Lens cu lungime focală variabilă (alte denumiri: obiectiv zoom , obiectiv vario sau obiectiv zoom din engleză zoom ) - un obiectiv a cărui distanță focală se poate modifica în trepte sau fără probleme. În acest din urmă caz, cristalinul se numește pancratic [1] . Este utilizat pe scară largă în film , fotografie și televiziune pentru a mări un obiect atunci când este filmat dintr-un singur punct. Lentilele cu zoom au găsit o anumită utilizare în tehnologia de proiecție .
Indiferent de designul optic al lentilelor specifice, acestea pot fi numite diferit în diferite domenii de aplicare: în televiziune, denumirea de „obiectiv zoom” este cel mai des folosită, în cinema - „zoom”, iar în fotografie termenul „zoom” este general acceptat [3] . Raportul dintre distanța focală maximă și cea minimă se numește mărire a lentilei [4] [5] .
Pentru prima dată, mărirea unghiulară variabilă a fost implementată încă din secolul al XIX-lea în instrumente de observație, cum ar fi un telescop și un lunetă . Câmpul unghiular mic și luminozitatea acestor dispozitive au făcut posibilă construirea de sisteme de mărire variabilă cu astigmatism minim și rezoluție acceptabilă . Crearea unor astfel de lentile de fotografiere a necesitat rezolvarea unei probleme mai complexe de proiectare a unui anastigmat pentru unghiuri mari ale câmpului vizual [6] . Primele modele de obiective cu zoom erau inacceptabile pentru cinema, deoarece necesitau focalizare suplimentară din cauza deplasării planului focal cu orice modificare a distanței focale. Brevetul cu numărul 696.788 pentru un obiectiv cu compensare pentru schimbarea focalizării a fost eliberat abia în 1902 [7] . Prima lentilă pancratică produsă în masă pentru filmarea „Cook-Varo” ( ing. Cooke Varo ) cu o distanță focală de 40-120 mm a fost lansată de compania Bell-Howell în 1932 [8] [9] . Patru ani mai târziu, un inginer de la compania germană Astro-Berlin, Hugo Gramatsky, a brevetat un atașament pentru zoom afocal [3] [10] .
Lentilele pancratice au apărut mai întâi în cinema și apoi la televizor. Aceștia au înlocuit revolverele cu lentile convenționale („ discrete ”), care sunt înlocuite de operator în timpul pauzelor de fotografiere [11] . Capacitatea de a schimba continuu scara imaginii este cea mai solicitată în aceste zone, oferind ecranului efectul de apropiere sau îndepărtare de subiect atunci când camera este staționară. Obiectivul zoom a devenit unul dintre cele mai eficiente mijloace de editare în cadru . Cu toate acestea, nivelul de calitate al modelului optic, comparabil cu optica discretă, lentilele zoom de filmare a ajuns abia la mijlocul anilor 1950 , când au început să fie utilizate în mod activ, în special în filmele documentare . În filmele montate, obiectivul zoom a făcut posibilă înlocuirea parțială a filmării cu mișcare și obținerea celei mai noi tehnici, numită în diferite școli ca „ Transtrav ” ( ing. Trans Trav ) sau „Dolly-Zoom” ( ing. Dolly Zoom ) . Esența recepției este schimbarea distanței focale, sincron cu deplasarea căruciorului operatorului „Dolly” în antifază. Când direcția de mișcare a căruciorului coincide cu axa optică a lentilei, scara subiectului principal rămâne neschimbată, iar fundalul „se îndepărtează” sau „se întâlnește” cu un caracter staționar. În URSS, unul dintre primii care a folosit această tehnică a fost cameramanul Vadim Yusov în filmul „The Black Monk ” [12] .
În fotografie, posibilitatea de a schimba distanța focală a obiectivului a fost considerată nepotrivită mult timp, deoarece, spre deosebire de televiziune și cinema, nu joacă rolul unui mijloc expresiv. Încadrarea precisă , inaccesibilă în momentul fotografierii cu obiectivele convenționale, a fost realizată în timpul procesului de imprimare a fotografiilor . În plus, posibilitatea reală de utilizare a zoom-urilor a apărut abia odată cu răspândirea la începutul anilor 1960 a camerelor reflex cu un singur obiectiv, care au înlocuit telemetrul și camerele reflex cu două lentile nepotrivite pentru zoom [13] . Un obstacol suplimentar a fost dimensiunea cadrului, care, chiar și în fotografia de format mic , este mult mai mare decât în film și televiziune. Dependența directă a dimensiunilor și greutății obiectivului de format a adus acești parametri dincolo de limitele rezonabile pentru modelele de zoom disponibile la acel moment. Încercările de a crea obiective fotografice cu o schimbare treptată a distanței focale au fost, de asemenea, recunoscute ca nepromițătoare, deoarece nu au simplificat în niciun fel designul [14] .
Situația s-a schimbat dramatic după apariția calculatoarelor suficient de puternice , ceea ce a făcut posibilă calcularea unor scheme optice fundamental noi și îmbunătățirea celor existente [15] . S-au deschis oportunități suplimentare odată cu răspândirea tehnologiilor de acoperire multistrat , care reduce semnificativ împrăștierea luminii în sistemele cu mai multe lentile [16] . Noile tipuri de sticlă optică și metode de calcul îmbunătățite au făcut posibilă crearea de fotozoom, care și-au găsit aplicație în fotojurnalism , îmbunătățind calitatea imaginilor prin maximizarea utilizării zonei negative . Unul dintre primele fotozoom este considerat a fi Voigtländer Zoomar ( germană: Voigtländer Zoomar 36-82 / 2.8 ), dezvoltat de Heinz Kilfitt în 1959 [17] [14] [18] . Cu toate acestea, până la sfârșitul anilor 1970 , astfel de lentile erau considerate un tip auxiliar, deoarece aveau caracteristici mai modeste decât lentilele prime [19] . Un câștig tangibil în zoom-ul foto a fost dat doar la fotografierea diapozitivelor care nu puteau fi decupate [20] [21] . În același timp, costul ridicat a făcut ca obiectivele cu zoom să fie disponibile doar fotografilor profesioniști. Acest lucru s-a schimbat spre sfârșitul anilor 1970 , odată cu apariția unor tehnologii și materiale mai noi, în special a lentilelor asferice la prețuri accesibile . În 1978, Fujinon Z 43-75/3,5~4,5 a devenit primul zoom „ balenă ” [22] . Treptat, zoom-urile foto de amatori au înlocuit optica discretă, datorită producției mai ieftine și utilizării masive a materialelor plastice de înaltă tehnologie.
Concomitent cu zoom-urile pentru camere, au apărut lentile similare pentru proiectoarele cu film îngust [21] . În URSS, un astfel de obiectiv „PF-1” cu o gamă de distanțe focale de la 15 la 25 mm a fost dezvoltat pentru proiectorul de amatori „Kvant”. Pentru proiectoarele de film sovietice „Luch-2”, care au fost exportate, compania japoneză „Light-Optic” a proiectat un obiectiv cu zoom „Luch-Zoom” cu aceeași gamă [23] . Cu o creștere semnificativă în greutate și dimensiuni, obiectivul japonez a fost ușor inferior celui sovietic în raportul de deschidere. Obiectivul Vario-Likar-P2 (PF-6) cu un interval de distanță focală de 18-30 mm a fost proiectat în laboratorul industrial de optică de film LIKI pentru formatul 8 Super . În 1970, TsKBK a stăpânit producția lentilei pancratice Vario-Likar P1 pentru proiectoare de film de 16 mm cu o gamă de 35–65 mm, dezvoltată de asemenea la LIKI [24] . Capacitatea de a schimba distanța focală a lentilei de proiecție servește ca o funcție de utilitate, permițându-vă să reglați dimensiunea imaginii fără a muta ecranul și proiectorul. Optică similară a fost produsă pentru retroproiectoarele , oferind aceeași comoditate [21] . În proiectoarele de cinema profesionale destinate sălilor de cinema , utilizarea zoom-ului este nepractică, deoarece cinematograful este proiectat și construit ținând cont de distanța focală standard a obiectivului. Lentilele de proiecție cu distanță focală variabilă sunt și ele utilizate în imprimantele foto automate și în laboratoarele mini-foto pentru posibilitatea de schimbare a formatului de imprimare a fotografiilor [25] .
Spre deosebire de lentilele cu o distanță focală fixă care conține de la 3 la 7 lentile , lentilele cu zoom au un design cu mai multe lentile, iar numărul de elemente optice din ele poate depăși 20. În același timp, lentilele individuale se mișcă în interiorul cadrului și în raport cu fiecare. altele, uneori conform legilor complexe, schimbând focala distanța întregului sistem la o poziție constantă a planului focal . Conform principiului corectării aberațiilor , lentilele pancratice sunt împărțite condiționat în două grupe [26] :
Un alt criteriu de clasificare a lentilelor pancratice este metoda de compensare a deplasării planului focal la modificarea distanței focale. Sunt cunoscute două tipuri de lentile [26] [29] :
Marcarea obiectivelor televizoare cu zoom implică o indicație a măririi și a distanței focale minime. De exemplu, obiectivul cu zoom sovietic pentru camerele de televiziune „OCT 35 × 13”, în conformitate cu marcajul, are o mărire egală cu 35 cu o distanță focală minimă de 13 mm. Distanța focală maximă este de 460 mm [32] . În mod similar, obiectivul Fujinon 22×8 BERD la 22× are o distanță focală minimă de 8 mm și o distanță focală maximă de 176 [33] . Optica modernă pentru camerele de jurnalism video este adesea echipată cu un obiectiv în trepte, pe lângă o schimbare lină a distanței focale. Pentru aceasta, este prevăzut un teleextensor încorporat , care vă permite să schimbați rapid intervalul de lucru al distanțelor focale prin introducerea de componente optice în spatele obiectivului principal cu zoom [34] [35] .
Zoomurile cinematografice și fotografice, dimpotrivă, necesită desemnarea obligatorie atât a distanțelor focale minime, cât și a celei maxime și a valorilor corespunzătoare de deschidere. Zoomurile profesionale sovietice de film au fost marcate cu indexul „OPF”, înaintea căruia era indicat un număr, care reflectă formatul filmului . A doua cifră corespunde numărului de serie de dezvoltare. De exemplu, obiectivul „35OPF 18-1” cu o gamă de distanțe focale de la 20 la 120 mm, este proiectat pentru fotografierea în formatul obișnuit pe film de 35 mm , care este reflectat în titlu [36] . Lentilele cu zoom anamorfice au fost furnizate cu indicele „A” la sfârșitul numelui, de exemplu „35OPF 9-1A” cu un interval de 50-200 [37] . În consecință, obiectivul 16OPF1-2M este proiectat pentru un cadru de film standard de 16 mm . Zoom-urile pentru amatori aveau cel mai adesea propriile nume originale, de exemplu " Meteor-5 ", produse pentru camerele familiei Krasnogorsk .
Obiectivele televizoare cu zoom și unele camere de filmat, pe lângă zoom-ul manual, sunt echipate cu unități electrice cu mai multe viteze pentru a asigura o mărire și micșorare lină. Lentilele cu zoom pentru camerele de studio nu sunt echipate deloc cu o unitate manuală de zoom, deoarece au fost proiectate inițial pentru controlul de la distanță de la mânerele capului trepiedului . În optica de film, acționarea electrică încorporată este mai puțin obișnuită, deoarece este proiectată cu așteptarea de a andocare cu un modul suplimentar cu un scop similar folosind follow focus . În obiectivele fotografice, distanța focală este controlată manual, cu excepția celor mai simple aparate de fotografiat pentru amatori.
Lentilele moderne cu zoom concepute pentru televiziune și camere video au o gamă de distanțe focale care acoperă aproape toate nevoile necesare. Datorită acestui fapt, devine posibil să se facă fără lentile interschimbabile cu o lentilă pancratică. În aceeași măsură, acest lucru se aplică echipamentelor de amatori, cum ar fi camerele video pentru consumatori, precum și camerele compacte și pseudo-reflex, unde astfel de obiective nu sunt detașabile. Obiectivul încorporat rigid, pe lângă simplificarea utilizării camerei, elimină pătrunderea prafului pe matrice foto . În aparatele foto, prezența zoom-ului face posibilă utilizarea efectului Zoom ( în engleză Explozoom ), realizat la fotografierea la viteze mici de expunere prin schimbarea rapidă a distanței focale.
Cu toate acestea, calitatea imaginii furnizată de obiectivele zoom este considerată a fi mai mică decât cea a opticii discrete [17] . Acest lucru se explică, în primul rând, printr-un număr mare de elemente și suprafețe de refracție. Consecința unui design complex este o împrăștiere mai mare a luminii, conducând la o scădere a contrastului imaginii și o deteriorare a dezvoltării detaliilor fine [11] . In plus, obiectivele cu distanta focala variabila se caracterizeaza prin deschidere mai mica, dimensiuni mari si greutate. Problema raportului de deschidere este deosebit de acută la obiectivele cu zoom anamorfice concepute pentru fotografierea în formate cu ecran lat . Precizia necesară a mișcării elementelor individuale își lasă amprenta asupra designului cadrului, care este mult mai complex și mai costisitor decât cel al opticii convenționale [17] .
Încadrarea precisă atunci când fotografiați cu un obiectiv cu o distanță focală variabilă este posibilă numai cu o viziune directă. Prin urmare, utilizarea obiectivelor cu zoom este permisă numai pe aparatele foto cu obturator reflex și camerele reflex cu un singur obiectiv . Lentilele cu zoom concepute pentru camerele cinematografice cu un obturator convențional ar trebui să fie echipate cu un dispozitiv de ochire încorporat de separare a fasciculului, care crește costul obiectivului [38] . Pentru camerele cu telemetru , există zoom-uri cu o schimbare în trepte a distanței focale (de exemplu, „Leica Tri-Elmar-M 16-18-21mm f / 4 ASPH”), care nu au câștigat popularitate din cauza neplăcerii potrivirii cu vizor [39] . Atunci când utilizați un vizor electronic, lentilele pancratice sunt aplicabile fără nicio restricție, prin urmare au devenit obișnuite în tehnologia televiziunii și camerele digitale de toate clasele.
În prezent, mărirea obiectivelor zoom pentru televiziune poate ajunge la 100× datorită dimensiunii reduse a matricei fotosensibile și utilizării unei scheme în două etape cu două variatoare coordonate [40] [41] . Cel mai puternic obiectiv cu zoom cunoscut, Panavision HD Superzoom, își poate modifica distanța focală cu un factor de 300 [42] . Astfel de lentile au găsit o utilizare pe scară largă în camerele OB, care sunt montate pe un trepied pentru a preveni tremurarea în prim -planuri . O gamă largă de distanțe focale este necesară pentru transmisiunile TV de pe stadioane mari și săli de concerte, oferind fotografierea obiectelor îndepărtate cu o lipsă de timp pentru a muta camera. Studiourile de televiziune folosesc lentile mai puțin puternice, cu o mărire de la 15 la 25 și o deschidere mai mare. O mărire relativ mică de 13-18× la o diafragmă mare constantă este tipică pentru obiectivele cu zoom ale camerelor compacte de jurnalism video.
Luminozitatea lentilelor de mărire crescută a camerelor de difuzare exterioare rămâne constantă într-un anumit interval de distanțe focale și apoi începe să scadă pe măsură ce scara imaginii crește [32] . În camerele de televiziune, acest lucru este compensat prin controlul automat al expunerii prin modificarea timpului de citire a încărcăturii ( viteza obturatorului ), iar în echipamentele de filmare este considerat inacceptabil [40] . Prin urmare, pentru obiectivele cinematografice, mărirea maximă este de 10x la o deschidere constantă. Acest lucru se datorează nu numai creșterii inevitabile a dimensiunilor obiectivului datorită dimensiunilor mai mari ale cadrelor, ci și cerințelor crescute de rezoluție, depășind semnificativ standardele televiziunii de înaltă definiție și în special definiția standard . În ciuda performanțelor optice excelente ale zoom-urilor cinematografice moderne, cineaștii preferă, în majoritatea cazurilor, lentilele discrete din cauza imaginii mai bune.
Pentru majoritatea obiectivelor de calitate profesională concepute pentru cadre de format mic , mărirea rareori depășește 3-4× [43] [44] . Spre deosebire de optica de televiziune, care acoperă întreaga gamă posibilă, fotozoom-urile sunt de obicei efectuate ca o alternativă la lentilele interschimbabile cu unghi larg , normale și teleobiectiv , cu posibilitatea unei încadrari mai precise. Această stare de lucruri este tipică pentru fotografia profesională, deoarece nu scutește fotograful de necesitatea de a avea un set de lentile interschimbabile pentru a acoperi întreaga gamă necesară de distanțe focale. În același timp, astfel de zoom-uri astăzi sunt comparabile în ceea ce privește calitatea imaginii cu lentilele convenționale și au o deschidere constantă pe toată gama [43] . Cu toate acestea, chiar și zoom-urile profesionale sunt inferioare ca raport de deschidere față de cele mai bune obiective cu o distanță focală fixă.
O mărire mare este tipică pentru foto-optica de amatori, ceea ce face posibil să se descurce cu un singur obiectiv, atunci când este acceptabilă pierderea raportului de deschidere și scăderea rezoluției. Dependența directă a dimensiunilor obiectivului de mărirea și formatul de cadru face necesară limitarea raportului de deschidere, care scade concomitent cu creșterea distanței focale, fără a necesita o rezervă a diametrului pupilei de intrare. Unul dintre puținele exemple de zoom foto profesional cu mărire mare este Canon EF 28-300 / 3.5-5.6L IS USM. Astfel de zoom-uri au câștigat o oarecare popularitate în fotojurnalismul de știri ca compromis în condițiile lipsei de timp pentru schimbarea obiectivului pentru filmările de reportaj.
Zoomurile sunt mult mai puțin frecvente în fotografia de format mediu , ceea ce implică fotografierea în scenă. Problema este complicată de faptul că, în echipamentele moderne de format mediu, majoritatea obiectivelor sunt echipate cu un obturator central suplimentar, care poate fi folosit cu obiectivul focal oprit sau complet absent . Prin urmare, majoritatea liniilor de optică de format mediu, pe lângă obiectivele convenționale, au doar 1-2 zoom-uri destinate fotografierii de reportaj, ceea ce nu este tipic pentru această clasă de echipamente [45] [46] . În camerele de format mare , atât concepute pentru lucru în studio, cât și în camerele de presă , utilizarea zoom-urilor este nepractică. Un obiectiv cu zoom chiar și cu o mărire redusă ar fi prea voluminos pentru un format relativ mic de 9x12 cm.
„Ultrazum” sau „Superzoom” (lat. ultra - peste, excesiv, engleză zoom - mărire imagine) - un zoom cu o mărire mare (> 9 × ). Astfel de lentile au devenit baza pentru o întreagă clasă de camere digitale fără vizor optic. Acest lucru se datorează dorinței producătorilor de a simplifica utilizarea unor astfel de camere: schimbarea obiectivului poate fi prea complicată pentru un utilizator nepregătit și poate înstrăina potențialii cumpărători. În plus, obiectivele interschimbabile necesită o geantă separată pentru a stoca întregul set de echipamente, ceea ce este incomod pentru turiști și fotografi amatori. Dimensiunea redusă a matricei camerelor pseudo-oglindă face posibilă proiectarea obiectivelor cu zoom cu mărire mare, cu o dimensiune foarte compactă și un raport bun al diafragmei. Deci, pentru camerele „Canon PowerShot SX50 IS”, „ Fujifilm FinePix SL1000 ” și „Sony Cyber-shot DSC-HX300” raportul de zoom este de 50× cu o deschidere minimă de f/6.5 la focalizare lungă. Totodata, datorita cadrului telescopic, dimensiunile lentilei in pozitia de nefunctionare nu depasesc dimensiunile corpului, inaintand doar la focale maxime.
Pentru camerele compacte și cele mai simple camere video, zoom-urile ieftine de mărire mică, care nu depășesc 10-12 ×, sunt mai caracteristice. În același timp, producătorii măresc artificial multiplicitatea unui astfel de zoom prin decuparea digitală a datelor primite din matrice. Când este atinsă distanța focală maximă a obiectivului, mărirea continuă cu decuparea digitală, „prelungind” intervalul. Tehnologia, numită „ zoom digital ”, are o valoare pur de marketing , deoarece, spre deosebire de zoom-ul optic, zoom-ul digital reduce semnificativ calitatea imaginii: folosește doar o mică parte centrală a câmpului de imagine al obiectivului și al senzorului [47] [48] . Acest lucru este echivalent cu decuparea într-un editor grafic sau video , tăierea marginilor imaginii [49] [50] . În ciuda acestui fapt, pentru utilizatorii care nu doresc să se angajeze în autoprocesarea imaginilor, zoom-ul digital poate fi o caracteristică utilă, permițându-vă să obțineți dimensiunea dorită a planului fără a vă apropia de subiect și fără manipulări suplimentare.
Dicționare și enciclopedii | |
---|---|
În cataloagele bibliografice |
Tipuri de film și lentile foto | |
---|---|
Lentile | |
Convertoare | |
Vezi si |