Тенденции в цифровой фотографии. Часть 1 (Объективы)

Тенденции в цифровой фотографии: Часть 1. Объективы Часть 2. Вспышки Часть 3. ПЗС-матрицы Часть 4. Пиксели Часть 5. Память

Представьте себе фотоаппарат, оборудованный объективом с постоянным фокусным расстоянием 55 мм, со свободным фокусом (по англоязычной терминологии focus free) и максимальной диафрагмой f/4,5. "Мыльница" -с отвращением произнесёт большинство из читателей. Именно так назывались примитивные изделия из Юго-Восточной Азии, заполонившие российский рынок в начале девяностых. Вышеописанная камера тоже появилась в 1990 году, однако, в отличие от "мыльниц", стоила она дороже некоторых профессиональных "зеркалок".

Объяснялось это тем, что упомянутый фотоаппарат был цифровым. Точнее - первой любительской цифровой камерой Dycam Model 1,более известной под названием Logitech FotoMan FM-1.

Logitech FotoMan FM-1 (разрешение 376X284, объектив 55 мм, f/4,5)

Впрочем, пенять на примитивность оптики не приходилось - при разрешении 376X284 использовать высококачественный вариообъектив не имело никакого смысла. И хотя в том же 1990 году появилась первая цифровая "зеркалка" Kodak DCS-100, созданная на базе плёночной камеры Nikon F3 (одна из лучших профессиональных моделей того времени) и использовавшая весь спектр прекрасной оптики Nikkor, среди любительских цифровых фотоаппаратов по сей день встречаются экземпляры, оснащённые объективом класса "мышкин глаз". Впрочем, цифровые фотоаппараты именно с такой оптикой дали возможность "демократизировать" цены на данный тип техники. В частности, появившийся в 1996 году в Санкт-Петербурге Kodak DC-20 (OEM-версией фотоаппарата Chinon ES-1000) стоил порядка трёхсот долларов.

Kodak DC-20 (Разрешение 493X373, объектив 47 мм, f/4)

И хотя особым комфортом в эксплуатации камера отнюдь не блистала (отсутствовали ЖК-дисплей, вспышка и сменная память), низкая цена, миниатюрные габариты, малый вес и скромное энергопотребление сделали DC-20 "первым шагом в мир цифровой фотографии" для довольно большого числа пользователей.

Однако с ростом разрешения ПЗС-матриц стало ясно, что невысокое оптическое разрешение объектива и отсутствие автофокуса уже не соответствуют возможностям сенсоров. Поэтому уже в 1995 году появились фотоаппараты с автофокусным объективом, одной из которых была DC-50 Zoom (OEM-версия Chinon ES-3000, известная также под обозначением Dycam 10-C).

Kodak DC-50 Zoom (Разрешение 756X504, объектив 37-11 мм, f/2,8-f/4)

Объектив этой камеры был не только автофокусным - его фокусное расстояние было переменным (от 37 до 111 мм в эквиваленте 35-миллиметровой камеры), что значительно расширяло возможности пользователя. Такой тип оптики ошибочно принято называть "зум-объективом" (от английского zoom), хотя более правильным термином является "вариообъектив".

Помимо значительно улучшившейся оптики, DC-50 Zoom характеризовалась такими "вкусностями", как вспышка, ЖК-дисплей и отсек для сменной памяти. Хотя по внешнему виду фотоаппарат Kodak оказался больше похожим на видеокамеру (и такой дизайн не прижился в цифровой фотографии), вышеперечисленные компоненты стали стандартными для всех цифровых фотокамер, а автофокусный вариообъектив применяется в подавляющем большинстве моделей. Впрочем, данный тип оптики варьируется как по габаритам, так и по кратности, светосиле, оптическому разрешению и уровню геометрических и хроматических аберраций.

Для уменьшения габаритов объектива в ряде случаев "хобот" с оптикой "втягивается" в корпус фотоаппарата при его выключении. Впервые такое конструктивное решение было применено в компактных 35-миллиметровых фотоаппаратах, а в цифровой фотографии выдвигающимся вариообъективом обзавелась вначале камера фирмы Kodak - в 1997 году появилась DC-210, OEM-версия KINON DC-1100. Впрочем, объектив DC-210 был не автофокусным, а вот у появившегося позднее Olympus C-900Z (американское обозначение D-400Z) и кратность оптики была выше (три вместо двух), и автофокус имелся.

Kodak DC-210 (Разрешение 1152X864, объектив 29-58 мм, f/4-f/4,7)

Olympus C-900Z (Разрешение 1280X960, объектив 35-105 мм, f/2,8-f/4,4)

Наличие автофокуса, помимо более резкого изображения близкорасположенных объектов съёмки, обеспечивало и более высокую светосилу объективов. Дело в том, что в объективах со свободным фокусом, которыми оборудованы Kodak DC-20 и DC-210, используется такое оптическое свойство, как гиперфокальное расстояние - минимальное расстояние от съемочного объектива до воображаемой плоскости в пространстве. При фокусировке объектива на эту плоскость дальняя граница изображаемых им резко объектов оказывается в бесконечности, а ближняя граница (то есть минимальная дистанция съемки) оказывается на расстоянии, равном половине гиперфокального расстояния.

Поскольку величина гиперфокального расстояния прямо пропорциональна квадрату фокусного расстояния объектива и обратно пропорциональна его диафрагме, производители, стремясь уменьшить ближнюю границу съемки (хотя бы до 1,5 метров), используют объективы с максимально закрытой диафрагмой, которые совершенно не приспособлены для съёмки при недостаточной освещённости.

Если приходится снимать в помещении со слабым источником света, либо на улице в сумерках, то оптика должен быть как можно более светосильной. Как правило, таковым считается объектив, минимальное значение диафрагменного числа которого 2,8 и ниже. Производители вариообъективов считают "светосильной" оптику с самыми разными параметрами, однако правильнее всего называть этим термином такой объектив, у которого при "коротком" фокусе максимальное относительное отверстие эквивалентно f/2,0-f/2,8, а при "длинном" фокусе - f/2,5-f/3,0. Такая оптика обеспечивает более интенсивный световой поток, чем обычные объективы, поэтому можно использовать "короткие" выдержки и уменьшить риск "сдёргивания" кадра. Кроме того, светосильные объективы более "спокойно" переносят установку различных насадок - насадочных линз и светофильтров, так как ослабление светового потока этими насадками ограничивает их использование совместно с обычными объективами.

Одной из первых цифровых фотокамер со светосильным объективом была Olympus C-2000 Zoom, появившаяся в 1999 году. Помимо высокой (f/2.0-f/2.8) светосилы, вариообъектив (от 35 до 105 мм в эквиваленте 35-миллиметровой камеры) C-2000 Zoom отличался низким уровнем геометрических и хроматических аберраций и хорошим запасом оптического разрешения, позволявшим полностью раскрыть возможности двухмегапиксельной матрицы фотоаппарата.

Olympus C-2000Z (Разрешение 1600X1200, объектив 35-105 мм, f/2-f/2,8)

Из других особенностей объектива C-2000 Zoom следует отметить наличие резьбы, позволявшей установить насадочные линзы и светофильтры. В сочетании с расширенным набором функций (режимы обсчёта экспозиции с приоритетом по диафрагме либо выдержке, точечный и матричный экспозамер) и разъёмом для подключения внешней вспышки, пользователь получал возможность вести съёмку в самых сложных условиях. Фактически, фотоаппарат Olympus ознаменовал собой момент перехода любительских цифровых камер из разряда игрушек в категорию инструментов для работы.

Как и у многих других моделей, объектив C-2000 Zoom при выключении камеры втягивался в корпус, что позволяло уменьшить габариты фотоаппарата. Однако существовали и другие способы сделать камеру компактнее.

Одним из них была "переламывающаяся" схема, при которой объектив с видоискателем и вспышкой располагались в одном блоке, а отсеки для аккумуляторов и сменной памяти, ЖК-дисплей и вся электроника - в другом. Между собой блоки соединялись шарниром, и потому могли поворачиваться на довольно большой угол. Впервые такая компоновка была применена в 1996 году фирмой CASIO для своей модели QV-10, однако в этом фотоаппарате "переламывание" использовалось исключительно для большего комфорта при съёмке из неудобных положений (например, поверх толпы), и компактности камере не добавляло.

Casio QV-10 (Разрешение 320X240, объектив 62 мм, f/2)

А вот у появившейся в 1997 году AGFA ePhoto 1280 при съёмке требовалось развернуть блок с объективом так, чтобы он располагался под углом 90 градусов к основному блоку. При транспортировке блок с объективом поворачивался вертикально, и фотоаппарат занимал значительно меньше места в глубину.

Agfa ePhoto 1280 (Разрешение 1024X768, объектив 38-114 мм, f/2,8-f/3,5)

Среди аппаратов с такой схемой наибольшую популярность приобрели модели серии Coolpix 9xx фирмы Nikon,первым из них был появившийся в 1998 году Coolpix 900.

Nikon Coolpix 900 (Разрешение 1280X960, объектив 38-115 мм, f/2,4-f/3,6)

Необходимо заметить, что "переламывающая" конструкция, помимо преимуществ (компактность, возможность съёмки из неудобных положений), обладает также серьёзным недостатком - поскольку вспышка расположена в одном блоке с объективом, её излучатель находится слишком близко к оптической оси объектива, в результате значительно возрастает риск появления "красных глаз" на снимке. Именно поэтому в последних моделях "переломной" схемы Nikon использовал откидывающуюся на шарнире вверх вспышку.

Nikon CoolPix 4500 (Разрешение 2272X1704, объектив 38-152 мм, f/2,6-f/5,1)

Впрочем, принимались и более экзотические меры по уменьшению габаритов объектива. Например, фирмой Minolta была разработана камера Dimage X, в которой объектив располагался внутри корпуса в вертикальной шахте, а изображение в него попадало благодаря окошку с призмой, "поворачивавшей" световой поток на 90 градусов - как в перископе. Несмотря на то, что аппарат получился очень компактным и лёгким, а пользователю не приходилось терять время на выдвигание объектива из корпуса, в целом конструкция оказалась не слишком удачной - слишком заметными были дисторсия и низкое оптическое разрешение.

Minolta DiMAGE X (Разрешение 1600X1200, объектив 37-111 мм, f/2,8-f/3,6)