Технические характеристики объектива с переменным фокусным расстоянием. Преимущества и недостатки зум-объективов. История производства объективов. На что обратить внимание при выборе трансфокатора?
Объектив способный изменять фокусное расстояние называют зум-объектив или трансфокатор. Это оптическая система, которая способна приближать и отдалять объекты, снимаемые на фотокамеру. В этом есть определенный плюс, так как фотографу не нужно покупать несколько фикс-объективов.
Конструкция трансфокатора представляет собой фикс-объектив и особую афокальную насадку. Такая насадка способна на различном расстоянии от линзы приближать изображение. Аберрации корректируются отдельно для каждой части объектива.
Еще одно название объектива с переменным фокусным расстоянием - вариообъектив. Нередко эти названия применяют, как синонимы, но это не совсем верно, потому что конструкции этих объективов не идентичны.
Конструкция трансфокатора - это оптическая система, которая включает в себя афокальную панкратическую насадку с переменным угловым увеличением, а также объектив, имеющий постоянное фокусное расстояние.
Правка аберраций осуществляется отдельно для каждой из этих двух частей трансфокатора. Если рассматривать именно эту систему, то трансфокатором в ней выступает только афокальная насадка.
Оптическая система вариообъектива рассчитана так, что аберрации здесь представляют единое целое. Если сравнивать с трансфокатором, такая оптическая система позволяет добиться исправления аберраций, используя меньшее количество линз и составляющих.
Помимо этого также можно добиться увеличения геометрической светосилы во всей сфере фокусных расстояний. Фотообъектив «Рубин-1» создан на основе схемы вариообъектива, также по этой схеме сделаны кинообъективы «Вариогоир». Эти объективы широко применяются в наши дни.
В прошлом зум-объективы не могли похвастаться большим коэффициентом увеличения, обычно он был в пределах от двух до трех. Это объясняется отсутствием в то время вычислительных средств, функционала которых хватило бы для расчета подобных многолинзовых конструкций.
Самые первые механические модели объективов, оснащенных трансфокатором, создавались таким образом, чтобы установленная резкость не сбивалась при смене фокусного расстояния.
Сегодня большую популярность получили объективы с автофокусом, поэтому для дешевизны конструкции вышеприведенное условие перестало соблюдаться. Несмотря на это профессиональные объективы репортеров, при смене фокусного расстояния все также как и раньше, не изменяют дистанцию фокусировки.
Трансфокаторы обладают рядом преимуществ и недостатков. К достоинствам можно отнести возможность быстро изменить масштаб изображения. Это в свою очередь позволяет получить более качественное фото. Трансфокатор легче, чем несколько объективов с дискретными фокусными расстояниями, да и покупка одного трансфокатора обойдется дешевле.
Благодаря такой оптике кинематограф расширил свои возможности, появилось приближение и отдаление при неподвижной камере, а также эффекты, которые получаются благодаря комбинированию перемены фокусного расстояния и движения камеры. Еще одним несомненным достоинством трансфокатора можно назвать создание снимков с зум-эффектом.
Основные недостатки объектива - это не лучшие характеристики оптики, малая светосила, накопление в объективе пыли при изменении фокусного расстояния. Как правило, конструкция дискретного объектива подразумевает не более 12 линз, исключение - сверхширокоугольные и телеобъективы длиннее 20см.
Зум-объективы имеют большое количество двигающихся частей, поэтому качество изображения напрямую зависит от качества изготовления, как подвижных механизмов, так и непосредственно линз. Сегодня появилась альтернатива таким объективам. Это объективы имеющие коэффициент увеличения от 10.
Они также не лишены недостатков - большая стоимость, потеря светосилы и ухудшение качества. Зум- объективы имеют более высокую дисторсию и хроматическую аберрацию, если сравнивать их с дискретными объективами в одном и том же ценовом диапазоне. При этом зум-объективы известных брендов, проходя различные тесты, получают высокую оценку, так как эти недостатки незаметны на глаз.
Не во всех форматах есть зум-объективы. Большой формат, не имеющий такого объектива - листовая плёнка от 90×120 мм до 180×240 мм, средний формат - один зум не широкоугольный, если речь идет о формате 60×45 мм, то встречается ещё зум для работы в портретном диапазоне.
Множество трансфокаторов в формате 24×36 мм, но при этом коэффициент увеличения практически не превышает 7. Есть зум-объективы в полукадровом и меньшем формате с коэффициентом увеличения более 18.
Трансфокатор с кратностью зума >9× называют ультразумом. Несъемный объектив также называют ультразумом. Такой объектив сегодня встречается фактически в каждой цифровой «мыльнице».
В зависимости от исполнения камеры видеонаблюдения могут иметь два типа объективов - встроенные и сменные (приобретаемые отдельно). Несмотря на то, что объектив, равно как камера, имеет такую характеристику как разрешающая способность, подробно останавливаться на ней не будем, поскольку при выборе объектива приоритетно обращают внимание на другие характеристики и опции, а именно:
Фокусное расстояние
Эта характеристика объектива определяет его угол обзора, соответственно размер изображения и степень его детализации (). Чем больше фокусное расстояние объектива тем дальше "видит" камера видеонаблюдения, но при этом имеет меньшую площадь зоны обзора.
Резкость изображения
Если нарисовать схемы получения изображения для объектов, находящихся на различном удалении от объектива, то можно увидеть, что они располагаются в разных плоскостях (рис.1).
Для получения резкого изображения матрица камеры видеонаблюдения должна находиться в соответствующей плоскости. Достигается это перемещением объектива относительно матрицы.
Существует, однако, значительное количество камер (со встроенными объективами), не нуждающихся в наводке на резкость.
Опустив теоретические выкладки с определенной долей допущения можно принять, что при выполнении соотношения S/F>100 изображение, формируемое объективом, находится вблизи фокальной плоскости и наводки на резкость не требует.
Таким образом, для камеры видеонаблюдения с фокусным расстоянием, например, 8 мм все объекты, находящиеся на расстоянии более 80 см будут отображаться с достаточной степенью резкости.
В остальных случаях нужно учитывать такой параметр как глубина резкости, определяющий минимальное и максимальное расстояния в пределах которых изображение сохраняет резкость.
Относительное отверстие (диафрагма)
Если подходить строго, то диафрагма - это устройство, обеспечивающее изменение относительного отверстия объектива: 1/k=D/f , где:
- 1/k - относительное отверстие,
- D - диаметр входного зрачка объектива,
- f - его фокусное расстояние.
На практике указывают значение k (диафрагменное число), чтобы не возиться с дробями.
Чем больше относительное отверстие (соответственно значение k меньше) тем объектив имеет большую светочувствительность, однако про больших уровнях освещенности матрица камеры может войти в режим насыщения (не справиться со световым потоком).
Поэтому для видеонаблюдения при условиях изменяющейся в больших пределах освещенности (уличное видеонаблюдение) применяются устройства автоматически изменяющие относительное отверстие (автоматическая регулировка диафрагмы - АРД).
Следует знать, что уменьшение относительного отверстия увеличивает глубину резкости объектива. Соответственно, при настройке резкости объектива с АРД ее нужно производить в условиях максимально низкой освещенности.
Резкость камеры видеонаблюдения настроенной при ярком солнечном свете в сумерках может значительно ухудшиться.
Варифокальные объективы и трансфокаторы
Варифокальным называют объектив с возможностью регулировки фокусного расстояния в определенных пределах (так называемый ZOOM). Трансфокатор же - это моторизованный варифокальный объектив.
Очень кратко рассмотрим их достоинства и недостатки:
Ручной варифокальный объектив целесообразно использовать для случаев, когда по каким либо причинам невозможно произвести расчет требуемого фокусного расстояния, например, до последнего момента не определено место установки камеры видеонаблюдения.
Трансфокаторы можно применять при наличии сотрудника физической охраны, контролирующего обстановку на объекте при посредстве системы охранного видеонаблюдения . Как правило, одновременно используется поворотное устройство видеокамеры.
Это приводит к тому, что при больших фокусных расстояниях угол обзора принимает достаточно малые значения, соизмеримые со скоростью поворота камеры. То есть быстро "попасть" в нужную зону контроля становится очень тяжело.
Кроме того, система подвижных линз обладает худшими оптическими характеристиками, нежели "классические" объективы и меньшим уровнем надежности.
* * *
© 2014-2019 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют исключительно ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.
), сочетание телескопической насадки с объективом, представляющее собой оптическую систему с переменным фокусным расстоянием. Механические перемещения отдельных элементов насадки трансфокатора обеспечивают плавное изменение масштаба изображения объекта в определённом диапазоне. При этом фокусное расстояние трансфокатора меняется, а резкость наводки объектива и относительное отверстие остаются неизменными. Чаще всего трансфокатор применяется в качестве кино- телесъёмочного объектива для создания эффектов наезда и отъезда в тех случаях, когда перемещение самого съемочного аппарата относительно объекта нежелательно. Так как аберрационные расчёты (см. Аберрации оптических систем) телескопических насадки и объектива, как правило, производят раздельно, одна и та же насадка может применяться с различными объективами.
Князев А.А. Энциклопедический словарь СМИ. - Бишкек: Издательство КРСУ . А. А. Князев . 2002 .
Смотреть что такое "Трансфокатор видеокамеры" в других словарях:
Объектив - Объектив … Википедия
Насадочная линза - Насадочная линза дополнительное приспособление к объективу, служащее для изменения величины его фокусного расстояния (угла изображения). Она заключена в оправу и надевается непосредственно на объектив. Положительная линза уменьшает фокусное … Википедия
Автофокус - В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия
Видоискатель - Запрос «Визир» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Видоискатель, Визир, Визирное устройство элемент фотоаппарата, показывающий границы будущего снимка, иногда резкость и параметры съёмки. Также видоискатели используются в… … Википедия
Макросъёмка - (от др. греч. μακρός большой, крупный) вид фото, кино или видеосъёмки, особенностью которого является получение изображений объекта в масштабе 1:2 20:1 (то есть 1 сантиметр изображения на светочувствительном материале… … Википедия
Экспозиция (фото) - У этого термина существуют и другие значения, см. Экспозиция. Экспозиция (в фотографии, кинематографе и телевидении) количество актиничного излучения, получаемого светочувствительным элементом. Для видимого излучения может быть рассчитана… … Википедия
Exmor R - В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту стат … Википедия
Хорошая оптика способствует созданию хороших фотографий. Однако, выбор «того самого» объектива может оказаться не таким простым, особенно когда вы только делаете свои первые шаги в мире фотографии. Первое, что вам предстоит решить, это какой тип объектива вы хотите купить: с фиксированным или переменным фокусным расстоянием. Мы подготовили статью из двух частей, в которой расскажем и первый, и про второй тип оптики. В этой части статьи речь пойдет об объективах с переменным фокусным расстоянием или «зумах», а во второй - об объективах с фиксированным фокусным расстоянием или «фиксах». Перед тем как перейти к рекомендации конкретных моделей, для начала разберемся с некоторыми особенностями объективов.
В чем состоит преимущество зум-объективов?
Зум-объектив сочетает в себе несколько фокусных расстояний, что уменьшает нагрузку на фотографа. За счет большой кратности зума вы можете сделать разные по стилю фотографии, не меняя точки съемки. Это особенно актуально, когда вы фотографируете какое-то событие. К примеру, когда сцена меняется стремительно, и надо быстро перейти от общего плана к крупному или от пейзажа к портрету. Зум добавляет оперативности, и в этом плане его тяжело заменить.
В чем состоят недостатки зум-объективов?
Максимальная светосила любого зума ограничена значением диафрагмы f/2,8, очень редко - f/2 или f/1,8. F/2,8 достаточно, когда вы фотографируете на улице, но заметно меньше, чем потребуется при фотографировании в помещении. Конечно, это не приговор, потому что на помощь вам придут и более высокие значения ISO, и вспышка, и оптический стабилизатор. Но надо помнить, что оптический стабилизатор может спасти лишь от дрожания самой камеры. Движущиеся объекты на длинной выдержке резкими не выйдут. Качество высоких значений ISO зависит от модели фотоаппарата, но чем темнее в помещении, тем выше будет ISO и тем менее сочными и детальными будут ваши фотографии. Использование же вспышки - это отдельное искусство. Встроенная вспышка в 90% случаев скорее испортит снимок, сделает его нехудожественным. Также надо помнить, что зум-объектив - это всегда компромисс между ценой, качеством и удобством. Даже наличие постоянной светосилы, а это верный признак высокого класса объектива, не всегда означает качественный результат на всем диапазоне фокусных расстояний и диафрагм. У некоторых зумов резкость на открытой, порой самой необходимой диафрагме, достаточно низкая.
Какие бывают зум-объективы?
Любые объективы, а не только зумы, различаются по фокусным расстояниям. Нормальным полем зрения, которое соответствует человеческому взгляду, считается угол обзора, которое дает фокусное расстояние равное 40-50 мм для полнокадровой матрицы. Более короткофокусные объективы считаются широкоугольными, а более длиннофокусные - телеобъективами. Еще раз напомню: речь идет о фокусном расстоянии объектива, установленного на камеру с кадром 24х36 мм. Для APS-C матрицы это значение равно 28-32 мм. Для матрицы Micro 4/3 20-25 мм. Зумы с набором фокусных расстояний примерно от 24 до 80 мм в пересчете на полный кадр принято называть стандартными.
О стандартных зумах далее и пойдет речь. Они имеют такой же диапазон фокусных расстояний, как и «кит», но за счет более высокой светосилы и оптического качества могут дать существенный прирост в техническом плане: позволят делать резкие и контрастные снимки, снимать даже в условиях очень плохой освещенности, сильнее размывать фон ан фотографиях.
Мы отобрали несколько стандартных зумов, которые способны заменить китовый объектив, обеспечив фотографу максимально возможное качество изображение в том же диапазоне фокусных расстояний. Мы решили исключить из нашего списка слишком дорогие полнокадровые модели и сосредоточили внимание на моделях кроп-матриц.
При создании этого светосильного зума используется стекло со сверхнизкой дисперсией и асферические элементы. Это способствует снижению уровня хроматических аберраций и геометрических искажений. Ультразвуковой мотор обеспечивает тихую, плавную и быструю работу автофокуса даже в условиях низкого освещения. Оптический стабилизатор изображения отрабатывает до 3х ступеней экспозиции. Объектив сделан надежным и тяжелым, чтобы с достоинством выдерживать все тяжести фотографической жизни. Canon EF-S 17-55mm f/2.8 IS USM - это один из лучших зумов, созданных для любительских и полупрофессиональных камер Canon с матрицей APS-C. Он не раз побывал в нашей тестовой студии, и именно с ним мы стараемся испытывать камеры в деле, чтобы раскрыть весь их потенциал.
Зум-штатник с расширенным набором фокусных расстояний от 24 мм до 135 мм, который поможет путешествовать налегке. Оптическая схема объектива представлена 17 элементами в 12 группах. Для компенсации невысокой светосилы Canon EF-S 15-85mm f/3.5-5.6 IS USM оснащен 4-ступенчатым оптическим стабилизатором изображения. Минимальная дистанция фокусировки составляет всего 35 сантиметров на всём диапазоне зума, что существенно расширяет творческие возможности. Для снижения ореолов и бликов используется низкодисперсное стекло и несколько асферических линз. Благодаря своей универсальности этот объектив придётся по вкусу любителям путешествий, не желающих брать с собой несколько объективов в поездку. Потенциально слабым местом является лишь не слишком высокая светосила, особенно с теледиапазоне.
Объектив был спроектирован как универсальный штатник для неполнокадровых камер Nikon. Несмотря на относительно небольшую светосилу он отличается большим размахом зума и помимо стандартного диапазона охватывает ещё нескольких портретных фокусных расстояний, а так же имеет в своем арсенале серьезный теле-диапазон в 200 мм при пересчете на полный кадр. Этого с лихвой хватит даже для для того, чтобы приблизить небольшие объекты и попробовать свои силы в фотоохоте или спортивном репортаже. В конструкции предусмотрены несколько высококачественных оптических ED-элементов для снижения уровня аберраций, бесшумный ультразвуковой мотор автофокуса и оптический эффективный стабилизатор изображения, призванный скомпенсировать не слишком высокую светосилу данной модели.
Этот был выпущен фирмой Nikon для работы на профессиональных камерах с кроп-матрицей. Постоянная светосила F2.8, внутренняя фокусировка, наличие пыле и влагозащиты выдают в нём надежного спутника для зеркальной камеры. Nikon AF-S Nikkor 17-55 mm f/2.8G IF-ED DX относится к топовой линейке объективов. Он обладает великолепной геометрией кадра. Цветные ореолы практически отсутствуют на всем диапазоне фокусных расстояний даже на открытой диафрагме. Пусть в нём и отсутствует стабилизатор изображения его вес в 700 грамм сам по себе способствует созданию устойчивости при съемке. Это дорогостоящий профессиональный инструмент с бескомпромиссным качеством изображения.
Данный объектив относится к топовой оптике и предназначен для зеркальных фотокамер Sony Alpha серий DSLR и SLT с APS-C матрицей. Основным его достоинством является постоянная светосила на всем диапазоне фокусных расстояний и небольшой для таких показателей вес в 600 граммов. Из других достоинств этой оптики стоит отметить бесшумный ультразвуковой мотор для фокусировки. Встроенного стабилизатора нет, так как в системе SLT- и DSLR-камер Alpha стабилизация осуществляется непосредственно в камере за счет сдвига матрицы. Объектив отлично подойдет тем, кто ищет один объектив для большинство сюжетов.
Объектив разработан для байонета E под APS-C матрицу. Этот универсальный высококачественный зум от Carl Zeiss предназначен для каждодневного использования с беззеркалками Sony. Оптика имеет фирменное покрытие T-star, которое призвано снизить до минимума нежелательные засветки и переотражения. Диапазон фокусных расстояний несколько шире, чем у стандартных зум-объективов и в пересчете на полный кадр составляет 24-105 мм. В объектив встроен оптический стабилизатор изображения для исключения нежелательного смаза при съемке на длинных выдержках. Постоянная светосила F4, циркулярная диафрагма и асферические элементы оптики от Sony дополняют высочайшее оптическое качество этой модели. Sony Vario-Tessar T* E 16–70mm F4 ZA OSS - это лучший вариант качественного объектива на каждый день для APS-C беззеркалок Sony.
Это один из немногих объективов Fujifilm в пыле- и влагозащищенном корпусе с постоянной светосилой F2.8 на всем диапазоне фокусных расстояний. Модель имеет 14 уплотнителей для защиты от непогоды и станет прекрасным помощником тем фотолюбителям, которые снимают в экстремальных погодных условиях. Оптика объектива имеет покрытие Gradient Index на основе новых нанотехнологий Fujifilm для борьбы с засветкой и виньентированием. В объективе также применен двойной линейный привод автофокуса для плавной, быстрой и тихой работы.
От своего младшего «китового» брата отличается наличием дополнительных двух элементов в оптической схеме и большей светосилой при сохранении аналогичного размера. Также он имеет встроенный оптический стабилизатор изображения, отдельный селектор для его включения и селектор для работы с автофокусом. Оптическое качество этой модели выше всяких похвал. Он не раз оказывался в нашей тестовой студии. На наш взгляд, эта модель имеет лучшее соотношение цены и качества в данном классе.
Самый современный зум в линейке оптики для байонета Micro 4/3. В пересчете на 35 мм диапазон его фокусных составляет популярные и самые востребованные 28-80 мм с постоянной светосилой F2.8. Корпус имеет пыле и влагозащиту, а индекс PRO говорит о профессиональном предназначении данного объектива. Он один из немногих имеет шкалу при работе в ручном режиме и программируемую кнопку L-Fn для расширения возможностей фотографа. Современная оптическая схема из 14 элементов в 9 группах с наличием как асферических, так и низкодисперсных элементов позволяет получить прекрасное изображение по всему полю кадра даже на открытой диафрагме. Это почти совершенный зум-объектив, пожалуй, лучший в системе Micro 4/3.