|
Съемочные объективы в зависимости от фокусного расстояния и угла поля зрения объектива (2ω по диагонали кадрового окна определенного формата) делят на основные группы:
нормальные (штатные) — фокусное расстояние приблизительно равно диагонали кадра (2ω = 45...60°); короткофокусные (широкоугольные) — фокусное расстояние примерно в 1,5 раза меньше диагонали кадра (2ω < 60°); короткофокусные (сверхширокоугольные) — фокусное расстояние значительно меньше диагонали кадра (2ω < 60°); длиннофокусные — фокусное расстояние примерно в 1,5 раза больше диагонали кадра (2ω > 45°); сверхдлиннофокусные (зеркальные и зеркально-линзовые телеобъективы) — фокусное расстояние значительно больше диагонали кадра (2ω >> 45°).
Для формата кадра 24 X 36 мм длиннофокусными считаются объективы с фокусным расстоянием более 70 мм.
Это условное деление объективов определяется не фокусным расстоянием, а углом поля зрения, поэтому более короткофокусный объектив при сравнительно меньшем формате кадра может оказаться более длиннофокусным. Относительно условно принятого нормального длиннофокусные и широкоугольные объективы называются сменными. Они по-разному строят линейную перспективу изображения. Влияние их углов поля зрения на линейную перспективу изображения и охват пространства позади сюжетно важной детали объекта показаны на рис. 1. Кроме сменных применяют объективы с переменным фокусным расстоянием (ZOOM объективы) — панкратические: вариообъективы и трансфокаторы (отличающиеся между собой степенью исправления остаточных аберраций). С помощью ZOOM можно выбрать оптимальную точку съемки, позволяющую при выбранной перспективе получить наиболее выгодный масштаб изображения и правильное использование площади кадра (без ненужных деталей объекта). Если точка съемки постоянна, то, подбирая фокусное расстояние, этим объективом можно изменять масштаб изображения, т. е. получать крупный или общий (дальний) план объекта. Угол поля зрения объектива 2ω определяют между двумя лучами, опирающимися на противоположные углы формата фотокадра. Поскольку фотокадр имеет форму прямоугольника (или квадрата), то на практике удобно пользоваться углом поля изображения 2α по горизонтальной или вертикальной стороне, связанным с фокусным расстоянием объектива следующим образом:
α/2 = tg l/2f
где α — угол поля изображения по одной из сторон формата кадра; l — длина горизонтальной или вертикальной стороны формата кадра; f — фокусное расстояние объектива. Для расчета углов поля изображения ниже приведены значения тангенсов.

Значение тангенсов и углы поля изображения α/2
|
tg
|
α/2 град.
|
tg
|
α/2 град.
|
tg
|
α/2 град.
|
|
0
|
0
|
0,58
|
30
|
1,73
|
60
|
|
0,03
|
2
|
0,62
|
32
|
1,88
|
62
|
|
0,07
|
4
|
0,67
|
34
|
2,05
|
64
|
|
0,11
|
6
|
0,73
|
36
|
2,25
|
66
|
|
0,14
|
8
|
0,78
|
38
|
2,48
|
68
|
|
0,18
|
10
|
0,84
|
40
|
2,75
|
70
|
|
0,21
|
12
|
0,90
|
42
|
3,08
|
72
|
|
0,25
|
14
|
0,97
|
44
|
3,49
|
74
|
|
0,29
|
16
|
1,04
|
46
|
4,01
|
76
|
|
0,32
|
18
|
1,11
|
48
|
4,70
|
78
|
|
0,36
|
20
|
1,19
|
50
|
5,67
|
80
|
|
0,40
|
22
|
1,28
|
52
|
7,12
|
82
|
|
0,45
|
24
|
1,38
|
54
|
9,50
|
84
|
|
0,49
|
26
|
1,48
|
56
|
14,30
|
86
|
|
0,53
|
28
|
1,6
|
58
|
28,60
|
88
|
|
|
|
|
|
inf.
|
90
|
С получением результата величину α/2 следует удвоить. По этой формуле рассчитаны углы поля изображения различных объективов по горизонтальной стороне формата, схематически показанные на рис. 2 и 3.
Нормальный (штатный) объектив имеет фокусное расстояние, равное диагонали формата кадрового окна, вписанного в оптический круг резкого изображения. «Нормальность» в современном понимании этого термина соотнесена геометрически с углом поля зрения объектива и не имеет психофизического значения, существенного для правильного восприятия изображения.
Фокусное расстояние f мм
|
Угол изображения град*
|
Фокусное расстояние f мм
|
Угол изображения град*
|

Рис. 2. Углы изображения объективов для формата 24 X 36 мм длиннофокусных (а) и широкоугольных (б)
В начале развития фотографии аберрации не исправлялись для больших углов зрения, а применяемые относительно «длиннофокусные» объективы при преобладавшей портретной съемке избавляли изображения от перспективных искажений. Кроме того, портретной фотографией занимались профессиональные теоретически подготовленные художники-живописцы, считавшие эти объективы «нормальными» и целесообразными для получения сходства с натурой. При рисовании перспективы с натуры они выбирали расстояние от центра проекции (глаза) до картинной плоскости в 2...3 раза больше диагонали картины (угол зрения 20...25°). Углы поля зрения современных, условно принятых в качестве «нормальных» объективов, применяемых в художественной, документальной и репортажной фотографии, превосходят оптимальное угловое поле с точки зрения сохранения сходства с натурой. Это несколько компенсируется при печати и обрезке фотоотпечатков благодаря чему угловое поле, охватываемое снимком, при восприятии уменьшается, однако это неверно и приносит ущерб правильной передаче сходства.
Широкоугольный объектив характеризуется охватом значительного предметного пространства; изображением относительно большого количества предметов в поле зрения объектива; резко различным масштабом разноудаленных предметов и большой глубиной резкости, обеспечивающей сфокусированность относительно по всему пространству фотокадра. Широкоугольный объектив позволяет эффективно применять передний план и компановать большое количество предметов, уходящих в глубину.
Рис. 3. Углы изображения объективов для формата 6 X 6 см длиннофокусных (а) и широкоугольных (б)
Одно из достоинств таких объективов — возможность фотографировать в интерьерах при относительно малых съемочных расстояниях. При съемках следует устанавливать оптическую ось объектива строго перпендикулярно вертикальным линиям объекта во избежание их искривления. Съемка даже под малым ракурсом вызывает по сравнению с видением человека неизбежные искажения, связанные с преувеличенной перспективой, и резко подчеркивает разноудаленность деталей объекта, изменяя их привычные соотношения. В изображении интерьера это выражается косыми окнами и дверными проемами, наклонными стенами и искривленными гранями мебели. Вследствие конструкции в широкоугольных объективах недостаточно устранены дисторсия, кривизна поля и астигматизм, за счет чего при ракурсах искривляются и горизонтальные линии. У объективов с угловым полем около 180° («рыбий глаз») дисторсия не исправляется. Оптические особенности позволяют применить широкоугольные объективы для творческого получения в изображении метафор, гипербол и выразительных символов при создании определенного зрительного образа. При съемке другими объективами получаемые искажения имеют формальный характер и неприятны для глаза. Преувеличенная перспектива при съемке с недопустимо близкого расстояния значительно изменяет формы предмета (на переднем плане в точках, наиболее близко расположенных к объективу). Применение широкоугольных объективов нежелательно при съемках человека, уродливо искажающих формы лица и тела. Съемку широкоугольными объективами следует рассматривать как вынужденную, обусловленную особенностями объекта, а также при крайней необходимости или вследствие задуманного изобразительного эффекта, поскольку кроме кажущихся искажений при рассмотрении снимков возникают искажения от действия больших углов охвата. Примером может служить съемка группового портрета, на фотоотпечатке которого лица стоящих по краям людей вытягиваются по горизонтали. Специальные сверхширокоугольные объективы конструктивно делятся на дисторсирующие и ортоскопические. Дисторсирующие объективы (с предельной дисторсией) могут иметь угол зрения более 180°. При этом снятый предмет трудно опознать, а в поле зрения попадает корпус фотокамеры, на котором установлен объектив. Ортоскопические объективы дисторсии не имеют и дают правильное изображение. Угол зрения у них не более 150°, а на краях поля зрения значительно падает освещенность. Специальные сверхширокоугольные объективы применяют для специальных видов съемки с углом зрения до 360°, например, для съемки ледовой поверхности сверху (с самолета) или облачности с земли.
Длиннофокусный объектив и телеобъектив характеризуются узким охватом малого предметного пространства, позволяющим показать объект крупным планом с относительно удаленных точек съемки. Непривычная перспектива при узком угле съемки создает иллюзию сжатого пространства, в котором расстояния между удаленными предметами укорочены, дальние (общие) планы имеют вид двухмерной плоскости, а разноудаленные предметы сближены, что придает изображению необычный характер. При съемке длиннофокусными объективами, в отличие от съемки широкоугольными, количество предметов объекта, расположенных вдоль оптической оси объектива, предпочтительно сводить до минимума. При съемке желательны два плана: сюжетно-важная деталь на переднем плане и размытый фон, что вполне реализуемо при незначительной глубине резкости. Конструктивно значительное фокусное расстояние (более 500 мм) связано с большим объемом, длиной и весом объектива, особенно при больших диаметрах линз. При съемке тяжелым объективом возникает дрожание, вызывающее двоение и размытость изображения. Этот недостаток устранен в специально разработанном объективе малой длины с иной оптической системой— телеобъективе. Это определенный тип объектива, конструктивно не зависящий от фокусного расстояния. Он состоит из двух оптических компонентов — положительного и отрицательного, линейное расстояние между которыми меньше фокусного расстояния положительного компонента. Положительный компонент образует некрупное изображение, увеличиваемое отрицательным компонентом при значительно малом приросте линейной длины конструкции объектива. Телеобъектив зеркального типа в качестве положительного компонента содержит вогнутое сферическое, в качестве отрицательного выпуклое зеркало, а зеркально-линзовый телеобъектив дополнительно имеет одну или две линзы в пределах оси оптической системы.
Перспектива изображения на фотоотпечатке и расстояние рассматривания.
Видение обоими глазами (стереоскопичность) — это способность оценивать пространственное распределение предметов по разнице между двумя изображениями одного и того же пространства, образуемыми левым и правым глазом. Перспектива на фотографическом отпечатке, понимаемая как впечатление глубины пространства, в значительной степени зависит от расстояния рассматривания. На рис. 4а...г показана схема рассматривания фотоотпечатка с различных расстояний. Относительно положения съемочной камеры (рис. 4а) при рассматривании фотоотпечатка с более близкого расстояния (рис. 4б) углы зрения глаза на изображения обоих предметов увеличиваются, а в воображаемом пространстве они при своей натуральной высоте займут более близкие к глазу места. При этом воображаемое пространство между ними сократится. При рассматривании фотоотпечатка с относительно удаленного расстояния (рис. 4в) предметы в изображении при малых углах восприятия займут более далекие к зрению места, а воображаемое пространство между ними увеличится. Перспектива воспримется преувеличенной. При рассматривании фотоотпечатка с расстояния, равного расстоянию между объективом и фотопленкой в съемочной камере (примерно фокусному расстоянию) (рис. 4а), углы зрения глаза равны углам зрения объектива. Зритель, зная размеры предметов (например, рост человека) и воссоздавая в своем воображении иллюзию пространства, как бы разрывает плоскость фотоотпечатка и мысленно относит изображения предметов в те места, где они примут натуральные размеры, т. е. в те точки, в которых они располагались во время съемки. Перспектива восприятия окажется одинаковой с перспективой съемки данным объективом. При съемке на формат 24 X 36 мм объективом с f = 50 мм («Зенит», ФЭД и др.) и последующем увеличении снимка до размера отпечатка 13 X 18 см, т. е. в 5,5 раз, рассматривать изображение следует с расстояния 50 мм X 5,5 = 275 мм = 27,5 см. При съемке объективом с f = 135 мм и при том же 5,5-кратном увеличении до размера 13 X 18 см правильная перспектива воспримется при рассматривании отпечатка с расстояния 135 X X 5,5 = 750 мм = 75 см. Если второй снимок, как и первый, рассматривать с расстояния 27,5 см, то перспектива будет преуменьшенной. Поэтому увеличение первого снимка предпочтительно для оформления в фотоальбом, а второго — для стенгазеты, обычно рассматриваемой с расстояния не более 1 м. При изготовлении отпечатков необходимо учитывать кадрирование в процессе увеличения. В расчет следует принимать не размер кадрированного отпечатка, а степень увеличения изображения со всей площади негатива. Особенно это относится к увеличению фотоснимков для стендов, музеев, и выставок, на которых правильное распределение фотоотпечатков по высоте вертикальных экспозиционных стен имеет большое значение при восприятии фотографических изображений. Учитывая угол наклона луча зрения человека при рассматривании выставочной экспозиции, отпечатки следует размещать: на стене по уровню глаза с меньшим, а вверху стены (с подъемом глаз) — с большим фотоувеличением.

Рис, 4. Зависимость восприятия съемки и рассматривания: а — съемка одинаковых предметов при разных расстояниях между ними с изображением на пленке их разных величин и соответствующей объективу перспективе;
б — рассматривание полученного негатива с изображением предметов с расстояния, более близкого, чем фокусное расстояние объектива (перспектива выражена слабо);
в — рассматривание изображения предметов с более далекого, чем фокусное расстояние объектива (перспектива увеличена);
г — рассматривание изображения предметов на негативе с расстоянии» равного фокусному расстоянию объектива (перспектива воспринимается правильно) |