Muuttuvan polttovälin objektiivi (muut nimet: zoom-objektiivi , vario-objektiivi tai zoom-objektiivi englanninkielisestä zoomista ) - objektiivi , jonka polttoväli voi muuttua portaittain tai tasaisesti. Jälkimmäisessä tapauksessa linssiä kutsutaan pankraattiseksi [1] . Sitä käytetään laajimmin elokuvissa , valokuvauksessa ja televisiossa zoomaamaan kohdetta , kun se kuvataan yhdestä pisteestä. Zoom-objektiivit ovat löytäneet jonkin verran käyttöä projektiotekniikassa .
Riippumatta tiettyjen objektiivien optisesta suunnittelusta, niitä voidaan kutsua eri tavalla eri sovellusalueilla: televisiossa käytetään useimmiten nimeä "zoom-objektiivi", elokuvassa - "zoom" ja valokuvauksessa termiä "zoom". yleisesti hyväksytty [3] . Suurimman polttovälin suhdetta minimiin kutsutaan linssin suurennoksi [4] [5] .
Ensimmäistä kertaa muuttuva kulmasuurennus otettiin käyttöön 1800-luvulla havainnointilaitteissa, kuten kaukoputkessa ja kaukoputkessa . Näiden laitteiden pieni kulmakenttä ja valoisuus mahdollistivat säädettävän suurennusjärjestelmän rakentamisen minimaalisella hajataitteisuudella ja hyväksyttävällä resoluutiolla . Tällaisten objektiivien luominen edellytti monimutkaisemman ongelman ratkaisua: anastigmatin suunnittelu suurille näkökentän kulmille [6] . Zoom-objektiivien ensimmäiset mallit eivät olleet hyväksyttäviä elokuvissa, koska ne vaativat lisätarkennusta polttotason siirtymisen vuoksi polttovälin muutoksen yhteydessä. Patenttinumero 696 788 objektiiville, jossa on tarkennuksen siirtymän kompensointi, myönnettiin vasta vuonna 1902 [7] . Bell-Howell- yhtiö julkaisi vuonna 1932 ensimmäisen "Cook-Varon" ( eng. Cooke Varo ) kuvaamiseen tarkoitetun pancratic-linssin, jonka polttovälialue on 40-120 mm [8] [9] . Neljä vuotta myöhemmin saksalaisen Astro-Berlin-yhtiön insinööri Hugo Gramatsky patentoi afocal-zoom-kiinnittimen [3] [10] .
Pancratic-linssit ilmestyivät ensin elokuvissa ja sitten televisiossa. He korvasivat revolverit tavanomaisilla (" erillisillä ") linsseillä, jotka käyttäjä vaihtaa kuvaustaukojen aikana [11] . Mahdollisuus jatkuvasti muuttaa kuvan asteikkoa on eniten kysytty näillä alueilla, mikä antaa näytölle vaikutelman, joka lähestyy kohdetta tai siirtyy pois siitä kameran ollessa paikallaan. Zoom-objektiivista on tullut yksi tehokkaimmista kehyksen sisäisen editoinnin keinoista . Kuitenkin optisen kuvion laatutaso, joka on verrattavissa erilliseen optiikkaan, zoom-objektiivit saavutettiin vasta 1950-luvun puolivälissä , kun niitä alettiin käyttää aktiivisesti, erityisesti dokumenttielokuvissa . Lavastetuissa elokuvissa zoom-objektiivi mahdollisti kuvaamisen osittaisen korvaamisen liikkeellä ja uusimman tekniikan hankkimisen, jota eri kouluissa kutsuttiin nimellä " Transtrav " ( eng. Trans Trav ) tai "Dolly-Zoom" ( eng. Dolly Zoom ) . Vastaanoton ydin on polttovälin muuttaminen synkronoituna käyttäjän vaunun "Dolly" liikkeen kanssa vastavaiheessa. Kun vaunun liikesuunta osuu yhteen linssin optisen akselin kanssa , pääkohteen asteikko pysyy muuttumattomana ja tausta "liikkuu pois" tai "juoksee" paikallaan olevaan hahmoon. Neuvostoliitossa yksi ensimmäisistä, jotka käyttivät tätä tekniikkaa, oli kameramies Vadim Yusov elokuvassa "The Black Monk " [12] .
Valokuvauksessa mahdollisuutta muuttaa objektiivin polttoväliä pidettiin sopimattomana pitkään, koska toisin kuin televisiossa ja elokuvassa, sillä ei ole ilmaisuvälineen roolia. Tarkka kehystys , joka ei ollut käytettävissä tavallisilla objektiiveilla kuvattaessa, suoritettiin valokuvatulostusprosessin aikana . Lisäksi todellinen mahdollisuus zoomien käyttöön ilmaantui vasta 1960-luvun alussa yksilinssisten refleksikameroiden yleistyessä , mikä syrjäytti zoomaukseen sopimattomat etäisyysmittarit ja kaksilinssiset peilikamerat [13] . Lisäesteenä oli kehyksen koko, joka on pienikokoisessakin valokuvauksessa paljon suurempi kuin elokuvassa ja televisiossa. Objektiivin mittojen ja painon suora riippuvuus formaatista toi nämä parametrit tuolloin saatavilla oleville zoomauksille kohtuullisten rajojen ulkopuolelle. Yritykset luoda valokuvauslinssejä, joissa polttoväliä muutetaan asteittain, tunnustettiin myös lupaamattomiksi, koska ne eivät yksinkertaistaneet suunnittelua millään tavalla [14] .
Tilanne muuttui dramaattisesti riittävän tehokkaiden tietokoneiden ilmaantumisen jälkeen , mikä mahdollisti perustavanlaatuisen uusien optisten kaavioiden laskemisen ja olemassa olevien parantamisen [15] . Lisää mahdollisuuksia on avautunut monikerrospinnoitustekniikoiden leviäminen , mikä vähentää merkittävästi valon sirontaa monilinssisissä järjestelmissä [16] . Uudentyyppiset optiset lasit ja parannetut laskentamenetelmät ovat mahdollistaneet valokuvajournalismissa käyttöä löytäneiden fotozoomien luomisen, jotka parantavat kuvien laatua hyödyntämällä negatiivista aluetta mahdollisimman paljon . Yhtenä ensimmäisistä fotozoomeista pidetään Voigtländer Zoomaria ( saksaksi Voigtländer Zoomar 36-82 / 2.8 ), jonka Heinz Kilfitt kehitti vuonna 1959 [17] [14] [18] . 1970 -luvun lopulle asti tällaisia linssejä pidettiin kuitenkin aputyyppinä, koska niillä oli vaatimattomammat ominaisuudet kuin prime-linsseillä [19] . Konkreettinen hyöty fotozoomissa saavutettiin vain kuvattaessa dioja , joita ei voitu rajata [20] [21] . Samaan aikaan korkea hinta teki zoom-objektiivista vain ammattivalokuvaajien saataville. Tämä muuttui 1970-luvun loppua kohti uudempien teknologioiden ja materiaalien, erityisesti edullisien asfääristen linssien , käyttöönoton myötä . Vuonna 1978 Fujinon Z 43-75/3.5-4.5 tuli ensimmäinen " valas " -zoom [22] . Vähitellen amatöörivalokuvazoomit korvasivat diskreetin optiikan halvemman tuotannon ja korkean teknologian muovien massiivisen käytön ansiosta.
Samanaikaisesti kameroiden zoomien kanssa ilmestyi samanlaisia linssejä kapeafilmiprojektoreihin [ 21] . Neuvostoliitossa tällainen linssi "PF-1", jonka polttovälit ovat 15 - 25 mm, kehitettiin amatööriprojektorille "Kvant". Neuvostoliiton elokuvaprojektoreihin "Luch-2", jotka vietiin vientiin, japanilainen yritys "Light-Optic" suunnitteli zoom-objektiivin "Luch-Zoom", jolla oli sama kantama [23] . Merkittävällä painon ja mittojen kasvulla japanilainen objektiivi oli aukkosuhteeltaan hieman huonompi kuin Neuvostoliiton objektiivi. Vario-Likar-P2 (PF-6) -objektiivi, jonka polttovälialue on 18-30 mm, on suunniteltu filmioptiikan teollisuuslaboratoriossa LIKI 8 Super -formaatille . Vuonna 1970 TsKBK hallitsi Vario-Likar P1 -pancratic-linssin tuotantoa 16 mm:n filmiprojektoreihin, joiden kantama on 35–65 mm, myös LIKI:ssä [24] . Mahdollisuus muuttaa projektiolinssin polttoväliä toimii aputoimintona, jonka avulla voit säätää kuvan kokoa siirtämättä näyttöä ja projektoria. Samanlaista optiikkaa valmistettiin piirtoheittimiin , mikä antoi saman mukavuuden [21] . Elokuvateattereihin tarkoitetuissa ammattiteatteriprojektoreissa zoomin käyttö on epäkäytännöllistä, koska elokuvateatteri on suunniteltu ja rakennettu ottaen huomioon linssien vakiopolttovälit. Vaihtuvalla polttovälillä projisoivia linssejä käytetään myös automaattisissa valokuvatulostimissa ja minivalokuvalaboratorioissa valokuvien tulostusmuodon vaihtamiseen [25] .
Toisin kuin kiinteän polttovälin objektiiveissa, joissa on 3–7 objektiivia , zoom-objektiivit ovat monilinssisiä, ja niissä olevien optisten elementtien määrä voi ylittää 20. Samalla yksittäiset linssit liikkuvat kehyksen sisällä ja suhteessa toisiinsa. muu, joskus monimutkaisten lakien mukaan, koko järjestelmän polttovälin muuttaminen polttotason vakiopaikassa . Aberraation korjausperiaatteen mukaan haimalinssit jaetaan ehdollisesti kahteen ryhmään [26] :
Toinen haimalinssien luokittelukriteeri on menetelmä polttotason siirtymän kompensoimiseksi polttoväliä muutettaessa. Kaksi linssityyppiä tunnetaan [26] [29] :
Television zoom-objektiivien merkintä tarkoittaa suurennusta ja minimipolttoväliä. Esimerkiksi televisiokameroiden "OCT 35 × 13" neuvostoliiton zoom-objektiivilla on merkinnän mukaisesti suurennus 35 ja vähimmäispolttoväli on 13 mm. Suurin polttoväli on 460 mm [32] . Vastaavasti Fujinon 22×8 BERD-objektiivin 22×:n vähimmäispolttoväli on 8 mm ja maksimipolttoväli 176 [33] . Nykyaikainen videojournalismikameroiden optiikka on usein varustettu porrastetulla linssillä tasaisen polttovälin muutoksen lisäksi. Tätä varten toimitetaan sisäänrakennettu telejatke , jonka avulla voit nopeasti muuttaa polttovälien toiminta-aluetta lisäämällä optisia komponentteja pääzoom-objektiivin taakse [ 34] [35] .
Elokuva- ja valokuvazoomaukset sitä vastoin edellyttävät sekä pienimmän että suurimman polttovälin ja vastaavien aukkoarvojen määrittämistä. Neuvostoliiton ammattimaiset elokuvazoomit merkittiin "OPF"-indeksillä, jota ennen merkittiin numero, joka heijastaa elokuvan muotoa . Toinen numero vastaa kehityssarjanumeroa. Esimerkiksi objektiivi "35OPF 18-1", jonka polttovälit ovat 20 - 120 mm, on suunniteltu kuvaamaan tavallisessa muodossa 35 mm:n filmille , mikä näkyy nimessä [36] . Anamorfiset zoom-objektiivit toimitettiin indeksillä "A" nimen lopussa, esimerkiksi "35OPF 9-1A" alueella 50-200 [37] . Näin ollen 16OPF1-2M-objektiivi on suunniteltu tavalliselle 16 mm :n filmikehykselle . Amatöörizoomeilla oli useimmiten omat alkuperäiset nimensä, esimerkiksi " Meteor-5 ", joka on valmistettu Krasnogorsk-perheen kameroille .
Television zoom-objektiivit ja jotkin filmikamerat on varustettu manuaalisen zoomin lisäksi moninopeuksisilla sähkökäytöillä sujuvan lähentämisen ja loitontamisen varmistamiseksi. Studiokameroiden zoom-objektiivit eivät ole varustettu manuaalisella zoom-käytöllä, koska ne on alun perin suunniteltu kauko-ohjattavaksi jalustan pään kahvoista . Filmoptiikassa sisäänrakennettu sähkökäyttö on vähemmän yleistä, koska se on suunniteltu telakointia varten samankaltaisen lisämoduulin kanssa seurantatarkennuksella . Valokuvauslinsseissä polttoväliä ohjataan manuaalisesti, yksinkertaisimpia amatöörikameroita lukuun ottamatta.
Nykyaikaisissa televisio- ja videokameroihin suunniteltujen zoom-objektiivien polttovälit kattavat lähes kaikki tarvittavat tarpeet. Tämän ansiosta on mahdollista tehdä ilman vaihdettavia linssejä yhdellä haimalinssillä. Samalla tavalla tämä koskee amatöörilaitteita, kuten kuluttajavideokameroita, sekä kompakteja ja pseudorefleksikameroita , joiden linssit eivät ole irrotettavissa. Jäykkä sisäänrakennettu linssi, sen lisäksi, että se yksinkertaistaa kameran käyttöä, estää pölyn tunkeutumisen fotomatriisiin . Kameroissa zoomaus mahdollistaa Zoom-efektin ( englanniksi Explozoom ) käytön, joka suoritetaan kuvattaessa hitailla suljinnopeuksilla muuttamalla nopeasti polttoväliä.
Zoom-objektiivien tarjoaman kuvanlaadun katsotaan kuitenkin olevan diskreetin optiikan kuvanlaatua heikompi [17] . Tämä selittyy ensinnäkin suurella määrällä elementtejä ja taitepintoja. Monimutkaisen suunnittelun seurauksena on suurempi valonsironta, mikä johtaa kuvan kontrastin heikkenemiseen ja hienojen yksityiskohtien kehityksen heikkenemiseen [11] . Lisäksi säädettävällä polttovälillä varustetuille objektiiveille on ominaista pienempi aukko, suuret mitat ja paino. Aukkosuhteen ongelma on erityisen akuutti anamorfisissa zoom -objektiiveissa , jotka on suunniteltu kuvaamaan laajakuvaformaateissa . Yksittäisten elementtien välttämätön liikkeen tarkkuus jättää jälkensä rungon suunnitteluun, joka on paljon monimutkaisempi ja kalliimpi kuin perinteisen optiikan [17] .
Tarkka rajaus muuttuvalla polttovälillä varustetulla objektiivilla kuvattaessa on mahdollista vain läpinäkyvällä tähtäyksellä. Siksi zoom-objektiivien käyttö on sallittua vain kamerassa , jossa on heijastinsuljin ja yksilinssisissä refleksikameroissa . Perinteisellä obturaattorilla varustettuihin elokuvakameroihin suunnitellut zoom-objektiivit tulisi varustaa sisäänrakennetulla säteen jakavalla tähtäyslaitteella, mikä nostaa objektiivin kustannuksia [38] . Etäisyyskameroissa on zoomeja , joiden polttoväliä muutetaan (esimerkiksi "Leica Tri-Elmar-M 16-18-21mm f / 4 ASPH"), jotka eivät ole saavuttaneet suosiota, koska niiden yhteensovittaminen on hankalaa. etsin [39] . Elektronista etsintä käytettäessä pancratic-linssit ovat käyttökelpoisia ilman rajoituksia, joten niistä on tullut yleisiä televisiotekniikassa ja kaikkien luokkien digikameroissa .
Tällä hetkellä television zoom-objektiivien suurennus voi nousta 100-kertaiseksi valoherkän matriisin pienen koon ja kaksivaiheisen mallin käytön vuoksi, jossa on kaksi koordinoitua variaattoria [40] [41] . Tehokkain tunnettu zoom-objektiivi, Panavision HD Superzoom, voi muuttaa polttoväliään kertoimella 300 [42] . Tällaisia objektiiveja on käytetty laajalti OB-kameroissa, jotka on asennettu jalustaan tärinän estämiseksi lähikuvissa . Laaja valikoima polttoväliä tarvitaan TV-lähetyksiin suurilta stadioneilta ja konserttipaikoilta, mikä mahdollistaa kaukana olevien kohteiden kuvaamisen, jolloin kameran siirtämiseen ei ole aikaa. Televisiostudiot käyttävät vähemmän tehokkaita linssejä, joiden suurennus on 15–25 ja suurempi aukko. Suhteellisen pieni suurennus 13-18× jatkuvalla suurella aukolla on tyypillistä pienikokoisten videojournalismikameroiden zoom-objektiiveille.
Ulkolähetyskameroiden suurennuksella varustettujen linssien kirkkaus pysyy vakiona tietyllä polttovälin alueella ja alkaa sitten heikentyä kuvan mittakaavan kasvaessa [32] . Televisiokameroissa tämä kompensoidaan automaattisella valotuksen säädöllä muuttamalla latauksen lukuaikaa ( suljinaikaa ), ja kuvauslaitteissa sitä ei pidetä hyväksyttävänä [40] . Siksi elokuvaobjektiivien suurin suurennus on 10x vakioaukolla. Tämä ei johdu pelkästään linssin mittojen väistämättömästä kasvamisesta suurempien kehyskokojen vuoksi, vaan myös lisääntyneistä tarkkuusvaatimuksista, jotka ylittävät merkittävästi teräväpiirtotelevision ja erityisesti vakiotarkkuuden standardit . Huolimatta nykyaikaisten elokuvazoomien erinomaisesta optisesta suorituskyvystä, kuvaajat suosivat useimmissa tapauksissa diskreettejä objektiiveja paremman kuvan vuoksi.
Useimmissa ammattitason objektiiveissa, jotka on suunniteltu pienikokoisille kehyksille, suurennus ylittää harvoin 3-4× [43] [44] . Toisin kuin televisiooptiikassa, joka kattaa koko mahdollisen alueen, fotozoomaus tehdään yleensä vaihtoehtona vaihdettaville laajakulma- , normaaleille ja teleobjektiiveille , joissa on mahdollisuus tarkempaan rajaukseen. Tämä tilanne on tyypillinen ammattivalokuvaukselle, koska se ei vapauta valokuvaajaa tarpeesta hankkia vaihdettavia objektiiveja, jotka kattavat koko vaaditun polttovälialueen. Samanaikaisesti tällaiset zoomit ovat nykyään verrattavissa kuvanlaadultaan perinteisiin objektiiveihin, ja niillä on tasainen aukko koko alueella [43] . Ammattimaisetkin zoomit ovat kuitenkin aukkosuhteeltaan huonompia kuin parhaat kiinteän polttovälin objektiivit.
Amatöörivalokuvaoptiikalle on tyypillistä suuri suurennus, joka mahdollistaa yhdellä objektiivilla pärjäämisen, kun aukkosuhteen menetys ja resoluution lasku ovat hyväksyttäviä. Linssin mittojen suora riippuvuus sen suurennuksesta ja kehysmuodosta tekee välttämättömäksi rajoittaa aukkosuhdetta, joka pienenee samanaikaisesti polttovälin kasvaessa, ilman, että sisäänmenopupillin halkaisijaa tarvitaan. Canon EF 28-300 / 3,5-5,6L IS USM on yksi harvoista esimerkeistä ammattimaisesta suurennostetusta valokuvazoomista. Tällaiset zoomit ovat saavuttaneet jonkin verran suosiota uutiskuvajournalismissa kompromissina olosuhteissa, joissa ei ole aikaa vaihtaa objektiivia reportaasikuvausta varten.
Zoomit ovat paljon harvinaisempia keskikokoisessa valokuvauksessa, mikä tarkoittaa lavastettua kuvaamista. Asiaa vaikeuttaa se, että nykyaikaisissa keskikokoisissa laitteissa useimmat objektiivit on varustettu ylimääräisellä keskussulkimella , jota voidaan käyttää polttovälilinssin ollessa pois päältä tai kokonaan poissa . Siksi useimmissa keskikokoisen optiikan linjoissa on perinteisten objektiivien lisäksi vain 1-2 zoomia, jotka on tarkoitettu reportaasikuvaukseen, mikä ei ole tyypillistä tälle laiteluokalle [45] [46] . Suurikokoisissa kameroissa , jotka on suunniteltu sekä studiotyöhön että lehdistökameroihin , zoomien käyttö on epäkäytännöllistä. Jopa pienellä suurennuksella varustettu zoom-objektiivi olisi liian iso suhteellisen pieneen 9x12 cm:n muotoon.
"Ultrazum" tai "Superzoom" (lat. ultra - over, overly, englanniksi zoom - kuvan suurennus) - zoomi suurella suurennuksella (> 9 × ). Tällaisista objektiiveista tuli perusta koko luokan digitaalisille kameroille ilman optista etsintä. Tämä johtuu valmistajien halusta yksinkertaistaa tällaisten kameroiden käyttöä: objektiivin vaihtaminen voi olla liian monimutkaista valmistautumattomalle käyttäjälle ja vieraannuttaa mahdollisia ostajia. Lisäksi vaihdettavat objektiivit vaativat erillisen pussin koko varustesarjan säilyttämiseen, mikä on hankalaa turisteille ja amatöörivalokuvaajille. Pseudopeilikameroiden matriisin pieni koko mahdollistaa suurennostettujen zoom-objektiivien suunnittelun erittäin pienikokoisella ja hyvällä aukkosuhteella. Joten kameroiden "Canon PowerShot SX50 IS", " Fujifilm FinePix SL1000 " ja "Sony Cyber-shot DSC-HX300" zoomaussuhde on 50× ja vähimmäisaukko f/6,5 pitkällä tarkennuksella. Samaan aikaan, teleskooppikehyksen ansiosta linssin mitat ei-työasennossa ylitä rungon mittoja, eteenpäin vain maksimipolttovälillä.
Pienikokoisille kameroille ja yksinkertaisimmille videokameroille edulliset pienellä suurennuksella, enintään 10-12 ×, ovat tyypillisempiä. Samaan aikaan valmistajat lisäävät keinotekoisesti tällaisen zoomin moninkertaisuutta rajaamalla digitaalisesti matriisista vastaanotettuja tietoja. Kun objektiivin suurin polttoväli on saavutettu, zoomaus jatkuu digitaalisella rajauksella, mikä "pidentää" kantamaa. " Digitaalizoomiksi " kutsutulla tekniikalla on puhtaasti markkinointiarvoa , koska toisin kuin optinen zoom, digitaalinen zoom heikentää kuvanlaatua merkittävästi: se käyttää vain pientä keskiosaa objektiivin ja anturin kuvakentästä [47] [48] . Tämä vastaa rajaamista grafiikka- tai videoeditorissa , kuvan reunojen leikkaamista [49] [50] . Tästä huolimatta käyttäjille, jotka eivät halua osallistua kuvien itsekäsittelyyn, digitaalinen zoom voi olla hyödyllinen ominaisuus, jonka avulla voit saada halutun koon suunnitelman menemättä lähelle kohdetta ja ilman lisäkäsittelyjä.
Sanakirjat ja tietosanakirjat | |
---|---|
Bibliografisissa luetteloissa |
Filmi- ja valokuvalinssien tyypit | |
---|---|
Linssit | |
Muuntimet | |
Katso myös |