Макросъемка.РФ

Во второй части руководства расскаывается о конструкции увеличивающих линз ("диоптров") и их применении в подводной супермакро фотографии

Часть 3. Добавочныеположительные линзы (увеличивающие линзы или «диоптры»).

Эти линзы, часто называют "диоптрами". Они надеваются непосредственно на объектив: обычно навинчиваются по резьбе, как раз и предназначенной для светофильтров и насадок. Увеличение изображения достигается за счет уменьшения минимального расстояния между камерой и объектом (это будет объяснено более подробно ниже). Термины "диоптр" и "увеличивающая линза" часто используются как синонимы. Однако, это технически очень неточно. Диоптр не физический объект, диоптр (или "диоптрий") на самом деле - просто единица измерения, используемая для количественного выражения оптической мощности (или диоптрийной силы) линзы, и она может быть определена следующим образом:

Диоптрийная сила [в диоптриях] = 1 [в метрах] / Фокусное расстояние линзы [в метрах] *

* конвергирующие (собирающие) линзы имеют положительные значения фокусного расстояния, в то время как дивергирующие (рассеивающие) линзы имеют отрицательные значения фокусного расстояния, которые приводят к положительной или отрицательной диоптрийной силе, соответственно.

Сказать, что вы присоединили «диоптр» на первичный объектив, тоже самое, что сказать, что вы прицепили на спину «кубический фут», когда вы ныряете с аквалангом, что освещаете вашу комнату «ваттом», или измеряете температуру «Фаренгейтом» ... не так ли? Но достаточно семантики. Мы обычно называем их все же диоптрами.

Итак, конвергирующие (собирающие, увеличивающие) линзы, которые фокусируют свет в точку, имеют положительные значения диоптрий (+0,5, +2, +5, +8, и т.д.), а дивергирующие (рассеивающие) линзы, которые рассеивают лучи света, имеют отрицательное значение диоптрий (-0,5, -1, -6, и т.д.). В части 1 негативные (отрицательные) дополнительные линзы (или телеконверторы) уже обсуждались, так что теперь мы будем рассматривать плюсы и минусы положительных добавочных линз (именуемых в дальнейшем "макролинзы") для подводной Супер-Макрофотографии.

Общие характеристики.

Увеличивающие (положительные) линзы выпускаются многими производителями и представлены в различных размерах, степенях увеличения, уровнях качества и оптических конструкциях. Однако, у всех положительных диоптрийных линз есть несколько общих черт.

- Функция

Независимо от дизайна, увеличение достигается за счет одного и того же оптического механизма, как это показано на рисунке ниже:

Даже если вы дальнозоркий человек, то можете не знать, что ваши очки для чтения работают точно так же. То есть, они создают виртуальный образ близкого объекта (например, этого текста) достаточно далеко от ваших глаз, чтобы вы могли сфокусироваться на нем.

-Расстояние фокусировки

Все макрообъективы имеют один и тот же общий технический параметр - максимальное и минимальное расстояние фокусировки. Вероятно, самая важная часть информации, которую вы должны понять о макролинзах - это взаимосвязь между отношением «диоптрийная сила / фокусное расстояние» и рабочим расстоянием.

По существу, макролинзы как бы «сжимают» и сдвигают ближе к камере весь диапазон фокусных расстояний первичного объектива. Дальняя точка фокусировки (бесконечность) сдвигается таким образом, чтобы соответствовать фокусному расстоянию макролинзы (и объектив утрачивает возможность фокусироваться на бесконечность), минимальное фокусное расстояние также уменьшается на некоторую величину (подробнее см. Часть 4). Более сильные макролинзы (более позитивные диоптры) смещают ближе к объективу и сужают весь диапазон фокусных расстояний объектива, а также сильнее уменьшают его рабочее расстояние (рабочую дистанцию).

Например, независимо от используемого основного объектива в паре с макролинзой силой +10 диоптрий (100 мм фокусное расстояние, см. формулу выше), расстояние до фотографируемого объекта не может быть более 100 мм от линзы. Макро линза +5 диоптрий увеличивает рабочее расстояние до 200 мм, но дает при этом в два раза меньшее увеличение. Имейте в виду эти ограничения при выборе положительной диоптрической линзы.

- Сила увеличения

У всех прозрачных материалов (газообразных, твердых или жидких) есть «показатель преломления» (RI). Когда луч света переходит из одного полупрозрачного материала в другой, он «преломляется» на их границе, и его отклонение зависит от разницы показателей преломления двух сред. Чем больше разница, тем больше «преломление», и, следовательно, больше увеличение.

Увеличительные линзы, как правило, изготовлены из оптического стекла или высококачественной пластмассы (RI=1,5). При использовании на воздухе (RI=1,0), относительно большая разница в значениях RI (50% разницы) приводит к значительному преломлению света (т.е. к значительному увеличению). Вода, однако, имеет значение RI = 1,33, гораздо более близкое к стеклу (пластику) линзы. Поэтому когда преломляющая поверхности линзы погружается в воду, свет не преломляется так же сильно, как в воздухе, в результате чего линза теряет до 2/3 силы увеличения! (См. часть 4 для полного объяснения)

- Потери света

Основным преимуществом этого типа супермакро-инструмента (диоптрийных линз) перед телеконверторами и удлинительными кольцами является тот интересный факт, что их использование не снижает поток света на датчик! В самом деле, с теоретической точки зрения, увеличивающие линзы на самом деле даже дают некоторое увеличение интенсивности света (см. раздел 4 подробнее)!

Так как освещенность сохраняется, а не уменьшается (по сравнению с другими супермакро-инструментами), вы можете использовать сравнительно более низкую мощность вспышек, более высокую скорость затвора, большее значение диафрагмы объектива (для увеличения глубины резкости), или более низкое ISO, если необходимо.

РАЗЛИЧНЫЕ ВИДЫ МАКРО ЛИНЗ

Оптическая конструкция макролинз значительно варьируется между производителями, но они могут быть разделены на две основные группы:

1) Одноэлементная оптика

Обычные одноэлементные двояко-выпуклые линзы (см. рисунок ниже), это самый простой и недорогой вид доступных макро линз. Макролинзы такой простейшей конструкции из-за своих сферических поверхностей дают значительные краевые искажения и хроматические аберрации (цветную окантовку на контрастных границах фотообъектов), поэтому они не являются идеальным инструментом для достижения высокого уровня увеличения. Как только диоптрийная сила увеличивается, краевые искажения увеличиваются в геометрической прогрессии, так что только очень слабые одноэлементные макролинзы могут быть эффективно использованы.

Конечно же, можно резко снизить оптические искажения с помощью асферических поверхностей линз. Но это, скорее всего, весьма значительно увеличит их стоимость, и проблемы с хроматическими аберрациями будут частично оставаться. Я не слышал о таких существующих макролинзах, хотя это технически возможно.

2) Многоэлементная оптика

Гораздо более сложными являются линзы, которые сочетают в себе два или более оптических элемента для получения большего эквивалентного увеличения с близкого расстояния с гораздо меньшими краевыми искажениями и хроматическими аберрациями. Поскольку они имеют гораздо более высокое качество изображения, эти макролинзы, безусловно, являются предпочтительным выбором для более высоких уровней увеличения.

Есть несколько видов многоэлементных оптических конструкций, которые производители используют для создания положительных диоптрических линз, но склеенные ахроматические дублеты (см. рисунок ниже) являются наиболее распространенными в мире фотографии. При поиске линзы для покупки, убедитесь, что в их описании есть слово «ахромат» или «ахроматические». Эти термины используются для описания линз, которые предназначены для исправления хроматической аберрации.

Связанные ахроматические триплеты, воздушно-интегрированные ахроматические дублеты, и другие существующие (более сложные) специализированные оптические системы, способны достичь еще более высокого качества изображения, но их стоимость и размер делает их абсолютно непрактичными для массового производства.

3) «Сухие» макролинзы

Они устанавливаются непосредственно на первичном макрообъективе, внутри бокса. Они имеют то преимущество, что сохраняют свою полную силу увеличения под водой, так как не вступают в контакт с водой. Но, конечно, как только они (как и телеконверторы, и удлинительные кольца) смонтированы на объективе, они остаются там на протяжении всего погружения. И их под водой нельзя заменить! Такие линзы выпускаются различными производителями, включая Nikon, Canon, Pentax, Tiffen, Raynox, Sony, Cokin, B + W, Hoya ... их слишком много, чтобы перечислять здесь.

Добавление одной или нескольких сухих линз на Ваш основной объектив будет увеличивать общую длину системы камера-объектив, что может потребовать удлиняющего кольца (или двух) для порта, чтобы разместить всю такую оптическую систему. Убедитесь, что вы сохраняете длину порта минимальной, так как рабочее расстояние может также существенно уменьшиться... Здесь каждый сантиметр на счету!

4) «Мокрые» макролинзы

Это линзы, которые монтируются с внешней стороны корпуса бокса — на порте, и их можно добавлять/удалять по мере необходимости непосредственно в воде. Так как они устанавливаются снаружи — не требуется корректировки длины порта. По этим причинам, «мокрые» линзы являются наиболее универсальным и доступным супермакро-инструментом.

Технически, любые «сухие» макро линзы могут также использоваться и как «мокрые» линзы, но, как описано выше, они потеряют примерно две трети своей увеличивающей способности, так как их преломляющие поверхности будут находиться в контакте с водой. Некоторые «мокрые» линзы (предназначеные для монтирования на подводном порте) были разработаны точно так же, как и «сухие» линзы (поверхности линзы открыты для окружающей атмосферы), и, в результате, они теряют большую часть своей увеличительной силы под водой.

Некоторые «мокрые» линзы, однако, были разработаны, чтобы решить проблему потери увеличивающей силы за счёт уплотнения и герметизации с расположением преломляющих поверхностей в пределах воздушного пространства.

Увеличивающая линза SubSee ReefNet является хорошим примером этого типа «мокрой» линзы. Так как её оптические элементы находятся в контакте с воздухом даже под водой, сила увеличения не снижается, и большие степени увеличения могут быть достигнуты под водой (более чем 3:1 с некоторыми основными объективами). И вы можете добавить/удалить её под водой, что существенно увеличивает круг объектов, которые могут сфотографированы во время каждого дайва.

«Мокрые» линзы, на мой взгляд, лучший основной инструмент для Супер-Макрофотографии!

Хотя есть несколько других способов для достижения большего, чем 1:1 увеличения (установка перевернутого объектива, специализированные фотомакрографические объективы, микроскопы и т.д.), все они были исключены из этого обсуждения в связи с их практической неприспособленностью для использования под водой.

Теперь, когда инструменты были обсуждены, пришло время посмотреть на различую технику, связанную с непосредственным фотографированием супер-макро предметов. В следующем разделе будут обсуждены методы освещения, фокусировки, и даны некоторые общие советы по технике подводной Супер-Макрофотосъемки.

 Список литературы:

Ричард А. Мортон, "Фотография для ученых", 1984

Чарльз Э. Энгель, "Фотография для ученых", 1968

Рудольф Кингслейк, "Объективы в фотографии", 1951

Рудольф Кингслейк, "История фотографического объектива", 1989

Леонард Гонта "Фотогид по однообъективным зеркальным 35 мм камерам", 1973

Фрэнсис А. Дженкинс и Харви Э. Уайт, "Основы оптики", 1957

Лесли Вилк, www.scubageek.com 2009 г.

Продолжение следует...

Далее:

• освещение

• фокусировка

• основные правила

• основы оптики

Источник: www.diveplanet.ru