Объективы: основные оптические характеристики / Часть 2

Как правило, объективу камеры не уделяют должного внимания, а просто стараются защитить оптику от воздействия атмосферных осадков и периодически чистят ее. Но именно от выбранного объектива и его настройки зависит качество съемки. Только в руках операторов, прекрасно разбирающихся в технических характеристиках объективов и умеющих их правильно настраивать, камера становится надежным инструментом, который поможет решить любую творческую задачу. В этой части курса мы расскажем о диафрагме, ее значениях и различных способах фокусировки.

Хотя бы общее представление о том, как устроен глаз человека, имеют практически все. И почти каждый знает, что зрачок глаза способен подстраиваться под разные уровни освещенности: расширяется при низкой, чтобы пропустить максимальное количество света, и сужается при высокой, предотвращая тем самым перегрузку светочувствительных элементов сетчатки, расположенных на задней стенке глаза.

Подобные функции в объективе видеокамеры выполняет ирисовая диафрагма, расположенная в его средней части, с помощью которой регулируется количество света, попадающего на светочувствительную матрицу камеры. Если через объектив проходит слишком много света, изображение будет снято с большой экспозицией (выдержкой) и цвета на нем получатся блеклыми, а если света недостаточно, то мелкие детали, расположенные в затемненных участках, потеряются.

В камерах предусмотрена возможность плавной регулировки диафрагмы (от максимально открытой до практически закрытой), а на объектив вынесены цифровые отметки, соответствующие ее определенным положениям, которые называются “значениями диафрагмы” (f-stops).

Чем ниже значение диафрагмы, тем больше света, пропускает объектив, и наоборот, чем больше значение диафрагмы, тем меньше света проходит через него. Эту зависимость наглядно иллюстрирует следующая схема:

1.4, 2.0, 2.8, 4.0, 5.6, 8, 11, 16, 22

Диафрагма может иметь и дробные значения, например, f/1,2, f/3,5 или f/4,5. Иногда так обозначается и максимальная апертура – светосила объектива при максимальной диафрагме. На рисунке показано, какой степени открытости диафрагмы, соответствуют ее различные значения для объектива, имеющего светосилу f/l.4

Для данного объектива увеличение значения диафрагмы на одно деление, например, с f/22 до f/16, приведет к тому, что количество проходящего через него света возрастет на 100%, а уменьшение - например, с f/16 до f/22, сократит поток света на 50%.

Таким образом, общая зависимость такова: при увеличении диафрагмы на одно деление, количество света, проходящего через объектив, увеличивается, в два раза, а при уменьшении - в два раза уменьшается.

Теперь, когда мы разобрались со значениями диафрагмы, стало понятно, как следует ее настраивать, чтобы компенсировать излишек или недостаток освещенности снимаемого объекта.

Камеры с автоматической системой установки экспозиции оснащены специальным электромотором, который автоматически открывает или закрывает диафрагму в зависимости от интенсивности освещения. В профессиональных камерах, значения диафрагмы, как правило, вынесены на тубус объектива, а иногда - и на дисплей видоискателя.

В любительских камерах значения диафрагмы не выводятся на объектив, и экспозиция устанавливается в автоматическом режиме. Правда, в случае нестандартного объекта съемки, такая настойка не гарантирует, что диафрагма будет выбрана правильно, однако, опытный оператор, всегда найдет способ обхитрить автоматику и добиться более точного выставления экспозиции.

Просмотрите на фотографию. Она иллюстрирует типичную ситуацию, когда автоматическая система настройки экспозиции не может обеспечить качественное видеоизображение. Наличие в сцене ярко освещенного заднего плана при установлении экспозиции в автоматическом режиме привело к появлению затемненного (недоэкспонированного) видеоизображения и приглушению цветов.

Такие ошибки постоянно встречается в видео, снятом любителями и начинающими операторами. О том, как справиться с подобными проблемами, мы расскажем ниже.

Глубина резкости

Глубину резкости можно определить, как расстояние перед камерой, в пределах которого все объекты съемки находятся в фокусе. Теоретически, если камера сфокусирована на определенное расстояние, то объекты, находящиеся ближе или дальше, должны оказаться в той или иной степени размытыми.

На практике же, объекты, расположенные перед и за точкой фокусировки, могут остаться достаточно резкими. Хотя понятие “достаточно резкое изображение” является очень субъективным, предметы не становятся совершенно размытыми внезапно, и переход от четкого изображения к изображению “не в фокусе” происходит постепенно.

Можно считать, что нижняя граница резкости достигается тогда, когда мелкие детали объектов съемки становятся практически неразличимыми. В каждом видеостандарте существуют свои требования к четкости изображения. Так приемлемая резкость в стандарте SDTV (NTSC) для телевизионной программы существенно ниже, чем в HDTV. В последнем случае вследствие высочайшей четкости изображения недостаточная резкость проявится в большей степени.

Глубина резкости и значения диафрагмы

Чем больше значение диафрагмы (меньше открыта ирисовая диафрагма), тем больше глубина резкости. Поэтому глубина резкости объектива с диафрагмой f/11 будет выше, чем с f/5.6, а при диафрагме f/5.6 больше, чем при f/2.8.

Существует следующее правило: глубина резкости изображения сохраняется в пределах 1/3 фокусного расстояния перед точкой фокусировки и 2/3 этого расстояния за ней. Правда, это правило не соблюдается при съемках очень крупным планом.

Глубина резкости и фокусное расстояние

Казалось бы, что глубина резкости должна зависеть от фокусного расстояния объектива. Но, если взять объективы похожей конструкции с различными фокусными расстояниями и спроецировать с их помощью на матрицу приемного устройства изображение одного и того же размера, то при равных значениях диафрагмы глубина резкости полученных изображений окажется приблизительно одинаковой, т. е. не будет зависеть от фокусного расстояния объективов.
Следующие абзацы этого параграфа постарайтесь прочитать очень внимательно!

Впечатление, что широкоугольные объективы имеют большую глубину резкости, чем телескопические, обусловлено размером изображения: на приемной матрице у первых он значительно меньше. Более сжатое изображение, которое получается при использовании широкоугольных объективов, просто скрывает недостаток резкости. Но, если участок изображения, полученный с помощью широкоугольного объектива, увеличить до размера, который будет соответствовать площади изображения, снятого телескопическим объективом, то обнаружится, что эти объективы имеют одинаковую глубину резкости. Отсюда следует, что широкоугольные объективы (или трансфокаторы, установленные в положение, соответствующее широкому углу обзора), в силу их способности скрывать недостаточную резкость, предпочтительно использовать в тех случаях, когда точную фокусировку обеспечить невозможно.

Естественно, что при применении широкоугольного объектива, чтобы получить изображение необходимого размера, потребуется гораздо ближе подойти к объекту съемки. Но, приближаясь к объекту, вы теряете то преимущество в резкости изображения, которое давал широкоугольный объектив в исходной точке съемки.

При применении телескопического объектива или трансфокатора в телескопическом режиме, следует настраивать резкость очень точно. Дело в том, что при установке трансфокатора на максимальное фокусное расстояние, зона, в которой можно получить приемлемую резкость, составляет порядка 20 мм (особенно в тех случаях, когда используется полная апертура объектива, т. е. установлено маленькое значение диафрагмы).

Такой способ съемки может либо закончиться серьезными проблемами, либо будет признан удачным художественным приемом, акцентирующим внимание зрителей на отдельном объекте или участке сцены. В последнем случае будет считаться, что вы учли особенность зрения человека обращать внимание на участки с четким изображением и не замечать размытые.

Наведение объектива на резкость

Задача фокусирования заключается в том, чтобы добиться четкого изображения объектов съемки в видоискателе. Это достаточно простой процесс, но и в нем есть свои тонкости.

Сначала следует навести трансфокатор на резкость в положении при максимальном фокусном расстоянии и только затем изменять масштаб изображения. В этом случае процесс наведения на резкость будет наиболее точным, так как при максимальном расстоянии ошибки фокусирования наиболее заметны. После установления резкости фокусное расстояние объектива можно изменять.

Когда в сцене присутствует человек, то резкость лучше устанавливать по его глазам, так как именно на глаза человека мы в первую очередь обращаем внимание при просмотре любой сцены, к тому же выставлять резкость по ярким точкам значительно проще.

Если перед установкой резкости вы не выбрали крупный план, а попытались сфокусировать объектив при максимально широком угле обзора, то после переключения на крупный план, изображение окажется не “в фокусе”. А ошибка фокусировки, которая была совсем незаметной, вдруг “вылезет” во весь видоискатель!

Избирательная фокусировка

Этим приемом часто пользуются видео- и кинооператоры, он заключается в том, что в фокусе снимаются только определенные предметы. В результате внимание зрителей акцентируется только на наиболее значимых деталях сцены, а менее важные остаются незамеченными.

При избирательном наведении на резкость определенные части изображения преднамеренно выводятся из фокуса, данный прием позволяет достичь, так называемой “кинематографичности”, которая очень нравится зрителям.

Посмотрите на фотографию, при ее съемке здание и газета были выведены из фокуса, это позволило выделить фигуру женщины на фоне отвлекающих элементов.

Для уменьшения количества света, проходящего через объектив, при съемке ярко освещенной композиции (как на приведенной фотографии), иногда приходится использовать высокоскоростной обтюратор или нейтральный светофильтр. Чтобы компенсировать их влияние при избирательной фокусировке нужно максимально открыть диафрагму (глубина резкости будет минимальной).

В какой-то степени схожий эффект можно получить, если установить трансфокатор на максимальное фокусное расстояние. Но в любом случае полученный результат лучше проверить на качественном цветном мониторе.

Фокусирование на движущемся объекте

Движущиеся объекты очень часто присутствуют в сценах. Для их съемки используют специальный прием, который позволяет исключить ситуации, когда персонаж, быстро передвигающийся в кадре, оказывается за пределами границ с нужной глубиной резкости, а оператор не успевает изменить фокусировку объектива.

Профессионалы всегда знают, в какую сторону следует подстраивать фокус, чтобы изображение движущегося объекта всегда оставалось резким. А вот у любителей случаются казусы: порой такой оператор с непривычки начинает крутить регулировку резкости в обратную сторону, в результате чего объекты оказываются не “в фокусе” и в течение нескольких секунд их изображение становится размытым.

Чтобы изображение движущегося объекта всегда оставалось резким, необходимо по мере его перемещения очень плавно изменять фокусировку камеры.

Настройка объектива для макросъемки

В большинстве трансфокаторов (вариобъективах) предусмотрена возможность установки такого фокусного расстояния, которое позволяет добиваться четкого изображения объектов, находящихся в нескольких сантиметрах и даже миллиметрах от внешнего края объектива.

Чтобы установить трансфокатор в положение “макросъемка”, как правило, следует нажать на кнопку, расположенную на тубусе объектива, и подождать пока механизм изменения фокусного расстояния проскочит ту точку, в которой он обычно останавливается.

Многие современные видеокамеры оснащены объективами с переменным фокусным расстоянием (трансфокаторами), такие объективы без перек- лючения в режим макросъемки позволяют плавно регулировать резкость изображения объектов, расположенных на расстоянии от нескольких десятков миллиметров до бесконечности.

Режим макросъемки открывает множество эффектных возможностей, например, позволяет снять цветок, марку или фрагмент рисунка так, что изображение будет занимать весь экран телевизора. При проведении макросъемки камеру следует обязательно устанавливать на штатив и добиваться очень точной фокусировки.

Фокусирование со сдвигом

Способ фокусирования со сдвигом во многом напоминает фокусирование на двигающийся объект, только в этом случае оператор смещает фокусировку для того, чтобы переключить внимание зрителей с одной части сцены на другую.

Посмотрите на фотографии. На первом снимке в фокусе находится спящая женщина, но зазвонил телефон, и оператор переместил фокус на него. После того, как женщина поднимает телефонную трубку и начинает разговаривать, оператор вновь изменяет фокусировку и наводит резкость на женщину (последнее фото).

Чтобы правильно пользоваться этим приемом, нужно предварительно тщательно отрепетировать перемещение камеры. Некоторые операторы даже наносят на тубус объектива специальные цветные метки, которые помогают им после установки камеры на штатив быстро изменять фокусировку при перемещении камеры от одной заданной точки к другой.

Объективы с автоматической фокусировкой

Такими объективами удобно снимать движущиеся объекты, но, если досконально не разобраться в реализованных в них возможностях, можно столкнуться с рядом проблем.

Производители большинства объективов с автоматической фокусировкой исходили из того, что в фокусе должна быть центральная часть кадра. На фотографии зона автофокуса отмечается зеленым цветом.

Но посмотрите на последовательность кадров, иллюстрирующих фокусирование со сдвигом. На них зона, для которой нужно было задавать фокус, расположена не в центре кадра, поэтому автоматическая фокусировка в этом случае окажется бесполезной.

На фотографии, представленной ниже, резкость в центральной части кадра была выставлена с помощью автофокуса, однако изображение основного объекта получилось размытым. Чтобы добиться нужной резкости, следовало повернуть камеру таким образом, чтобы основной объект съемки оказался в зоне автофокуса, и проследить меняется ли при этом композиция сцены.

В некоторых камерах предусмотрена возможность центрирования объекта съемки в зоне автофокуса и фиксирования этой установки. После применения этих функций можно попытаться перестроить композицию сцены, если она нарушилась.

В одной их моделей видеокамер была даже реализована возможность автоматического отслеживания взгляда оператора в поле видоискателя и соответствующего изменения фокусировки. Оператору достаточно только посмотреть через объектив, например, на женщину, и камера, сразу же установит нужную для ее изображения резкость, а если его взгляд переместиться на дом, расположенный на заднем плане, соответствующим образом сместит фокус.

У систем с автоматической фокусировки есть и другие недостатки. Их легко вводят в заблуждения отблески, а также ровные однотонные участки без каких либо деталей. Большинство подобных систем не в состоянии правильно настроить фокус при съемке через стекло или проволочную изгородь. И что самое неприятное, в условиях недостаточного освещения системы автофокусировки иногда начинают подводить резкость в процессе съемки, что полностью сбивает оператора с толку.

Поэтому профессиональные операторы, как правило, просто отключают функцию автофокусировки и надеются только на свое мастерство.

Источник: журнал "Цифровое видео"