З життя бджіл, або про макрозйомці на природі і глибині різкості

Наша взаимовыгодная связь https://banwar.org/

Завдання фотографа під час макрозйомки на природі - спробувати отримати знімки, розглядаючи які, можна побачити деталі, невидимі неозброєним оком. Наведені в цій статті знімки зроблені камерою зі спалахом, встановленої на штатив, - апарат був попередньо наведений на квітку, і далі очікувалося, поки шукане комаха не з'явиться в кадрі. У блискучій книзі К. Престон-Мефема «Фотографування живої природи» подібний спосіб зйомки називається «марнотратним і негнучким», і пропонується знімати, в основному, з рук. Зазвичай завдання штатива - забезпечити нерухомість фотоапарата під час експонування кадру. Тут в цьому немає необхідності, оскільки тривалість спалаху складає менше 1/400 с, і завдання штатива тут - допомогти фотографу зберегти постійну дистанцію до об'єкта. А це не завжди буває просто, особливо якщо ви зігнулися в незручному положенні, стоїте на колінах на каменях, або у вас затекли руки. Покладатися на автофокусування при макрозйомці не доводиться, оскільки велика ймовірність того, що апарат спробує сфокусуватися на маловажной травинці на передньому плані. Та й контраст зображення може бути настільки малий, що автоматика буде судорожно ганяти об'єктив з одного крайнього положення в інше. Глибина різко відображуваного простору при подібних зйомках невелика навіть при суттєво закритій діафрагмі. Якщо ж ви будете покладатися тільки на природне освітлення, то надій на вдалий знімок у вас залишиться зовсім мало. Тому, щоб отримати максимальну глибину різкості, доводиться сильно диафрагмированного об'єктив, і як наслідок, брак світла доводиться компенсувати додатковим освітленням від спалаху.

При зйомці об'єктивами зі змінною фокусною відстанню масштаб зображення буде зберігатися, якщо пропорційно змінювати відстань до об'єкта і фокусна відстань об'єктива. Оскільки глибина простору предметів прямо пропорційна квадрату відстані до об'єкту, що знімається і обернено пропорційна квадрату фокусної відстані і відносному отвору об'єктива, то глибина різкості при постійному масштабі зображення залишиться незмінною. На мій погляд, при зйомці зі штативом краще використовувати максимальна фокусна відстань. При цьому апарат знаходиться досить далеко, щоб не злякати об'єкт зйомки, і на достатній відстані, щоб організувати нормальне освітлення об'єкту спалахом.

Вбудована в камеру спалах не надто зручна. При її використанні з длиннофокусной оптикою і / або подовжувальними кільцями велика ймовірність того, що тінь від корпуса об'єктива впаде на об'єкт зйомки. Зручніше використовувати зовнішній спалах типу Sigma EF 500. При зйомці з довгофокусними об'єктивами відстань до об'єкта досить велике, щоб отримати прийнятний результат, закріпивши спалах прямо на апараті. Якщо ж об'єкт знаходиться в безпосередній близькості від передньої лінзи, то за допомогою спалаху можна організувати підсвічування збоку, використовуючи для синхронізації світловий імпульс вбудованого спалаху або синхрокабель.

Вищенаведені знімки зроблені камерою Canon EOS D30 зі спалахом Sigma EF 500 і об'єктивом Soligor AF 70-210 Macro. Режим макрозйомки у цього об'єктива доступний тільки при максимальній фокусній відстані 210 мм. Оскільки мені хотілося отримати ще більше збільшення, то між об'єктивом і апаратом були встановлені подовжувальні кільця товщиною 68 мм. В результаті відстань між фокальною площиною і об'єктом склало 70 см, а відстань між передньою лінзою об'єктива і об'єктом - 40 см. Розмір знімається, що припадає на весь кадр, склав 25 мм.

Якщо використовувати більш компактний об'єктив Pentacon з фокусною відстанню 135 мм, то при масштабі, що знімається в 128 мм ми будемо мати, відповідно, 54 см до фокальній площині і 33 см між передньою лінзою і об'єктом.

Коли об'єкт знаходиться на відстані двох фокусних відстаней від лінзи, ми отримуємо на тій же відстані від лінзи зображення масштабом 1: 1. Звідси випливає, що для отримання одного і того ж масштабу при використанні довгофокусних об'єктивів слід ставити кільця більшої товщини. Використання об'єктива зі змінною фокусною відстанню дозволяє отримати знімки в широкому діапазоні збільшень при використанні одного і того ж кільця. Однак довгофокусні зум-об'єктиви з автоматичним фокусуванням погано пристосовані для ручного наведення на різкість. Багато з них не здатні зафіксувати своє положення, і як тільки ви відірвали руку від кільця фокусування, зсуваються під власною вагою. При макрозйомці часто буває зручніше зафіксувати об'єктив в якомусь положенні і здійснювати фокусування, переміщаючи апарат: наприклад, встановивши його на санчата, що забезпечують горизонтальне переміщення апарата на штативі. При використанні санчат дуже корисною може виявитися можливість зробити серію знімків, злегка переміщаючи апарат на санчатах (± 5 мм).

Об'єктиви, призначені для ручного фокусування, з постійною фокусною відстанню, в даному випадку дозволяють домогтися більш високої точності. Однак при використанні таких об'єктивів для отримання потрібного масштабу необхідно варіювати товщину подовжувальних кілець в широкому діапазоні. Для цього завжди слід мати з собою набір з декількох кілець. Оскільки об'єктиви з ручним фокусуванням дуже часто використовуються з автофокусними камерами типу Canon EOS D-30 через перехідною адаптер M42-EOS, слід мати на увазі, що подовжувальні кільця, призначені для автофокусних об'єктивів, використовувати не вдасться. Адаптер повинен бути встановлений на камеру, і установка подовжувальних кілець між камерою і адаптером не допускається. Це пов'язано з тим, що хоча інформація від об'єктива до камери передається електрично через контактні площадки, саме включення режиму передачі інформації здійснюється механічно, одним з пелюсток байонета. Подовжувальні кільця з контактними майданчиками передають електричну інформацію від об'єктива до камери, але, на відміну від адаптера, мають такі ж пелюстки, як об'єктив. Тому якщо ви приєднуєте таке подовжувальне кільце до камери, то камера вважає, що об'єктив автофокусний, навіть якщо між ним і об'єктивом встановлений адаптер з укороченим пелюсткою. Інформація про розміри пелюстки ніяк в камеру не передається, і спроба зйомки призводить до повідомлення про помилку. Таким чином, якщо ви збираєтеся використовувати з камерами Canon EOS автофокусні об'єктиви, об'єктиви для «Зеніту» з різьбленням М42, під'єднуються через відповідний адаптер, і об'єктиви для середньоформатних камер через перехідники EOS - байонет «Б» - байонет «В», то необхідно носити з собою комплект подовжувальних кілець з різьбленням М42, комплект подовжувальних кілець з байонетом «Б» або «В» і для рідних об'єктивів комплект подовжувальних кілець з передачею інформації від об'єктива до камери.
Подовжувальні кільця з байонетом «В», різьбленням М42 і байонетом Canon EOS.

Зауважу, до речі, що адаптер EOS - байонет «Б» виробництва «Jolos» має наскрізний отвір для штифта об'єктива. При використанні додаткового перехідника «Б» - «В» воно виявляється нещільно прикритим, і щоб уникнути засвічення його слід заклеїти чорним папером. У всіх випадках, коли можлива установка подовжувальних кілець, результат виходить краще, ніж з насадочними лінзами. Якщо ж об'єктиви у камери незнімні, то не залишається іншої можливості, крім як використовувати насадкові лінзи або макроконвертори. При цьому слід максимально диафрагмированного об'єктив. І все одно на краях кадру швидше за все будуть помітні хроматичні аберації.

На об'єктиви, призначені для ручного фокусування, зазвичай наноситься шкала глибини різкості.
Шкала різкості на об'єктиві Хвиля-3

Таблиця глибин різкості на фотоапараті Welta

На автофокусних об'єктивах зі змінною фокусною відстанню часто немає і шкали дистанцій, а вже про глибину різкості і говорити не доводиться. Можливість побачити об'єкт зйомки при закритій діафрагмі властива теж не всім апаратам, та й якщо ця можливість є, то точно уявити, що ж насправді вийде різким, а що не дуже, досить складно, оскільки для оцінки зображення доведеться задовольнятися тільки природним освітленням, при якому об'єкт зйомки буде вкрай темним.

Глибина різкості розраховується за досить простими формулами, проте займатися розрахунками в процесі зйомки не завжди зручно, за час обчислень бджола може і полетіти. ; ; де p - площину наведення, А - відносний отвір, f - фокусна відстань, d - допустимий гурток розсіювання, p1 - положення переднього плану, p2 - положення заднього плану

Щоб можна було попередньо розрахувати, що можна очікувати від фотоапаратури при макрозйомці, я написав невелику програму, яка дозволяє обчислити положення ближнього і далекого різких планів в залежності від фокусної відстані об'єктива, діафрагми, відстані до об'єкта зйомки, встановленого на об'єктиві, і допустимого гуртка розсіювання . Подібних програм існує досить багато, однак ті з них, які мені траплялися, не охоплюють діапазон фокусних відстаней і допустимих гуртків розсіювання, характерний для цифрових камер. Фотографічну роздільну здатність фотооб'єктива характеризують числом паралельних штрихів (ліній), яке даний об'єктив може відтворити на відрізку фотоматеріалу довжиною 1 мм. Аналогічно визначається і дозвіл фотоматеріалу. Лінійне дозвіл фотооб'єктива D - величина, зворотна вирішенню в лініях. Для оцінки роздільної здатності фотооб'єктива з урахуванням роздільної здатності фотослоя лінійні дозволу об'єктива і фотослоя слід підсумувати. Для визначення глибини різкості предметів допустимий гурток расфокусировки повинен відповідати сумі лінійних дозволів об'єктива і фотослоя. Однак як би добре ми ні сфокусувалися на об'єкті, і як би не була висока роздільна здатність об'єктиву, гранична роздільна здатність оптичної системи зображати окремо дві близько розташовані точки обмежується дифракцією на кордоні зіниці. Згідно дифракційної теорії, що світиться точка в силу дифракції на діафрагму зображується у вигляді кружка розсіювання. Цей гурток складається з яскравого центрального ядра, яке називається гуртком Ейрі , І оточуючих його темних і світлих кілець. Релей зробив висновок, що дві равнояркіе точки видно роздільно, якщо центр гуртка Ейрі однієї точки збігається з першим мінімумом другої точки. З критерію Релея випливає, що роздільна здатність ідеального фотооб'єктива при використанні світи абсолютного контрасту і висвітленні монохромним світлом залежить тільки від відносини фокусної відстані до діаметру зіниці, тобто від диафрагменного числа. І лінійний межа дозволу оптичної системи дорівнює: де K - діафрагма, f - фокусна відстань, лямбда - довжина хвилі. При довжині хвилі 546 нм отримаємо для лінійного межі дозволу значення, рівне K / 1500

Стосовно до матриці цифрової камери можна вважати, що 2 лінії будуть помітні, якщо діаметр кружка фокусування менше лінійного розміру двох чутливих елементів. В цьому випадку якщо зображення 2 білих ліній ведеться точно на центри двох несуміжних чутливих елементів, то сигнал на них буде максимальний, в елементі же знаходиться між ними - мінімальний. Звичайно, найменший зсув зображення щодо матриці призведе до того, що ми не зможемо розрізнити лінії. Якщо штрихи тест-об'єкта йдуть під деяким кутом до стовпців чутливих елементів, то розглядаючи зображення через підрядник, можна побачити, що чергуються суцільні і пунктирні лінії. Виходить структура, що нагадує тканину типу муар.

Мої вимірювання системи «об'єктив + матриця» показують, що реальний дозвіл в півтора рази гірше граничного теоретичного дозволу для однієї матриці, і для отримання лінійного дозволу треба розмір двох чутливих осередків помножити на 1,6.

Для орієнтування в допустимих гуртках розсіювання в наведеній нижче таблиці дані характерні значення лінійних меж дозволу типових об'єктивів, фотоплівок і матриць.

На хорошій плівці можна розрізнити до 100 ліній на мм. Хороші об'єктиви для 35 мм плівкових камер мають по центру роздільну здатність 40-60 ліній на мм. Для оцінки дозволу системи «об'єктив + плівка» лінійні межі дозволу для плівки і об'єктива складаються, тобто в типовому випадку можна зареєструвати близько 50 штрихів на мм - допустимий гурток фокусування для цієї системи дорівнює 20 мікрон. Сучасні ж 4 Мп камери зі штатними об'єктивами і матрицею розміром 7,2 мм дозволяють в типовому випадку відобразити в кадрі до 750 чорних штрихів, т. Е. Допустимий гурток фокусування становить приблизно 9,6 мікрон. При таких розмірах гурток фокусування стає порівнянним з гуртком Ейрі, розмір якого обумовлений дифракцией на краях діафрагми об'єктива. У цьому випадку стає реальною ситуація, при якій подальше зменшення діафрагми не призводить до збільшення глибини різкості.

При зйомці пейзажу дуже важливим є знання гіперфокальної відстані, або початку нескінченності. Цими термінами позначається відстань до об'єкта, при фокусуванні на який задній різкий план знаходиться в бесконечності.Программа розрахунку глибини різкості

Ліцензійну угоду.
Зараз прийнято випереджати будь-яку програму ліцензійною угодою. Дотримуючись духу часу, зробив це і я. Узагальнивши чужий досвід написання подібних документів, я прийшов до висновку, що все зводиться до наступної заяви:
Дорогий користувач, їж на здоров'я.
Якщо подавився, то сам дурень.
Якщо будеш годувати інших, забувши про кухаря, то готуйся до очної ставки з кузькіну матір'ю.

Програмою можна користуватися як простим калькулятором. В цьому випадку стрілочками над і під значеннями фокусної відстані, диафрагменного числа і допустимого гуртка розсіювання ви вибираєте необхідні вам параметри, стрілочками внизу вікна вибираєте відстань, на якому знаходиться об'єкт фокусування, і зчитує значення переднього і заднього плану. У нижній сходинці червоним кольором відображається стан до початку нескінченності і положення переднього плану при фокусуванні на гіперфокальна відстань. Програма дозволяє графічно представити отримані результати. Так, точка фокусування відзначена зеленим чоловічком на дорозі. Глибину різкості можна оцінити по тому, які дерева різко зображені на узбіччі дороги. Якщо задній план знаходиться в нескінченності, стають видні гори на горизонті. Відстань можна змінювати, і перетягуючи чоловічка уздовж дороги. Якщо відстань стає менше 1 м, то відкривається вікно, яке показує значення глибини різкості, положення різких планів щодо квітки, який теж можна перетягувати по екрану.

Червоний прапорець на дорозі зазначає гіперфокальна відстань, червона смуга на дорозі - кордон різко реєстрованого переднього плану при наведенні на нього.

Для вибору орієнтовних значень допустимого гуртка фокусування (d) можна натиснути знак питання в правому верхньому кутку і вибрати одне з характерних значень. Тут же графічно пояснюється поняття лінійного межі дозволу.

У програмі, крім допустимого гуртка фокусування, відображається також значення лінійного межі дозволу (dp). Якщо лінійний межа дозволу перевищить заданий розмір d, то фон під значеннями діафрагми допустимого гуртка фокусування і лінійного межі дозволу стане рожевим. У цьому випадку щоб отримати реальні значення, треба змінити або діафрагму, або допустимий гурток фокусування.

Програму можна використовувати, не виходячи з цієї статті, можна записати окремо і запускати за допомогою Macromedia Flash Player. Оскільки Flash зараз підтримується Microsoft Internet Explorer на КПК, то можна запустити цю програму на кишеньковому комп'ютері і користуватися їй «в поле». Flash Player для КПК можна скачати тут . Використання КПК накладає певні обмеження, пов'язані з тим, що у вас немає правої кнопки миші, і тим, що комп'ютер дізнається про становище курсору тільки в момент торкання пером екрану. Він не здатний розрізнити знаходження пера над кнопкою і власне натискання на кнопку, тому, можливо, при переході від однієї кнопки до іншої доведеться робити зайве натискання.

Для того щоб встановити програму на КПК, досить розпакувати архів і помістити його вміст (два файли, .html і .swf) в довільну директорію вашого КПК. Архів тут . При випробуванні на Cassiopeia Е-125 з'ясувалося, що хоча процесор з тактовою частотою 150 МГц, здавалося б, досить потужний, проте обробка графіки викликає у нього суттєві затримки. Відеосистеми КПК не подобається напівпрозорі області і необхідність постійно перераховувати картинку. Звичайно, тут винен не тільки комп'ютер, але і інтерпретатор Flash. Сучасний комп'ютер має настільки великий запас по швидкодії і таку потужну відеосистему, що займатися оптимізацією сьогодні не модно. Незважаючи на прикрі затримки при перетягуванні об'єктів по екрану КПК, я не став спрощувати графіком, вважаючи, що швидше за з'являться швидкі комп'ютери, ніж вдасться досягти прийнятного компромісу між красою і швидкодією. Мені відразу згадалися часи, коли для стерпного швидкодії на XT доводилося писати програми на асемблері, а при переході на AT з тією ж швидкістю вже працював інтерпретатор Бейсік. В результаті я просто передбачив можливість вимкнути графіку, натиснувши на хрестик, або погіршити якість, натиснувши на кнопку LQ (low quality) / HQ (high quality). Дія цієї кнопки аналогічно тому, що можна отримати на настільному комп'ютері, викликавши меню правою кнопкою миші і вибравши відповідний пункт.

У програмі в основному використовується латинський шрифт, так як це дозволяє, по-перше, скористатися без проблем шрифтами КПК і не витрачати місце на впровадження накреслення літер у файл програми, а по-друге, мені не вдалося підібрати невеликий кириличний шрифт, який би чітко читався на КПК.

Власне обчислювальна частина програми вкрай мала і займає всього 2-3 кілобайт. І для числових обчислень навантаження на процесор теж мінімальна. Тому можна тільки пожаліти, що конструктори цифрових камер до сих пір не інтегрували подібну програму в свої вироби. Всі необхідні для її роботи параметри камерою визначаються при зйомці кожного кадру і записуються в заголовок Exif. Тому немає ніяких проблем розраховувати за допомогою процесора камери параметри глибини різкості і положення передніх і задніх різких планів і відображати їх на екрані камери. Зробити це, ймовірно, навіть простіше, ніж механічний калькулятор, реалізований на об'єктивах найпростіших фотоапаратів типу «Зміна».