Материал о боксах для подводной съемки я планирую сделать из двух частей. Первая будет посвящена конструкции, некоторым теоретическим соображениям о возможных проблемах при использовании боксов, как для подводной фотосъемки, так и для защиты камеры от внешних воздействий в водном туристическом походе. Теоретические замечания основываются в значительной степени на моем профессиональном опыте 20-летней давности, который, возможно, несколько устарел или в любом случае не является истиной в последней инстанции. В 80-х гг прошлого века я занимался погружаемыми оптическими приборами и даже опубликовал пару научных статей, посвященных конструкции корпуса (Родионов ВВ., Маштаков Ю.Л. Влияние фотоупругого эффекта при измерении in situ поляризационных характеристик рассеяния света морской водой // Оптика моря и атмосферы. Л., 1988; Родионов В.В., Копылов В.М., Викулова О.В., Маштаков Ю.Л. Измерение in situ поляризационных характеристик рассеяния света морской водой // Вопросы механики сплошной среды в геокосмических исследованиях. М., 1989).
В память о погибшем в море Юрии Леонидовиче Маштакове публикую несколько сохранившихся его фотографий вместе с погружаемым нефелометром «Нептун».
36 рейс НИС «Дмитрий Менделеев». 1985 г.
Слева направо: Родионов В.В., Завадская Н.Н., Маштаков Ю.Л.
Прибор «Нептун» после первой модификации, вызванной разрушением покрытия призмы.
39 рейс НИС «Дмитрий Менделеев» 1987 г.
Ю.Л. Маштаков и погружаемый поляризационный нефелометр «Нептун-М» с модулем контроля и настройки поляризационных характеристик источника. С помощью пластинки лямбда/n мы добивались круговой поляризации исходящего света, компенсируя двулучепреломление иллюминатора. Корпуса из нержавеющей стали и их иллюминаторы рассчитаны и изготовлены по результатам исследований, описанных в вышеупомянутых статьях. В приборе 12 герметичных соединений с резиновыми уплотнительными кольцами: 6 крышек, 2 иллюминатора, вращающийся вал, 3 разъема. Прибор эксплуатировался на глубинах до 200 м.
Сегодняшние цены на боксы для подводной съемки практически удваивают стоимость компактной камеры, и в результате и по цене, и по размерам она становится сопоставимой с зеркальной камерой начального уровня.
Canon WP-DC18 и EOS 5D
Поэтому вначале при выборе оборудования для очередного байдарочного похода я обратил свой взгляд на компактные герметичные камеры, такие как Canon PowerShot D10, Pentax Optio W60, Olympus mju 550WP. Последняя по цене даже дешевле большинства боксов, предлагаемых сегодня на рынке. Однако анализ возможностей этих камер показал, что это полные автоматы, а их матрица и компактный объектив вряд ли позволяют получить приемлемые снимки. Поэтому я пошел по пути покупки бокса, чтобы защитить уже известные и хорошо зарекомендовавшие себя камеры от воздействия внешней среды. На фотографиях ниже приведены боксы OLYMPUS PT-015 для камеры C-5050Zoom и Canon WP-DC18 для камеры Power Shot A650IS. Можно считать, что конструкция сегодняшних боксов уже устоялась и конструкции разных фирм практически идентичны. Ящик из прозрачной пластмассы со стеклянным иллюминатором перед объективом, откидывающейся задней крышкой с поршневым уплотнением. Уплотнение крышки OLYMPUS PT-015 содержит две резинки, что делает его теоретически более надежным и вообще он выглядит солиднее, хотя я сомневаюсь, что это следствие того что он сделан в Японии а Canon WP-DC18 в Китае.
OLYMPUS PT-015
OLYMPUS PT-015. Снизу к штативному гнезду привинчен груз, обеспечивающий нейтральную плавучесть камеры.
OLYMPUS PT-015
OLYMPUS PT-015
Canon WP-DC18
Canon WP-DC18
Canon WP-DC18
Canon WP-DC18
Canon WP-DC18
Используя опыт двадцатилетней давности, я сфотографировал корпус WP-DC18 в проходящем линейно поляризованном свете.
Скрещенные поляризатор и анализатор. Как источник поляризованного света использовался ЖК-монитор.
Параллельные поляризатор и анализатор
Во всяком случае, при атмосферном давлении претензий к креплению иллюминатора нет, а вот остаточные напряжения в корпусе дают за счет фотоупругого эффекта весьма красочную картинку. Впрочем, 4 атмосферы не слишком большое давление, и есть надежда, что они не повлияют на прочность корпуса.
Отличие между этими двумя боксами, в первую очередь, определяется конструкцией камер, для которых они предназначены, их размерами и расположением кнопок. Из узлов, к которым фирмы подошли по-разному, можно выделить передний иллюминатор, который у Olympus круглый и имеет резьбу для крепления внешних насадок, также у Olympus есть съемная шахта для ЖК-экрана и, наконец, различаются конструкции светорассеивателя для встроенной вспышки. У Olympus это жестко закрепленная прямоугольная молочная пластина, а у Canon — съемная пластина хитрой формы, которая крепится вблизи самого иллюминатора. Эксперименты на воздухе показали, что этот светорассеиватель уменьшает ведущее число вспышки практически в два раза. Если ведущее число камеры Canon 650 IS в моих измерениях равно 7, то с боксом — около 4. Другими словами, со встроенной вспышкой при минимальной чувствительности и, соответственно, минимальных шумах удастся снимать объекты, расположенные не далее метра.
Минимальное фокусное расстояние объектива аппарата Canon 650 IS равно 7,4 мм, а матрица имеет размер 7,60×5,70 мм, что дает нам угол зрения по длинной стороне кадра 54 градуса. Если этим объективом мы попытаемся снимать через поверхность воды или через плоское стекло бокса для подводной съемки, то угол поля зрения, по закону Снеллиуса (Отношение синуса угла падающего света к синусу угла преломленного света равно относительному показателю преломления среды. Относительный показатель преломления воздух : вода равен 1,33), уменьшится до 40 градусов. Таким образом на расстоянии в 1 м мы сможем заснять поверхность дна размером примерно 70×50 см.
Оба бокса обеспечивают полное управление камерой, то есть доступны все кнопки. Разъемов для подключения внешних кабелей у боксов нет. Боксы рассчитаны на глубину до 40 м. Это существенно больше, чем позволяют компактные герметичные камеры, обычно рассчитанные на глубину либо до 3 м, либо до 10 м. Кнопки представляют собой металлический стержень, уплотненный резиновым кольцом, с внешней пружиной и широким колпачком, на который нажимают пальцем.
Спусковая кнопка и рычаг изменения фокусного расстояния, вид снаружи
Кнопки задней панели, вид изнутри
Давление воды, вдавливающее кнопку внутрь, определяется диаметром металлического стержня. В данном случае это около 2 мм, что дает нам площадь 3 кв. мм. Таким образом, на глубине 40 м кнопка будет вдавливаться в камеру с силой около 1,2 Н. Пружины же, установленные на камере, существенно мощнее. Чтобы преодолеть ее действие при атмосферном давлении, надо приложить силу около 7 Н.
Собственно, стоимость боксов столь значительна в силу того, что ошибки в его изготовлении приведут не только к его гибели, но и к гибели камеры внутри. Из общих соображений нужно сказать, что при строгом соблюдении правил эксплуатации боксы этой конструкции надежно защитят камеру. Возможно, именно поэтому на эти боксы не дается гарантии. Вероятность того, что встретится фабричный брак, существенно меньше вероятности ошибки пользователя. Стандартная процедура подразумевает, что вы закрываете камеру внутри бокса в сухом помещении, смазав резиновое уплотнение в задней крышке входящей в комплект силиконовой смазкой. Предполагается, что на уплотнении нет ни пылинок, ни тем более песчинок и волосков. Чтобы резинка сохраняла свою упругость, камеру рекомендуется хранить в открытом виде, когда на уплотнение при плохой упаковке и транспортировке легко может попасть любая грязь. Конечно, материалы существенно ушли вперед за 20 лет, и возможно, их упругость стала выше, но, тем не менее, хранить в межсезонье камеру в закрытом состоянии не стоит, а вот, упаковывая ее для похода, стоит подумать, не упаковать ли ее сразу в закрытом состоянии. Да, упругость резина может потерять, но вероятность попадания грязи существенно уменьшается.
Вторая проблема — это кнопки и морская вода. Предполагается, что если камера используется для съемок в морской воде, то после погружения она тщательно отмачивается в пресной до полного растворения солей. Высохшие кристаллы соли могут нарушить уплотнение, в особенности, если кнопками будут пользоваться на воздухе. В моем предполагаемом походе по Белому морю, эта ситуация может оказаться типичной, поскольку пресной воды там часто не хватает и на питье. Иначе говоря, если камера используется на курорте с 5-звездочным отелем с душем, то там проблем, вероятно, нет. А вот в условиях дикой туристской экспедиции очень может быть. И даже, если это не скажется в первый сезон, то, весьма вероятно, дорогостоящий бокс уже будет не способен выполнять свои функции на следующий год. Если уплотнение задней крышки еще можно заменить, то разобрать кнопки и заменить в них уплотнение весьма проблематично. Пружины, постоянно омываемые морской водой, тоже будут находиться не в самых комфортных для них условиях. Поэтому мне представляется достаточно странным выбор такой конструкции для кнопок, поскольку уже многие годы в подводных часах используются сильфоны (Сильфон, от английского фирменного названия Sylphon, — тонкостенная металлическая трубка или камера с гофрированной боковой поверхностью), которые полностью изолируют внутренность от внешней среды. Пружины, компенсирующие давление, тоже можно было бы разместить внутри корпуса. Конечно, ход кнопок в часах существенно меньше, и реализовать такую конструкцию проще. Но, тем не менее, возможно, стоило бы подумать о подобной конструкции в боксах. Конечно, сильфоны в данном боксе не решают всех проблем, потому что есть три ручки управления, которые передают не давление, а вращение. Причем одна из них — управления режимом камеры — может делать произвольное число оборотов. Для таких элементов управления сильфоны не подходят. Кроме того, вероятно, сильфоны придется делать большего диаметра, чем штыри, что приведет к необходимости ставить более жесткие пружины. А уже и при данных к работе кнопок надо привыкать, она существенно отличается от работы с камерой без бокса.
В заключение, приведу результат испытания Canon WP-DC18 в ванне. Как и ожидалось, без дополнительных грузов плавучесть положительная. Полное внутренне отражение от поверхности и белые стенки существенно увеличивают ведущее число вспышки. Некоторые эффекты с отражением и поведение ткани в воде достаточно любопытны, чтобы занести ванну в список фотопринадлежностей :-)
