книги из ГПНТБ / Дыко Л. Фотография, ее техника и искусство

Отношение диаметра действующего отверстия объектива к его фокусному

расстоянию, выраженное в виде дроби, в которой числитель равен 1, а зна­

менатель — отношению фокусного расстояния к диаметру действующего от­ верстия, принято называть относительным отверстием. Ква­ драт относительного отверстия является мерой светосилы объектива.

Рассмотрим пример для объектива «Юпитер-8» (приводимые цифры взяты

с некоторым округлением). У этого объектива максимальное раскрытиедиаф­

рагмы равно 25 мм, а фокусное расстояние — 5слі. Отношение диаметра дей­

ствующего отверстия к фокусному расстоянию здесь будет выражаться как

25 : 50, что соответствует 1 : 2. Эти цифры награвированы на оправе объектива «Юпитер-8» и указывают на величину его относительного отверстия. В оби­ ходе светосилой объектива часто называют знаменатель дроби. Поэтой тер­ минологии «Юпитер-8» имеет светосилу 2.

Пользуясь диафрагмой, можно в широких пределах менять диаметр дей­ ствующего отверстия объектива и, следовательно, изменять величину свето­ силы объектива.

Обычная шкала диафрагмы предусматривает такой порядок, при котором освещенность изображения на фотоматериале изменяется вдвое при переходе от одного показателя диафрагмы к другому, рядом стоящему. На шкале диа­

фрагмы величины относительных отверстий	проставляются без числителя
и образуют следующий ряд: 0,7; 1,4; 2; 2,8; 4;	5, 6; 8; 11; 16; 22; 32; 45; 64.

Шкала диафрагмы у каждого объектива начинается с его предельного отно­ сительного отверстия, указанного на оправе объектива. Иногда величина от­ носительного отверстия объектива не входит в стандартный ряд шкалы диа­ фрагмы, и тогда этот ряд начинается с 1,5; 3,5; 4,5 и т. д.

Если необходимо выяснить, насколько светосильнее будет объектив при

диафрагме 3,5 по сравнению со следующим показателем диафрагмы, имею­

щим цифру 4, расчет следует вести					следующим образом:
f	1 V	.	(	1 у_	1	.	’	1 _16 , ɑ			pa3a
ι3,5∕			' I4	4 J	12			16	12	,3

Так же сравниваются два объектива, имеющие различные относительные отверстия.

Современные объективы, представляющие собой сложную оптическую систему, состоят из нескольких линз, расположенных в воздушной среде.

На каждой границе стекло — воздух и воздух—стекло возникает отражение падающего на поверхности линз света, а следовательно, происходит и его по­

теря. В результате отражения от каждой такой поверхности теряется от 4 до

6,5% падающего света.

Световые потери вобъективе уменьшаются, еслиповерхности несклеенных

линз покрыты особыми пленками, способными понизить коэффициент отра­ жения света. Путем подбора пленки по толщине и показателю преломления

удается весьма значительно снизить потери света в объективе. Объективы,

30

линзы которых покрытьі'Такими пленками, называются просветлен­

ными и при рассматривании линз объектива в отраженном свете кажутся окрашенными в нежный переливчатый голубой или пурпурный цвет.

Влияние просветления объектива на количество пропущенного объек­ тивом света показано в табл. 1.

		Таблица 1
Название объектива	Коэффициент пропускания света (в %)
	непросветленный	просветленный
«Юпитер-3»	72	91
«Юпитер-12»	68	89

Нанесение просветляющих пленок на линзы объектива осуществляется

химическим или физическим способом. Химический способ предусматривает

образование просветляющей пленки из самого стекла на поверхности линзы при воздействии на это стекло некоторых химикатов. Эта просветляющая пленка составляет одно целое со стеклом и достаточно прочна, но менее эф­ фективна по снижению коэффициента отражения, чем пленка, полученная физическим способом.

При физическом способе просветления на линзу объектива путем распы­

ления специального прозрачного вещества наносится тончайшая пленка.Та­

кая пленка очень нежна и требует весьма осторожного обращения.

Просветление не только снижает потери света в объективе, но и положи­

тельно сказывается на качестве фотографического изображения. При отсут­ ствии просветляющих пленок свет, многократно отражаемый стеклянными поверхностями, проникает внутрь камеры в виде общего рассеянного света

и, не участвуя в создании изображения, равномерно засвечивает экспониру­

емый фотоматериал. В результате такой засветки контраст изображения не­

сколько снижается. В черно-белом изображении эта засветка больше дейст­

вует на малоосвещенные детали объекта, в цветном же изображении искажа­

ются контраст и цвета объекта съемки.

Наибольшее различие в изобра­

жениях, полученных с помощью про­

светленных и непросветленных объек- / тивов, наблюдается при съемке в ус⅛⅛s

ловиях неблагоприятного освещения

Любой объектив рисует изобра­ жение в пределах определенного поля,2— имеющего форму круга. Но в пределах

J

этого поля резкость получаемого

изображения на разных его участках неодинакова (рис. 27).

Рис. 27. Поле зрения и поле изображения:

і — угол зрения, 2 — угол изображения, 3 — поле зрения, √ — поле изображения

31

В фотографических аппаратах используется не все поле изображения

объектива, а лишь некоторая его часть, представляющая Собой прямоуголь­ ник кадра, вписанный в круг поля изображения.

Поле изображения может быть измерено в угловой мере (угловое поле)

и в линейной мере (линейное поле). Угловые размеры используемой части поля изображения зависят от фокусного расстояния объектива и формата

кадра. Эта зависимость показана в табл. 2.

Диаго­ наль кад­ ра (в си)

2,4×3,6	4,3	75	63
4,5x6	7,5	—	—
6,5×9	11	—	—
9X12	15		—
13× 18	22	-	—
18x24	30		—

T а б л н и а 2

Фокусное расстояние объектива (в с.и)

Угол поля изображения (в0)

46	32	23	18	14	12	14	—
75	53	40	31	24	20
—	72	55	44	34	29	21	13
	-	71	58	45	40	28	17
		—	—	63	55	40	25
—	—	—	—	—	71	53	34
					_________

Объективы, исходя из их угла поля изображения, принято классифици­

ровать как нормальные, широкоугольные и длинно­

фокусные.

Нормальными считаются такие объективы, фокусное расстояние которых

близко к диагонали прямоугольника кадра и которые имеют угол поля изо­

бражения по горизонтали от 45 до 60°.

Широкоугольными объективами называются такие, фокусное расстояние

которых значительно короче диагонали прямоугольника кадра. Угол поля изображения этих объективов выше 65—70°.

Длиннофокусными объективами называют такие, фокусное расстояние которых больше диагонали прямоугольника кадра. Угол поля изображения у них меньше 45°.

Такое деление объективов является условным, так как один и тот же

объектив, в зависимости от формата кадра, может строить изображение с

различными углами поля. Например, объектив с фокусным расстоянием 21 см

для кадра 2,4 ×3,6 см будет длиннофокусным, для кадра 13 Х18 см— нормаль­

ным, для кадра 18 ×24 см — широкоугольным.

Большинство фотоаппаратов снабжается нормальным объективом. Ши­

рокоугольные и длиннофокусные объективы чаще всего применяются как сменные объективы в таких фотоаппаратах, в которых можно взамен основного объектива установить объектив с другим фокусным расстоянием.

32

Почти все малоформатные фотоаппараты и большинство дорогих фото­ аппаратов других форматов рассчитаны на применение сменных объективов.

Группа сменных объективов, рассчитанная на определенную конструк­

цию фотоаппарата как по формату кадра, так и по креплению оправы объек­ тива в фотоаппарате, может состоять из трех (нормального, широкоугольного

и длиннофокусного) и больше объективов.

Существует также специальная группа длиннофокусных объективов,

называемых телеобъективами. Особенность их конструкции за­

ключается в том, что за счет специально рассчитанной оптической системы длиннофокусный объектив помещается в короткую оправу. Сравнительно

малый размер телеобъектива создает более удобные условия для фотографи­

рования.

Рис. 28.

Телеобъектив Д. Д. Максутова

J

Рис. 29. Оптическая схема объек­ тива Д.Д. Максутова («МТО-500»):

I — менисковая линза, 2 — вогнутое сферическое зеркало, 3 — склеен­ ные линзы, 4 — зеркальный отража­ ющий слой. 5 — коническая трубка, заменяющая диафрагму

Чрезвычайно интересны и оригинальны телеобъективы, разработанные Д. Д. Максутовым (рис. 28). В этих объективах, названных «МТО», приме­ нена зеркально-линзовая менисковая оптическая система, позволившая

создать сверхдлиннофокусные объективы (500 и 1000 мм) в очень короткой

оправе. Так, объектив «МТО» с фокусным расстоянием 1000 мм имеет длину

оправы всего около 250 мм , в то время как обычный объектив с этим же фо­

кусным расстоянием был бы длиной почти 1 м. Оптическая схема объектива «МТО-500» показана на рис. 29.

Наводка на резкость производится путем вращения передней оправы объектива с менисковой линзой и выпуклым сферическим зеркалом.

Телеобъективами пользуются в тех случаях, когда необходимо получить

в крупном масштабе изображение удаленных объектов, к которым невозмож­

но подойти ближе. Глубина резко изображаемого пространства у телеобъек­ тива будет тем меньше, чем больше фокусное расстояние объектива при одном и том же относительном отверстии.

Вследствие того, что многие телеобъективы бывают тяжелее самого фото­

аппарата, съемка с ними производится почти всегда со штатива, причем шта­ тив должен быть тем устойчивее, чем больше фокусное расстояние объектива.

3 Л. Дыко, Е. Иофяс

33

Фотоаппараты с особо длиннофокусными объективами крепятся к шта­ тиву не обычно; на штатив устанавливается не аппарат с ввернутым

в него объективом, а объектив с прикрепленным к нему аппаратом, для чего в оправе объектива имеется штативное гнездо со стандартной

резьбой (рис.30).

Рис. 30. Крепление объектива к иітаіиву

Широкоугольными объективами пользуются при съемке в тесных по­ мещениях, на узких улицах и во всех тех случаях, когда с фотоаппаратом нельзя отойти от объекта на нужное расстояние. Эти объективы обеспечивают

значительно большую глубину резко изображаемого пространства, чем нор­ мальные или длиннофокусные, при равных показателях относительного от­

верстия. По сравнению с нормальными объективами широкоугольные, позво­

ляющие вести съемку с более близких расстояний, создают изображения со значительно большими перспективными сокращениями, что иногда делает объект на снимке непривычным и как бы искаженным, особенно при оценке деталей, расположенных на переднем плане.

Недостатком широкоугольных объективов является неодинаковая осве­

щенность изображения в центре и по краям кадра. В качестве примера рас­ смотрите таблицу освещенностей различных участков поля изображения (табл. 3), составленную для различных пофокусному расстоянию объективов,

предназначенных для малоформатных аппаратов.

Рассматривая фотографический снимок большой группы людей или ре­

продукцию газетного листа, можно обнаружить, что различаемость деталей

в центре изображения больше, чем у его краев. Также иногда замечают, что изображения, полученные двумя различными объективами, при всех прочих равных условиях неодинаковы по четкости.

34

Фокусное			Таблица З
		Угол поля изобра­	Освещенность краевых участ­
расстояние			ков изображения (освещен­
объектива		жения (в градусах)	ность в центре поля принята
(в	см)		равной 1.00)
2,8		75	0,39
3,5		63	0,55
5,0		46	0,74
8,5		28	0,91
13,5		18	0,95

Четкость воспроизведения объекта зависит от конструкции объектива ɪ

. количественно выражается его разрешающе й силой, или р а з- решающей способностью.

Разрешающая сила — свойство объектива с определенной четкостью передавать изображение специального объекта съемки — миры, состоящей из черных и белых линий. Количество таких линий на отдельных ее участках

различно. На каждом участке миры толщина черных и белых линий одинако­

ва (рис. 31). Различаемость штрихов миры визуально (зрительно) по полю

изображения объектива неодинакова: в центре объектива разрешающая сила наивысшая; чем ближе к краю поля, тем меньшей она становится.

Фотографическое изображение, создаваемое с помощью объектива на светочувствительном слое, отличается по различаемое™ от изображения, оце­ ниваемого визуально (непосредственно глазом). Объясняется это мутностью

и структурным (зернистым) строением светочувствительного слоя. Осо­

бенно большое влияние на различаемость штрихов миры в фотографическом изображении оказывает зернистость светочувствительного слоя. Зернистость у различных фотоматериалов неодинакова. Одни

фотоматериалы образуют крупнозернистое, дру­

гие — мелкозернистое изображение.

Воспроизведенная на фотоматериале мира показывает разрешающую способность не только

объектива, но и фотоматериала. Фотографируя

миру одним и тем же объективом сначала на мел­ козернистом, а затем на высокочувствительном и потому крупнозернистом фотоматериале, можно обнаружить, что количество различаемых штри­

хов на мелкозернистом фотоматериале будет
соответствоватьлин/мм). , например, 150, а на крупнозер­
(нистом — лишь	45 линиям на миллиметр Рис. 31. Мира для испыта­
3*	ния объектива
	35

Следовательно, разрешающая способность системы объектив + фотома­ териал зависит в определенной степени от зернистости и мутности светочув­ ствительного слоя, на котором снята мира.

В паспортах, прилагаемых к фотографическому аппарату, показывается обычно разрешающая способность объектива с указанием,

на каком типе фотоматериала получена данная величина. Объективы принято испытывать на негативных материалах средней светочувствительности или на тех светочувствительных слоях, на которых предполагается снимать дан­

ным объективом чаще всего.

Сменные объективы. Один и тот же по конструкции объектив

может иметь различные оправы, рассчитанные на определенный тип фото­ аппарата. Например, объектив «Юпитер-8» для аппаратов «Зоркий», «ФЭД»

и им подобных имеет резьбовую оправу; для аппарата «Киев» и др.— бай­

онетную. Оправы объективов различаются и по их диаметру.

Для сменных объективов особенно важным показателем оправы является величина рабочего отрезка. Рабочим отрезком объектива назы­ вают расстояние от плоскости изображения при наводке объектива на беско­

нечность, до опорной поверхности оправы (рис. 32). Длина рабочих отрезков

уобъективов для фотоаппарата «Зоркий» равна 28,8+0,02 мм.

Впринципе все сменные объективы, предназначенные для какого-либо одного типа фотоаппаратов, должны иметь строго одинаковые рабочие от­ резки. В этом случае замена одного объектива другим не потребует подгонки

его к камере.

Иногда из-за чрез­ мерных допусков в длине рабочих отрезков изоб­ ражения, полученные при съемке несколькими сменными объективами, по резкости оказываются неодинаковыми.

Фотоаппараты, по­

зволяющие пользоваться

сменными объективами,

стандартизуются и по рабочим отрезкам каме­

ры — расстоянию от пло­ скости светочувствитель­

ного слоя до плоскости,

на которой крепится

объектив.

Рис. 32. Рабочий отрезок объектива

При совпадении размеров рабоче­

го отрезка объектива и рабочего отрез­ ка камеры (рис. 33) изображение точ­ ки, находящейся в бесконечности, будет резким. Если же рабочий отре­

зок объектива больше рабочего отрез­ ка камеры, то изображение этой точки получится на негативе в виде размытого кружка. Если рабочий отре­ зок объектива короче рабочего отрезка

камеры, изображение точки будет так­

же нерезким.

Объективы с обычной конструк­ цией диафрагмы неудобны для зеркаль­

ных фотоаппаратов типа «Зенит», «Старт», «Салют», «Экзакта» и т. п.

Пользуясь этими объективами, фото­

граф вынужден наводить на резкость при полностью открытой диафрагме,

чтобы лучше видеть изображение на

матовом стекле. Затем он должен пре­ рвать наблюдение за объектом, уста­

новить по шкале нужную диафрагму и

толькопослеэтогогіроизводитьсъемку.

Рис. 33. Схема образования изображения точки при различных рабочих отрезках объектива и камеры:

а — больше рабочего отрезка камеры, б— рабо­ чие отрезки совпадают, о — короче рабочего отрезка камеры

Такая последовательность операций необходима для съемки каждого кадра.

В целях устранения этих неудобств создано несколько Специальных кон­ струкций диафрагмы. Простейшая из них осуществлена, например, в объек­

тивах «Мир-1»,«Гелиос-40» идр. На оправе этих объективов имеется специаль­

ное кольцо, связанное с диафрагмой (рис. 34). Фотограф до съемки ставит кольцо предварительной установки на то деление шкалы диафрагмы, которое необходимо для достижения должной глубины резко изобража-

емого пространства и правильной выдержки. Отверстие диафрагмы
при установке этого	кольца не меняется и ос­
тается полностью открытым. Наводя на рез­
кость по изображению на матовом стекле, фото­
граф, не прерывая наблюдения за объектом,
простым поворотом	второго кольца до упора

перед самой съемкой устанавливает рабочую

диафрагму и спускает затвор.

	Более удобная,	хотя и несколько сложная
Рис. 34. Оправа объекти­	система предусмотрена в объективах «Гелиос-44»
	для камеры «Старт» и др. В этих объективах так­
ва с установочным коль­	же предварительно	устанавливается на шкале
цом диафрагмы	диафрагм нужная величина диафрагмы, диктуе-

37

	мая	условиями съемки. Действующее отверстие
	объектива при этом остается			полностью откры­
	тым. После того как фотограф навел на резкость
	по	изображению на матовом стекле и нажал на
	спусковую кнопку диафрагмы (рис. 35), она ав­
	томатически		устанавливается	на нужный диа­
	метр. Отэтой		же спусковой кнопки срабатывает
і’ис. 35. Объектив с нажим­	и затвор камеры.
		После того как затвор сработал и произошла
ной кнопкой диафрагмы	съемка, лепестки диафрагмы в			объективе снова
	полностью раскрываются. При необходимости

механизм, регулирующий автоматическую установку диафрагмы, может быть отключен.

Во всех случаях объектив во время съемки должен быть защищен от по­

сторонних лучей, не участвующих в образовании фотографического изобра­

жения. Посторонние лучи, проникшие внутрь камеры, не только рассеиваются

и снижают контраст изображения, но и создают на нем световые пятна, что приводит к бракованному снимку.

Для борьбы с этими лучами обычно пользуются блендами (рис. 36), наде­ ваемыми на оправу объектива. Бленды могут быть сделаны из металла, пластмассы и картона с обязательным матовым чернением внутренней по­ верхности цилиндра или конуса бленды.

Длина бленды и ширина отверстия в ней должны быть согласованы с φo-∙

кусным расстоянием объектива и его относительным отверстием. В случае недостаточной длины бленды объектив оказывается незащищенным от по­ сторонних лучей; при чрезмерно длинной бленде края изображения могут

оказаться срезанными.

Расчет бленды ведется по следующим формулам: высота наружного

отверстия бленды:	h	__H-L	1	/ .
		/	^	R ’

ширина наружного отверстия бленды:

>

где В—ширина кадра в фотоаппарате;

H — высота кадра в фотоаппарате; / —-

фокусное расстояние объектива;R —

показатель диафрагмы; L — длина

бленды.

Некоторые из современных объек­

тивов монтируются в углубленной

оправе, которая и служит блендой.

38

ЗАТВОР

В процессе фотографирования свет от объ­
екта съемки проходит через объектив						внутрь
камеры	к фотоматериалу.			Продолжительность
действия	света	на	светочувствительный			слой
строго дозируется.
Время, в течение которого свет, прошедший
через объектив, освещает фотоматериал, принято
называть	выдержкой.			Продолжительность
выдержки может регулироваться разными спо­
собами. Самый примитивный				из	них —■ это сня­		Рис. 37. Схема шторно-щеле­
тие крышки с объектива на				время выдержки и
перекрытие его крышкой по окончании выдерж­							вого затвора
ки. Но дозирование крышкой не позволяет про­							порядка десятых, сотых
изводить	съемку	с	короткими		выдержками

или тысячных долей секунды, которые часто требуются при фотографиро­ вании быстро движущихся или ярко освещенных объектов.

Современные фотоаппараты оснащены сложными и точными дозаторами времени воздействия света на фотослой -— затворами.

В малоформатных фотоаппаратах, за исключением некоторых их типов,

таких, как «Смена» или «Юность», устанавливаются так называемые

шторно-щелевые затворы (рис. 37). Эти затворы помещаются внутри камеры, вблизи от светочувствительного слоя фотоматериала, и позволяют производить съемку с продолжительностью до тысячных долей секунды.

В таком затворе шторка из шелковой прорезиненной ткани с щелеобраз­ ным отверстием намотана на два валика, у одного из которых имеется пружи­

на, определяющая натяжение шторки. В момент съемки шторка со щелью движется перед фотоматериалом и пропускает свет через щель к светочувст­

вительному слою. Продолжительностьвыдержки определяется шириной щели шторки и скоростью ее продвижения. Размер щели в шторке и натяжение пру­

жины могут регулироваться. Чем уже щель и сильнее натяжение пружины,

тем короче будет выдержка, так как при быстром движении узкой щели шторки фотоматериал освещается очень короткое время. При широкой щели в шторке и слабом натяжении пружины светочувствительный слой подвер­ гается длительному освещению. Меняя ширину щели в шторке и натяжение

пружины, можно получать выдержки весьма различной продолжительности.

Регуляторы ширины щели шторки и натяжения пружины выводятся на внешнюю стенку фотоаппарата. Эти регуляторы могут быть различной кон­ струкции. Так, в фотоаппаратах типа «Зоркий» на верхней стенке камеры на­ ходится вращающаяся головка с цифровыми обозначениями скорости работы

затвора.	Короткие	выдержки, составляющие доли секунды, например 1 „,
' ;5> ' Soo	ceκ∙ иДР->	на шкале вращающейся головки награвированы в виде

знаменателей дробей как целые числа: 2, 25, 500 и т. д. Продолжительность

39