Рыбий глаз (объектив)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Ры́бий глазФишай», транскрипция от англ. fish-eye) — разновидность сверхширокоугольных объективов с неисправленной дисторсией, «дисторсирующие» (реже употребляется — «дисторзирующие») объективы[1]. От обычных (ортоскопических) короткофокусных объективов отличается ярко выраженной нескорригированной бочкообразной дисторсией и искажённым отображением прямых линий в виде дугообразных кривых[* 1]. Угол поля зрения таких объективов может достигать 180° или превышать эту величину, тогда как ортоскопическая оптика тех же фокусных расстояний обеспечивает значительно более узкий обзор[2]. Это достигается за счёт специфического способа отображения пространства, аналогичного картографическим азимутальным проекциям.

Изображение, получаемое с помощью объектива «рыбий глаз» циркулярного типа

Независимо от типа аппаратуры, для которой предназначен «рыбий глаз», его оптическая конструкция строится по ретрофокусной схеме с отрицательными менисками в передней части, и положительными линзами в задней[3]. Объективы этого типа могут быть как с фиксированным, так и с переменным фокусным расстоянием.

История[править | править вики-текст]

Советский объектив «Arsat» 3,5/30 типа рыбий глаз на фотоаппарате «Киев-60 TTL»

Приоритет в сверхширокоугольном фотографировании с применением оптики ручного изготовления, как и самого термина fish eye, принадлежит известному американскому физику-экспериментатору Роберту Вильямсу Вуду, опубликовавшему результаты своих опытов в этой области в 1906 году[4][5].

Практическое использование эффекта началось с 1920-х годов, когда были разработаны объективы такого типа для съёмки облачности в метеорологии. Одним из первых образцов стал Hill Sky Lens, изготовленный в 1924 году лондонской компанией Beck of London[6]. Объектив давал изображение в форме круга и позволял одним кадром снимать всю небесную полусферу. Впоследствии дисторсирующие объективы нашли широкое применение в фотожурналистике, фотоискусстве и кинематографе как выразительное средство.

Сферорамные кинематографические системы (например, IMAX DOME) также основаны на использовании объективов типа «рыбий глаз» для съёмки и проекции изображения на полусферический экран[7]. За счёт формы экрана искажения, присущие такой оптике, компенсируются и зрители наблюдают предметы в нормальной перспективе под большими углами, повышающими эффект присутствия[8].

Разновидности объективов типа «Рыбий глаз»[править | править вики-текст]

Объективы типа «рыбий глаз» принято разделять на две главные разновидности по степени заполнения кадрового окна камеры: циркулярные и диагональные[3].

  • Циркулярный — в данном случае круг поля изображения, даваемого объективом, не заполняет кадровое окно целиком, а его диаметр близок к размеру короткой стороны кадра. Такой объектив имеет угол поля зрения 180° и более во всех направлениях. Для малоформатного кадра фокусное расстояние циркулярного «рыбьего глаза» обычно составляет 6—8 мм, что почти в пять раз меньше требуемого заднего отрезка в случае использования на однообъективном зеркальном фотоаппарате. Поэтому оптическая конструкция включает три мощных отрицательных мениска в передней части, приводя к утяжелению всего устройства[3]. Зачастую габариты циркулярных объективов из-за большого диаметра передних линз превышают размеры камеры в несколько раз[9]. Наиболее широкое применение они нашли в специальных областях прикладной фотографии, например в метеорологии для съёмки небосвода. Примеры циркулярных фишаев:
    • «Sigma AF» 8 мм f/3,5 EX DG FISH-EYE;
    • «МС Пеленг» 8 мм f/3,5;
    • «Nikkor» 6 мм f/2,8[9];
    • «Sigma» 4,5 мм f/2,8 EX DC Circular Fisheye HSM — для цифровых камер с матрицей размера APS-C;
  • Диагональный (или «полнокадровый») — полученный кадр целиком занят изображением, вырезаемым из круглого пятна, даваемого объективом. При этом угол поля зрения 180° соответствует диагонали кадра. Для малоформатного кадра фокусное расстояние такого объектива составляет обычно 16 мм, а для среднеформатного 6×6 см — 30 мм[3]. Примеры объективов этого типа:

Геометрические искажения[править | править вики-текст]

Панорамный снимок в стереографической проекции, склеенный из фотографий, снятых ортоскопической оптикой

При очень широком угле зрения неизбежно возникают сильные искажения перспективы: задний план кажется дальше, чем на самом деле, а при удалении от центра поля зрения форма предметов искажается. При создании ортоскопических широкоугольных объективов стремятся свести к нулю дисторсию — искривление прямых линий, не проходящих через центр. Однако, в таком случае принципиально невозможно получить угол поля зрения 180°, так как тогда край поля зрения окажется бесконечно удалённым (изображение, даваемое таким объективом, эквивалентно гномонической проекции сферы на плоскость). Кроме того, увеличение по центру оказывается меньше, чем на краю, что может быть неудобным в некоторых съёмочных ситуациях. Поэтому для достижения угла поля зрения 180 и более градусов в объектив при его разработке намеренно вводят отрицательную дисторсию («бочка»). Тогда увеличение по центру становится больше, и в этой области объектив работает как менее широкоугольный. Тем не менее, такая компенсация вносит свои искажения перспективы — выпячивание центра, а также ведёт к искажениям формы предметов: прямые линии (кроме проходящих через центр) изображаются кривыми.

Перспектива, аналогичная создаваемой объективами рыбий глаз, может быть воспроизведена при склеивании панорам из фотографий, снятых ортоскопической оптикой. Большинство компьютерных приложений, предназначенных для склейки, позволяют задавать различные проекции конечного изображения, в том числе стереографическую.

Области применения[править | править вики-текст]

Сферорамный кинозал ATMASFERA

Светофильтры[править | править вики-текст]

На объективах типа «рыбий глаз» невозможна традиционная установка светофильтров перед передней линзой[* 2]. Светофильтры устанавливаются за задним оптическим элементом, что усложняет их оперативную смену и делает невозможным их вращение (что необходимо для градиентных и поляризационных фильтров). Кроме того, недостаток пространства за последним оптическим компонентам в однообъективных зеркальных фотоаппаратах с подвижным зеркалом, часто приводит к невозможности использования светофильтров в оправе из-за её толщины. В этих случаях на задней части оправы объектива предусматривается специальный держатель для плоских светофильтров из окрашенной тонкой полимерной плёнки. Старые модели объективов этого типа имеют встроенные револьверные диски со стандартным для чёрно-белой фотографии набором из жёлтого, оранжевого и красного светофильтров. Установка бленды на объектив также невозможна из-за неизбежного виньетирования ей поля зрения. Большинство диагональных объективов оснащается несъёмной блендой, интегрированной в оправу. Однако, из-за небольших размеров, такая бленда малоэффективна.

Известные фотографы и их работы[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. За исключением прямых, пересекающих оптическую ось объектива
  2. Это же относится к некоторым типам ортоскопических сверхширокоугольных объективов, например «Sigma 12—24/3,5~5,6»

Источники[править | править вики-текст]

  1. Волосов, 1978, с. 329
  2. Фотоаппараты, 1984, с. 44
  3. 1 2 3 4 Советское фото, 1988, с. 42
  4. Rudolf Kingslake. A history of the photographic lens. — P. 145. — ISBN 9780124086401.
  5. R.W. Wood. Fish-Eye Views, and Vision under Water (англ.) // Philosophical Magazine. — 1906. — Vol. 12, no. 6. — P. 159-162.
  6. Владимир Родионов. Panasonic Lumix DMC-GF1 (рус.). Изображение в числах. iXBT.com (22 января 2010). Проверено 26 августа 2013. Архивировано из первоисточника 14 сентября 2013.
  7. Техника кино и телевидения, 1983, с. 72
  8. Виды IMAX (рус.). 3D zone. Все о формате IMAX. Проверено 27 мая 2012. Архивировано из первоисточника 26 июня 2012.
  9. 1 2 Leo Foo. Fisheye-Nikkor 6mm f/2.8 lens (англ.). Additional Information. Photography in Malaysia. Проверено 6 апреля 2014.
  10. Лев Бородулин. «The Lion of Soviet Photography»

Литература[править | править вики-текст]

  • М. Я. Шульман. Фотоаппараты / Т. Г. Филатова. — Л.,: «Машиностроение», 1984. — 142 с.
  • Д. С. Волосов. § 5. Широкоугольные дисторзирующие объективы // Фотографическая оптика. — 2-е изд. — М.,: «Искусство», 1978. — С. 329—333. — 543 с.
  • Валерий Тарабукин Современные фотообъективы (рус.) // «Советское фото» : журнал. — 1988. — № 4. — С. 42, 43. — ISSN 0371-4284.