Zeiss Sonnar 50 / 1.5, źródło: Wikimedia Commons

Podstawy fotografii (cz. 2): obiektyw i jego ogniskowa

Poprzednia część: Podstawy fotografii (cz. 1): wstęp

 

No to ruszamy! Zastanawiałem się od czego rozpocząć moje „wykłady” :) Przemyślałem sprawę i uznałem, że zacznę z grubej rury: od obiektywu i jego ogniskowej. Wprowadzenie na samym początku pojęcia ogniskowej, umożliwi bowiem bezproblemowe (mam nadzieję!) opisanie kilku kolejnych terminów.

Każdy mniej więcej czuje czym jest obiektyw fotograficzny. Jego prosta opisowa definicja mogłaby brzmieć w następujący sposób: obiektyw fotograficzny to przyrząd optyczny, mający zdolność tworzenia na pewnej płaszczyźnie położonej za nim, obrazów przedmiotów umieszczonych przed nim. Najprostszym i najmniej doskonałym obiektywem jest otwór w kamerze otworkowej. Właściwości obiektywu może mieć też pojedyncza soczewka, ale obiektywy stosowane we współczesnych aparatach fotograficznych to skomplikowane układy soczewek (a czasem nawet dodatkowo i luster). Tak, przykładowo, wygląda schemat budowy jednego z obiektywów firmy Zeiss:

Zeiss Sonnar 50 / 1.5, źródło: Wikimedia Commons

Zeiss Sonnar 50 / 1.5, źródło: Wikimedia Commons

Teraz ważne: obrazy tego samego przedmiotu, tworzone przez różne obiektywy, mogą mieć różne rozmiary! To jaki rozmiar będzie miał obraz rzutowany przez jakiś obiektyw, zależy wyłącznie od jego budowy, a dokładnie mówiąc od opisującego ten obiektyw parametru zwanego ogniskową lub poprawniej: długością ogniskowej.

Z wyobrażeniem sobie długości ogniskowej jest pewien problem. Formalnie rzecz biorąc ogniskowa to odległość pomiędzy punktem głównym obrazowym obiektywu a jego ogniskiem. Tylko gdzie leżą ognisko i punkt główny obrazowy obiektywu? Z ogniskiem sprawa jest jeszcze w miarę prosta: jest to miejsce, w którym znajduje się obraz punktu, umieszczonego w nieskończonej odległości przed obiektywem na jego osi optycznej (to ta przerywana lina na obrazku powyżej). Z tego wynika, że kiedy ustawimy w aparacie fotograficznym ostrość obiektywu na nieskończoność, to jego ognisko leży w płaszczyźnie powierzchni światłoczułej (bo kiedy tak ustawiony aparat skierujemy przykładowo w Księżyc i zrobimy zdjęcie, to otrzymamy ostrą fotografię naszego satelity, co dowodzi, że przy takim ustawieniu ognisko obiektywu znajduje się w płaszczyźnie powierzchni światłoczułej!). Czyli długość ogniskowej obiektywu to, wyrażona w milimetrach, odległość pomiędzy powierzchnią światłoczułą a głównym punktem obrazowym obiektywu, przy ostrości obiektywu ustawionej na nieskończoność.

Główny punkt obrazowy jest zdecydowanie ciekawszy. Spójrzmy na rysunek:

źródło: Wikimedia Commons

źródło: Wikimedia Commons

Obrazek jest uproszony: to co na nim wygląda jak soczewka, powinniśmy traktować jako cały obiektyw, wewnątrz którego znajduje się wiele prostych soczewek. Niezależenie od tego jak bardzo skomplikowany byłby ten obiektyw, zawsze możemy sobie wyobrazić wpadający do niego, równoległy do osi optycznej, promień, który po załamaniu się w trzewiach obiektywu przechodzi przez ognisko (obrazowe) F2 (zdefiniowane wcześniej). Wyimaginowane przecięcie tych promieni P2, zrzutowane prostopadle na oś optyczną, wyznacza główny punkt obrazowy G2. Wracając do długości ogniskowej obiektywu, jest ona po prostu odległością między punktami G2 a F2.

Napisałem wcześniej, że główny punkt obrazowy to ciekawy twór. I faktycznie tak jest! Otóż wyobraźcie sobie, że może on wylądować poza korpusem obiektywu! W dodatku zarówno przed nim, jak i za nim :) Jeżeli promień światła będzie zmierzał do ogniska F2 pod odpowiednio niewielkim kątem (jak to się dzieje w teleobiektywach), to główny punkt obrazowy G2 może znaleźć się przed przednią soczewką obiektywu i jego ogniskową będziemy będziemy mierzyli właśnie od tamtego miejsca :). Nie wierzycie? To jakim cudem obiektyw AF-S Nikkor 600mm f/4G ED VR przy ogniskowej wynoszącej 600 mm ma „tylko” 445 mm długości? :)

Analogicznie, gdy promień światła będzie zmierzał do ogniska F2 pod odpowiednio dużym kątem do osi optycznej (jak w obiektywach szerokokątnych), to główny punkt obrazowy G2 znajdzie się gdzieś pomiędzy powierzchnią światłoczułą a tylną soczewką obiektywu! Dzięki temu obiektyw AF Nikkor 14mm f/2.8 ED, pomimo że posiada ogniskową wynoszącą zaledwie 14 mm, można założyć do pełnokoklatkowej lustrzanki Nikona i w dodatku będzie ona mogła jeszcze kłapać lustrem! Przecież, gdyby te 14 mm było mierzone od matrycy do jakiegoś miejsca leżącego wewnątrz korpusu obiektywu, to w przestrzeni między matrycą a tylną soczewką obiektywu, lustro żadną miarą by się nie zmieściło!

Ogniskowe obiektywów aparatów fotograficznych umieszczonych w urządzeniach mobilnych są bardzo krótkie. Przykładowo iPhone 5S posiada obiektyw o ogniskowej równej 4,12 mm, a ogniskowa obiektywu Samsunga Galaxy S III wynosi 3.7 mm. Możemy zadać sobie pytanie: którym z tych telefonów będziemy w stanie objąć większy fragment rzeczywistości podczas fotografowania z tego samego miejsca? A może bardziej szerokokątną okaże się być pełnoklatkowa lustrzanka z zamocowanym obiektywem AF Nikkor 14mm f/2.8 ED o ogniskowej 14 mm? Żeby rozstrzygnąć ten dylemat, musimy wprowadzić kolejny parametr: kąt widzenia obiektywu. Ale o tym już w jednym z kolejnych odcinków :)

Kolejna część: Podstawy fotografii (cz. 3): pole obrazowe obiektywu

 

komentarzy 5 dla "Podstawy fotografii (cz. 2): obiektyw i jego ogniskowa"

  • Niezła inicjatywa! :) Aczkolwiek nie założyłbym się o to, że otwór w aparacie otworkowym to obiektyw. To po prostu dziura, a obiektyw jest układem podzespołów.

    • Dziękuję Widmowy! :). Ja bym z kolei się nie założył, że nie jest :). Owa dziura ma ma właściwości obiektywu. Tworzy odwrócony i rzeczywisty obraz tego co się przed nią znajduje? Tworzy! Można wyznaczyć ogniskową dla camery obscura? Można! Można ustalić jasność (w sensie jasności analogicznej to tej podawanej dla obiektywu) tej dziury w kamerze otworkowej? Można! Więc z pewnością ta dziura jest czymś obiektywopodobnym :) Reszta to już zawiłości językowe :)

  • Zgadzam się, że można obliczyć te wszystkie właściwości, o których napisałeś. Jednak nadal to nie obiektyw. Obiektyw to układ soczewek, z minimum jedną. Możesz to sprawdzić w literaturze.

    • A! Jednak muszę zwrócić Ci honor i przyznać rację. Sprawdziłem info we wspomnianej literaturze i faktycznie dziurkę w aparacie otworkowym uznaje się za pierwszy obiektyw. Właśnie z tych względów, o których napisałeś. Zatem nie mam obiekcji! :)

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

CommentLuv badge