Ідея використовувати спільно циліндричні і сферичні лінзи виникла в 1897 році у Ернста Аббе (Ernst Abbe, 1840-1905). Мені завжди дуже хотілося подивитися, що це дає стосовно до цифрових камер. На етапі маленьких матриць, та ще з прямокутними чутливими елементами, ця ідея здавалася дуже привабливою, зі збільшенням матриць ентузіазм дещо згас. Але тут з нагоди вдалося придбати на www.molotok.ru насадку анаморфотной проекційну 35-НАП2-3М 80-140, і з'явилася можливість на практиці перевірити деякі принципові проблеми використання комбінації сферичних і циліндричних лінз при зйомці і проектуванні ізображенія.Історія питання

Завдання повністю використовувати стандартний кінокадр для отримання зображення з великим відношенням сторін була вирішена французьким вченим Анрі Кретьєном (Henri Chretien, 1879-1956), який створив в 1927 році об'єктив «Гіпергонар» (Hypergonar), що дозволяв приблизно вдвічі збільшити поле зору в горизонтальному напрямку. Французької академії наук цей винахід представив 30 травня 1927 Луї Люм'єр.

Перший фільм «Construire un feu» з анаморфотной об'єктивом Кретьєна в 1929 році зняв Клод Отан-Лара (Claude Autant-Lara) за мотивами новели Джека Лондона. Однак, як зазвичай, творчість «технарів» став жертвою розбірок «гуманітаріїв», і фільм відразу ж був знятий з афіш. Не беруся судити, наскільки корисною виявилася людству в даному випадку захист чиїхось прав, однак рух наукового прогресу в маси було відкинуто на багато років :-)

У 1935 році фірма Парамаунт (Paramount) відзняла 10 експериментальних бобін плівки. У 1937 році об'єктив Гіпергонар був використаний для проекції фільму в палаці Люмьера під час Міжнародної виставки. У 1952 році Гіпергонаром зацікавилася фірма Фокс (Fox).

І в результаті в 1953 році глядач побачив перший фільм «Тога» (The Robe), знятий за цією системою компанією «двадцятого століття-Фокс» (29th Century-Fox). Система широкоекранного кіно з Анаморфірованное кадром, розроблена цією фірмою за патентом Кретьєна, отримала назву «Сінемаскоп» (CinemaScope). Зйомка проводилася на кадр формату 18,7 × 23,8 мм і розтягувалася за допомогою анаморфотной насадки на екран із співвідношенням сторін 1: 2,55. Аспекти покупки і перепродажу прав між кінокомпаніями мені не до кінця зрозумілі, у всякому разі, в цей же час фірма Парамаунт разом з А. Кретьєном воліла продовжити дослідження над системою Віста Віжн (VistaVision), яка повинна була конкурувати з Сінемаскоп. В СРСР перший широкоекранний фільм «Ілля Муромець» був створений в 1956 році на кіностудії Мосфільм.

Широкоекранне кіно не обов'язково має на увазі, що в обох процесах - і зйомки, і проектування - використовується циліндрична оптика. З метою зниження витрат на виробництво широкоекранних фільмів італійською фірмою «Техніколор» в 1964 році була розроблена система «Техніскоп». Зйомка проводиться традиційної сферичної оптикою на вдвічі менший за висотою кадр, а потім робиться Анаморфірованное позитивна копія на звичайній кіноплівці. Таким чином, повністю використовується вся площа кадру і можливості стандартного проекційного апарату. Техніка і теорія питання

Анаморфотной насадка являє собою трубу Галілея , Або всім відомий театральний бінокль, в який ви дивитеся з іншого боку. Як відомо, особливістю такої оптичної системи є те, що входить в неї паралельний пучок паралельних і виходить, оскільки точка фокусу негативною лінзи збігається з фокусом позитивною. У анаморфотной системи лінзи не сферичні, а циліндричні. Іншими словами, в одному перерізі це все ті ж кола, а в іншому плоско-паралельні пластини.

Ця особливість призводить до того, що якщо точки фокуса лінз злегка зміщені один щодо одного, то виходить пучок перестане бути паралельним. У сферичних афокальнимі насадках на об'єктив при цьому точне фокусування все одно може бути досягнута переміщенням об'єктива щодо плівки або матриці. У разі циліндричних лінз в одному з перерізів вони представляють собою систему плоско-паралельних пластинок, і в цьому випадку зміщення їх один щодо одного не призведе до порушення паралельності входить пучка. Тому точне фокусування системи, що складається з об'єктива і анаморфотной телескопічною насадки, повинна проводитися як переміщенням об'єктива, так і зміщенням лінз насадки один щодо одного. В цьому випадку можна домогтися однакової різкості як в горизонтальній, так і у вертикальній площині.

Як видно з історичної і оптичної частини даної замітки, використання анаморфотной насадки для проектування цілком комфортно: досить один раз от'юстіровать систему, щоб отримати чітке зображення на екрані. Завдання проекційних систем з анаморфотной насадками - повністю скористатися наявними можливостями наявного устаткування в нестандартній ситуації. У цифровій техніці тут ситуація абсолютно аналогічна кіноіндустрії півстолітньої давності. Є проекційні системи з обмеженим числом рідко-кристалічних осередків або дзеркал і відношенням сторін 4: 3. Хочеться показувати широкоекранний фільм, використовуючи всю площу системи, що створює зображення. Залишати незадіяним значне число проектують елементів у вигляді чорної смуги знизу і зверху надто накладно. Програмним способом легко зображення стиснути таким чином, що будуть задіяні всі пікселі по висоті проецирующей системи. А щоб зображення не здавалося стисненим на екрані, поставити перед об'єктивом анаморфотной насадку. Можливість програмної трансформації зображення закладена в більшість програвачів відеофільмів. Анаморфотной об'єктиви для цифрових проекторів випускаються, можливо, не дуже масово, але свою нішу вони займають. Випускаються анаморфотной насадки і для знімальних відеокамер. Однак тут не все так просто.

При зйомці треба здійснювати безперервну наводку на різкість обертанням як оправи об'єктива, так і насадки. Якщо знімати рухомі об'єкти, то знадобляться як руки оператора, так і його помічника, і обидва вони будуть в милі. Якщо вимоги до якості не надто високі, а світла багато, то можна сподіватися на глибину різкості. В інших же випадках велика ймовірність, що вирізання частини кадру з нестандартними пропорціями дасть кращий результат.

Обгрунтувати використання анаморфотной насадки з фотокамерами істотно складніше, ніж з маленькими матрицями відеокамер. Зате є можливість більш детально вивчити особливості процесу та його дефекти. Як я вже писав, дісталася мені проекційна насадка, та ще, як видно з назви, розрахована на фокусна відстань об'єктива 80-140 мм. І це при кадре18,7 × 23,8 мм. Таким чином, навіть при роботі з камерою Canon 5D важко претендувати на збільшення кутів охоплення порівняно зі стандартними об'єктивами, не кажучи вже про Canon D60 і їй подібних. Можна тільки трансформувати ставлення сторін кадру. Можна використовувати всі чутливі елементи матриці для отримання кадру з відношенням строн 2: 6 або 4: 3. Наскільки це потрібно і для чого - питання, яке я звичайно не обговорюю, я просто описую існуюче технічне рішення, можливо, хтось придумає, для чого йому це може бути корисно.

Габарити насадки - 130 × 172 мм при вазі 2,81 кг. Тобто кріплення її на об'єктив не витримає жодна камера. Комфортно з такою гарматою за фотомоделлю або інший плюгавкою НЕ побігаєш. Як і для будь-якої гармати, для зйомки з цією насадкою довелося спорудити лафет.

Вищенаведена конструкція лафета передбачає незалежне кріплення об'єктива і камери. Зручно для підбору об'єктива і юстування системи. Моя проекційна насадка явно була розрахована на гігантські зали. Завдана на неї шкала дистанцій: 9, 16, 20, 25, 32, 40, 50 м і нескінченність. На щастя, перед задньою лінзою є прокладочне кільце товщиною 4 мм. Прибравши його, вдається домогтися фокусування і на більш коротких дистанціях. Природно, після його видалення шкалу дистанцій треба калібрувати заново. При складанні слід домагатися, щоб осі циліндрів, що утворюють лінзи, лежали в одній площині, в іншому випадку якість знімків різко падає. Якщо все от'юстіровать правильно, то максимальна різкість для горизонтальних штрихів досягається за рахунок переміщення об'єктива на відстань, відповідне фокусуванні без насадки, і не залежить від дистанції фокусування насадки. Якщо дистанції на шкалі об'єктива і насадки не збігаються, то спостерігаються дві роздільних точки фокусування для горизонтальних і вертикальних штрихів. Ці точки підтверджуються системою автофокусу апарату, якщо об'єктив приєднаний через кільце з «Кульбаба» . Розглянемо знімки світ, розташованих по центру кадру, знятих об'єктивом Хвиля з насадкою і без. Для наочності фрагменти при верстці збільшені в два рази.

Фокусна відстань 80 мм, діафрагма F / 8.

Знімок з насадкою. Відповідно, фокусна відстань у вертикальній площині залишилося 80 мм, а в горизонтальній стало дорівнює 40 мм. Діафрагма об'єктива F / 8.

Попередній знімок, розтягнутий в два рази по горизонталі в графічному редакторі. Як можна помітити, порахувавши видимі кільця, у вертикальній площині дозвіл не змінилося - видно дев'ять кілець, в горизонтальній же площині видно тільки 6 кілець.

Якщо розглядати тільки центр кадру, то зйомка з насадкою дає невеликий виграш по інформаційної ємності кадру в порівнянні зі зйомкою з удвічі більшої відстані і використанням тільки центральної смуги для отримання пропорцій 2: 6. Однак на краях дозвіл падає істотно різкіше, ніж у об'єктиву без насадки, і для 12 мегапіксельною матриці камера Canon 5D використання насадки залишається спірним. Використання насадки з 4-мегапіксельною камерою Casio QV-4000 представляється в цьому сенсі більш перспективним, якби не жахливою різниця в габаритах і вазі. Для сумісності з малогабаритними камерами треба встановити фокусна відстань об'єктива, рівне по куту зору рекомендованого виробниками насадок. В даному випадку мінімальна рекомендована фокусна відстань - 80 мм для кадру шириною 23,8 мм. Для матриці шириною 7 мм еквівалентна фокусна відстань дорівнюватиме 23 мм, однак, у насадки є певний запас, і тому без віньєтування вдається знімати вже при фокусній відстані 18 мм.

Мініатюри вихідних знімків

Фрагменти (центр)

Знімок збільшено в два рази

Знімок розтягнутий в два рази по горизонталі

Фрагменти (край)

Casio QV-4000 F = 8 мм

Casio QV-4000 F = 18 мм
+ 35-НАП2-3М

Як видно з наведених фрагментів, дозвіл об'єктива при фокусній відстані 8 мм виявилося гірше, ніж у комбінації об'єктив + насадка, але при фокусній відстані 18 мм.

У цій конструкції камера з об'єктивом Хвиля жорстко прикріплена до насадки. Природно, жоден стандартний байонет не витримає ваги об'єктива з насадкою, якщо спробувати закріпити камеру за штативне гніздо. В даному випадку лафет виконує функції тільки кріплення насадки до штатива. Об'єктив Хвиля, призначений для ручного фокусування, має міцну оправу без люфтів, і різьблення для світлофільтрів не обертається при обертанні кільця фокусування. До камери об'єктив прикріплений через систему перехідних кілець: Байонет В-Б, байонет Б - М42, М42 - Canon EOS з «кульбабою». При жорсткому кріпленні об'єктива до насадки можна, при деякій спритності, знімати з рук, що я і спробував зробити. І ось, що в мене вийшло:

Мініатюра вихідного знімка. При кадрі 24 × 36 мм камери Canon 5D краю віньетіруются, оскільки насадка розрахована на кінокадр, близький за розміром до матриці таких камер як Canon D60 або D350. Але з огляду на, що насадка призначена для роботи з довгофокусними об'єктивами, на мій погляд, більше шансів знайти практичне застосування саме знімкам, зробленим Canon 5D, незважаючи на те, що для цієї камери з об'єктивом 80 мм вдається досягти відносини сторін кадру не 3, як для D60, а тільки 2,7. Все одно це більше, ніж нам давало широкоекранний кіно :-)

Ще один знімок з горизонтальним розташуванням кадру:

На відміну від кіно, в фотографії може стане в нагоді і вертикальне розташування кадру.

Як бачите, в цій історії від ідеї до технічного рішення пройшло 30 років і ще 25 до комерційно вигідною реалізації, тому не будемо загадувати, чи знайде ця ідея широке поширення в цифровій фотографії. зараз з'явилися апарати з двома матрицями і двома об'єктивами, чому б не зробити апарат, де другий ширококутний об'єктив матиме анаморфотной оптику, а виправлення пропорцій буде відразу здійснювати процесор камери.