Риб'ячі очі і компактні камери
З об'єктивами типу Риб'ячий Око я вперше зіткнувся в 1977 в році. На студентській практиці ми займалися підводною зйомкою дна, і при перезарядці плівки в боксі для підводної зйомки я зробив кілька знімків Зірками з угвинченим в нього об'єктивом Гідроруссар-3 на суші. Знімки здалися забавними, оскільки цікаво побачити світ очима риби, витягнуті з води, але не більше того; бажання продовжувати знімати їм на суші у мене не виникло. Кут поля зору у водному середовищі - 70 °, на повітрі близько 100 °. За теперішніх часів, кут для об'єктива типу риб'яче око зовсім не вражаючий. Хоча з назвою тоді у мене питань не виникло. А ось чому зараз назву риб'яче око приклеїлося до об'єктивами з кутом охоплення 180 градусів, мені досі не зрозуміло.
У 1924 році лондонська фірма Бек (Beck of London) виготовила об'єктив, відомий під назвою Hill Sky Lens і призначений для зйомки одним кадром всієї небесної півсфери в метеорології і астрономії. Легенда свідчить, що цей об'єктив розробив англійський метеоролог Робін Хілл. Оптична схема об'єктиву включала велику опукло-увігнуту негативну лінзу, через яку містився звичайний помірно ширококутний об'єктив. «Хмарна камера» Хілла поміщала весь небосхил на один кадр. Це був, ймовірно, перший об'єктив з таким кутом охоплення. Ні його назва, ні мети, ніякого відношення до водної фауни не мали. Хілл показував свої діапозитиви, проектуючи їх через той же об'єктив на напівкруглий звід планетарію, таким чином картинку типу наведеної нижче бачив тільки автор, глядачі ж отримували цілком реалістичне зображення з виправленими спотвореннями.
Зараз об'єктивами типу «риб'яче око» зазвичай називаються 2 типу об'єктивів: один - з кутом охоплення по діагоналі 180 градусів, інший, так званий кругової, коли в кадр вписаний коло, зображення в якому охоплює 180 градусів. Об'єктиви цього типу в основному випускаються для дзеркальних камер. Найбільш відомий у нас їх представник - це діагональний Красногорський Зенитар і кругової білоруський Пеленг. Про них я вже писав в статті « риб'ячі очі ». Крім них є ще об'єктиви для віддалемірних камер, які в зв'язку з загальним переходом на цифру, виявилися не при справах, і афокальні насадки, що дозволяють домогтися 180-градусного охоплення при використанні зі штатними об'єктивами. Знайти в продажу подібні насадки для компактних цифрових камер досить складно. Найчастіше можна знайти пропозиції замовити насадку DCR-CF 185 PRO фірми Raynox за майже 20 тисяч рублів. У підсумку мало того, що насадка буде більше камери, і та перестане бути компактною, так ще і її вартість рази в два буде перевищувати вартість камери. Поява дешевих дзеркальних камер типу Canon EOS 1000D дозволяє отримати систему з охопленням 180 градусів по діагоналі кадру за менші гроші. Якщо потрібен охоплення в 180 градусів по короткій стороні кадру, то дешевих і простих рішень для полукадрових камер немає. Доведеться використовувати, як в компактних камерах, насадку до штатного об'єктиву.
Взагалі кажучи, більш дешеві насадки раніше випускалися. Можна спробувати зібрати насадку і самому. Цьому і присвячено подальше оповідання. А як і для чого її використовувати - це питання окреме. Якщо зірки запалюють, - значить, це комусь потрібно. Теоретично все дуже просто. Про насадках і складових об'єктивах я писав, відповідно в статтях: « Труба Кеплера - макроконвертер і фоторушницю в одному флаконі »,« Афокальні насадки hama »І« складовою об'єктив ». У цих же статтях наведені результати застосування теорії в лоб, т. Е. Використання об'єктива Пеленг в якості передньої лінзи в трубі Кеплера.
Маленький відступ. Чому я роблю труби Кеплера, а не Галілея. Як відомо, афокальні насадки являють собою систему з двох оптичних елементів, розташованих таким чином, що їх фокуси збігаються. У цьому випадку вхідний паралельний пучок на виході залишається паралельним. Труба Галілея складається з позитивної і негативної лінз, в результаті конструкція виходить компактною і зображення неперевернутим. Труба Кеплера складається з двох позитивних лінз. В результаті, ми програємо в габаритах, та ще отримуємо перевернуте зображення. Проте позитивних лінз в фотографічної оптики куди більше, ніж негативних, тому знайти потрібний елемент для власної творчості значно простіше. Крім того, фокусна відстань негативною лінзи має бути коротше робочого відрізка об'єктива, а це вже лінзи зі значною кривизною і відповідно аберацією. Саме це і визначає мій вибір.
Оптична схема труби Кеплера
Оптична схема труби Галілея
Аналіз описаних в попередніх статтях експериментів показує, що теорія працює, але ось отримати 180 градусів не вдається. Виньетирование об'єктивом, який виконує функції окуляра, призводить до того, що кут зору вийшла системи не перевищує 160 градусів. Зображення, сформоване пеленг, - 24 мм. Воно виявляється надто великим для використовуваних мною в якості окулярів об'єктивів Юпитер 3 або Геліос 44.
Геліос 44
Юпітер 3
Щоб збільшити кут охоплення, треба це зображення зменшити. Для цього треба вкоротити заднє фокусна відстань об'єктива Пеленг. Найпростіше рішення - додати позитивну лінзу. Експерименти показують, що потрібна лінза з фокусною відстанню близько 4 см. Закріпити її теж досить просто, оскільки у об'єктива Пеленг фільтри кріпляться на різьбі до задньої лінзі, і якщо зробити відповідну оправу з ЛінзОчки, то її легко помістити замість фільтра. Тут, правда, виникає питання: з фокусною відстанню ми визначилися, а яку лінзу і як треба поміщати, не очевидно, оскільки позитивні лінзи бувають, як відомо, двояко-опуклі, плоско-опуклі, угнутоопуклі. Несиметричну лінзу знову ж можна розташувати опуклою стороною до об'єктиву або від нього. На якій відстані від задньої лінзи об'єктива - теж питання важливий. Потрібний нам кут охоплення забезпечує фокусна відстань, а ось розташування лінзи визначатиме аберації вийшла системи.
Методом наукового тику було встановлено, що якщо взяти задню лінзу від окуляра мікроскопа і розташувати її опуклою стороною до задньої лінзі об'єктиву Пеленг, то виходять відносно задовільні результати. Наскільки задовільні, можна переконатися, подивившись нижченаведену галерею.
Система в зборі
На знімках зверху вниз: об'єктив з фільтром, без фільтру і з лінзою
Для сполучення оптичних елементів в трубі Кеплера можна використовувати, як хутра, так і подовжувальні кільця. Хутра більш зручні в налаштуванні і дозволяють закріпити отриману систему на штативі. Але система перестає бути не тільки компактною, вона вже перевищує дзеркальну систему з відповідними характеристиками, але і вимагає більшої акуратності при транспортуванні. Нижче наведено кілька варіантів кріплення з різними об'єктивами в якості окуляра і з різними фотоапаратами.
Як окуляра на останньому знімку використовується об'єктив Геліос 44. Між об'єктивами угвинчені подовжувальні кільця для макрозйомки. Об'єктиви розташовані назустріч один одному, тому в середині для з'єднання кілець використана гайка з різьбленням М42. Якість картинки не гірше ніж з об'єктивом Юпітер 3, а програмно виправляти хроматичні аберації простіша, але сам об'єктив більше і робочий відрізок у нього 45,5 мм проти 28,8 мм у Юпітера, що робить конструкцію більш громіздкою. Відстань між об'єктивами дорівнює сумі робочих відрізків. Без додаткової лінзи ми маємо 91 мм при використанні Геліоса і 74 мм для конструкції з Юпітером. Встановлена лінза вкорочує робочий відрізок пеленг. Точне підстроювання відстані між об'єктивами здійснюється обертанням кільця наведення на різкість. При хороших умовах освітлення працює система автофокусування апарату. Якщо апарат відображає дистанцію фокусування, то слід домагатися, переміщаючи об'єктиви, щоб вона була менше нескінченності і більше метра. В цьому випадку в апарата є можливість переміщати свій об'єктив в досить широких межах. При різних фокусних відстанях об'єктива апарату оптимальна відстань може змінюватися. З огляду на велику глибину різкості автофокусування фактично є автоматичною юстировкой і дозволяє не дуже турбуватися про точній установці відстані між об'єктивами. Змінюючи фокусну відстань об'єктива, можна перетворити круговою «риб'яче око» в діагональний.
Якщо клацнути мишею по мініатюрах, можна побачити вихідне зображення
Ясно, що зайві оптичні елементи зображення погіршать. Подивимося наскільки, порівнявши зі знімками, зробленими об'єктивом Пеленг з апаратом Canon EOS 5D . Таким чином, ми можемо оцінити, наскільки далеко ми відійшли від ідеалу, досяжного з цим об'єктивом.
пеленг
Окуляр - Юпітер 3. Фокусна відстань об'єктива камери 19 мм
Фрагмент, центр
Фрагмент, край
Фрагмент, край. Хроматичні аберації виправлені програмно
Зенитар
Окуляр - Юпітер 3. Фокусна відстань об'єктива камери 44,4 мм
Фрагмент, центр
Фрагмент, край
Окуляр - Геліос 44. Фокусна відстань об'єктива камери 25 мм
Фрагмент, центр
Фрагмент, край
Окуляр - Геліос 44. Фокусна відстань об'єктива камери 44,4 мм
Фрагмент, центр
Фрагмент, край
Якщо по центру кадру знімки цілком зіставні, то на краях різниця добре помітна. Ситуацію можна злегка виправити за рахунок корекції хроматичної аберації. Якщо зйомка ведеться в RAW, то можна скористатися програмою RawTherapee 2.4 .
А якщо в JPEG, то на допомогу приходять програмні фільтри графічних редакторів. В GIMP я використовую Fix-CA , І це виглядає так:
З огляду на, що змінюючи фокусну відстань, ми можемо перетворити кругової «риб'яче око» в діагональний, то логічним стає і наступний крок - програмно виправити дисторсію і перетворити об'єктив в прямолінійний. Найбільш ефективно для цього скористатися програмою hugin. Спершу знімаємо панораму з трьох кадрів, зшиваємо її і обчислюємо коефіцієнти корекції. Запам'ятовуємо отримані значення. Далі завантажуємо кадр, який треба виправити, вибираємо для нього об'єктив з успішної реєстрації раніше параметрами, і далі у нас є широкі можливості по корекції перспективи і перетворення знімка в іншу проекцію.
Нижче наведені мініатюри кадрів до і після перетворення. Клацнувши по ним мишею, можна побачити знімки оригінального розміру.
Окуляр Геліос 44, фокусна відстань об'єктива камери 44 мм
Після перетворення в прямолінійну проекцію в програмі hugin
Зазначу деякі особливості зйомки, властиві об'єктиву Пеленг незалежно, в якій якості та з якою камерою він використовується. Якщо в край потрапляє сонце або дуже світла область, то вона створить білястий кільцевої відблиск в протилежному куті кадру. Якщо не варто завдання отримати охоплення точно в 180 градусів, то є сенс вирізати коло або еліпс з трохи меншим діаметром. Яскравість відблиску можна спробувати компенсувати, але менший контраст робить задачу щодо повного усунення засвічення практично нездійсненним. Якщо ж завдання стоїть в оцінці відсотка хмарності, то дані відблиски не є істотними, хмара від чистого неба і в засвічених областях добре розрізняються.
Пересвічене небо в лівому верхньому кутку дає засвічення у вигляді білястого плями в правому нижньому кутку кадра
Низьке сонце світить точно в спину, світлий кільцевої відблиск практично непомітний
ГалереяДо більшості наведених нижче знімків застосовані програмні методи поліпшення якості. Дана галерея має на меті показати максимально досяжний результат при використанні афокальнимі насадки і подальшій обробці. Всі знімки зроблені камерою Canon Power Shot A650IS. У підписах під знімками відзначено фокусна відстань об'єктива камери і об'єктив, який використовувався в якості окуляра.
Юпітер 3. F = 22 мм
Юпітер 3. F = 22 мм
Юпітер 3. F = 22 мм
Юпітер 3. F = 25 мм
Юпітер 3. F = 19 мм
Юпітер 3. F = 44 мм
Юпітер 3. F = 22 мм
Юпітер 3. F = 22 мм
Юпітер 3. F = 44 мм
Юпітер 3. F = 19 мм
Юпітер 3. F = 17 мм
Юпітер 3. F = 22 мм
Юпітер 3. F = 19 мм
Геліос 44. F = 22 мм