Объектив под водой - Массарский А. С.. Страница 8

Размеры рамки для желаемого расстояния легко под считываются, если известны фокусное расстояние объектива и размеры кадра в нашей камере. Приблизив рамку вплотную к снимаемому объекту, мы получим четкий снимок в пределах глубины резкости данного объектива, при чем объект, поместившийся в рамке, «впишется» в кадр. Как уже говорилось выше, объектив должен быть установлен на 3/4 действительного расстояния. Из оптики известно, что глубина резко изображаемого пространства находится в прямой зависимости от расстояния до объекта, фокусного расстояния объектива и относительного отверстия (диафрагмы). Чем дальше находится объект съемки и чем больше задиафрагмирован объектив, тем больше глубина резкости. В подводных съемках экспозиция обычно изменяется только за счет диафрагмирования объектива, так как управление дискам установки скоростей затвора камеры, помещенной в бокс, затруднено. Поэтому, определив экспозицию и установив требуемую диафрагму, снимающий под водой должен иметь представление о диапазоне глубины резкости, обеспечиваемом этой диафрагмой при съемке с данного расстояния. На всех современных объективах имеются шкалы для определения глубины резкости в зависимости от дистанции и диафрагмы. Однако под водой этими шкалами пользоваться нельзя, так как передняя и задняя границы диапазона резкости отодвигаются на 1/4 в сравнении со съемкой на воздухе, то есть показания шкал глубины резкости на объективах должны быть умножены на коэффициент 1,33. При определении границ глубины резкости по шкале на объективе могут получаться нерезкие снимки близких объектов. Например, диапазон глубины резкости объектива «Юпитер-12» с фокусным расстоянием 35 мм при установке на дистанцию 1 м, при диафрагме 8 на воздухе будет лежать в пределах между 82 и 128 см, а под водой эти границы будут соответственно равны 109 и 170 см. Границы диапазона резкости как бы «отодвигаются» от камеры, но в то же время общая глубина резкости возрастает (в нашем примере на воздухе она равна 46 см, а под водой 61 см).

Применение короткофокусных объективов, с одной стороны, дает ряд преимуществ, о которых было сказано выше, а с другой, с увеличением угла поля изображения объектива, при плоскопараллельном иллюминаторе, приводит к ухудшению качества снимка вследствие хроматической аберрации. Происходит это потому, что световые лучи падают на стекло иллюминатора подразными углами. Чем короче фокус объектива, тем больше угол поля изображения. С увеличением последнего возрастает угол, под которым краевые лучи проходят через стекло. Преломляясь, лучи света разлагаются на составные части спектра, так как преломление оптической средой лучей с разной длиной волны неодинаково. Резкость изображения по краям кадра вследствие этого хуже, чем в центре. Другой отрицательной стороной применения плоскопараллельного защитного стекла является неодинаковое масштабное увеличение в центре и по краям кадра. В практике подводных съемок известны следующие возможности для улучшения качества изображения при больших углах поля зрения объектива:

1) использование светофильтров, ограничивающих спектральную область света и пропускающих только участок спектра, близкий к спектральной чувствительности применяемой черно-белой пленки. Для цветной пленки пригодны дополнительные, цветные корректирующие светофильтры;

2) применение оптических насадок, состоящих из двух линз с разными коэффициентами преломления. Такие насадки уменьшают хроматическую аберрацию за счет подбора радиусов кривизны обеих линз в сочетании с коэффициентами преломления стекла разных марок. Кроме того, эти насадки, применяемые вместо плоского иллюминатора, позволяют сохранить угловое поле изображения объектива под водой неизменным, то есть таким же, как на воздухе.

Наибольшее распространение получили оптические насадки, разработанные французским оптиком профессором А. Ивановым. Эти насадки позволяют добиться лучшего качества изображения по всему полю кадра при достаточно широком угле поля изображения объектива (рис. 16).

Система, предложенная А. Ивановым, состоит из двух линз. Передняя линза - иллюминатор 1 плоской стороной соприкасается с водой и является рассеивающей. В фокус этой линзы помещается собирательная линза 2. При съемках с такой насадкой сохраняется угловое поле зрения объективов (как на воздухе) при довольно высоком качестве изображения. Наиболее характерной чертой этих насадок является значительное увеличение глубины резкости, позволяющее не производить под водой наводку по метражу приблизительно в пределах 1,5-6 м расстояния до объекта.

Данная насадка увеличивает глубину резкости почти вдвое по сравнению со съемкой через плоский иллюминатор.

Насадки, выполненные по приведенной оптической схеме, рассчитываются отдельно для каждого объектива и только на определенное расстояние до объекта. Линзы, имеющие одну плоскую поверхность, наиболее просты в изготовлении. Важно и то, что центрировка объектива относительно насадки не требует высокой точности и допускает смещение объектива вдоль оптической оси на несколько миллиметров и в стороны от нее на несколько десятых миллиметра.

Рис. 16. Оптическая схема насадки А. Иванова: 1 - отрицательная линза; 2 - компенсирующая положительная линза; 3 - объектив.

Подобные насадки можно применять и в масках подводника, установив их перед каждым глазом. При этом человек будет видеть подводные предметы в нормальных масштабах и на действительном расстоянии от себя.

Следует заметить, что первые две возможности весьма сложны на практике и приводят к значительным потерям света;

3) применение сферического иллюминатора, практически не уменьшающего угловое поле зрения объектива под водой. Американский оптик Е. Торндайк разработал оптическую схему насадки со сферическим иллюминатором (рис. 17).

Если оптический центр объектива находится в центре кривизны сферы, то большинство лучей в каждой данной точке будет направлено по нормали к центру и не будет преломлено.

Сферический иллюминатор обладает гораздо большей механической прочностью, чем плоский. Это весьма важно для глубоководных съемок, где давление воды очень велико. К сожалению, при использовании такой насадки невозможно применять обычные, стандартные объективы, так как при этом наблюдается значительная кривизна поля изображения. Поэтому они применяются со специально рассчитанными объективами.

Рис. 17. Оптические системы Е. Тормдайка для устранения хроматиче ской аберрации: а - со сферическим иллюминатором; б - с дополнительной корректирующей линзой; 1 - сферический иллюминатор; 2-объектив; 3 - корректирующая линза.

Кроме того, описываемая оптическая схема позволяет получить только малое относительное отверстие, и она не свободна от хроматической аберрации;

4) советский оптик М. М. Русинов предложил для исправления искажений при съемках через плоский иллюминатор применение специально рассчитанных объективов, в которых система вода - плоский иллюминатор служит как бы одной из линз, а сам объектив рассчитан на исправление ее искажений. По такой оптической схеме выполнен отечественный объектив «Гидроруссар». При подводных съемках с этим объективом через плоскую стеклянную пластинку заметных искажений не наблюдалось, несмотря на то что его угловое поле зрения равно 99° (табл. 1).

Одним из самых важных преимуществ этого объектива перед корректирующими насадками является его свободное расположение относительно плоскости иллюминатора.

Очень большая глубина резкости объектива позволяет обойтись при съемках под водой вообще без фокусировки.

Глава III

СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ