Jak vybrat správný digitální fotoaparát? III. - Optika - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

DF 10 rad

DF 10 rad

23. listopadu 2004, 00.00 | Třetí díl seriálu o výběru digitálního fotoaparátu bude zaměřen na vlastnosti objektivů. Víte co chcete fotografovat a nevíte na co si máte dát pozor při výběru nového digitálního fotoaparátu? K tomu vám pomůže náš seriál a dnešní část vám poradí, na co si dát pozor u parametrů objektivu.

V minulých dvou částech našeho seriálu jsme vás seznámili s některými základními kritériemi, podle nichž je dobré se řídit při nákupu digitálního fotoaparátu. Druhá část vám přiblížila problematiku snímačů, jejich výhody, nevýhody a vady. Dnešní třetí část by vám měla přiblížit problematiku objektivů a jejich základní výhody a nedostatky, protože kromě snímače a návazných elektronických zařízení je optika, tedy objektiv digitálního fotoaparátu, druhým zásadně určujícím prvkem, jenž rozhoduje o kvalitě výsledného snímku. Ve snímačích se orientuje poměrně snadno, stačí si zjistit celkový počet efektivních buněk a máte předběžnou představu o jeho kapacitě, z čehož vyplývá i maximální velikost snímku po "vyvolání". S optikou je to o něco složitější.

Co to objektiv je a jakou plní úlohu
Základní problematika spojená s objektivy u digitálních fotoaparátů je velmi podobná s problematikou u klasických fotoaparátů, kde se místo elektronického prvku pro záznam obrazu využívá světlocitlivého materiálu v podobě filmu. Se zmenšením světlocitlivého prvku bylo možné zmenšit i velikost objektivů. V praxi to znamená, že čím menší sensor u digitálního fotoaparátu máte, tím může být i menší velikost objektivu. S výhodami a nevýhodami velikosti snímače jsme vás seznámili v minulém článku, proto ho nebudeme zde dále rozebírat.
Objektiv je méně či více složitá soustava spojných a rozptylných čoček, která má za úkol promítnout optický obraz prostorové skutečnosti na světlocitlivý materiál. Teoreticky vzato by se mohl vyrobit objektiv s jednou čočkou. Bohužel existují optické vady v důsledku výrobních nepřesností a nestejným lomem světla různé vlnové délky, proto je nutno sestavovat objektiv s více optických členů, které vzájemně ruší své optické vady. Více čoček je také nutné kvůli zaostřování a možnosti změny ohniskové vzdálenosti. Mluvíme tedy o optických členech sdružených do skupin. Ve stejné skupině se vzájemně čočky nepohybují, ale oproti jiným skupinám se pohybovat mohou.
Čočky mají různé charakteristické vlastnosti lomu a existuje mnoho druhů čoček včetně tzv. DE čočky, jenž je vyrobena ze speciálního litého skla se specifickými vlastnostmi lomu. Obecně však platí, že čím více členů systém má, tím má obvykle lepší optické vlastnosti. Na druhou stranu čím vyšší počet členů objektivu, tím je digitální fotoaparát dražší. Jelikož objektivy jsou optickými členy, tak vykazují i několik vad a zkreslení, o kterých budeme mluvit v závěru.

Ohnisková vzdálenost a světelnost
Jeden ze základních parametrů objektivů je ohnisková vzdálenost, s ní související zorný úhel, a světelnost objektivu. Ohniskovou vzdálenost označujeme malým písmenem f. Udává vzdálenost měřenou od optického středu objektivu k rovině snímání ( světlocitlivý materiál v případě digitální fotografie čip), v níž jsou objekty ležící v nekonečnu zobrazeny ostré. Musíme však vědět velikost snímaného obrazu, protože pro různé formáty světlocitlivých materiálů se bude daná ohnisková vzdálenost jevit jinak. Uvedu příklad: U klasické fotografie, kdy je velikost snímaného objektu daný velikosti políčka filmu (36 x 24 mm) je udávané tzv. "základní ohnisko" 50 mm objektiv, který by měl zobrazovat obraz 1:1 se zorným úhlem 46 stupňů. Naproti tomu při použití formátu 6 x 6 cm se bude tento objektiv jevit jako širokoúhlý a při použití formátu 6 x 9cm se bude jevit jako velmi širokoúhlý. V digitální fotografii vzhledem k různým velikostem snímače (1/1.8", 1/2,5", 1/3.8" apod.) by byl poměr a zorný úhel objektivů ještě méně přehlednější, proto se přistoupilo k tzv. ekvivalentu na 35mm formát. Rozsah ohniskové vzdálenosti udávaná na objektivu 5,8 - 17,4 mm nám přesně neřekne, do jaké části je ohniskový rozsah položen, jestli směrem k širokoúhlému zobrazení nebo směrem k zobrazením s větším přiblížením (tele). Z tohoto důvodu se udává i tzv. ohnisková vzdálenost po přepočtu na 35 mm film, jenž nám blíže řekne, kam je daný rozsah umístěn. V tomto konkrétním případě je to rozsah 35 - 105 mm, tedy blíže k širokoúhlému zobrazení. Takovéto objektivy mají proměnnou ohniskovou vzdálenost neboli zoom, a čísla udávají rozsah odpovídajících ohnisek čili rozsah odpovídajících úhlů. Rozsah 25 - 250 mm má tedy zoom 1:10 od velmi širokoúhlého do mírného teleobjektivu.
V praxi to vypadá tak, že objekt stejně vzdálený od fotografického přístroje zobrazí objektiv s větší ohniskovou vzdáleností jako větší a naopak. S ohniskovou vzdáleností úzce souvisí i hloubka ostrosti. Co to taková hloubka ostrosti je? Hloubka ostrosti udává rozsah vzdáleností, uvnitř kterých jsou objekty přijatelně ostré. Jinak řečeno, objekty vzdálené od roviny zaostření ztrácí svoji ostrost čím dále jsou vzdálenější od této roviny. Dále platí, že čím dále je zaostřený objekt od fotoaparátu, tím je větší hloubka ostrosti a čím je ohnisková vzdálenost objektivu vyšší, tím je hloubka ostrosti menší. A konečně platí, že čím větší je clona, tedy vyšší clonové číslo, tím větší je hloubka ostrosti. Objektivy digitálních kompaktů mají fyzicky tak krátká ohniska, že jejich hloubka ostrosti je vždy veliká, tudíž neostrost snímků je většinou způsobená špatným zaostřením nebo rozhýbáním přístroje.
Každý objektiv je kromě ohniskové vzdálenosti charakterizován také jeho světelností. Světelnost objektivu je v podstatě maximální schopnost přijímat světlo, přičemž však platí čím menší je číslo označující světelnost, tím je tato schopnost vyšší. Při fotografování to znamená, že čím větší světelnost (menší číslo), tím mohu při dané scéně zkrátit expoziční čas, takže snížím možnost roztřesení snímku (rozmazání). Někdo může namítnout, že existuje stativ a ten mi zabrání chvění přístroje a mohu fotografovat i scénu, při které potřebuji delší expoziční čas. Ano při fotografování statických scén je to východisko. Při fotografování dynamických scén např. sportu nebo hrajících si dětí apod. , potřebujeme k zachycení snímku krátkého času, aby jsme neměli snímek rozmazaný.

Jaké existují typy objektivů
Zatím jsme se bavili o vlastnostech objektivů a jaký mají důsledek při fotografování. Existuje několik skupin, do kterých objektivy dělíme. Ty nejjednodušší objektivy jsou objektivy s pevným ohniskem, tj. s pevně danou ohniskovou vzdáleností, kterou nemůžete nijak měnit. Konstrukčně, tedy i finančně jsou tyto objektivy málo náročné. Výhodou je tedy jejich cena, nevýhodou je kreativnost, protože jestliže chcete změnit kompozici snímku, přiblížit nebo oddálit objekt musíte to provést oddálením nebo přiblížením celého fotoaparátu.
V souvislosti s objektivy s pevně danou ohniskovou vzdáleností se někdy používá pojem fix fokus. Tento pojem označuje objektivy, u kterých nejde ostřit, tj. měnit rovinu zaostření. Tyto objektivy jsou většinou nastaveny tak, že vykreslují více méně všechno, obvykle od určité vzdálenosti (většinou to bývají tři metry) do nekonečna. Tyto typy objektivů najdeme většinou v té nejnižší cenové kategorii digitálních fotoaparátů. Při koupi takovéhoto fotoaparátu je si třeba uvědomit, že je schopen pořizovat "kvalitní" snímky, ale že ve své podstatě si kupujeme jen nenáročný obrazový zápisník a nemůžeme od něj čekat plný výkon na aktuální technologické úrovni.
V dnešní době převládají objektivy s proměnlivým ohniskem, tzv. zoomy, jenž jsou složeny z několika optický prvků uložených do optických skupin které se při změně ohniskové vzdálenosti vůči sobě pohybují. U miniaturních kompaktů bývá rozsah zoomu obvykle 1:2, např. 35-70mm (po přepočtu na 35 mm formát), v běžných kompaktech najdeme zpravidla zoom 1:3 a u kompaktů vyšší třídy až 1:12. V praxi to znamená velikost přiblížení. Dvanáctinásobný optický zoom přiblíží objekt více než dvojnásobný.
Pro běžnou dokumentaci nebo fotografování domácích snímků nebudeme zpravidla potřebovat ohnisko odpovídající f=360 mm a naopak při fotografování sportu na velkém stadioně těžko obstojíme s kompaktem, jenž má zoom 1:2.
Jestliže potřebujeme mít univerzální digitální přístroj s možností široké změny ohniskových vzdáleností, je dobré si pořídit digitální fotoaparát umožňující objektivy vyměnit. Potom máte k dispozici přístroj, jenž můžete využít opravdu na cokoliv. Výměnné objektivy jsou jak s pevným ohniskem, tak s ohniskem proměnným. Objektivy s pevným ohniskem nevyžadují složitého konstrukčního řešení a pokud nemáte velké nároky na světelnost objektivu je to i levné řešení. Pokud však toužíte po profesionálních objektivech s širokým ohniskovým rozsahem, tak za tento objektiv již můžete zaplatit v řádu desítek až stovek tisíc korun.

Použití objektivů je závislé na jejich ohniskové vzdálenosti, neboť každý objektiv zobrazí tentýž předmět trochu jinak . Můžete detailně zachytit vzdálené objekty nebo naopak množství blízkých předmětů. Můžete měnit perspektivu snímku a hloubku prostoru. Volbou ohniskové vzdálenosti je určen zorný úhel - výsek prostoru, jenž objektiv zobrazí. Objektivy s krátkou ohniskovou vzdáleností mají velký zorný úhel a zobrazí velikou část prostoru s velkým množstvím poměrně malých předmětů. Na druhou stranu objektivy s velkou ohniskovou vzdáleností mají malý zorný úhel a zobrazí malou část prostoru a předměty umístěné uvnitř obrazového pole jsou poměrně velké.
Co se týká hloubky prostoru, vytvářejí širokoúhlé objektivy při použití zblízka výraznější dojem prostoru než normální objektiv. Předměty v pozadí ustupují a zdají se být mnohem menší. Objektivy s delší ohniskovou vzdáleností zdánlivě zvětšují předměty v pozadí a vytvářejí tak zploštění perspektivy.
Proto dále dělíme objektivy dle ohniskové vzdálenosti na:
- Objektivy "rybí oko"
- Širokoúhlé objektivy
- Standardní objektivy
- Teleobjektivy

Objektivy "rybí oko" jsou objektivy, jenž mají ohniskovou vzdálenost do 8mm. Jejich zorný úhel se pohybuje od 220 do 180 stupňů, to jest zabírají větší část než je kolmá rovina. Tyto objektivy silně zakřivují všechny přímky vyjma té, co prochází středem obrazu. Snímky pořízené těmito objektivy vypadají velmi nepřirozeně a oblast jejich uplatnění je poměrně malá. Čtvercové nebo obdelníkové předměty vypadají na snímcích vypukle, přímky u okrajů se ohýbají a okolí objektivu je zobrazeno ve tvaru kruhového prstence. Jejich využití je velmi malé a používají se pro fotografování architektury, kdy není jiného zbytí a pro umělecké účely.
Širokoúhlé objektivy jsou objektivy, jejichž ohnisková vzdálenost se pohybuje v rozsahu 18 - 35 mm. Tyto objektivy jsou vhodné pro fotografování v těsných prostorách nebo z bezprostřední blízkosti, kdy je požadován úzký kontakt s fotografovanou osobou nebo předmětem. Širokoúhlé objektivy vynikají vekou hloubkou ostrosti a čím kratší je ohnisková vzdálenost, tím je větší soudkovité zkreslení u okrajů objektivu. Jejich hlavní použití je pro fotografování krajin a pro práci v malých prostorách, které neumožňují dostatečný odstup.
Standardní objektivy nebo také normální objektivy mají ohniskovou vzdálenost pohybující se okolo 50 mm. Tyto objektivy mají přibližně stejný zorný úhel jako lidské oko a ze všech objektivů dosahuje největší světelnosti. My pro zjednodušení standardními objektivy nazýváme objektivy s ohniskovou vzdáleností pohybující od 36 až do 85 mm. Standardní objektivy se používají na běžné fotografování, reportážní fotografe, portrétní fotografie, krajinářská apod.
Objektivy, které mají ohniskovou vzdálenost vyšší než 85 mm, řadíme mezi teleobjektivy. Takovéto objektivy vynikají vyšší hmotností, horší světelností a menší a hůře se snimi manipulujeí. Mají menší hloubku ostrosti a čím je ohnisková vzdálenost delší, tím je efekt zploštění výraznější. Nebezpečí neostrosti vzhledem k velikosti zorného úhlu je veliké. Ve své podstatě fungují jako dalekohledy, neboť přibližují vzdálený objekt. Extrémně dlouhé teleobjektivy jsou velké a těžké a mají malou světelnost, takže vyžadují pevného stativu, neboť zveličují každé nepatrné vychýlení, způsobené roztřesením digitálního fotoaparátu. Některé společnosti řeší tento jev nainstalováním stabilizátoru obrazu, který umožňuje udržet v ruce delší expoziční časy a eliminuje rozkývání objektivu při dlouhých ohniskách. Každá společnost má svoje patentované řešení fungující na podobné bázi. Některé společnosti stabilizaci obrazu řeší stabilizací snímacího čipu, což má tu výhodu, že již nepotřebujete mít stabilizovaný objektiv.

 

Vady objektivů
Ideální objektiv v praxi neexistuje, protože každá čočka je poznamenána při výrobě nějakou vadou. Nyní se podíváme na ty nejběžnější vady objektivů , se kterými se můžete potkat.
První zásadní vadou je sférické zkreslení, které se projevuje zkreslením fotografovaného prostoru. Při krátkých ohniskových vzdálenostech se obraz deformuje a má podobu soudku, proto se mu také říká soudkovité zkreslení. Naopak při dlouhých ohniskových vzdálenostech může objektiv trpět tzv. poduškovitým zkreslení. To je zkreslením přesně opačné oproti soudkovitému zkreslení a obraz se směrem k rohům protahuje.
Druhou výraznou vadou objektivů je ztráta světelnosti směrem k rohům obrazu, kde po té dochází ke ztrátě rozlišení a ostrosti snímku. Projevuje se plynulým ztmavením obrazu blízko rohů. Této vadě se říká vinětace.
Třetí hlavní vadou, kterou objektivy obvykle trpí, je chromatická neboli barevná aberace, která vzniká nestejným lomem světelných paprsků různé vlnové délky (barvy) na čočce objektivu. Aberace se projevuje barevnou, nejčastěji fialovou, konturou na přechodech mezi vysokým jasem a stínem. Vada se projevuje zejména v okrajových částech snímku.
Takovéto informace u fotoaparátů běžně nenajdete, proto je vhodné, jestliže se chcete vyhnout fotoaparátům s objektivy, jenž nadmíru trpí takovýmito nedostatky, je dobré si projít před nákupem daného fotoaparátu jeho recenzi.

Účel objektivu
Jednotlivé druhy fotografií mají různé nároky na objektivy. Často se také vyrábějí speciální objektivy pro nějaké účely:
Krajina - vysoké nároky na ostrost, kontrast, nízkou aberaci a reflexy v protisvětle. Často potřeba vysokého clonového čísla a měkce rozostřeného pozadí. Naopak nevadí absence zoomu, nízká světelnost, pomalé ostření a vysoká hmotnost.
Portrét a akt - naopak měkce kreslící objektivy, nízké nároky na ostrost a kontrast (neplatí u portrétů starých lidí), často potřeba vyšší světelnosti a měkce rozostřeného pozadí.
Architektura - podobné jako u krajiny, navíc vysoké nároky na nízké sférické zkreslení a vinětaci. Specializované shift objektivy umožňují odstranit kácení linií při snímání budov zespoda. To ale lze udělat i v grafickém programu.
Sport a zvířata - typicky silné teleobjektivy s potřebou vysoké světelnosti, rychlého ostření, případně stabilizací obrazu.
Makro - vysoké nároky na minimální zaostřovací vzdálenost, měřítko (1:1) a měkce rozostřeného pozadí.
Reportáž - široký rozsah zoomu (nevíte co bude), rychlé ostření, vysoká světelnost.

Závěr
Na závěr bych opět zopakoval, že nejdříve je si dobré uvědomit účel, ke kterému digitální fotoaparát budeme používat. Pokud potřebujete fotoaparát pro denní použití a zachycení každodenních snímků, postačí vám malý elegantní fotoaparát s 2násobným optickým zoomem. Pokud od fotoaparátu očekáváte více, ale neočekáváte od něj výjimečnou kvalitu obrazu a široký rozsah ohnisek, postačí vám některý z klasických kompaktů s 3 trojnásobným zoomem. Pokud žádáte univerzálnost a budete chtít fotografovat od krajinek, portrétů, reportáže až po sportovní fotografii, doporučil bych fotoaparáty s širokým ohniskovým rozsahem - 5násobný až 12násobný zoom. Jsou-li vaše nároky ještě vyšší a žádáte univerzálnost pro zachycení kvalitních fotografií, je na snadě se podívat po digitálních zrcadlovkách s výměnnými objektivy.
Při výběru digitálního fotoaparátu je dobré se podívat, jestli výrobci neudávají maximální zoom v kombinaci s digitálním zoomem, protože digitální zoom je matematické zpracování obrazové informace, kterou můžete snadno provést i v jednoduchých grafických editorech.