ОПТИКА

      Объектив, оптика - эти слова являются синонимами, когда речь идет о фотоаппарате.
      Оптика является одной из основных характеристик камеры. В применении к пленочной эпохе можно было бы сказать, что вклад объектива в качество будущей фотографии - это более 50%. В цифровых камерах на это качество в большой степени также оказывают характеристики матрицы и совершенство программного обеспечения процессора камеры. Но вклад объектива от этого ничуть не уменьшается.
      Из технических характеристик камеры, которые обнародуются производителями, мы можем узнать светосилу объектива нашей камеры, его фокусное расстояние и эквивалент этого фокусного расстояния в пересчете на 35-мм пленку. Это очень важные характеристики, однако они ничего не могут сказать нам о характере изображения, который дает этот объектив.
      На самом же деле этот самый «характер» изображения является основной характеристикой, которой обычно руководствуются профессионалы при выборе оптики для своей камеры. И, как показывает общение с моими друзьями и знакомыми, те особенности изображения, которые, оказываются привлекательны для них в той или иной модели цифровой камеры, очень часто обусловлены именно оптикой. 
      И опять-таки, как показывает мой опыт, выбирающие камеру, как правило, в первую очередь обращают внимание на мегапикселы, цену, тип используемой карты памяти и батарей и лишь в последнюю очередь пытаются что-то выяснить насчет объектива.

Целью данной статьи является исследование того, какие именно особенности оптики на что влияют и каким образом их проверить.
     Прежде всего, хочу заметить, что общеизвестный тезис «Объектив с постоянным фокусным расстоянием более качественен, нежели зум» в отношении выпускаемых ныне цифровых камер не работает совершенно. Объективами с постоянным фокусным расстоянием в настоящее время снабжаются лишь камеры нижнего ценового уровня, причем, как правило, это камеры с фикс-фокусом (разумеется, это не касается зеркалок со сменной оптикой). Зумами снабжаются более дорогие камеры, и в большинстве случаев это зумы очень высокого качества.
     Замечу также, что зумы для цифровых камер выпускаются сейчас немногими фирмами, и только единицы производителей (это по большей части «традиционные» фотофирмы) ставят в свои камеры объективы собственной разработки. На большинстве же камер от разных производителей стоят одни и те же объективы от Canon, Leica, Pentax. Следует заметить, что фирмы-производители далеко не всегда декларируют этот факт, но тем не менее и настоящего производителя объектива они не скрывают, так что при желании, воспользовавшись поиском в интернете, истину всегда можно установить. Равно как и найти отзывы о данной марке объектива. Впрочем, об этом чуть позже.
     Вернемся к проблеме оценки объектива камеры. Я не буду говорить очевидные вещи о том, что чем больше светосила, чем больше лепестков диафрагмы, чем больше диапазон зумирования, тем лучше. О тех свойствах объектива, которые отражены в технических характеристиках камеры, можно прочитать в любом фотопособии и на сотнях сайтов в интернете.
     Сразу остановимся на том, что именно определяет характер рисунка объектива. Это чисто субъективные характеристики, их не отразишь никакими точными цифрами и не измеришь приборами, и, в общем-то, их даже трудно просто сформулировать. С моей точки зрения, из всего многообразия различных факторов, которые влияют на характер изображения, стоит вычленить три обстоятельства.

СТЕПЕНЬ МЯГКОСТИ РИСУНКА

      Одни объективы дают очень резкое, «жесткое» изображение, на котором четко различимы самые мельчайшие детали, а яркие источники света изображены в виде четких точек. Другие - более «мягкое», чуть смазанное, на котором крупные детали видны четко, мелкие - различимы хуже (но все равно различимы), а источники света рисуются в виде звездочек или точек с ореолами. Первые объективы называются резкорисующими, вторые - мягкорису-ющими. Если вы решите, что «резкие» -лучше «мягких», вы будете не правы. Наоборот, очень многие предпочитают именно «мягкие» объективы, поскольку характер рисунка, выдаваемый ими, очень похож на ту картину, что мы видим в реальности: хрусталик нашего глаза - это мягкорисующий объектив. Так что «резкость» или «мягкость» - это исключительно дело вкуса, и спорить тут бесполезно.
     Неправильно также думать, что «мягкость» - синоним нерезкости. На нерезком снимке мелкие детали неразличимы совсем. На мягком они сохраняют резкие очертания, но при этом как бы слегка растушеваны. Впрочем, на рисунках это хорошо заметно.
     Если вы еще не решили, какой рисунок больше вам по вкусу, резкий или мягкий, будет нелишним разрешить для себя этот вопрос перед покупкой камеры. Иначе чрезмерно жесткие или мягкие фото будут впоследствии раздражать вас. Проверено на практике. И не раз.

ЦВЕТОПЕРЕДАЧА

      Любой объектив вносит цветовые искажения. Эти искажения обусловлены неизбежной легкой «окраской» стекол объектива и неравномерностью спектрального отражения от просветляющих пленок на границе стекло-воздух. Поскольку в современных объективах и особенно зумах цифровых камер порой используется более десятка линз, эти искажения могут достигать нескольких процентов. Справедливости ради надо сказать, что это все равно много меньше, чем искажения, вносимые матрицей, или искажения, возникающие при преобразовании аналогового изображения в цифровое, или искажения, возникающие вследствие определения баланса белого.
      Однако если все перечисленные искажения корректируются в ходе компьютерной обработки уже внутри камеры или, в крайнем случае, в компьютере, то цветовые искажения объектива полностью скорректировать невозможно из-за их крайне сложного нелинейного характера. Да это, собственно говоря, и не требуется, ведь эти искажения - не «искажения» в прямом смысле этого слова, их величина недостаточна для того, чтобы хоть как-то испортить изображение. Но достаточна для того, чтобы придать цветовой картине камеры своеобразный художественный «характер». Который может быть симпатичен для вас.

ХАРАКТЕР НЕРЕЗКОСТИ

      То, о чем пойдет речь, называется японским термином "бокэ" (bokeh). 
      Что это такое, можно понять, если сделать несколькими разными объективами портрет человека на каком-нибудь пестром фоне, например, на фоне веток деревьев, подобрав диафрагму так, чтобы задний фон был нерезким.
      На всех снимках мы получим резкого человека и нерезкий фон. Однако нерезкость эта будет на разных снимках носить разный характер. На каком-то снимке фон размоется в нечто равномерно-неразличимое, на другом он размоется, но его "пестрота" сохранится, а на третьем, возможно, она усилится: нерезкие ветки деревьев и нерезкие цветовые пятна начнут двоиться, давая весьма неприятную зрительную картину. В первом случае говорят, что объектив имеет хорошее бокэ, в последнем - плохое.
      Бокэ - почти мистическая штука. Несмотря на все последние достижения компьютерного моделирования, до сих пор неясно, каким образом связано это самое бокэ с характеристиками объектива. Можно прочитать, что наилучшее бокэ бывает у сильномягкорисующих или, наоборот, у сильнорезкорисующих объективов, а худшее - у объективов с умеренными остаточными аберрациями; что, чем больше лепестков у диафрагмы, тем лучше бокэ... Действительно, такие общие тенденции имеют место, но проблема в том, что они далеко не всегда работают в случае конкретных объективов.
      Плохое бокэ - это раздражающая вещь, и если есть возможность, то при прочих равных условиях надо выбирать камеру, где этот недостаток отсутствует. 

МАТРИЦА

      От матрицы в наибольшей степени зависит качество снимка. Она влияет на цветопередачу, динамический диапазон, шумы, передачу мелких деталей, чувствительность «цифровой пленки», глубину резкости. То есть практически на все параметры снимка.
      При этом на основании тех технических характеристик, что обычно приводятся в справочнике, можно оценить только два параметра: чувствительность «цифровой пленки» и глубину резкости. Максимально достижимая чувствительность всегда указывается, а глубину резкости можно рассчитать исходя из размеров матрицы, которые также указываются в технических характеристиках. Сделать это просто, надо лишь посмотреть, во сколько раз диагональ матрицы меньше диагонали стандартного кадра 24x36 мм, и возвести эту величину в квадрат. Так, например, фотоаппарат с матрицей 24x18 мм будет иметь (при том же угле зрения) глубину резкости в 2 раза большую, чем с кадром 24x36 мм, а с матрицей 18x12 мм - в 4 раза.
      Что касается остальных технических характеристик, то открою один секрет. В мире не так много производителей, чьи технологические мощности позволяют изготовлять в массовом количестве достаточно дешевые и качественные матрицы для цифровых камер. Поэтому можно почти наверняка сказать, что в двух камерах разных производителей, выпущенных в одно и то же время и имеющих одинаковую мегапиксельность, стоит одна и та же матрица, и скорее всего - от фирмы Sony (это не касается камер класса hi-end и профессиональных камер). И разница в качестве изображения между этими камерами обусловлена не разницей матриц, а разной оптикой и математическими алгоритмами обработки изображения.

Поэтому, как это ни парадоксально, несмотря на важность матрицы в процессе формирования изображения, ее тип - это не то, на что стоит обращать внимание при выборе камеры. По крайней мере, в настоящее время.

     Тем не менее, из этого правила есть исключения.
     Во-первых, бывает, что фирмы комплектуют камеры матрицами собственного изготовления или такими, которые были разработаны специально для данной модели камеры. Об этом факте всегда сообщается в технических характеристиках. Это не значит автоматически, что такая матрица «лучше», но производитель всегда сообщает в этом случае, какие именно характеристики его «уникальной» матрицы отличают ее от прочих. К этой информации следует отнестись всерьез и решить для себя, насколько вам важны именно эти характеристики, а насколько они перевешивают прочие аргументы.
     Во-вторых, оглашенное выше правило «унификации матриц» действует в настоящее время только в диапазоне от 2 мегапикселов и выше. Дешевые камеры low end уровня могут быть укомплектованы чем угодно, а у совсем дешевых камер тип матрицы может меняться даже от партии к партии. Так что здесь трудно что-либо посоветовать. Тем не менее позволю себе один совет. Если вам придется выбирать между камерой, укомплектованной CMOS-матрицей, и камерой с CCD-матрицей, однозначно следует предпочесть последнюю.
     Особняком в ряду цифровых матриц стоят матрицы камер Fuji. Часть моделей снабжается фирменной матрицей Fuji, которая имеет специфическую конструкцию, позволяющую получать на выходе больше пикселов, чем имеется элементов в матрице. Поэтому камеры Fuji имеют «двоякую» маркировку. Отдельно указывается мегапиксельность изображения и отдельно - количество элементов в матрице. Есть риск запутаться: вполне может быть, что камера, отмаркированная как 6-мегапиксельная, снабжена 4-мегапиксельной матрицей. Это не мошенничество. Матрица Fuji имеет «вспомогательные» сенсоры, дающие дополнительную детализацию в яркостном канале. Поэтому изображение с 4-мегапиксельной матрицы Fuji действительно содержит больше информации по сравнению с обычной. Хотя и меньше, чем с настоящей 6-мегапиксельной матрицы.

Светочувствительный сенсор в цифровом фотоаппарате выполняет ту же функцию, что и пленка в классических камерах. У него очень много преимуществ по сравнению с аналоговым светоприемником, но вокруг него много путанного и непонятного, особенно когда речь заходит о шумах, фокусном расстоянии и размерах фотодиодов.

Матрица фотокамеры - электронный чип, состоящий из миллионов светочувствительных элементов (фотодиодов, светочувствительных ячеек). Над каждым из пикселей установлен цветной фильтр и линза, и он фиксирует яркость света только одного из первичных цветов: синего, зеленого или красного. После этого происходит сложный процесс "смешивания" информации с синего, зеленого и красного каналов. В итоге на готовом, обработанном электроникой снимке мы видим полный спектр цветов (см. схему). Массив фильтров, которым накрыты фотодетекторы, называется байеровским фильтром, по имени ученого, который впервые предложил применять именно такой порядок ячеек. Байер обнаружил, что изображение получается гораздо более естественным по цветопередаче, если использовать на сенсоре 50% зеленых элементов, а остальным отвести по 25% ячеек. Размер пикселей очень сильно зависит от типа камеры. В компактном фотоаппарате может быть до 500000 пикселей на квадратный миллиметр матрицы.

ФОКУСИРОВКА

      Все цифровые камеры снабжаются одним из трех типов фокусировки:
      фикс-фокус
      автофокусировка
      ручная фокусировка
      Ручная всегда является дополнением к автоматической.
      В отличие от пленочных камер, у цифровых фикс-фокус может быть принадлежностью не только дешевых «мыльниц», но и довольно дорогих камер, особенно - сверхминиатюрных камер, объектив которых не является зумом. Небольшие размеры матрицы обуславливают применение объективов с маленьким фокусным расстоянием, которые имеют огромную глубину резкости. Так, например, популярная микрокамера с фиксированным фокусом Exilim EX-SI даже при диафрагме 2,5 обеспечивает глубину резкости от 1 м до бесконечности. И какой тут смысл в дополнительной фокусировке?
      Для камер, оснащенных более крупными матрицами, зумами и имеющих режим макросъемки, автофокусировка - непременный атрибут. В отличие от пленочных «мыльниц», все цифровые камеры имеют пассивную систему фокусировки, срабатывающую по наибольшему микроконтрасту изображения. Всякие «усовершенствования» функции автофокусировки, которые зачастую декларируются в рекламе той или иной камеры, с моей точки зрения, вряд ли имеют большой смысл, поскольку большая, чем обычно, глубина резкости цифровых камер снижает требования к точности автофокусировки.
      А вот наличие режима ручной фокусировки - большой плюс. Хотя на первый взгляд трудно с ходу представить, зачем эта функция может потребоваться, но, как показывает практика, ситуация, когда этот режим окажется востребованным, встречается чаще, чем это можно представить. Вот несколько примеров применения ручной фокусировки: выделение сюжетно важной части объекта при макросъемке (автофокус с этой задачей вряд ли справится); установка фокусировки на принудительную бесконечность при съемке через микроскоп, телескоп, бинокль; точная установка границ резко изображаемого пространства (совместно с режимом приоритета диафрагмы).

Маркировка, аббревиатуры и специальные термины нанесённые на объективы

Не знаете что написано на вашем объективе? Посмотрите полную таблицу символов и аббревиатур нанесённых на объективы.

Achromat - «ахромат», объектив с частично исправленными хроматическими аберрациями; одинаково фокусирует два из трех основных цветов (частей спектра), обычно красный и синий.

AD - «аномальная дисперсия» — фирменное название Minolta для оптических стекол с пониженной дисперсией, ис- пользование которых позволяет резко снизить хроматические аберрации.

AL - «асферические линзы» —в конструкции объектива использованы элементы с асферическими поверхностями, улучшающие качество изображения благодаря устранению сферических аберраций.

АРО - «апохромат» — объектив с исправленными хроматическими аберрациями, одинаково фокусирующий синие, зеленые и красные части спектра.

AS/ASL/ASP/ASF/ASPH - обозначение асферических линз в терминологии различных фирм, см. AL АТХ — обозначение высококачественных объективов Tokina.

Close-Up Lens - «насадочная линза», наиболее простое устройство для макросъемки; положительная линза оптической силой 1 ...4 диоптрии в резьбовой оправе, ввинчивающаяся в посадочное место для светофильтров; прак- тически не влияет на светосилу и возможность автофокусировки.

Converter - конвертер — оптическое устройство для изменения фокусного расстоянияобъектива; с зеркальными камерами применяются телеконвертеры кратностью 1,4х, 1,7х и 2х, увеличивающие фокусное расстояние пропорционально кратности и устанавливающиеся между объективом и камерой; уменьшают исходную светосилу объектива.

CFD, «closest focusing distance» БДФ, «ближайшая дистанция фокусировки» — ближайшая дистанция, на которую может быть сфокусирован объектив; определяет наибольший масштаб изображения. Обычно длиннофокусные объективы имеют большую БДФ, чем короткофокусные.
Примечание: при использовании телеконвертера БДФ не меняется и максимальный масштаб изображения увеличивается пропорционально кратности конвертера.

CRC — «корректировка фокуса» - термин Nikon для объективов с «плавающими элементами», обеспечивающими повышенное качество изображения при фокусировке на близких дистанциях.

D - Фирменное обозначение объективов Nikon/Minolta, передающих в камеру установленное значение дистанции фокусировки; переданная информация используется камерой при регулировке мощности вспышки. Обозначение объективов Pentax, оптимизированных для использования с цифровыми камерами, но пригодных и для использования с пленочными.

DA - объективы Pentax, предназначенные исключительно для цифровых камер с матрицами APS-формата.

DC - «Дефокус контроль» — объективы Nikkor с возможностью управления степенью расфокусировки предметов переднего/заднего плана путем изменения кривизны поля изображения. Обозначение объективов Sigma, предназначенных исключительно для камер с матрицами APS-формата.

DF («dual focus») - обозначение объективов Sigma с кольцом ручной фокусировки, автоматически отключаемым в режиме АФ.

DG - обозначение объективов Sigma, оптимизированных для использования с цифровыми камерами, но пригодных и для использования с пленочными.

DL - обозначение объективов Sigma в качественном исполнении (металлический байонет и т.д.). То же, что AD.

DO - «диффракционный оптический элемент»—линза Френеля с нанесенными лазером кольцевыми канавками, что позволяет получить собирающую линзу малой толщины и массы и с исправленными хроматическими аберрациями, использовалась в 400-мм объективе Canon.

DOF, «Depth Of Field scale» - шкала глубины резкости, показывает ближнюю и дальнюю границу резкоизображаемого пространства в зависимости от установленного значения диафрагмы; в настоящее время имеется только на высококлассных объективах, чаще с постоянным фокусным расстоянием.

DI - объектив с возможностью вставки фильтров («drop-in») в специальную прорезь на хвостовике (такая возможность встречается у светосильных длиннофокусных объективов, поскольку обычные фильтры для них очень дороги из-за большого диаметра).

Di - по терминологии Таmron объективы, оптимизированные для использования в цифровых камерах (могут использоваться и в пленочных камерах).

DX - объективы Nikkor, предназначенные для камер с матрицей APS-формата.

EF - автофокусные объективы Сanon с встроенным мотором автофокусировки.

EF-S - автофокусные объективы Сanon, предназначенные исключительно для камер с матрицами APS-формата.

ED - стекла с пониженной дисперсией, то же что AD.

ЕХ - серия объективов Sigma повышенного качества, внешне отличающихся покрытием с «золотой пылью».

Extension tube - «удлинительное кольцо», устанавливается между объективом и камерой для съемки в макродиапазоне; современные удлинительные кольца оснащены необходимыми коннекторами для передачи управляющих сигналов.

FA - объективы Pentax, передающие в камеру информацию о значении диафрагмы с максимальной MTF (наилучшим значением разрешения).

Fisheye - «фиш-ай», «рыбий глаз» — дисторзирующие объективы с углом обзора 180 град, и более.

G - Серия объективов Minolta повышенного качества, маркируется золотым ободком. Объективы Nikkor с диафрагмой, управляемой из камеры. Не имеют диафрагменного кольца и несовместимы с механическими и ранними автофокусными моделями Nikon.

J - объективы Pentax FA с диафрагмой, управляемой из камеры. Не имеют диафрагменного кольца и несовместимы с механическими и ранними автофокусными моделями Pentax.

H/HSM («hypersonic motor») - «сверхзвуковой мотор», фирменное название Sigma для волновых моторов автофокусировки, встроенных в объективы.

HF - «геликоидная фокусировка», по потребительским свойствам то же, что и IF.

IF («internal focus») - фокусировка перемещением внутренних групп линз, при этом не происходит выдвижения и вращения оптического блока.

IS («image stabilizer») - в терминологии Canon, гироскопический стабилизатор изображения, снижающий влияние колебаний камеры на резкость снимка.

L - серия объективов Саnon повышенного качества, маркируется красным кольцом на корпусе.

LD - термин Tamron, то же что AD. Macro — 1. Установка оптических элементов зум-объективов в положение для съемки крупным планом. 
2. Тип объективов, предназначенных для съемки в истинном макрорежиме (до масштаба изображения 1:3 —1:1).

МС («multicoating») - многослойное просветление линз, снижающее переотражения и светорассеяние в объективе.

МН («microhypersonic motor») - «микросверхзвуковой мотор», фирменное название Sigma для малогабаритных волновых моторов автофокусировки.

Micro - фирменное обозначение Nikon для макрообъективов (Micro-Nikkor).

Mirror - телеобъективы зеркально-линзовой конструкции, позволяющей радикально снизить вес и габариты, но с постоянной диафрагмой.

OS - «оптическая стабилизация»,обозначение объективов Sigma с устройством гироскопической стабилизации изображения.

PC («perspective control») - «контроль перспективы», объектив Nikkor с возможностью сдвига и наклона оптического блока.

PZ («powerzoom») - объектив Pentax с моторным приводом зумирования.

R («rear») - установка светофильтров на заднюю линзу.

Reflex — см. Mirror.

Ring Flash - вспышки с кольцевым рефлектором, монтируемым на объектив; обеспечивают бестеневое освещение для технической, научной и макросъемки.

RF - см. IF.

S/SW («silent wave motor») - «бесшумный волновой мотор», обозначение объективов Nikkor с волновым мотором автофокусировки

S D / S L D - C M . A D .SIC («super integrated coating») - обозначение Nikon для улучшенного многослойного просветления.

SMC - обозначение Pentax для просветленных объективов с повышенным количеством слоев, см. МС.

Soft Focus - объективы с контролируемой степенью смягчения изображения (в отличие от старых soft focus-объективов с постоянно «мягким» изображением).

SP («super perfomance») - серия объективов Tamron с улучшенными оптическими и техническими характеристиками.SSM («supersonic motor») — обозначение объективов Minolta с волновым мотором автофокусировки.

STF - обозначение объективов Minolta с контролем вида нерезкости заднего/переднего плана.

TS-E («tilt-shift») - объективы Саnon EOS с возможностью сдвига и наклона оптического блока.

UC («ultra-compact») - малогабаритные объективы Sigma.

USM («ultrasonic motor») - обозначение объективов Саnon с волновым мотором автофокусировки.

VR («vibration reduction») - в терминологии Nikon гироскопический стабилизатор изображения, снижающий влияние колебаний камеры на резкость снимка.

* —звездочкой обозначается серия наиболее высококлассных, светосильных и механически прочных объективов Pentax.

В фирменных названиях современных моделей объективов могут встретиться различные аббревиатуры, например:

Саnon - DO, EF, EF-C, SSC, TS-E, UD. Super-UD, USM
Minolta - AD, G, Reflex, SSM, STF
Nikon/Nikkor - AF, ASP, CRC, D, DC, ED, IF, RF, SIC, VR
Pentax - AF, ED, FA, IF, SMC
Sigma - APO, ASP, EX, HSM, IF, OS, RF, SLD
Tamron - ASL, IF, LAH, LD, SP
Tokina - AS, AT-X, IF, IRF, SD