверстие. На оправе объектива наносится шкала значений относительных отверстий при различной степени диафрагмирования. Эта шкала называется шкалой диафрагм.
В настоящее время принят стандартный ряд значений относительных отверстий - 1 : 0,7; 1 : 1; 1 :1,4; 1 : 2; 1 : 2,8; 1 : 4; 1 : 5,6; 1 : 8; 1 : 11; 1 : 16; 1 : 22; 1 : 32. Этот ряд подобран так, что при переходе от одного относительного отверстия к другому величина выдержки изменяется вдвое. На шкале диафрагм проставляется только знаменатель, начиная с числа, соответствующего полному открытию диафрагмы. Первое значение относительного отверстия объектива не всегда соответствует стандартному ряду.
Светосила объектива прямо пропорциональна квадрату диаметра его действующего отверстия, потому что чем больше площадь отверстия объектива, тем больше будет поступать света от фотографируемого объекта на светочувствительный материал, а следовательно, будет больше яркость оптического изображения. А площадь отверстия пропорциональна квадрату его диаметра.
Яркость оптического изображения зависит от величины фокусного расстояния. Если объектив имеет в два раза большее фокусное расстояние, то получаемое изображение вдвое больше по линейным размерам и вчетверо - по площади.
Яркость изображения обратно пропорциональна квадрату фокусного расстояния. Следовательно, светосила объектива пропорциональна квадрату его относительного отверстия . Чтобы узнать, на сколько один объектив светосильнее другого, нужно возвести в квадрат их относительные отверстия и разделить большее на меньшее.
Например, у одного объектива относительное отверстие 1 : 2, а у другого 1 : 4, тогда
Относительное отверстие характеризует светосилу объектива только условно, так как при прохождении светового потока через объектив часть его поглощается стеклом, а часть отражается и рассеивается поверхностью линз, поэтому световой поток доходит до светочувствительного слоя ослабленным.

В сложных многолинзовых объективах потери света достигают 20-30%. Поэтому существует понятие эффективной светосилы, т. е. светосилы умноженной на коэффициент пропускания объектива Т.
Отраженные и рассеянные линзами объектива лучи света равномерно засвечивают светочувствительный слой фотоматериала. Рассеянный свет для ярких участков изображения составляет незначительный процент, а для слабо освещенных -весьма значительный. Поэтому светорассеивание сильно уменьшает контраст изображения.
Для уменьшения светорассеяния применяется просветление объектива, т. е. на поверхность линз объектива наносится тончайшая пленка, преломляющая способность которой меньше преломляющей способности стекла линз.
Когда показатель преломления просветляющей пленки равен квадратному корню из показателя преломления стекла линз и толщина ее равна длины волны света, то происходит гашение лучей, отраженных от двух поверхностей пленки, вследствие интерференции, и поверхность линзы не отражает свет. Просветление уменьшает количество рассеянного света, попадающего на изображение, и сокращает потери света на поверхностях раздела воздух - стекло, что повышает фактическую светосилу объектива. Коэффициент пропускания сложных просветленных объективов повышается от 0,6-0,7 до 0,85-0,9, т. е. объективы после просветления начинают пропускать света на 20-25% больше, чем до просветления. За счет уменьшения светорассеяния увеличивается контраст оптического изображения, и поэтому негативы получаются более детализованными.
Внутренние поверхности линз объектива просветляют физическим способом, при котором пленка наносится на эти поверхности посредством распыления при испарении в вакууме различных фтористых солей (фтористого кальция, фтористого магния). Такая пленка не обладает большой прочностью. Наружные поверхности .чипа просветляют химическим способом. Поверхность стекла подвергается действию уксусной кислоты, и пленка обратится за счет изменения структуры тончайшего поверхностного слоя самого стекла. Такая пленка обладает большой прочностью.
Угол изображения объектива. Если через фотографический объекта спроецировать изображение предмета на экран, то изображение, па эране получится неравномерно освещенным и неодинаково резким (рис. 11).
В центральной части круга изображение будет более резким и равномерно освещенным, к краям же резкость и освещенность изображения уменьшаются.

Световой круг, охватывающий видимую часть изображения, называется полем зрения объектива, а угол а, определяющий поле зрения, - углом зрения объектива.
Центральная часть поля зрения, в пределах которой изображение получается достаточно резким и равномерно освещенным, называется полем изображения, а соответствующий ему угол Р - углом изображения.
Поле и угол изображения определяют формат светочувствительного материала, пригодный для съемки данным объективом. Диагональ кадра фотоаппарата должна быть не более диаметра поля изображения.
В зависимости от угла изображения объективы делятся на три группы: нормальные - 45-60°; широкоугольные-от 70° и больше; длиннофокусные - от 30° и меньше.

Разрешающая сила объектива - это его способность передавать в оптическом изображении очень близко расположенные мелкие детали объекта съемки. Она выражается максимальным числом линий, раздельно различаемых на 1 мм изображения.
Разрешающая сила объектива зависит от расчетной точности изготовления объектива и состава оптического стекла, из которого изготовлены линзы объектива. Она повышается при введении в состав стекла окиси лантана (лантан - редкоземельный химический элемент).

Разрешающая сила объектива зависит от его относительного отверстия. Она возрастает с его уменьшением (диафрагмированием), достигает максимума при относительном отверстии 1 : 8, 1:11, а затем уменьшается.
Для определения разрешающей силы объектива используются штриховые миры - испытательные таблицы (рис. 12), каждый элемент которых состоит из четырех групп штрихов различного направления, разделенных равными с ними по ширине промежутками.
Мира фотографируется испытываемым объективом, и ее изображение рассматривается под микроскопом. При рассматривании Мира фотографируется испытываемым объективом, и ее изображение рассматривается под микроскопом. При рассматривании определяется последняя группа штрихов (четырех направлений), в которых штрихи еще видны раздельно.
Разрешающая способность определяется в центре и на краях изображения. На краях изображения разрешающая способность всегда меньше вследствие аберраций объектива, влияние которых на краях поля всегда больше, чем в центре.
В технический паспорт заносят два значения разрешающей силы: в центре поля изображения и по краям.
Изображение миры получается на фотографическом материале, который обладает определенной разрешающей способностью. Поэтому с помощью объектива определяют разрешающую способность системы (объектив- светочувствительный слой), которая всегда ниже разрешающей способности каждого компонента.
Разрешающую способность системы (объектив - светочувствительный слой) приближенно рассчитывают по специальной формуле. Разрешающая способность одного из элементов системы не может быть использована полностью при низкой разрешающей способности другого элемента.

Глубина резкости- это способность объектива давать достаточно резкое изображение предметов, расположенных на различных расстояниях от него. Если необходимо получить изображение трех точек, расположенных на различном расстоянии от объектива, и если резкость наводилась по некоторой точке А (рис. 13), то изображение этой точки получится резким, а изображение точек С и В нерезким, т. е. вместо изображения точек будут кружки. Человеческий глаз допускает некоторую нерезкость. И если диаметр кружка нерезкости будет не больше 0,1 мм, то глаз будет видеть его как точку. Таким образом, изображение предметов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, для глаза на фотоматериале получается резким.
Глубина резкости объектива зависит от ряда факторов. Она тем больше, чем меньше отверстие диафрагмы. На глубину резкости объектива влияют величина главного фокусного расстояния, расстояние от объектива до предмета, по которому определяется резкость, и заданная степень резкости. Она тем больше, чем меньше главное фокусное расстояние объектива и чем дальше от объектива находится плоскость наведения на резкость.
При съемке удаленных объектов объектив устанавливается на бесконечность. В этом случае получается резким изображение не только удаленных предметов, но и предметов, расположенных сравнительно недалеко от объектива. Расстояние от объектива до ближайших предметов, которые получаются резкими в изображении при установке объектива на бесконечность, называется гиперфокальным.

Гиперфокальное расстояние обладает такой особенностью, что если объектив навести на резкость по предметам, расположенным на гиперфокальном расстоянии, то передняя граница резкости вдвое приблизится к объективу. В этом случае резким окажется изображение всех предметов, расположенных на расстоянии от половины гиперфокального расстояния до бесконечности.
Гиперфокальное расстояние можно определить по формуле
гле f - главное фокусное расстояние;
k - знаменатель относительного отверстия;
d -¦ допустимый диаметр кружка рассеяния.

Для определения глубины резко изображаемого пространства объективы обычно снабжаются специальной шкалой (рис. 14). Эта шкала состоит из шкалы расстояний до объекта съемки и шкалы с риской, по обе стороны от которой расположены одинаковые значения диафрагм. После наводки объектива на резкость риска устанавливается против расстояния до плоскости наводки. Против двух одинаковых значений диафрагм по обе стороны от риски находят переднюю и заднюю границы резко изображаемого пространства. На рисунке плоскость наводки расположена от объектива на рас стоянии 4,5 м, глубина резко изображаемого пространства будет при диафрагме 4 от 3,5 м до 6,5 м, т. е. изображение всех предметов, расположенных от объектива в пределах 3,5-6,5 м, будет резким, а при диафрагме 8- от 3 до 10 м.

Рабочий отрезок объектива - это расстояние от торцовой плоскости его оправы, которая соприкасается с кольцом камеры, до фокальной плоскости (плоскость, в которой находится изображение).
Точность работы объектива теснейшим образом связана с совпадением рабочего отрезка объектива с глубиной фотокамеры. Расхождения допускаются в пределах 0,02-0,05 мм.
Рабочий отрезок является основной величиной при подборе сменных объективов.




Рекомендуем:
1.Фотохимический процесс
2.Кривая
3.Характеристики обьективов
4.Дефекты фотоотпечатков
5.Архитектурная сьемка