Об истории создания фотокамер, стандартах и самодельных фотоаппаратах


Еще 20 лет назад реальной альтернативы серебру в фотографическом процессе не было, и вовсю строились мрачные прогнозы о том, что все запасы серебра скоро окажутся на экспонированной фотобумаге и фотопленке. И для новых фотоснимков  его уже не хватит. Расцвет цветной фотографии и массовых централизованных фотолабораторий слегка снизил остроту проблемы, поскольку в окончательном отпечатке серебра уже не остается, а все серебро может быть собрано и снова пущено для производства новых фотоматериалов.  Сейчас монополия серебра основательно подорвана. Электронные пленки — матрицы — по количеству регистрируемых деталей на единицу площади практически не уступают массовым пленкам (400 чувствительных элементов на один мм). Да и до теоретического предела, связанного с длиной волны, осталось совсем немного. Поэтому существенного повышения числа  деталей на единицу площади ожидать не приходится. Таким образом, вопрос с электронной пленкой можно считать фактически решенным — революция, о которой мечтали последние 100 лет, свершилась, серебру есть замена. Производство матриц, конечно, существенно сложнее, чем изготовление серебросодержащих фотоматериалов, поскольку последние при некотором желании можно сделать и в домашних условиях.   Однако последние 100 лет считанные фотографы занимались сами изготовлением фотоматериалов, на которые они снимали, и можно считать, что есть некий стандартный регистрирующий материал, который повсеместно доступен. И можно сконцентрироваться на конструировании аппаратов, которые его используют.   В истории фотографии различных конструкций, которые использовались для съемки, было существенно больше, чем типов фотоматериалов. Удачные аппараты делались как огромными фирмами, так и кустарями-одиночками, учитывая, что собственно камера имеет существенно более длинную историю, чем серебряная фотография,  и берет свое начало от камеры-обскуры. Первая камера-обскура с линзой, вероятно, была сделана Джилорамо Кардано в 16 веке. Разработчикам цифровых камер  стоит повнимательнее всмотреться в этапы многовекового пути. Многие удачные решения, возможно, уже встречались, и потом были отвергнуты не в силу своей несостоятельности, а по субъективным причинам, связанным, например, с модой на компактные камеры, а также с тем, что качество снимков зачастую превосходило потребности  и не было определяющим критерием при выборе камеры. На мой взгляд, сейчас сложилось очень много мифов о том, какие решения при конструировании аппаратов являются правильными, а какие — нет. Складывается впечатление, что    многие современные конструкторы пытаются изобрести велосипед, тогда, когда можно использовать инженерное решение 10-летней или даже 100-летней давности. Зачастую предлагаются новые стандарты, в то время, когда существующие еще прекрасно работают и отнюдь себя не исчерпали. Отмечу также, что, с моей точки зрения, ситуация усугубляется извращенной системой регистрации авторства. Сегодняшняя патентная система зачастую не фиксирует для истории имена авторов изобретения, не способствует их быстрейшему внедрению, отвлекает значительные людские ресурсы  на обход заявленных формул изобретения. Сегодня получается, что 1  инженер кормит 2 патентоведов и 4 юристов, причем, в отличие от авторов, правообладатели часто заинтересованы в создании препятствий производству. Мечтой большинства авторов всегда было увидеть воплощенной в жизнь свою идею, сегодня же велика вероятность, что изобретение будет положено под сукно, а другим конструкторам, независимо пришедшим к тем же результатам, будут созданы непреодолимые препятствия в реализации их идей. Большие заработки тем, кто придумывает новые устройства, реально тоже не светят. Сверхприбыли получают правообладатели. Вообще история регистрации изобретений блещет такими вопиющими примерами, которые может заметить, наверное, и слепой. Как один из характерных примеров, можно рассматривать официальную историю радио. Возьмем заведомо нейтральный источник — французскую энциклопедию Larоusse: «Хронологическая таблица Наука и технология, раздел Технология. 1893 год. Радиоантенна, Попов (Россия). 1896, радиосвязь, Маркони (Италия)», — т. е. телега впереди лошади.

Конструкция аппаратов

В этой главе я попытаюсь опровергнуть некоторые устойчивые стереотипы современной фотографии, а также рассказать об известных технических решениях, которые, на мой взгляд, могут найти применение в цифровой фотографии.  Фотоаппарат с самого начала был неким блочным конструктором, и каждый мог собрать то, что ему больше подходило, поэтому и вопрос о стандартизации, взаимозаменяемости деталей всегда стоял очень остро. В аппарате условно можно выделить следующие основные блоки. Светочувствительный материал. Объектив. Система взаимного перемещения объектива и светочувствительного материала, т. е. система фокусировки. Затвор, обеспечивающий заданное время экспозиции.  

Последней каплей, сподвигнувшей меня на создание собственной камеры, было анонсирование стандарта Four Thirds. В этом стандарте четко определен размер кадра, но на момент написания статьи мне не удалось найти в сети Internet ни размера базового отрезка, ни чертежей байонета. Любой стандарт подразумевает, что существует документация, по которой можно создать совместимые устройства. Для крепления объективов в аппаратуре, совместимой со стандартом 4/3, я такой документации не нашел. На мой взгляд, в этом стандарте объединены две независимые вещи. Крепление объектива не обязательно связано с полем изображения и с размером кадра.

Светочувствительный материал

Сегодняшние матрицы, с учетом количества кадров, которое они могут сделать, выпускаются, вероятно, большим тиражом, чем фотопленка 100 лет назад.  Да и стоимость одного кадра, наверное, не выше. Матрицы предлагаются несколькими производителями, фактически, в виде, готовом к употреблению. Вместе со всей логикой, необходимой для их функционирования. Я думаю, что сегодня сделать работоспособную электронную схему с матрицей куда проще, чем приемник на транзисторах Т3, 40 лет назад. Сейчас много говорится о том, что у матриц неподходящий размер. И как же можно их использовать, если их площадь много меньше рабочего поля объектива? Однако подобная ситуация была всегда: в одних и тех же камерах, с одними и теми же объективами использовались пластинки размером 18×24, 13×18, 9×12. Многие среднеформатные камеры позволяют снимать кадры форматом 4,5×6, 6×6, 6×7, 6×9. (см. статью). Фирма Contax рекомендует использовать со своими камерами с форматом кадра 24×36 мм объективы от 645 модели, рассчитанные на кадр 6×4,5. И даже кадр на легендарной 35 мм кинопленке бывает не только 24×36. Выпускалось множество камер с кинокадром 24×18 (Чайка, Зоркий-12, ФЭД-Микрон, Агат-18), Nikon 1 имел кадр форматом 24×32. То, что площадь чувствительного элемента меньше рабочей области объектива, имеет свои плюсы.  Собственно, вся площадь со времен дагерротипов, так никогда и не использовалась. Если мы хотим зарегистрировать все то, что создал объектив, мы получим круглый кадр. Если кадр много меньше поля изображения, мы можем его легко перемещать и этим компенсировать перспективные искажения. Подробнее см. статью «Дорожная камера».

Есть еще одна проблема которая возникает при использовании матрицы большой площади с объективами, имеющими короткий задний фокус. Это существенные углы падения лучей на край кадра. Перед большинством матриц расположен фильтр, отрезающий ультрафиолетовую и инфракрасную область спектра. Этот фильтр представляет собой плоскопараллельную стеклянную пластину толщиной в несколько миллиметров и способен существенно сместить и отразить значительную часть краевых лучей. Возможно, в этих камерах стоит отказаться от фильтра перед матрицей и, как в первых камерах Kodak DCS, использовать фильтр перед объективом. Однако его площадь должна быть существенно больше и соответственно его стоимость может оказатся ощутимой.

Крепления объективов

Когда проектируется любое устройство, всегда рассматривается вопрос, как оно будет взаимодействовать с ранее созданными. Примерно сто лет назад было предложено любопытное устройство наподобие ирисовой диафрагмы, которое позволяло крепить объектив с любой резьбой. Тогда же вовсю использовалась идея с одним большим отверстием и массой понижающих переходных колец. 

Универсальное объективное кольцо
Универсальное объективное кольцо.
Рисунок из книги «Карманный справочник по фотографии», Э. Фогель, 1928 г.

На мой взгляд, нет смысла изобретать велосипед, когда можно использовать уже имеющиеся стандарты. Хорошо известны и не закрыты никакими патентами резьбовые стандарты М39 с базовым отрезком 28,8 мм, М42 с базовым отрезком 45,5 мм (ГОСТ 10332-72), байонетные соединения К (ГОСТ 24692) и с недавнего времени М (срок действия патента на него закончился). Чем короче базовый отрезок, тем большее количество объективов через соответствующие переходники может быть установлено на камеру. Переходник резьба — резьба очень прост в изготовлении (для изготовления требуется только токарный станок), переходник резьба - байонет проще, чем байонет — байонет, поэтому предлагаю вернуться к стандарту М39. Объективы от кинокамер с меньшим базовым отрезком тоже, скорее всего, удастся установить через переходник в форме стакана, ведь диаметр оправы этих объективов обычно меньше 30 мм.

Конечно, штыковое соединение (байонет) позволяет подсоединить объектив быстрее, но, во-первых, предполагается, что большинство объективов будут крепиться через переходники, и я надеюсь, что за давностью времен с М39 меньше шансов утонуть в тяжбах, типа истории с переходником К — М42 (подробнее см. здесь и здесь). Мораль проста: если вы хотите, чтобы ваше устройство с большой вероятностью легло на полку архива, патентуйте; денег это вам в 99 случаях из 100 не прибавит, зато образ собаки на сене будет ярко сиять в умах всех тех, кто создаст аналогичное устройство самостоятельно. Изобретение — не золотая жила, увы, и то, что вы  первый пришли к финишу, не означает, что остальным запрещается его достигнуть. Вы хотите медаль и имя на доске почета — пожалуйста, публикуйте, современная патентная система имен изобретателей не помнит, только название фирмы над окошком, где выдают зарплату. Потребителя, тоже нет смысла ограничивать, договор продажи — это не договор аренды, и если я купил микроскоп для забивания гвоздей, то это мое право, и мое право его переделать, чтобы не попадать при этом по пальцам. На эту тему у нас в новостях недавно было сообщение об одном любопытном судебном процессе в Италии.

Современные объективы сопрягаются с камерой не только механически, но и электрически. Контакты для передачи информации можно сделать на камере в виде гнезд для штекеров,  их, пожалуй, запатентовать не проще, чем колесо, хотя, чем черт не шутит, поэтому спешу опубликовать идею. Сигналы на контактах 0 и 1 (с достаточным током нагрузки, чтобы при желании их можно было использовать и для аналогового управления); контакты: перемещение объектива вперед, перемещение объектива назад, открыть затвор, закрыть затвор (здесь есть избыточность, но при необходимости можно использовать только один контакт), синхронизация вспышки, закрытие диафрагмы, значение диафрагмы — 4 контакта (16 значений должно хватить, но можно заложить и 5й контакт), изменение фокусного расстояния — 2 контакта, контакты для передачи информации обратно от объектива к камере: фокусное расстояние, дистанция (вероятно, для этого стоит использовать 3х-проводной последовательный порт). Другими словами, в простейшем случае, если мы используем объективы с прыгающей диафрагмой,  то мы устанавливаем диафрагму на объективе, вносим поправку в экспозицию, соответствующую ступеням закрытия диафрагмы. Фокусировка и замер экспозиции происходит при полностью открытом объективе, при нажатии на спуск подается сигнал на переходное кольцо, сердечник втягивается в соленоид и толкает шток привода диафрагмы объектива (в качестве пояснения см. блок-схему в конце статьи). 

Фокусировка

Исторически фокусировка может осуществляться, как перемещением объектива, так и перемещением фоточувствительной пластинки. Последний вариант первоначально в основном и использовался. Перемещение объектива конструктивно оказалось более простым и при переходе на пленку стало основным. Но неверно думать, что в пленочных аппаратах не было конструкции с перемещением для фокусировки пленки, а не объектива. Они были.

Фокусировка состоит не только из перемещения, но и из перекоса объектива относительно чувствительного материала. Первые камеры это повсеместно использовали. В последующем от этого практически отказались. В частности, из-за того, что визуальная наводка по матовому стеклу не обеспечивала оперативности, а дальномерные камеры позволяли сфокусироваться только на одной точке. Во многих случаях лучшую фокусировку обеспечивает точная шкала дистанций на оправе хорошо отъюстированного объектива, а самым точным способом измерения расстояния до объекта является рулетка. Преимуществом зеркальных камер было то, что при точной юстировке фильмового канала и матового стекла можно было не задумываться о точности изготовления базового отрезка конкретного объектива. Если изображение резко на матовом стекле, то оно будет резким и на пленке. Однако, зеркальные цифровые камеры, на мой взгляд, конструктивно нелогичны. Нет смысла фокусироваться по дополнительному матовому стеклу, когда мы имеем возможность фокусироваться по изображению на ЖК экране. Сегодняшнее качество ЖК экранов вполне сопоставимо с крупнозернистым матовым стеклом, и сегодняшняя техника позволяет создать ЖК экраны, не уступающие по характеристикам лучшим матовым экранам.

Потом появился автофокус. Обычно он реализовывался отдельным мотором в каждом объективе или реже мотором камеры, перемещавшим объектив, как в камерах Pentax. Самой интересной автофокусной камерой, позволявшей работать с обычными объективами, был и остается Contax AX (1996 г?), в котором перемещается фактически вся начинка камеры относительно объектива. Ниже приведена схема из рекламного буклета.

Contax AX

Обидно, но на сайте Contax об этой камере нет ни слова, и, возможно, самая интересная камера выпала из официальной истории. На других сайтах сохранился пресс-релиз фирмы с описанием истории создания камеры.

Перемещать рулон пленки довольно неудобно, потому что он занимает существенно больше места, чем собственно кадровое окно. С механизмом транспортировки он может иметь и довольно значительный вес. Сегодняшние матрицы незначительно больше кадрового окна и существенно легче объектива. Перемещать их представляется куда более логичным решением, тем более, что оно уже реализовано во многих сканерах.

Потом появился автофокус по множеству точек. И вот здесь непонятно. Плоскость можно провести через три точки. Зачем больше трех точек автофокусировки, уже неясно.  Возможно, потому, что из целого множества используются каждый раз только три. Но реально плоскость сегодня не перекашивается, т. е. используется только одна точка фокусировки. Матрица много легче объектива. Перемещать ее тоже легче. Коль у нас есть несколько точек фокусировки, логично использовать не только перемещение, но и перекос матрицы. Если у нас есть три точки автофокусировки, то, поставив три мотора, мы получим систему автофокусировки, сопоставимую по возможностям с дорожными камерами столетней давности.

Затвор

Конструкции и схемы затворов подробно рассмотрены в статье. В принципе, затвор не обязательно должен быть элементом камеры, он может быть и внешним — в виде крышки на объектив или встроенным в объектив. В камере необходимо предусмотреть возможность управления внешним затвором. В идеале, как у некоторых среднеформатных камер, желательно иметь два затвора: один — фокальный, непосредственно перед чувствительным элементом, который работает в случае, если объектив не снабжен собственным центральным затвором, другой — центральный, встроенный в объектив.

К функциям затвора следует отнести и синхронизацию импульса вспышки. Подробнее и нагляднее можно посмотреть в статье.

Что и как было сделано

Чтобы не быть голословным, рассмотрим изготовление модульной цифровой камеры на коленке в домашних условиях. Сразу предупреждаю, что если у вас вызывает проблему разборка работоспособной камеры и сборка ее с сохранением дееспособности, то успех мероприятия по переделке весьма проблематичен. Не боги горшки обжигают, и разборку камер может освоить каждый, но число испорченных камер в процессе обучения зависит от конкретного индивида. Я специально не останавливаюсь на конкретных винтах, на которых держится корпус, считая эту задачу необходимым «тестом на вшивость». Замечу только, что при разборке данной модели без паяльника не обойтись. Некоторые провода слишком короткие. Да и кроме винтов, корпус удерживается и защелками, к которым надо приложить определенное усилие :-(

За основу была взята камера Casio QV 3000. Как выглядит эта камера в разобранном, виде можно посмотреть здесь. Узел, объединяющий объектив, матрицу и видоискатель, выглядит так:

QV 3000

Практически в камерах Casio QV3000, QV3500, QV4000, QV 5700, Canon G1, G2, Sony S70, S75, S85, Toshiba PDR-M70 этот узел одинаков.

QV 3000

Блок объектива был полностью разобран. Были удалены: видоискатель, все линзы объектива, моторы, управляющие изменением фокусного расстояния и фокусировкой. Эти двигатели выглядят так:

QV 3000
Мотор, перемещающий объектив при фокусировке, слева

Оказалось, что после отключения шлейфа, ведущего к моторам и концевым выключателям, камера вполне работоспособна и не реагирует на отсутствие объектива. Центральный затвор был извлечен из объектива, повернут на 180 градусов и расположен перед ИК фильтром, непосредственно прилегающим к матрице.

Затвор
Затвор
Затвор закрыт
Затвор открыт

Центральный затвор в этой камере выполняет две функции: ограничивать время экспозиции (функция затвора) и изменять диаметр диафрагмы. Вторую функцию мы использовать не собираемся, для нас важно только, чтобы камера имела возможность зафиксировать диафрагму в полностью открытом положении, и чтобы ее диаметр был больше диагонали матрицы. Иначе говоря, аппарат пригоден к переделке, если у него имеется ручное управление выдержкой и диафрагмой, и если максимальный диаметр диафрагмы, приблизительно определяемый как максимальное фокусное расстояние объектива, деленное на диафрагменное число, больше диагонали матрицы.

В камере Casio QV 3000 установлена ПЗС матрица Sony ICX 252. Ее размер 7,2 мм × 5,35 мм, т. е. ее диагональ примерно 9 мм. Объектив в этой камере имеет максимальное фокусное расстояние 21 мм. Максимальное диафрагменное число 2. Таким образом, диаметр диафрагмы должен быть больше диагонали матрицы. Реально светосила объектива при максимальном фокусном расстоянии чуть меньше, и надо достаточно точно совместить отверстие затвора с матрицей, чтобы не было виньетирования углов. Таким образом, мы превращаем центральный затвор в фокальный. Хотя, в отличие от классических фокальных затворов, в которых шторки перемещаются от края к краю кадра, здесь шторки перемещаются от центра к краю кадра, однако оказалось, что при выдержках длиннее 1/400 с, шторки перемещаются настолько быстро, что избыточная экспозиция центра кадра не заметна. В общем случае, если у камеры есть выдержка В, то можно использовать встроенный в объектив центральный затвор.

Размеры существующих сегодня матриц и их маркировка
4/3″ 18,00×13,50 мм
1″ 12,8×9,6 мм
2/3″ 8,8×6,6 мм
1/1,8″ 7,18×5,35 мм
1/2,7″ 5,27×3,96 мм
1/3,2″ 4,54×3,42 мм
Исторически сложилось, что маркировка матриц соответствует маркировке видиконов по внешнему диаметру с равным матрице размером чувствительной к свету области. Примерно, диагональ матрицы равна 2/3 от значения маркировки

Оказалось, что даже если удалить с корпуса камеры выступ вокруг объектива, то расстояние от передней стенки камеры до матрицы будет превышать 28,8 мм. Поэтому для того, чтобы использовать крепление объектива с резьбой М39, которое было взято от фотоаппарата Зоркий-5, пришлось сместить стакан с матрицей примерно на 5 мм ближе к стенке аппарата. Для этого были подпилены опоры, к которым он крепится, а сам стакан оправы был аккуратно укорочен. В идеале, оправу надо было бы выточить заново. Но в данной конструкции был использован стакан корпуса объектива, который был смещен вперед, жестко соединен с корпусом камеры, и к которому на винтах было прикреплено кольцо с резьбой М39 от аппарата Зоркий-5. Для того, чтобы добиться точной юстировки, делались снимки с объективом Юпитер-3, установленным на бесконечность, и, подкладывая под опорное кольцо шайбы, я добился резкого изображения. Для работы с объективами для зеркальных камер типа Зенит было изготовлено переходное кольцо с резьбы М39 на М42. Оно было сделано из двух удлинительных колец, между которыми были проложены шайбы, чтобы добиться точно толщины кольца 16,7 мм. Если все сделано точно, то шкалы на объективе достаточно для удовлетворительной фокусировки на большинстве объектов. Великим благом цифровых камер является возможность видеть на экране то же изображение, что проецируется на матрицу. В отличие от пленочных камер, не нужно сложного механизма подъема зеркала и точной юстировки матового стекла. Однако, есть одно но, на экране отображается только каждый 40й пиксель из регистрируемых. Впрочем, отношение размеров кристаллов серебра на пленке и зерен матового стекла не лучше. Как показала тестовая съемка, результаты которой приведены ниже, во всех случаях удается добиться приемлемого качества фокусировки.

Часто говорится, что объективы, рассчитанные для пленочных камер, имеют разрешение 50 пар линий на мм. Т.е. с ними эффективно будут работать матрицы с размером кадра 640×480 пикселей. Но при этом забывают, что характеристики объектива приводятся для максимально открытой диафрагмы. А эти объективы, как, например, Юпитер-3, имеют относительное отверстие 1:1,5. И уже при апертуре 1:5,6, характерной для большинства мыльниц с длиннофокусными объективами, его разрешение существенно улучшится. А ведь с этой матрицей 50 мм объектив по углу зрения соответствует 250 мм объективу 35 мм камеры, что большинству мыльниц и не снилось. Дифракция же начнет влиять на изображение при диафрагмах, меньших, чем 1:11. Итак, реально этот объектив может обеспечить при соответствующем диафрагмировании разрешение, при котором будут полностью реализованы возможности матрицы. Это будет происходить, в частности, потому, что используется только центральная часть круга изображения. Переделка камеры позволила наконец разделить влияние на резкость объектива и матрицы. Ниже приведены результаты съемки миры одним объективом с регистрацией на матрицы, чувствительные элементы которых различаются по размерам почти в два раза. Объектив Гелиос 44 с матрицей ICX252 и матрицей, установленной в камере Canon D60.

мира

мира

мира

Canon — слева, Casio — справа. Для наглядности при верстке изображение увеличено в 2 раза.

Буквой D обозначен диаметр круга нерезкости в пикселях. Внутри этого круга различить соседние штрихи не удается. Они либо отсутствуют, либо сильно искажены муаром.

Дано: фокусное расстояние объектива 58 мм. Мира содержит 90 черных радиальных штрихов.

 
ICX 252
Canon
Размер матрицы
7,20×,35 мм
23,4×15,6 мм
Размер кадра
2088×1550 пикселей
3008×2000 пикселей
Размер чувствительного элемента
3,5 мкм
7,8 мкм
Диафрагма
F/2
Линейный предел разрешения в мкм
( Подробнее о вычислении см. здесь)
1,3
Диаметр круга нерезкости в пикселях
80
80
Разрешение линий на пиксель (черная + белая линии = 2 линии)
0,71
0,71
Диаметр круга нерезкости в мм
0,28
0,62
Разрешение пар штрихов на мм
102
46
Диафрагма
F/8
Линейный предел разрешения в мкм
5,3
Диаметр круга нерезкости в пикселях
74
74
Разрешение линий на пиксель
0,77
0,77
Диаметр круга нерезкости в мм
0,26
0,58
Разрешение пар штрихов на мм
110
49
Диафрагма
F/16
Линейный предел разрешения в мкм
10,6
Диаметр круга нерезкости в пикселях
97
83
Разрешение линий на пиксель
0,59
0,69
Диаметр круга нерезкости в мм
0,34
0,65
Разрешение пар штрихов на мм
84
44

Поскольку при диафрагме F/8 разрешение в линиях на пиксель совпадает для пикселей разного размера, то в этом случае разрешение объектива превосходит возможности обеих матриц. При F/16 и F/2 разрешение для ICX 252 определяется объективом, а для системы Canon—Гелиос влияние объектива заметно, но незначительно.

Посмотрим подробнее на зависимость разрешения системы Гелиос 44 — ICX 252:

мира
Максимальный контраст и разрешение в районе F/8-F/11; при диафрагме F/2 откровенно заметны аберрации, при F/16 падение контраста и разрешения.

Что получилось?

Сменные объективы — это не только возможность поставить разные объективы. Это также возможность сильно выдвинуть объектив при макросъемке; наклонить объектив, что позволит получить резкое изображение плоскости, не перпендикулярной оптической оси; сдвинуть объектив, что позволит исправить перспективные искажения; наконец, вместо объектива подсоединить камеру к микроскопу. Маленькая, по сравнению с 35 мм кадром, матрица позволяет нам осуществить сдвиг и наклон объектива без существенной потери качества.

В первую очередь, получившаяся камера предназначена для специальных видов съемки. С объективом Рубинар-500 можно получить четкое изображение Луны размером в весь 3Мп кадр. А если использовать еще и телеконвертер ТК-2, то весь кадр будет занимать уже только часть поверхности Луны.

Рубинар-500
Рубинар-500
Изображение максимального размера можно увидеть, щелкнув по миниатюре мышью.

Для сравнения была проведена съемка всеми объективами с одной точки. Далее, для каждого объектива приведены миниатюра и фрагмент кадра.

Рубинар-500
Рубинар-500

С объективом Pentacon 135 получается роскошное фоторужье, при этом для удобства работы рекомендуется использовать шахту с лупой перед ЖК экраном и монопод, упирающийся в пояс фотографа ( подробнее см. здесь). В пересчете на 35 мм камеру мы имеем фокусное расстояние, примерно равное 650 мм. И замечу, что фокусироваться по ЖК экрану в этом случае отнюдь не сложнее, чем в зеркальной камере с эквивалентным по углу зрения объективом.

Pentacon 135
Pentacon 135
Pentacon 135

Юпитер-3, фокусное расстояние 50 мм.

Юпитер-3
Юпитер-3
Юпитер-3

 

В силу выдающейся светосилы — 1:1,5 захотелось попробовать его в качестве портретника при полностью открытой диафрагме, и вот что получилось:

Юпитер-3

Поскольку Юпитер-3 — единственный объектив с резьбой М39, приведу еще одну пейзажную фотографию.

Юпитер-3
Щелкнув по вышеприведенным двум фотографиям мышью, можно увидеть снимки исходного размера.

Можно использовать с этой камерой и широкоугольные объективы.

Такие, как 16 мм Зенитар:

Зенитар
Зенитар

8 мм Пеленг:

Зенитар
Зенитар

В этом случае, вы вряд ли получите качество лучше, чем у родного объектива камеры, но, тем не менее, возможность получить фокусное расстояние, сходное с исходной моделью, имеется. Если фокусироваться на плоскость перпендикулярно оптической оси, то фокусироваться по ЖК экрану совершенно не обязательно. Можно просто выставлять метраж по шкале объектива. Учитывая вышесказанное, желательно снимать, задиафрагмировав объектив до F/11. Получаемая при диафрагмировании глубина резкости позволяет при пейзажной съемке пользоваться только шкалой дистанций и получать прекрасные кадры. Еще одну серию снимков с одной точки разными объективами можно посмотреть здесь.

Если же объектив наклонять, то придется внимательно всматриваться в ЖК экран.

наклон
наклон

Зато появляется возможность получить резкое изображение клавиатуры компьютера, например, в таком необычном ракурсе:

наклон

Или показать в деталях элементы оправы брошки, которые при съемке в лоб были бы закрыты камнями.

наклон
На снимке хорошо видно, что плоскость фона не перпендикулярна оптической оси, однако на всем протяжении находится в фокусе.

С микроскопом система показала прекрасные результаты, не уступающие по увеличению цифровым зеркальным камерам. Фокусировка же по изображению на экране монитора оказалась существенно удобнее, чем по матовому стеклу.

 

микроскоп
микроскоп
Миниатюра
микроскоп
Фрагмент. Расстояние между штрихами 10 мкм.
микроскоп
Фрагмент нити цианобактерии Anabaena sp.

Является ли получившаяся камера новой камерой или это всего лишь модернизация имеющейся? Вопрос спорный. Если проводить аналогию с разницей между ФЭДом и Зенитом, то элементов конструкции, подвергшихся изменению, здесь даже больше. И можно говорить, что на базе существующего аппарата создана новая камера.

Что хотелось сделать

Если есть коробочный процессор для вашего компьютера, то хотелось бы иметь и коробочную матрицу и материнскую плату для фотоаппарата. Все остальное по желанию. Сегодняшние аппараты часто имеют 3х-проводной последовательный порт, можно подключить компьютер и управлять камерой через него, можно подключить пульт дистанционного управления и держать его на проводе или встроить в корпус вашей камеры; для вывода изображения есть ТВ выход, для передачи данных и связи с компьютером — USВ. Для продвинутых конструкций можно предусмотреть подключение картовода  и ЖК дисплея,  хотя для многих задач это лишнее.

И ТВ выход, и последовательный порт — это в значительной степени дань прошлому. Можно ограничиться одним USB и в перспективе этого достаточно, чтобы управлять камерой, передавать изображение для просмотра на экране компьютера или КПК в процессе наводки и фокусировки и, наконец, сохранять снятые кадры. Использование КПК как универсального пульта и видоискателя было реализовано в цифровом заднике Leaf valeo 11 и описано в статье.

Коль скоро фокусировочные точки можно перемещать  и  иметь их несколько, то матрицу надо закрепить на платформе, перемещаемой тремя моторами с червячной передачей, например, такими как в разобранной  Casio. Только надо установить на материнской плате три одинаковых блока управления мотором и связать их с тремя точками фокусировки. Тогда, как и сто лет назад, мы сможем фокусироваться  не только на плоскости, перпендикулярные оптической оси. Поскольку многие объективы имеют поле, много большее, чем размер матрицы, то неплохо бы предусмотреть и сдвиг, а из современных достижений использовать систему стабилизации матрицы, как в Minolta A1.

Все свои соображения я свел в анимированную интерактивную блок-схему:

Зеленая кнопка включает автовокусировку и по своим функциям соответствует половинному нажатию на спусковую кнопку современных фотоаппаратов, оранжевая кнопка запускает затвор, если камера не сфокусирована, то при нажатии на нее сперва происходит фокусировка, а затем спуск затвора. Маленькие кнопки отвечают за управление презентацией: верхняя запускает фильм с самого начала, нижняя останавливает просмотр в положении, соответствующем фокусировке на бесконечность.

О перспективах

Описанная здесь камера была впервые представлена в сети Интернет 17 февраля. 11 марта фирма Epson анонсировала свою камеру Rangefinder Digital Camera R-D1 . Хотя, конечно, назвать ее Epson язык поворачивается с трудом. Это вылитая Bessa фирмы Cosina , впрочем, о сотрудничестве фирмы Epson с Cosina указывается в пресс-релизе. Это классическая дальномерная камера, с байонетом Leica M , и переходным кольцом Leica M — Leica L , т. е. М39. В камере установлена 6Мп матрица формата APS .

Я думаю, что использование в камере старого резьбового стандарта для дальномерных и шкальных камер весьма перспективно. Оно дает нам возможность использовать не только всю оптику для дальномерных камер, но и разработанную для зеркальных. В том числе, учитывая разницу в базовых отрезках, можно сделать переходники, снабженные электроникой, позволяющие использовать автофокусные объективы и объективы с автоматически управляемой диафрагмой и встроенным затвором. Для функционирования этих переходников необходимо только вывести на корпус камеры в виде произвольных штекерных разъемов ряд сигналов. Неплохо бы предоставить возможность программировать сигналы на контакт пользователю. Вообще идея дать пользователю программировать камеру представляется очень интересной, и жаль, что начинания Kodak, реализованные в камерах типа DC265, не получили развития.

С другой стороны, я не считаю, что у дальномерных камер есть перспективы. На мой взгляд, куда логичнее делать шкальную камеру, у которой дистанция до объекта съемки устанавливается по шкале объектива. Дальномер при желании можно поставить отдельно, их в свое время было выпущено очень много, например, Блик. Конечно, сопряженный дальномер с объективом это удобно, но работает он только с вполне определенными объективами. Сделать его подстраиваемым почти под любой объектив, конечно, возможно, но, на мой взгляд, не нужно. Куда логичнее сделать систему автофокуса по образу и подобию Contax AX . Ведь в данном случае нам не надо перемещать даже пленку с кассетами, а всего лишь легкую матрицу. Современные системы автофокусировки имеют возможность фокусироваться по множеству точек. Однако точно сфокусироваться, если не перекашивать матрицу, можно только по одной из них. Поэтому, на мой взгляд, логично использовать три одинаковых мотора с червячной передачей, аналогичных тем, что использовались для перемещения объектива в камере Casio QV 3000. В этом случае, если мы управляем моторами синхронно, они обеспечивают фокусировку на плоскость, перпендикулярную оптической оси. Если же все три двигателя работают независимо, то можно получить возможности автофокусировки, сопоставимые с ручной фокусировкой студийных камер.






Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.