Уважаемые читатели!
С этой статьи мы начинаем серию публикаций по подводной фотографии от ведущих подводных фотографов мира. Эти материалы могут содержать спорные моменты, но, несмотря на это, мы публикуем их в авторской редакции.

 

Кери Вилк (Канада) — очень молодой подводный фотограф, ему всего лишь 26 лет, но он занимается подводным фото с 10-летнего возраста, и накопил огромный опыт в самых различных жанрах фотографии. За последние три года он выиграл и занял призовые места практически во всех крупных международных конкурсах и соревнованиях. Он также является основателем компании ReefNet, производящей приспособления для подводной супер-макросъёмки.

Часть 1: Основы супер-макрофотографии

Введение

Будучи участником проектирования и изготовления подводной супер-макрооптики для ReefNet, я часто подвергаюсь обстрелу вопросами о супер-макроинструментарии и оптике в целом. Ощущая себя в последние несколько лет «заезженной пластинкой», я решил составить краткое руководство по всем «входам и выходам» съемки в режиме супер-макро. По ходу изложения я приложу все усилия, чтобы объяснить некоторые оптические явления, которые часто трактуются неправильно.

Хотя эта статья относится главным образом к фотосъемке «зеркальными» камерами (SLR / DSLR), большинство концепций и методов является актуальным и достоверным для других способов съемки (видео, компактные камеры, средний формат и т.д.). Большую часть времени из тех 15 лет, что я занимаюсь подводной фотографией, я использовал камеры Nikon (которым предшествовали только Nikonos III и Nikonos V). Поэтому я прошу, чтобы вы были терпимыми к моим «перекосам» и отсутствию ссылок на конкретные модели Canon, Olympus, другие марки и связанное с ними оборудование. Информация актуальна для всех брзндов.

Вы должны быть предупреждены, что я не являюсь выдающимся экспертом по любой из тем (и не буду этого утверждать), которые я буду обсуждать. Однако сегодня я чувствую, что собрал достаточно знаний в изучении оптики (используя, в том числе, и старый добрый метод проб и ошибок), чтобы сделать это руководство полезным для всех, кто желает познать или усовершенствовать свой подход к подводной супермакро фотографии.

Определения.

Прежде чем обсуждать различные аспекты супер-макросъемки, важно отделить её от других жанров фотографии. Фундаментальные основы увеличения изображения также будут кратко обсуждаться здесь, так как они жизненно важны для понимания большей части данного руководства. Каждое из следующих определений было кратко выделено из различных авторитетных научных трудов и ресурсов по фотографии (ссылки на них в нижней части страницы).

- Увеличение изображения.

В фотографии это относится к так называемому "поперечному увеличению", которое определяется путем отношения высоты (или длины) изображения на вашей пленке или датчике к высоте (или длине) объекта съемки:

увеличение (кратность) = высота(длина) изображения / высота(длина) объекта

Линейка 10,5 мм заполняет кадр моего Nikon D300 (датчик 23.6mm х 15.8 мм) с увеличением 2,25х (23.6/10.5=2.25).

Снимок был сделан с объективом Nikon105mm плюс диоптрийная линза ReefNet SubSee Magnifier @ 1/320s, f/11, ISO 200.

Альтернативно увеличение может выражаться как масштаб изображения:

масштаб = высота (длина) изображения/ высота (длина) объекта

Пример: если при использовании камеры с «полнокадровым» датчиком (24мм х 36мм) предмет, имеющий реальный размер 12мм по высоте, а его изображение в кадре имеет высоту 24мм, то это соответствует двукратному (2X) увеличению ( или масштабу 2:1), так как:

увеличение = 24мм / 12мм = 2 или

масштаб = 24мм:12мм = 2:1

Аналогичным образом: в случае с предметом, имеющим реальные 8мм в высоту, а на том же кадре – те же 24мм, увеличение будет уже 3-х кратным ( масштаб 3:1), и так далее. То же самое относится к датчикам (пленке) любого размера, как показано на рисунке ниже:

Фотографы, часто имеют искушение добавить "кроп-фактор датчика" для увеличения данного значения, но этого следует избегать, когда желательны истинные значения увеличения, так как размер сенсора не имеет ничего общего с тем, что происходит оптически. Поэтому, когда используется термин "кроп-фактор датчика", значение увеличения следует интерпретировать только как вероятное увеличение. Я остановлюсь на этом более подробно в разделе Оптические заблуждения.

- Макросъемка

Определение этого термина сильно варьируется от источника к источнику. Старый учебник по фотографии, который есть у меня, определяет её как получаемое изображение в диапазоне увеличения от 1:100 (1/100 в натуральную величину) до 1:1. Хотя это может показаться нелогичным, этимология может помочь нам понять причину такого определения. "Макрос" происходит от греческого слова «makros» имеющего смысл "большой", поэтому отсюда следует, что макросъемку можно интерпретировать как "фотографию крупных субъектов".

Но когда в последний раз кто-нибудь показывал вам подводное фото акулы со словами: "Посмотри, какой великолепный макроснимок я сделал!"? Наверное - никогда, потому что с течением времени это широкое определение было значительно сужено. Теперь макросъемка, в целом, относится к съемке очень мелких объектов, как правило - в диапазоне масштабов от 1:6 до 1:1. Самый конец этого диапазона, то есть 1:1, обычно и называют истинным макро.

- Съёмки крупным планом

Хотя не существует универсального теоретического определения для съемки крупным планом, она может быть классифицирована с указанием приблизительного диапазона масштабов, которые она охватывает. Большинство научных фотографических ресурсов считает, что съёмка с масштабом между 1:10 (или 1:20) и 1:1, является съёмкой крупным планом, независимо от используемого объектива камеры. Однако, некоторые источники классифицируют этот тип фотосъёмки исключительно по расстоянию между камерой и объектом съемки, а не по масштабу (т.е. все, сфотографированное в 1 метре от объекта буквально является съёмкой крупным планом). Согласно этому определению, можно снимать крупным планом с использованием минимального расстояния фокусировки вашего объектива «фиш-ай»!

Конечно, съёмка крупным планом чаще всего понимается в духе коэффициента увеличения. Если вы сравните диапазон масштаба, обычно связанный с макросъемкой в настоящее время, вы увидите, что съемка крупным планом, по существу, то же самое. По этой причине, я буду использовать слова «съёмка крупным планом» и "макро" как синонимы на протяжении всей этой статьи.

- Фотомикрография

Этот термин относится к использованию фотоаппарата с линзой окуляра микроскопа для получения изображений в диапазоне масштаба примерно от 30:1 до 2000:1. Это не имеет почти никакого отношения к подводной фотографии, так что нет необходимости обсуждать этот вопрос. Но это очень интересно!

- Фотомакрография

Вы можете подумать, что это - то же самое, как и фотомикрография, и определено выше, но это не так. По определению, фотомакрография определяется как диапазон масштаба от 1:1 до, примерно, 30:1 (это практический предел). В некоторой степени, фотомакрография определяется по применению оборудования, которое было использовано для создания этого увеличения. Оборудование для фотомакрографии, как правило, более сложное и более профессионального уровня, чем оборудование, используемое для съемки крупным планом.

При использовании под водой стандартных объективов в сочетании с удлинительными кольцами, телеконверторами или другими оптическими инструментами может быть достигнут масштаб изображения примерно до 10:1. Выше этого уровня (от 10:1 до 30:1) использование специально разработанных фотомакрографических объективов более целесообразно для поддержания качества изображения. Этот тип оборудования невероятно трудно использовать под водой, так как большинство фотомакрографических изображений с таким масштабом возможно получить только там, где и объект, и оборудование физически жестко контролируется (например под микроскопом или в студии).

- Супер-макрофотография

Большинство фотографов согласились бы с тем, что супер-макрофотография означает получение изображений с масштабом больше, чем 1:1, так что имеет смысл утверждать, что супер-макрофотография является частью (или даже синонимом) фотомакрографии. Как правило, для достижения этих уровней увеличения необходимо использовать стандартные макрообъективы с использованием одного или нескольких дополнительных специализированных инструментов.

Итак, теперь вы знаете, что такое супер-макрофотография, но вы можете быть удивлены тем, как вообще эта фотосъёмка возможна, так как большинство самых популярных макрообъективов не предлагают масштаб больше, чем 1:1. Я кратко расскажу об основных инструментах, используемых для выполнения супер-макрофотографии в Части 2.

Часть 2. Введение в Инструментарий для супер-макрофотографии.

Теперь, когда у вас есть понимание общих принципов макро- и супер-макрофотографии, мы можем исследовать некоторые из инструментов, которые используются в подводном фото для супер-макросъемки. В этой части статьи мы обсудим макрообъективы и телеконверторы и применение удлинительных колец. Применение диоптрических линз мы обсудим отдельно (в следующей части).

Стандартные Макрообъективы

В целом, для того, чтобы снимать в супер-макро диапазоне, желательно использовать "стандартный" макро-объектив (то есть объектив, который позволяет снимать в масштабе по крайней мере до 1:2) в сочетании с одним или несколькими специализированными супермакро-инструментами, которые будут обсуждаться ниже. Существуют десятки макрообъективов для цифровых зеркальных систем, от разных производителей, но объективы Nikon 105mm/60mm и объективы Canon 100mm/60mm, вероятно, самые популярные среди подводных фотографов. Вот список некоторых доступных и популярных макрообъективов, позволяющих снимать в масштабе 1:1.

В задачи данного руководства не входило вдаваться в технические подробности всех этих объективов, но важно, чтобы вы понимали связь между фокусным расстоянием объектива и его минимальным рабочим расстоянием (расстоянием от переднего края объектива до объекта на максимальном увеличении). В общем, чем больше фокусное расстояние основного объектива, тем больше рабочее расстояние, которым вам придется управлять. Но для некоторых объективов есть некоторые исключения из этого правила, вытекающие из их конструкции. Например, объективы Sigma 180mm и 150mm (см. таблицу выше)

На первый взгляд эта особенность может показаться не очень важной для вас, так как все объективы, упомянутые выше, могут достичь того же уровня увеличения, но ваш выбор супермакро-инструментов может напрямую зависеть от рабочего расстояния основного макрообъектива.

Термин "минимальное фокусное расстояние" не следует путать с "рабочим расстоянием". Минимальное фокусное расстояние объектива на самом деле - наименьшее допустимое расстояние от плоскости пленки (датчика) до предмета, а НЕ от объектива до объекта. Обратите внимание, насколько различны минимальные фокусные расстояния и рабочие расстояния для любого объектива в таблице выше. Часто рабочее расстояние составляет менее половиныминимального фокусного расстояния. Имейте это в виду, когда вы изучаете очередной макрообъектив для приобретения, чтобы избежать разочарований.

Введение в Супермакро-Инструментарий подводного фотографа

Существует эдакий «шведский стол» инструментов, разработанных, чтобы достичь высокого уровня увеличения. Но каждый тип инструмента имеет свой собственный набор плюсов и минусов. Выбор конкретного супермакро-инструмента должен быть основан на рассмотрении нескольких факторов, которые, возможно, могут иметь относительную и абсолютную важность для вас.

В их числе:

 - коэффициент увеличения

 - универсальность инструмента (сменный или постоянный)

 - вес

 - практичность (рабочее расстояние, простота использования)

 - прозрачность воды (прозрачная или мутная)

 - объект съёмки (статичный или подвижный)

 - предназначение изображения (использовать в интернете или печать больших отпечатков)

 - стоимость

Я не могу сделать этот выбор за вас, но я, безусловно, могу подсказать, где каждый супермакро-инструмент имеет превосходство (или уступает), и дать вам общее представление о том, как и почему он функционирует. Я буду обсуждать 3 основные группы супермакро-инструментов, которые имеют отношение к подводной фотографии.

Телеконверторы

Эти оптические устройства вставляются между вашим основным объективом и корпусом камеры. Телеконверторы (также упоминается как теле-экстендеры или отрицательные дополнительные линзы) предназначены для изменения эффективного фокусного расстояния основного объектива с конкретным коэффициентом увеличения (типичные значения - 1.4х, 1.7х, 2.0х или 3.0х) не затрагивая рабочее расстояние. Я говорю эффективное фокусное расстояние, так как фактическое фокусное расстояние основного объектива остается неизменным. В результате изображение будет выглядеть больше, так как производится путем большего фокусное расстояние объектива на том же расстоянии до объекта съемки.

Важно отметить, что увеличение эффективного фокусного расстояния сопровождается уменьшением эффективной диафрагмы, т.е. значение диафрагмы увеличивается с одним и тем же множителем, что и фокусное расстояние. Например, объектив 100mm F2.8 с двукратным телеконвертором (2х ТС) становится эквивалентным объективу 200mm F5.6.

Эффекты телеконверторов показаны на следующей схеме.

Телеконверторы обычносостоят из 4-10 линз, которые объединяются таким образом, чтобы получилась общая рассеивающая (отрицательная) система линз. Вы можете думать о них как об "оптически обрезающих" или "оптически увеличивающих" часть круглого изображения, которое ваш основной объектив проецирует на датчик.

Дополнительное увеличение в телеконверторах достигается без уменьшения рабочего расстояния. Поэтому они являются отличным инструментом для подводной супер-макросъемки пугливых объектов. Их можно комбинировать друг с другом и с другими оптическими инструментами, а так как порт вашего бокса может быть удлинен с помощью промежуточных колец, то, теоретически, может быть получен чрезвычайно высокий коеффициент увеличения (но практический предел составляет около 10:1). Многие телеконверторы электронно-совместимы с основным объективом и камерой, позволяя использовать полный функционал авто-фокусировки и диафрагмы. Вот некоторые популярные телеконверторы, имеющиеся на рынке в настоящее время:

Таким образом, телеконверторы поддерживают неизменным рабочее расстояние и хорошо работают для осторожных объектов, а их количество (теоретически) может быть увеличено почти до бесконечности. Тогда почему бы нам не использовать один (или несколько)? К сожалению, здесь не все так солнечно, радужно и сладко... У телеконвертеров, на самом деле, есть темная сторона - в буквальном смысле слова. Как мы уже затронули выше, когда телеконвертор добавляется к системе камера/объектив, количество света, попадающего на плоскость датчика, уменьшается на тот же коэффициент, на который эффективное число диафрагмы умножается, то есть на коэффициент увеличения объектива. Таким образом 1,4х телеконвертор уменьшает диафрагму на одно значение (т.е. только половина света попадает на датчик), 2.0х телеконвертер - на 2 значения (т.е. четверть света) и 3.0х телеконвертор уменьшает свет на «страшные» 3 значения! Следовательно, вы будете нуждаться в очень мощных вспышках, чтобы компенсировать эту суммарную потерю света.

Еще одним недостатком является то, что как только вы установите в ваш подводной бокс комбинацию камера/телеконвертор/объектив, вы вынуждены будете её использовать для всего погружения. Таким образом, вы будете рвать на себе волосы от досады, когда наткнётесь на спаривающуюся пару фрогфишей, размер которых будет за пределами диапазона вашей системы. Поэтому, желательно до совершения целевого погружения с использованием телеконвертора осуществить предварительные погружения, чтобы разведать объекты на дайв-сайте.

И наконец, поскольку телеконвертор содержит несколько оптических элементов, они по своей сути ухудшают до некоторой степени качество изображения. Кроме того,

телеконвертор усиливает любые оптические проблемы, связанные с основным объективом (хроматические аберрации, вопросы резкости и т.д.). Таким образом, при использовании телеконвертора эти проблемы усугубляются,и это может привести к ухудшению качества изображения.

Если вам необходимо сохранить максимальное рабочее расстояние и вы не против посвятить всё погружение определенной теме, то телеконвертор может быть правильным инструмент для работы. Просто помните о возможном ухудшение качества изображения при его использовании. И убедитесь, что батареи ваших вспышек заряжены полностью, поскольку во многих случаях вам нужна будет вся мощь ваших вспышек, которую они могут выдать!

Удлинительные кольца

Удлинительные кольца — очень простой инструмент для супер-макрофотографии, не содержащий оптических элементов. Они, как следует из их названия, являются просто полыми трубами и предназначены для механической удерживания основной линзы в строго определенном расстоянии от датчика.

Если объект будет располагаться ближе минимальной дистанции фокусировки объектива, то изображение будет сфокусировано за плоскостью сенсора фотокамеры (плёнки) и будет размытым. Если при этом в систему добавить удлинительное кольцо соответствующей длины, то изображение будет сфокусировано на сенсоре (плёнке). Диаграмма иллюстрирует увеличение размера изображения на сенсоре если объект будет ближе к основному объективу. Как правило, каждое дополнительное удлинительное кольцо, добавленное в систему, изменяет коэффициент увеличения на величину, рассчитываемую по формуле:

Дополнительное увеличение = Общая длина удлинительных колец и объектива / Фокусное расстояние объектива

Таким образом, если вы добавите 50-мм удлинительное кольцо к 100-мм объективу (снимающему 1:1), вы будете способны фотографировать в масштабе 1,5:1. Но вот что интересно, применение тех же 50-мм удлинительных колец в сочетании с 50-мм объективом (снимающим 1:1) даст масштаб 2:1 (при этом рабочее расстояние будет значительно меньше)! Так почему вы не можете собрать 1000 мм удлинительных колец вместе со 100-мм объективом, чтобы получить колоссальный масштаб 10:1? Технически вы можете это сделать ... Но вы будете вынуждены использовать нелепое количество расширительных колец для порта, и будете снимать под водой с чрезмерно плавучим объективом длиной 3 фута (1 метр)! Я уверен, что вы можете себе представить - это не совсем практично! И помните, что удлинительные кольца, увеличивая масштаб изображения,требуют сократить рабочее расстояние, которое в этом предельном случае стремится к нулю!

Таким образом, хотя удлинительные кольца действительно позволяют достичь более высокого уровня увеличения, одновременно с этим они также приближают дальнюю точку фокусировки объектива. Вы больше не будете иметь возможность сфокусировать камеру на на бесконечности. Впрочем, это нас мало беспокоит при подводной фотосъемке, так как чем меньше воды между датчиком и объектом, тем лучше. Для подробного объяснения того, как и почему удлинительные кольца влияют на минимальную и максимальную точки фокусировки первичного объектива камеры, смотрите ЧАСТЬ 5 руководства.

Так как удлинительные кольца не содержат элементов из стекла, они не вносят каких-либо собственных оптических проблем (в отличие от телеконверторов). Однако, поскольку более высокие уровни увеличения достигаются с использованием того же самого основного объектива, любые связанные с ним оптические проблемы будет только усиливаться в конечном изображении.

Длина порта может иметь решающее значение при использовании удлинительных колец, так как рабочее расстояние уменьшается. Вы должны убедиться, что стекло вашего порта почти (но не вплотную) касается передней линзы объектива при максимальном увеличении. Независимо от того, какой бы порт вы ни выбрали, помните, что удлинительные кольца монтируются непосредственно на камере внутри бокса, и вы выбираете на всё погружение только одну комбинацию.

Количество света, попадающего на сенсор тоже уменьшается, но не до такой степени, как при применении телеконверторов (см. часть 2А и часть 5). Увеличение масштаба с 1:1 до 2:1 при применении удлинительных колец дает потери света на одно значение диафрагмы по сравнению с двумя значениями при применениии 2X телеконвертора.

Таким образом, для подводной супер-макрофотографии, удлинительные кольца хороши для умеренного дополнительного увеличения, но не так удобны для максимального коэффициента увеличения, как телеконверторы. И, хотя они значительно дешевле и дают гораздо меньше светопотери, чем телеконверторы, они дают такой же уровень ограничений в использовании в подводной фотографии.

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:

• диоптрийные линзы
• освещение
• фокусировка
• основные правила
• основы оптики

Источник: www.diveplanet.ru