Еквівалентна фокусна відстань об’єктива і кроп-фактор фотодатчика

Розміри фотодатчика більшості цифрових фотоапаратів менше стандартного кадру 35-мм фотоплівки – 36х24 мм.

При установці об’єктивів з аналогових фотоапаратів на цифрові фотоапарати об’єктив дає той же кадр 24х36 мм, але фотодатчик менший і частина кадру не попадає на фотодатчик – кадр підрізається. Кут зображення, спроектованого на фотодатчик, менше кута огляду об’єктива. Фокусна відстань об’єктива, природно, не змінилася, але вона не відповідає розміру зображення, тому її називають еквівалентною фокусною відстанню об’єктива (Fк). Кількісно кроп-фактор (CF) (англ. Crop factor – властивість підрізання) – дорівнює відношенню діагоналі 35 мм кадру (Dк) до діагоналі фотодатчика (Dм). CF=Dк\Dм=Fм\Fк, де Fм – фокусна відстань гіпотетичного об’єктива, що має кадр, який дорівнює розміру матриці.

Слід зазначити, що зменшення кута зору не усуває особливостей відображення перспективи, властивих адаптованим об’єктивам, тому що фокусна відстань, діафрагмування об’єктива, глибина чітко зображеного простору (ГЧЗП), не міняються. Короткофокусний об’єктив тільки імітує роботу більш довгофокусного.

При використанні оптики з кроп-фактором і з огляду на відомі погрішності на цілком відкритій діафрагмі анастигмата як хроматичні аберації й інші, має місце відрізання цієї частини зображення.

ЕФР («еквівалентна фокусна відстань») – тобто фокусна відстань об’єктива, що дає на 35 мм кадрі той же кут зору, що й об’єктив, встановлений у цифровий фотоапарат з меншим розміром матриці.

Стабілізація зображення

У деяких фотоапаратах проблему зйомки з рук при недостатньому освітленні вирішили за допомогою зсуву фотодатчика відповідно до показань вбудованих гіроскопів чи акселерометрів. Таким чином, стабілізація зображення у фотоапаратах працює з усіма об’єктивами, незалежно від вбудованої стабілізації зображення в них.

2) Об’єктив цифрової камери не зазнав кардинальних змін у порівнянні з об’єктивами звичайних фотокамер. Через менші розміри сенсора об’єктиви цифрових камер (за винятком дзеркальних камер) мають менші геометричні розміри.

Завдяки зменшенню (відносно 35 мм плівки) розміру матриці стало можливим використання оптичних схем раніше дорогих для аматорських фотокамер.

Об’єктиви плівкових камер використовуються і в цифровій фотографії.

Оптичні лінзи зі скла поступово заміняються на пластикові, керамічні і плоскі, що істотно знижує вагу, габарити і підвищують роздільну здатність.

Об’єктив – оптичний пристрій, що проектує зображення на площину. В оптиці розглядається, як рівнозначне набраній лінзі, хоча може мати інший вид. Звичайно об’єктив складається з набору лінз (у деяких телеоб’єктивах – і дзеркал), розрахованих для взаємної компенсації аберацій і зібраних у єдину систему всередині оправи. Також, в залежності від призначення і конструкції, може включати наступні елементи: діафрагму, для керування кількістю світла, що потрапляє на фотосенсор, систему фокусування, затвор.

Основними параметрами об’єктива є:

- головна фокусна відстань (і можливість її зміни);

- максимальний відносний отвір (іноді неправильно називають світлосилою);

- рівень оптичних спотворень (аберацій);

- роздільна здатність;

- тип байонета чи діаметр різьби для кріплення до камери.

Класифікація об’єктивів

- По конструкції (додаток 1):

- монокль – найпростіший об’єктив, що складається з однієї збиральної лінзи;

- перископ – симетричний об’єктив, що складається з двох збиральних лінз;

- ахромат – об’єктив з мінімальною хроматичною аберацією;

- апланат – симетричний об’єктив, що складається з двох ахроматичних (ландшафтних) лінз;

- триплет – ранній варіант анастигмата, що складається з трьох не склеєних лінз;

- анастигмат – об’єктив, у якого практично усунуті всі аберації;

- апохромат – анастигмат, у якого краще усунута хроматична аберація;

- варіооб’єктив – об’єктив з змінною фокусною відстанню (трансфокатор, «зум»). У даний час найбільше застосування одержав сучасний тип об’єктивів з змінною фокусною відстанню, так названий варіооб’єктив (трансфокатор, «зум» (англ. Zoom)).

- По куту зображення (додаток 2):

- нормальний об’єктив – об’єктив, у якого фокусна відстань приблизно дорівнює діагоналі кадру (звичайно це об’єктив, що має фокусну відстань, рівну 50 мм);

- телеоб’єктив – об’єктив, у якого фокусна відстань значно перевищує діагональ кадру, має невеликий кут зображення і призначений для зйомки віддалених предметів;

- ширококутний об’єктив – об’єктив, у якого фокусна відстань помітно менша діагоналі кадру. Призначений для зйомки в обмеженому просторі, наприклад інтер’єрів.

- надширококутний об’єктив («риб’яче око») – об’єктив, у якого кут зображення більше 140° чи навіть 180°. Має дуже великі геометричні спотворення і використовується, в основному, для художньої зйомки.

- По призначенню (додаток 3):

- портретний об’єктив – використовується для зйомки портретів. Повинен давати м’яке зображення без геометричних спотворювань. У якості портретних часто використовуються телеоб’єктиви чи об’єктиви з фіксованою фокусною відстанню в діапазоні 50-200 мм;

- макрооб’єктив – об’єктив для зйомки невеликих об’єктів великим планом;

- телеоб’єктив – довгофокусний об’єктив, використовуваний для зйомки віддалених об’єктів;

- репродукційний об’єктив – використовується при перезніманні креслень, технічної документації і т.д. Повинен володіти мінімальними геометричними спотворюваннями.

- шифт-об’єктив (об’єктив з корекцією перспективи) – використовується для архітектурної й іншої технічної зйомки і дозволяє запобігти спотворюванню перспективи.

3) Цифрові камери оснащені електронним еквівалентом затвора (він відрізняється від традиційного механічного затвора в плівкових фотоапаратах), що вбудований у сенсор, виконуючи роботу, аналогічно механічному.

При натисканні клавіші затвора наполовину у цифровому фотоапараті фіксуються фокус і час витримки в чеканні наступної зйомки. При повному натисканні клавіші затвора в цифровій камері одночасно відбувається наступне:

- механічний затвор (при наявності) закривається;

- сенсор негайно звільняється від будь-яких електричних зарядів;

- якщо камера не одержує ніяких інструкцій, то сенсор буде безупинно звільнятися від заряду приблизно кожну 1/60 частку секунди.

Таким чином, перед зйомкою весь електричний заряд повинен бути скинутий.

Затвор – пристрій, що регулює величину кількості світла, що падає на світлочутливий матеріал ( чи фотоплівку фотодатчика).