| ФОТО | АЛЬБОМ | Статьи и советы . Все о фото | ||
Вернуться в оглавление |
Из жизни пчел, или о макросъемке на природе и глубине резкости
Автор: Владимир Родионов
Задача фотографа при макросъемке на природе — попытаться получить снимки, рассматривая которые, можно увидеть детали, невидимые невооруженным глазом. Приведенные в этой статье снимки сделаны камерой со вспышкой, установленной на штатив, — аппарат был предварительно наведен на цветок, и далее ожидалось, пока искомое насекомое не появится в кадре. В блестящей книге К. Престон-Мэфема «Фотографирование живой природы» подобный способ съемки называется «расточительным и негибким», и предлагается снимать, в основном, с рук. Обычно задача штатива — обеспечить неподвижность фотоаппарата во время экспонирования кадра. Здесь в этом нет необходимости, поскольку длительность вспышки составляет менее 1/400 с, и задача штатива здесь — помочь фотографу сохранить постоянную дистанцию до объекта. А это не всегда бывает просто, особенно если вы согнулись в неудобном положении, стоите на коленях на камнях, или у вас затекли руки. Полагаться на автофокусировку при макросъемке не приходится, поскольку велика вероятность того, что аппарат попытается сфокусироваться на маловажной травинке на переднем плане. Да и контраст изображения может быть столь мал, что автоматика будет судорожно гонять объектив из одного крайнего положения в другое. Глубина резко отображаемого пространства при подобных съемках невелика даже при существенно закрытой диафрагме. Если же вы будете полагаться только на естественное освещение, то надежд на удачный снимок у вас останется совсем мало. Поэтому, чтобы получить максимальную глубину резкости, приходится сильно диафрагмировать объектив, и как следствие, нехватку света приходится компенсировать дополнительной подсветкой от вспышки.
При съемке объективами с переменным фокусным расстоянием масштаб изображения будет сохраняться, если пропорционально изменять расстояние до объекта и фокусное расстояние объектива. Поскольку глубина пространства предметов прямо пропорциональна квадрату расстояния до снимаемого объекта и обратно пропорциональна квадрату фокусного расстояния и относительному отверстию объектива, то глубина резкости при постоянном масштабе изображения останется неизменной. На мой взгляд, при съемке со штативом предпочтительнее использовать максимальное фокусное расстояние. При этом аппарат находится достаточно далеко, чтобы не спугнуть объект съемки, и на достаточном расстоянии, чтобы организовать нормальное освещение объекта вспышкой.
Встроенная в камеру вспышка не очень удобна. При ее использовании с длиннофокусной оптикой и/или удлинительными кольцами велика вероятность того, что тень от корпуса объектива упадет на объект съемки. Удобнее использовать внешнюю вспышку типа Sigma EF 500. При съемке с длиннофокусными объективами расстояние до объекта достаточно велико, чтобы получить приемлемый результат, закрепив вспышку прямо на аппарате. Если же объект находится в непосредственной близости от передней линзы, то с помощью вспышки можно организовать подсветку сбоку, используя для синхронизации световой импульс встроенной вспышки или синхрокабель.
Вышеприведенные снимки сделаны камерой Canon EOS D30 со вспышкой Sigma EF 500 и объективом Soligor AF 70-210 Macro. Режим макросъемки у этого объектива доступен только при максимальном фокусном расстоянии 210 мм. Поскольку мне хотелось получить еще большее увеличение, то между объективом и аппаратом были установлены удлинительные кольца толщиной 68 мм. В результате расстояние между фокальной плоскостью и объектом составило 70 см, а расстояние между передней линзой объектива и объектом — 40 см. Размер снимаемого объекта, приходящегося на весь кадр, составил 25 мм.
Если использовать более компактный объектив Pentacon с фокусным расстоянием 135 мм, то при масштабе снимаемого объекта в 128 мм мы будем иметь, соответственно, 54 см до фокальной плоскости и 33 см между передней линзой и объектом.
Когда объект находится на расстоянии двух фокусных расстояний от линзы, мы получаем на том же расстоянии от линзы изображение масштабом 1:1. Отсюда следует, что для получения одного и того же масштаба при использовании длиннофокусных объективов следует ставить кольца большей толщины. Использование объектива с переменным фокусным расстоянием позволяет получить снимки в широком диапазоне увеличений при использовании одного и того же кольца. Однако длиннофокусные зум-объективы с автоматической фокусировкой плохо приспособлены для ручной наводки на резкость. Многие из них неспособны зафиксировать свое положение, и как только вы оторвали руку от кольца фокусировки, сдвигаются под собственным весом. При макросъемке часто бывает удобнее зафиксировать объектив в каком-то положении и осуществлять фокусировку, перемещая аппарат: например, установив его на салазки, обеспечивающие горизонтальное перемещение аппарата на штативе. При использовании салазок очень полезной может оказаться возможность сделать серию снимков, слегка перемещая аппарат на салазках (± 5 мм).
Объективы, предназначенные для ручной фокусировки, с постоянным фокусным расстоянием, в данном случае позволяют добиться более высокой точности. Однако при использовании таких объективов для получения нужного масштаба необходимо варьировать толщину удлинительных колец в широком диапазоне. Для этого всегда следует иметь с собой набор из нескольких колец. Поскольку объективы с ручной фокусировкой очень часто используются с автофокусными камерами типа Canon EOS D-30 через переходной адаптер M42-EOS, следует иметь в виду, что удлинительные кольца, предназначенные для автофокусных объективов, использовать не удастся. Адаптер должен быть установлен на камеру, и установка удлинительных колец между камерой и адаптером не допускается. Это связано с тем, что хотя информация от объектива к камере передается электрически через контактные площадки, само включение режима передачи информации осуществляется механически, одним из лепестков байонета. Удлинительные кольца с контактными площадками передают электрическую информацию от объектива к камере, но, в отличие от адаптера, имеют такие же лепестки, как объектив. Поэтому если вы присоединяете такое удлинительное кольцо к камере, то камера считает, что объектив автофокусный, даже если между ним и объективом установлен адаптер с укороченным лепестком. Информация о размерах лепестка никак в камеру не передается, и попытка съемки приводит к сообщению об ошибке. Таким образом, если вы собираетесь использовать с камерами Canon EOS автофокусные объективы, объективы для «Зенита» с резьбой М42, подсоединяемые через соответствующий адаптер, и объективы для среднеформатных камер через переходники EOS — байонет «Б» — байонет «В», то необходимо носить с собой комплект удлинительных колец с резьбой М42, комплект удлинительных колец с байонетом «Б» или «В» и для родных объективов комплект удлинительных колец с передачей информации от объектива к камере.
Удлинительные кольца с байонетом «В», резьбой М42 и байонетом CanonEOS.
Замечу, кстати, что адаптер EOS — байонет «Б» производства «Jolos» имеет сквозное отверстие для штифта объектива. При использовании дополнительного переходника «Б» — «В» оно оказывается неплотно прикрытым, и во избежание засветки его следует заклеить черной бумагой. Во всех случаях, когда возможна установка удлинительных колец, результат получается лучше, чем с насадочными линзами. Если же объективы у камеры несъемные, то не остается другой возможности, кроме как использовать насадочные линзы или макроконверторы. При этом следует максимально диафрагмировать объектив. И все равно на краях кадра скорее всего будут заметны хроматические аберрации.
На объективы, предназначенные для ручной фокусировки, обычно наносится шкала глубины резкости.
Шкала резкости на объективе Волна-3
Таблица глубин резкости на фотоаппарате Welta
На автофокусных объективах с переменным фокусным расстоянием часто нет и шкалы дистанций, а уж о глубине резкости и говорить не приходится. Возможность увидеть изображение в видоискателе при закрытой диафрагме свойственна тоже не всем аппаратам, да и если эта возможность есть, то точно представить, что же в действительности получится резким, а что не очень, довольно сложно, поскольку для оценки изображения придется довольствоваться только естественным освещением, при котором изображение в видоискателе будет крайне темным.
Глубина резкости рассчитывается по довольно простым формулам, однако заниматься расчетами в процессе съемки не всегда удобно, за время вычислений пчела может и улететь.
где p — плоскость наведения, А — относительное отверстие, f — фокусное расстояние, d — допустимый кружок рассеяния, p1 — положение переднего плана, p2 — положение заднего плана
Чтобы можно было предварительно рассчитать, что можно ожидать от фотоаппаратуры при макросъемке, я написал небольшую программу, которая позволяет вычислить положение ближнего и дальнего резких планов в зависимости от фокусного расстояния объектива, диафрагмы, расстояния до объекта съемки, установленного на объективе, и допустимого кружка рассеяния. Подобных программ существует довольно много, однако те из них, которые мне попадались, не охватывают диапазон фокусных расстояний и допустимых кружков рассеяния, характерный для цифровых камер. Фотографическую разрешающую способность фотообъектива характеризуют числом параллельных штрихов (линий), которое данный объектив может воспроизвести на отрезке фотоматериала длиной 1 мм. Аналогично определяется и разрешение фотоматериала. Линейное разрешение фотообъектива D — величина, обратная разрешению в линиях. Для оценки разрешающей способности фотообъектива с учетом разрешающей способности фотослоя линейные разрешения объектива и фотослоя следует суммировать. Для определения глубины резко изображаемого пространства предметов допустимый кружок расфокусировки должен соответствовать сумме линейных разрешений объектива и фотослоя. Однако как бы хорошо мы ни сфокусировались на объекте, и как бы ни была высока разрешающая способность объектива, предельная разрешающая способность оптической системы изображать раздельно две близко расположенные точки ограничивается дифракцией на границе зрачка. Согласно дифракционной теории, светящаяся точка в силу дифракции на диафрагме изображается в виде кружка рассеяния. Этот кружок состоит из яркого центрального ядра, которое называется кружком Эйри, и окружающих его темных и светлых колец. Рэлей сделал вывод, что две равнояркие точки видны раздельно, если центр кружка Эйри одной точки совпадает с первым минимумом второй точки. Из критерия Рэлея следует, что разрешающая способность идеального фотообъектива при использовании миры абсолютного контраста и освещении монохромным светом зависит только от отношения фокусного расстояния к диаметру зрачка, то есть от диафрагменного числа. И линейный предел разрешения оптической системы равен:
где K — диафрагменное число, f — фокусное расстояние, лямбда — длина волны. При длине волны 546 нм получим для линейного предела разрешения значение, равное K/1500
Применительно к матрице цифровой камеры можно считать, что 2 линии будут различимы, если диаметр кружка фокусировки меньше линейного размера двух чувствительных элементов. В этом случае если изображение 2 белых линий ведется точно на центры двух несмежных чувствительных элементов, то сигнал на них будет максимален, в элементе же находящемся между ними — минимален. Конечно, малейший сдвиг изображения относительно матрицы приведет к тому, что мы не сможем различить линии. Если штрихи тест-объекта идут под некоторым углом к столбцам чувствительных элементов, то рассматривая изображение построчно, можно увидеть чередующиеся сплошные и пунктирные линии. Получается структура, напоминающая ткань типа муар.
Мои измерения системы «объектив + матрица» показывают, что реальное разрешение в полтора раза хуже предельного теоретического разрешения для одной матрицы, и для получения линейного разрешения надо размер двух чувствительных ячеек умножить на 1,6.
Для ориентировки в допустимых кружках рассеяния в приведенной ниже таблице даны характерные значения линейных пределов разрешения типичных объективов, фотопленок и матриц.
Размер кадра Разрешающая способность Линейный предел разрешения пикселей мм линий/мм мкм Матрица ICX252AQ 3,30 Мп 2088х1550 7,2х 5,35 145 6,9 ICX406AQ 4,1 Мп 2312х1720 7,2х 5,35 160 6,25 EOS D30 3,2 Мп 2160х1440 22,7х15,1 47 21,3 Пленка Kodak ProFoto II 100 36х24 125 8 Kodak Gold Plus 100 36х24 100 10 Kodak T-Max 100 36х24 200 5 ORWO NP-15 36х24 170 5,9 ORWO NP-27 36х24 85 11,8 ФОТО-32 36х24 200 5 ФОТО-64 36х24 150 6,7 ФОТО-250 36х24 100 10 Микрат-МФН 36х24 520 1,9 ДС-4 36х24 68 14,7 ЦО-32Д 36х24 60 16,7 Объектив Индустар 100У 90х60 70 14,3 Волна-3 60х60 50 20 Гелиос 44 36х24 45 22 Мир 38 60х60 42 24 Индустар 61Л/З 36х24 42 23,8
На хорошей пленке можно различить до 100 линий на мм. Хорошие объективы для 35 мм пленочных камер имеют по центру разрешающую способность 40–60 линий на мм. Для оценки разрешения системы «объектив + пленка» линейные пределы разрешения для пленки и объектива складываются, т.е. в типичном случае можно зарегистрировать порядка 50 штрихов на мм — допустимый кружок фокусировки для этой системы равен 20 микрон. Современные же 4 Мп камеры со штатными объективами и матрицей размером 7,2 мм позволяют в типичном случае запечатлеть в кадре до 750 черных штрихов, т.е. допустимый кружок фокусировки составляет примерно 9,6 микрон. При таких размерах кружок фокусировки становится сравнимым с кружком Эйри, размер которого обусловлен дифракцией на краях диафрагмы объектива. В этом случае становится реальной ситуация, при которой дальнейшее уменьшение диафрагмы не приводит к увеличению глубины резкости.При съемке пейзажа очень важным является знание гиперфокального расстояния, или начала бесконечности. Этими терминами обозначается дистанция до объекта, при фокусировке на который задний резкий план находится в бесконечности.
