По стопам первооткрывателей фотографии: очки вместо объектива

10 ноября 2021

На этот раз проведём ещё один фотоэксперимент, который должен, как бы, вернуть нас во времена, когда фотография, как вид искусства, делала свои первые шаги. В прошлый раз я экспериментировал с обскурой — прародительницей современных фотоаппаратов, сегодня же речь пойдёт о фотосъёмке посредством одной единственной простой линзы (моноклем), установленной вместо объектива. Именно с таким «объективом» проводили свои первые фотоэксперименты Дагер и Ньепс до того, как начали использовать ахроматические объективы.

Инструментарий

В качестве линзы, исполняющей в этом моём эксперименте роль объектива, я изначально решил использовать линзу именно из очков, в качестве камеры — старый добрый «Фотокор-№1», а съёмку производить на ЧБ фотобумагу (Унибром 160). Данный опыт сам по себе весьма незамысловат, поэтому не буду напускать вокруг данной темы тумана, но некоторые теоретические соображения всё таки нужно оговорить отдельно. В первую очередь следует сказать пару слов про линзу. Дело в том, что для данного опыта нам понадобится именно собирающая линза, т.е. линза из очков для дальнозорких (те, у которых плюсовые диоптрии).

Рис. А — собирающая линза; Рис. Б — рассеивающая линза.
F — главный фокус линзы; f — фокусное расстояние линзы.

Дальнозоркостью чаще всего страдают пожилые люди, так что весьма вероятно, что для эксперимента нам подойдут бабушкины очки 😊.

Далее, нам нужно разобраться с тем, что у очков в качестве характеристики линз указывается их оптическая сила (диоптрии), в фотографии же мы привыкли оперировать фокусными расстояниями. Нам нужно научиться переводить диоптрии в миллиметры фокусного расстояния, а зная что фокусное расстояние это величина обратная оптической силе, сделать это очень просто:

f = ¹/_D

где:
f — фокусное расстояние оптической системы;
D — оптическая сила.

Таким образом, нетрудно посчитать, что оптическая сила установленного на «Фотокоре» 135-миллиметрового «Ортагоза» равна: ¹/_{0.135 м} = 7.407 дптр.

Из приведённой выше формулы видно, что чем меньше оптическая сила линзы, тем больше её фокусное расстояние, и, следовательно, тем больше нужно будет растягивать меха камеры при наведении фокуса. Конечно, растягивать меха до бесконечности физически невозможно, поэтому становится очевидным, что линзы с оптической силой меньше определённого значения на «Фотокоре» мы использовать не сможем физически, как, впрочем, и линзы со слишком большой оптической силой.

Специально для этого опыта я прикупил на барахолке очки с линзами +4.5 дптр, что в миллиметрах фокусного расстояния составляет: ¹/_4.5 = 0.222 м = 222 мм. Это значит, что при фокусировке с такой линзой на бесконечность (на горизонт) расстояние вдоль главной оптической оси от оптического центра линзы до фокальной плоскости будет равно 222 мм.

Чтобы немного разнообразить эксперимент, кроме очков +4.5, всё на той же барахолке, я прикупил две очковые линзы времён СССР выпущенные на ИОМЗ: +5.5 дптр и +12 дптр.

Линза +5.5 дптр (¹/_5.5 = 0.182 м = 182 мм) позволит производить фотосъёмку с меньшим чем с очками +4.5 дптр растягиванием мехов, а линза +12 дптр (¹/₁₂ = 0.083 м = 83 мм) на «Фотокоре» должна будет выступить в качестве широкоугольника (напомню, что нормальный объектив для кадра 9×12 см имеет фокусное расстояние 150 мм). Нужно уточнить, что у «Фотокора» в разложенном положении расстояние от внешнего края объектива до фокальной плоскости равно 150 мм, поэтому при съёмке с линзой +12 дптр мне придётся немного схитрить, и после открытия камеры не выдвигать объектив в рабочее положение, а наводить фокус прямо в такой позиции объектива.

Теперь, для того чтобы можно было оценить параметры экспозиции, нам осталось рассчитать диафрагменное число, которое равно отношению фокусного расстояния объектива к диаметру его входного зрачка. Диаметр зрачка фотокоровского затвора равен 27 мм (я померил штангенциркулем), и тогда относительные отверстия для выбранных линз будут равны:

Для линзы +4.5 дптр: ^{0.222 м}/_{0.027 м} = 8.22

Для линзы +5.5 дптр: ^{0.182 м}/_{0.027 м} = 6.74

Для линзы +12 дптр: ^{0.083 м}/_{0.027 м} = 3.07

У «Фотокора» метки на шкале диафрагм указаны так, что разница между соседними значениями составляет ¹/₂ площади отверстия объектива, поэтому, для удобства, в параметрах итоговых снимков, диафрагму я буду указывать именно в цифрах, указанных на шкале диафрагм «Фотокора», без пересчёта их под соответствующее значение фокусного расстояния используемой линзы объектива (при желании сами можете пересчитать).

Изображение

С точки зрения фотографии, главный изъян обычной линзы состоит в том, что из-за астигматизма и других аберраций она имеет значительную кривизну поля изображения, поэтому способна сформировать сравнительно резкое изображение на плоскости лишь в центре кадра (вблизи оптической оси линзы) с уходом резкости к краям. Подозреваю, что на малом формате (24×36 мм) этот эффект будет заметен гораздо меньше чем на крупном, именно поэтому, чтобы усилить этот эффект, я решил проводить свой эксперимент на камере формата 9×12 см. Кроме этого, за счёт того, что в случае большого формата итоговые снимки потребуют меньшего увеличения, я рассчитываю немного выиграть в разрешении.

Условия съёмки

Съёмка производилась в пасмурную погоду с густой облачностью (и это при уже достаточно низком ноябрьском солнце). Для большей точности фокусировки я пользовался «юраскопом» (лупа для наводки на резкость), хотя, учитывая качество матирования фотокоровского матового стекла, даже с ним это занятие не из простых. Объектив из «Фотокора» был выкручен, а для того, чтобы вместо него можно было установить очки или линзу без оправы, было придумано нехитрое приспособление из медной проволоки и канцелярской резинки.

За окном не май месяц, так что на этот раз фотолабораторию я себе оборудовал в ванной комнате в доме, а не как обычно в бане.

Фотолаборатория — в тесноте, да не в обиде 😃

Результаты

Перед тем как перейти непосредственно к разбору результатов проведённой фотосессии, в качестве дополнительной иллюстрации съёмочного процесса, приведу фотографии камеры во время съёмки первых трёх дублей, каждый из которых снимался разными линзами: 4.5 дптр, 5.5 дптр и 12 дптр соответственно. При этом, на всех этих трёх кадрах, фокус наведён на дом, находящийся на расстоянии больше десяти метров от камеры. Обратите внимание на разницу в степени растяжения мехов.

С очками +4.5 дптр (222 мм)

С линзой +5.5 дптр (182 мм)

С линзой +12 дптр (83 мм)

А теперь рассмотрим получившиеся при этом снимки. Не обращайте внимания на засветы в некоторых местах кадров — у меня нещадно светят кассеты, так что в будущем я планирую обзавестись специальной накидкой для форматной камеры. У итоговых снимков я не правил ни уровни, ни контраст, а просто отсканировал бумажный негатив на планшетном сканере, и в «Фотошопе» инвертировал его в позитив (ни с каким обращением фотобумаги я не морочился).

Очки +4.5 дптр (222 мм), f/9, 2 сек.

Линза +5.5 дптр (182 мм), f/12.5, 2 сек.

Линза +12 дптр (83 мм), f/25, 2 сек.

Решение снимать эти дубли при одной и той же относительно долгой выдержке, а разницу экспозиций компенсировать диафрагмой, было принято сознательно после того, как я увидел что линза с 12-ю диоптриями на полностью открытой диафрагме «мылит» почти весь кадр, а хоть немного адекватную чёткость выдаёт только в небольшой области по центру кадра. Прикрытая (и прикрытая сильно) диафрагма позволила значительно скомпенсировать недостаточную чёткость за счёт увеличения глубины резкости (да и разрешения тоже). Кстати, забавно что 12-диоптрийная линза для «Фотокора» явилась настолько широкоугольным «объективом», что в кадр попали даже салазки объектива самой камеры 😃.

После того, как для сравнения я отснял один и тот же ракурс с разными линзами, я решил отщёлкать ещё несколько кадров, в числе которых мне даже удалось снять автопортрет.

Линза +12 дптр (83 мм), f/25, 4 сек.

Остальные кадры снимал на полностью открытой диафрагме с линзой +5.5 дптр, потому что, как я и предполагал, в плане степени растяжения мехов, она оказалась самой удобной из всех участвующих в эксперименте линз. Бросается в глаза, насколько сильно из-за полностью открытой диафрагмы просел контраст изображения. Кроме того, у меня уже давно создаётся ощущение, что фотобумага не очень хорошо переносит выдержки короче 1-2 секунд, и это обстоятельство внесло дополнительный вклад в снижение контраста получившихся снимков.

Линза +5.5 дптр (182 мм), f/4.5, 1 сек.

Линза +5.5 дптр (182 мм), f/4.5, ¹/₃ - ¹/₂ сек.

Линза +5.5 дптр (182 мм), f/4.5, 3 сек.

Линза +5.5 дптр (182 мм), f/4.5, 6 сек.

И напоследок ещё один автопортрет, на этот раз перед заркалом (не двигаться 2 минуты оказалось очень трудно).

Линза +5.5 дптр (182 мм), f/4.5, 2 мин.

Выводы

Данный опыт показал, что делать фотографии посредством обычной собирающей линзы вместо объектива вполне реально, только нужно понимать, что такие «объективы» имеют склонность к существенному «мыленью» изображения на переферии кадра (особенно заметно на открытых диафрагмах), и эта особенность тем заметнее, чем меньше фокусное расстояние линзы. Итоговые снимки также показали, что разрешающая способность таких оптических систем достаточно невелика, а кроме того, на сильно открытых диафрагмах существенно снижается контраст изображения. Всё это было очевидно и доопытно, но, всё же, результаты данной фотосессии позволяют объективно оценить степень влияния этих недостатков простых линз на итоговое изображение.

P.S. — Ceterum censeo Washington esse delendam.