На главную страницу
Список статей


Tessar® vs. Planar®
или
Рассуждения о рисунке оптических систем

(Маленькое ненаучное исследование)

   
«Он думал, что над ним кружит      
Могучий Альбатрос;              
Протёр глаза, а это был          
Финансовый вопрос.             
«Поклюй горошку, — он сказал, — 
Мне жаль тебя до слёз!
»         

Л. Кэрролл. Песня Садовника
в пересказе Григория Кружкова

 

I. Несколько слов про рисунок оптической системы

Вопрос о рисунке объективов всегда является интригующе завораживающим. Среди технических вопросов фотографии невозможно отыскать другой подобный аспект, вокруг которого бы разворачивалось столь много легенд, заблуждений, ложных толкований и превратных представлений. Вместе с тем, любой человек, имеющий хоть какой-то опыт фотосъёмки, не станет отрицать того факта, что разные объективы по-разному отображают реальность. Причин у этого явления несколько. И главная состоит в том, что объектив в принципе не может отобразить точку объекта в виде точки изображения. Объектив всегда выполняет функцию преобразователя любой из точек реальности в размытое пятно той или иной формы и той или иной величины. Причем это справедливо в отношении как точек, находящихся в фокусе, так и точек в области нерезкости.

Ситуация дополнительно осложняется хроматическими искажениями: упомянутые выше размытые пятна помимо прочего зависят и от длины волны света. Поэтому размытое пятно, являющееся образом исходной точки, может приобретать также дополнительные неравномерные цветовые искажения.

Ещё один существенный фактор — правильная передача контраста, то есть разницы в освещенности различных точек изображения.

Также важно понимать, что все упомянутые выше обстоятельства могут по-разному проявляться для:

1. разных участков кадра (центр и периферия);
2. для разных областей нерезкости (нерезкость перед точкой точной фокусировки и за ней).

Совокупность всех этих неидеальностей и образует рисунок оптической системы.

Идеальная оптика не имеет никакого специфического рисунка. Она преобразует точки в фокусе в точки изображения, а точки вне фокуса — в равномерно окрашенные круги того же цвета. Помимо этого, идеальная оптика без искажений передаёт контрасты. Но, к счастью или к несчастью, идеальной оптики не существует.

Из всего вышесказанного вытекает один важный вывод: объективно нельзя сказать, что какой-то рисунок прекрасен, а какой-то другой — безобразен. Одним могут нравиться одни неидеальности, другим — другие. Суждения об эстетической ценности того или иного рисунка (совокупности неидеальностей) всегда субъективны. Это не хорошо и не плохо. Это просто факт окружающей нас действительности.

В силу того, что пятна, в которые размываются исходные точки, весьма малы, рисунок оптической системы является тонкой характеристикой и далеко не всегда явно бросается в глаза. Наиболее заметен он в областях сильной нерезкости, так как именно в этих зонах точки размываются в довольно крупные пятна.

Но, конечно же, никакой рисунок оптической системы не способен превратить яблоко в ананас, а Бабу Ягу в Кощея Бессмертного. Фотография всё же была и остаётся неплохим средством для регистрации объективной действительности. ;-)
   

II. Несколько слов про кирпичную стену

Среди тривиальных тестов фотографической оптики съёмка кирпичной стены занимает особое место. ;-) Насколько целесообразен такой тест с точки зрения оценки рисунка?

Оценивать рисунок по результату такого теста — дело неблагодарное. Но я, конечно же, далёк от того, чтобы объявить съёмку кирпичной стены напрасной тратой времени. Такой тест, например, неплохо выявляет дисторсию оптики и вариации резкости по площади кадра. Иногда, на таких снимках можно заметить следы хроматических аберраций. Но для полного представления о рисунке желательно фотографировать сюжеты с протяжёнными областями нерезкости.
   

III. Planar® и Tessar®

Оптическая схема Planar® была разработана в 1896 году доктором Рудольфом (Dr. Paul Rudolph), работавшим в компании Carl Zeiss. Такая схема позволяет создавать светосильные объективы высокого качества. Помимо прочего она предоставляет много возможностей для устранения различных аберраций.

Своё название Planar® получил за свою способность формировать плоское изображение, прекрасно подходящее для регистрирующей среды в виде фотопластинки и фотоплёнки.

Planar® и поныне остаётся одной из самых распространённых оптических схем (с учётом различных модификаций).

Рис. 1. Planar®

   

В 1902 году тот же самый доктор Рудольф получил патент на ещё одну удачную оптическую схему: Tessar®. Объектив, выполненный по такой схеме, состоит из четырёх элементов. Отсюда происходит и его название: тэссера — по-гречески четыре.

Основные преимущества этой схемы: компактность и высокие резкостные характеристики. Последнее обстоятельство способствовало появлению эпитета «орлиный глаз», широко использовавшегося для характеристики этого объектива. Компактность тоже оказалась востребована: например, многие несветосильные телеобъективы были сконструированы именно по этой схеме.

Рис. 2. Tessar®

   
Если абстрагироваться от тонкостей, то в первом самом грубом приближении различия между тессаром и планаром можно сформулировать следующим образом. Если компактность является первостепенным фактором, то на первое место выходит тессар. Правда, большой светосилы от него ожидать сложно. Если же ради светосилы мы готовы принести компактность в жертву, то первенство — за планаром.

При более тщательном подходе можно обсуждать более тонкие вещи, например, такие как рисунок. Именно к такому анализу мы сейчас и перейдём (в рамках заявленного «ненаучного подхода»).
   

IV. Фотоизображения

Итак, надеюсь, у вас остались ещё силы после столь пространного вступления? ;-) Если так, то прекрасно. Самое время приступить к просмотру фотоизображений.

К сожалению, я не располагаю оригинальной парой объективов Tessar® и Planar® от Carl Zeiss. Поэтому позвольте, прежде всего, представить вам участников теста:

1. В качестве планара выступает объектив Pentax SMC FA 50/1.4. По своей сути это квази-планар с весьма высокими характеристиками.

2. На роль тессара приглашён ИНДУСТАР 50-2 50/3.5, являющийся почти копией легендарного объектива от Carl Zeiss.

Съёмка велась на фотоплёнку KODAK GOLD 100. Все фотографии были сделаны со штатива при диафрагме f/3.5. Полученные фотопленки были отсканированы на сканере Minolta Dimage Scan Elite при разрешении 2820 dpi. Данный сканер не слишком успешно справляется с отображением тонких градаций в тёмных зонах. Поэтому на артефакты в области глубоких теней обращать внимание не следует.

Никакой пост-обработки к изображениям применено не было. Все нижеследующие фотографии приведены в таком виде, в каком они были получены с плёночного сканера (за исключением использованной в некоторых случаях функции Resize).

Рис. 3. Euphorbia Leuconeura. Pentax SMC FA 50. Resize 1:5

На рис. 3 приведена фотография моего домашнего питомца Euphorbia Leuconeura, или, говоря попросту, молочая беложилкового. Для получения изображения был использован объектив Pentax SMC FA 50 мм. На рис. 4 тот же самый объект сфотографирован объективом ИНДУСТАР 50-2 50 мм.

Рис. 4. Euphorbia Leuconeura. ИНДУСТАР 50-2 50. Resize 1:5

На рис. 5 и 6 приведены крупные фрагменты тех же самых изображений в масштабе 1:1 (то есть при отсутствии операции Resize).

Рис. 5. Euphorbia Leuconeura. Pentax SMC FA 50
Рис. 6. Euphorbia Leuconeura. ИНДУСТАР 50-2 50

На рис. 7 и 8 приведены два простеньких натюрморта, которые также могут помочь выработать собственное представление о тессарах и планарах (в рамках заявленной точности).

Рис. 7. Незатейливый натюрморт. Pentax SMC FA 50. Resize 1:5

Рис. 8. Незатейливый натюрморт. ИНДУСТАР 50-2 50. Resize 1:5

   
Выводы

Традиционно в разделе «маленькие ненаучные исследования» я не делаю никаких выводов. Думайте, смотрите и решайте сами.

Да сопутствует вам удача!
   

Ссылки

1. Ефремов И. Что такое bokeh и ni-sen? Почему на фотографиях ветки двоятся? В этой статье описаны математические модели, лежащие в основе анализа рисунка оптических систем.

* * *

 

На главную страницу
Список статей


© Игорь Ефремов, 2005, все права сохранены

Для использования материалов этого сайта в коммерческих или некоммерческих целях необходимо получить от меня письменное разрешение, если обратное не оговорено в явной форме.
 

Hosted by uCoz