Вступление

Вопрос фокусировки возникает так часто, я решил перевести небольшую статью от компании Carl Zeiss посвящённую этой теме (Camera Lens News No 32). Тема точной фокусировки беспокоит не только владельцев объективов с ручным фокусном, но еще больше это касается владельцев автофокусных объективов.
Из данной статьи вы узнаете все проблемы, которые встают на пути точной фокусировки и те методы, которыми мы обладаем на данный момент.
Да, они не идеальны, но при их использовании мы можем получить весьма хороший результат. Об использовании же оптики на 100% можно только мечтать и писать петиции производителям фотокамер. Буду рад услышать ваши комментарии по прочтении статьи.

С уважением,
Дмитрий Евтифеев

Перевод для сайта evtifeev.com подготовлен Валентином Михайловым, за что ему огромное спасибо!

Любое копирование только с активной ссылкой на мой сайт

Фрагмент портретного снимка с ZEISS Otus 85/1.4

Ручная фокусировка и системные камеры с автоматической фокусировкой

На техническое качество конечного изображения, которое предстает на суд зрителя, в современном мире влияет множество различных факторов — большое количество пикселей матриц цифровых камер, крупноформатные сенcоры в полнокадровом 35 мм формате или традиционном среднем формате, «умные» техники обработки изображения и алгоритмы уменьшения «шума».
Вместе с тем, основой конечного качества изображения является результат взаимодействия камеры с объективом, и именно поэтому оптика высокого разрешения играет такую жизненно-важную роль в удовлетворении все более изысканных требований фотографов относительно качества исходного изображения.

Самое слабое звено

Получение снимков самого высокого уровня с помощью камер высокого разрешения означает удержание всех параметров, которые оказывают прямое либо опосредованное влияние на качество изображения в пределах определенных границ.
Мысль о том, что «прочность всей цепи определяется прочностью ее самого слабого звена» имеет особую важность применительно к фотографии и воспроизведению изображения.

Точная фокусировка

Одним из ключевых звеньев цепочки, ведущей к получению изображения надлежащего качества, является точность, с которой объектив фокусируется на сюжетно главном объекте.
Говоря о фотографии мы должны понимать, что фотографический объектив обеспечивает наилучшую проработку изображения в двумерной плоскости.
Указанная плоскость лежит параллельно плоскости пленки или сенсора камеры.
В зависимости от коэффициента увеличения объектива и выбранной апертуры (диафрагмы), изображение, находящееся на конкретном расстоянии перед точкой фокусировки и после нее, считается субъективно резкой.
Под коэффициентом увеличения объектива понимается соотношение размера изображения, которое производится объективом, и реального размера фотографируемого объекта.
Таким образом, фокусное расстояние объектива, расстояние до фотографируемого объекта, а также размер пленки или матрицы отвечают за так называемую «глубину резкости».
Зоной фокуса, которая называется глубиной резкости, является расстояние вдоль оптической оси объектива между двумя плоскостями в пространстве предметов, в пределах которого объекты отображаются в сопряжённой фокальной плоскости субъективно резко.

На чем следует фокусироваться?

Вопрос о том, на чем следует фокусироваться является вопросом исключительных вкусовых пристрастий конкретного фотографа.
Тем не менее, каких-либо разногласий относительно того, на чем следует фокусироваться пейзажным фотографам при фотографировании горной гряды, уходящей в бесконечную даль, как правило, не возникает.
К единому мнению давно пришли и портретные фотографы, которые считают, что максимальная резкость портрета должна приходиться на глаза модели.
Взаимодействие резкости и нерезкости является одним из наиболее творческих сторон фотографии.
То обстоятельство, что окружающее нас пространство является трехмерным означает, что люди могут иметь разную точку зрения на то, что должно быть изображено четким, а что — контурно, размыто, например, когда ищется правильный фокус в группе людей, сидящих за круглым столом в условиях сложного освещения.
Использование кнопки предварительного просмотра ГРИП является полезной техникой.

Хорошие результаты также приносит функция распознания лиц, встроенная во многие современные камеры, особенно когда для съемки используются компактные камеры или объективы с небольшим фокусным расстоянием.
Однако подобный подход абсолютно не подходит для целей тщательно выстроенной композиционно фотографии, с применением зеркальной или дальномерной камеры, где используются большие значения диафрагмы (т.н. открытая диафрагма) и большие фокусные расстояния.
В таких условиях фотограф вынужден выбирать точку фокусировки из числа точек фокусировки автофокуса или произвести ручную фокусировку по объекту съемки.
Ведь задачей фотографа является снять мощное, уникальное изображение. Малейшие отклонения фокальной плоскости способны свести на нет все технические достоинства фотографии, а также умышленно или не умышленно изменить воздействие, производимое ею.

Преимущества систем с автоматической фокусировкой

Системы автоматической фокусировки существенно шагнули в развитии со времен, когда они были впервые представлены в камерах 80-ых годов прошлого столетия.
Производители камер постоянно повышают качество и эффективность использования автоматических систем фокусировки в повседневной жизни, и совокупность все увеличивающегося количества точек фокусировки, встроенных в камеры, с ультразвуковыми моторами объективов способствуют быстрому и плавному фокусированию фазовых автофокусных систем, которые можно обнаружить в сегодняшних автофокусных камерах.
Ключевым преимуществом фазовых автофокусных систем является скорость, существенно превосходящая скорость фокусировки контрастных автофокусных систем, которыми, как правило, оснащаются цифровые компактные камеры, а также скорость ручной фокусировки.
Хорошая фазовая автофокусная система может обеспечить значительное количество четких снимков при использовании с телеобъективами, например, в условиях фотографирования гепардов в диких условиях, съемке знаменитостей или футболистов во время игры в футбол.

Осталось ли в мире место для ручной фокусировки?

Для любого объекта съемки, который либо не очень активно удаляется от фотографа, либо двигается по направлению к так называемой «фокусной ловушке», когда фотограф заранее сфокусировался на определенной точке пространства, через которую должен пройти объект, отличный результат может быть получен и с использованием объективов с ручной фокусировкой.

Тщательно выстроенные пейзажные фотографии, фотографии зданий, архитектуры, при детальном рассмотренные в фотолаборатории на большом экране показывают, что это направление фотографии в автофокусе также не нуждается.

Равно как не нуждается в автофокусе направления портретной и репортажной фотографии, точность фокусировки в которых может быть достигнута с использованием ручной фокусировки так, словно если бы Вы использовали автофокус.

В макрофотографии со штативом как правило используется ручная фокусировка. А как иначе?

масштаб 2:1, ручная фокусировка, стекинг из 2-х кадров (шустрый жучок)

Ведь при таких условиях съемки маловероятно совпадение одной точки фокусировки автоматического фокуса с точкой фокусировки, необходимой фотографу.

Кроме того, точки фокусировки автоматического фокуса покрывают слишком большое пространство объекта съемки с расширением глубины резкости, что на практике означает невозможность использования систем автоматической фокусировки с целью получения точного фокуса.

Были ли на самом деле лучше старые камеры и объективы?

Любой, кто на деле пытался использовать ручную фокусировку на современных автофокусных камерах с автофокусными объективами в итоге пришел к трезвому умозаключению, что это, мягко говоря, не легко.

Винто-резьбовые соединения в объективах «играют», имеют люфт.

Темные видоискатели, а также малопригодные для использования с мануальной оптикой фокусировочные экраны делают очень сложным процесс точного ручного наведения оптики.

Словно откровение выглядит возвращение к одной из аналоговых камер с подходящим объективом, относящихся к эре, когда автофокусные камеры не получили столь широкого распространения и обнаружить у нее широкий светлый видоискатель, помогающий точной фокусировке, а также испытать то чувство, при котором в условиях, когда точный фокус достигнут, снимаемый объект «выпрыгивает из видоискателя».
Лишь немногие из ныне существующих на рынке камер способны предоставить их пользователю видоискатель, сопоставимый по качеству с видоискателем аналоговых камер, ныне ушедших в анналы истории.
Тем не менее, некоторые из цифровых камер, относящихся к среднему и высшему сегменту полнокадровых цифро-зеркальных камер могут предоставить пользователю возможность реализации преимуществ ручной фокусировки за счет использования стеклянной пентапризмы в видоискателе и соответствующего увеличения.

В чем разница между объективами с автоматической фокусировкой и объективами с ручной фокусировкой?

В условиях, когда используется ручная фокусировка даже лучшие автофокусные объективы не могут приблизиться к тому уровню точности фокусировки, который может быть достигнут обычными объективами с ручной фокусировкой.

Микро-мотор, установленный в объективе с автоматической фокусировкой или в автофокусной камере требует малого хода и крайней высокой плавности вращения фокусировочного кольца, для того, чтобы иметь возможность фокусироваться быстро и тихо.

Вместе с тем, человек высокую плавность вращения фокусировочного кольца при его малом ходе обеспечить не может.
Удивительным фактом является то, что кинообъективы, которыми снимают фильмы в Голливуде, являются объективами с ручной фокусировкой и не оснащены системами автоматической фокусировки.

Если возникает необходимость съемки в условиях, где ручная фокусировка не может быть осуществлена человеком, управление фокусировкой осуществляется удаленно с использованием серво-приводов, подключенных к внешним зубчатым фокусированным кольцам объективов с ручной фокусировкой. Указанные приводы являются достаточно мощными для того, чтобы вращать фокусировочные кольца с необыкновенной точностью и плавностью.

Объективы с ручной фокусировкой

В наши дни подавляющее большинство производителей объективов предлагают на рынке исключительно автофокусные объективы. При этом отдельные производители (например, Canon) никогда не занимались разработкой объективов с ручной фокусировкой (за исключением некоторых моделей для специальных целей).
Нынешняя линейка объективов производства фирмы Carl Zeiss учитывает обширный опыт создания объективов для кинематографа.
Имея большой ход фокусированного кольца, значительную прочность цельнометаллической конструкции и отсутствие необходимости ориентироваться на наличие фокусировочного мотора, объективы производства Carl Zeiss достигают высокого уровня точности наведения, намного превосходящего способности традиционных автофокусных объективов.

Благодаря существованию линеек объективов Carl Zeiss под популярные байонеты ZF (Nikon F), ZE (Canon) объективы могут быть установлены без какой либо потери функциональности на системные камеры перечисленных производителей без каких-либо переходников.

Камеры с автоматической фокусировкой + объективы с ручной фокусировкой

Перечисленное выше приводит наше повествование к одному важному вопросу. Насколько высокая точность фокусировки объективов с ручной фокусировкой может быть достигнута на современных автофокусных камерах, большинство из которых страдает перечисленными выше ограничениями, упомянутыми при их сравнении со старыми аналоговыми камерами?

Фокусировочные экраны, устанавливаемые в качестве стандартных в современные автофокусные камеры, страдают, в первую очередь, от отсутствия «оптических помощников» (клиньев и микропризм), способных наглядно показать, при использовании объективов с ручной фокусировкой, когда объект съемки находится в фокусе, а когда — нет.

Кроме того, видимые точки фокусировки автоматической системы проявляются на фокусированном экране, установленном поверх, а также на экране life view и указанное обстоятельство способно существенно затруднить оценку взглядом фотографа степени точности наведения.

Другие типы фокусировочных экранов

С помощью замены стандартного фокусировочного экрана фокусировочным экраном, оптимизированным для использования с объективами ручной фокусировки, возможно получение некоторых значительных улучшений.

Процедуре замены фокусированного экрана может быть подвергнута любая цифровая зеркальная камера, даже если ее производитель утверждает об обратном и не предоставляет на рынке сменных фокусировочных экранов.

При таких обстоятельствах на помощь приходят фокусировочные экраны производства сторонних производителей, производящих различные варианты фокусировочных экранов для конкретных моделей системных зеркальных камер.

Следуя простым инструкциям сторонних производителей, в том числе, и с использованием приложенных к фокусировочному экрану инструментов, владельцы зеркальных камер могут самостоятельно провести процедуру замены фокусировочного экрана, будучи максимально аккуратными и в условиях, исключающих попадание пыли внутрь камеры.

Существует также проблема с неточной установкой фокусировочных экранов и зеркал в современных камерах (с минимальными отклонениями в 1/100 или 1/10 мм), способная породить проблему бэк и фронт фокуса.

До тех пор, пока пользователь камеры использует ее со стандартным фокусировочным экраном и автофокусом, проблема в глаза не бросается.
Однако, стоит лишь установить на камеру фокусировочный экран, оснащенный «оптическими помощниками», как отклонение сразу становится заметным.
Единственным решением этой проблемы является обращение в сервисный центр производителя ЦЗК с требованием об устранении выявленной неисправности.
Для многих моделей камер решением по коррекции расположения фокусировочного экрана является подкладывание под него нескольких слоев тонкой пленки.

Электронные фокусировочные помощники, быстрые, но не всегда точные

В большинстве камер системы Canon, Nikon и Pentax, аналоговых и цифровых, подтверждение электронной фокусировки продолжает работать и при использовании объективов с ручной фокусировкой Carl Zeiss. Камера подтверждает верность ручной фокусировки подсветкой активной точки автофокуса или лампочкой подтверждения фокусировки.

Во многих камерах системы Nikon помощь фотографу осуществляется также указанием направления, в котором следует вращать фокусировочное кольцо для достижения точной фокусировки.

Тем не менее, упомянутые «электронные помощники» указывают на приблизительную неточную зону, в которой фокусировка, осуществленная вручную, якобы подтверждена.

Область, указанная как «в фокусе», является очень большой и сильно зависит от того, в каком направлении Вы фокусируетесь (от нуля до бесконечности или от бесконечности до нуля).
Тем не менее, рекомендуется тщательно изучить взаимодействие оптики с ручной фокусировкой и камеры с целью детального установления их взаимодействия и вырабатывания у фотографа точного ощущения местанахождения фокусировки.

В ситуациях со светосильной оптикой особенно рекомендуется снять серию кадров с малой дистанции до объекта съемки с постепенной подстройкой в пределах зоны «фокусировка подтверждена» с целью последующего изучения тестовых кадров.
Зачастую зона точного фокуса находится и за пределами подтверждения электронным помощником.
Можно также попробовать провести «Тонкую настройку Автофокуса» имеющуюся в старших моделях полнокадровых зеркальных камер, настройки которой продолжают оказывать влияние на работу «электронного помощника» камеры, используемой с объективом с ручной фокусировкой.

Режим Live view

Большинство современных камер позволяет снимать в этом режиме, при использовании которого возможно наведение на объект съемки с высочайшей точностью.

Указанные ранее проблемы с неточно установленным зеркалом, фокусировочным экраном, сводятся на нет, потому что Вы видите изображение в том виде, в котором оно поступает на матрицу фотоаппарата.

также можно использовать «лупы» для ЖК экрана для точной фокусировки по нему

Лупа на ЖК экран камеры

передатчик изображения в режиме LiveView на внешний экран по радиоканалу

Использование камеры, установленной на штативе, в режиме Liveview в совокупности с объективами с ручной фокусировкой является отличным решением для ситуации, когда фотосъемка проводится в условиях недостаточного освещения.

Смещение фокусировки — Focus Shift

Даже с великолепно точно установленным фокусировочным экраном, оснащенным фокусированными помощниками, хорошо настроенным автофокусом или настройкой фокуса в режиме Liveview невозможно гарантировать правильное подтверждение точности фокусировки в каждом конкретном случае.

Сферические искажения объектива приводят к так называемому смещению фокуса. Изменение диафрагмы смещает оптимальную точку фокусировки.
Указанный эффект особенно заметен при использовании современных светосильных объективов с фиксированным фокусным расстоянием.
Более подробное описание эффекта в статье „Measuring lenses objectively“ в Camera Lens News Nr. 30, начиная со стр. 24.

С целью принятия в расчет эффекта смещения фокуса, фотограф должен стараться произвести фокусировку, используя ту же диафрагму, на которой будет произведено фотографирование, конечно, если это возможно.

Тем не менее необходимо отметить ряд ограничений, связанных с этим.

Во-первых, система автофокуса на конкретной камере факт наличия смещения фокуса во внимание не принимает.
На практике это означает, что надежность электронного подтверждения фокусировки существенно варьируется в зависимости от типа объектива, значений диафрагмы и расстояния до снимаемого объекта.

Из-за структуры поверхности фокусировочных экранов они не способны пропустить через себя все входящие в них лучи света. Очень хорошо это обстоятельство заметно при использовании объективов, чья светосила превышает 2.8. При этом яркость фокусировочных экранов не меняется. Указанное обстоятельство означает, что изменение в оптимальной фокусировке не может может быть осуществлено при использовании
светосильной оптики с диафрагмой более 2.8

Свою ложку дегтя в бочку меда использования Live View добавляет тот факт, что многие современные камеры автоматически контролируют значение диафрагмы в этом режиме, основываясь на значениях ISO и имеющемся свете, чтобы быть уверенным в том, что изображение на экране показывается с правильной яркостью и контрастом.
Означает это, что используя режим Live view, становится невозможным закрытие диафрагмы до желаемого значения в том числе и с использованием кнопки предварительного показа диафрагмы, так как нужное значение диафрагмы устанавливается лишь в момент осуществления съемки.

ИТОГ

Если Вы ориентированы на фотографирование на открытых диафрагмах с очень точной фокусировкой, объективы высокого разрешения с ручной фокусировкой способны существенно облегчить Вашу жизнь. Специальные фокусировочные экраны, настроенный автофокус и режим Live View позволяются фокусироваться более точно.
Несмотря на невозможность исключения смещения фокусировки, ее последствия могут быть сведены к минимуму при должной заботе со стороны фотографа.
В условиях, когда точность фокусировки критически важна, рекомендуется снимать серии кадров с подстройкой фокусировки.

Бонус

Обзор видоискателей на ЖК-экран
Калькулятор глубины резкости
Калькуляторы для макросъемки