W swojej najbardziej podstawowej postaci soczewka to kawałek szkła lub plastiku o zakrzywionych powierzchniach. Soczewki są używane do zaginania promieni światła, wykorzystując zjawisko fizyczne znane jako załamanie.
Światło przemieszcza się z różnymi prędkościami w substancjach o różnej gęstości:porusza się szybciej w powietrzu niż na przykład szkło lub plastik.
Dlatego też, gdy światło przekracza granicę między powietrzem a szkłem soczewki, zwalnia. Jeśli światło wpada do soczewki pod kątem, zmniejszenie prędkości spowoduje również zmianę kierunku promieni światła – jest to załamanie. Aby zobaczyć, dlaczego tak się dzieje, wyobraź sobie buldożer:jeśli gąsienice poruszają się wolniej po jednej stronie niż po drugiej, buldożer się obróci. Podobnie, gdy promień światła wpada do soczewki pod kątem, część, która wchodzi jako pierwsza, zwalnia, co powoduje zagięcie ścieżki światła.
Soczewka z powierzchniami zakrzywionymi na zewnątrz spowoduje zbieżność promieni świetlnych i jest nazywana soczewką wypukłą. To właśnie ten proces służy do skupiania światła z daleka na czujniku obrazu w aparacie. Odległość od przedniego elementu obiektywu do miejsca, w którym obiektyw będzie rzutował zogniskowany obraz, nazywana jest ogniskową. Ogniskowa jest mierzona w milimetrach, a im dłuższa, tym większe powiększenie obrazu i węższy kąt widzenia.
Wewnątrz nowoczesnego obiektywu
Podczas gdy w nauce pojedynczy kawałek zakrzywionego szkła jest uważany za obiektyw, obiektyw przymocowany do aparatu jest znacznie bardziej złożony. W korpusie nowoczesnego obiektywu aparatu można znaleźć nawet 20 lub więcej elementów obiektywu, z których wszystkie można uznać za obiektywy same w sobie.
Elementy obiektywu są najczęściej wykonane ze szkła, chociaż niektóre wysokiej klasy obiektywy, takie jak seria L firmy Canon, zawierają elementy wykonane z fluorytu. Z drugiej strony obiektywy budżetowe mogą mieć elementy wykonane z plastiku optycznego.
Kombinacje elementów obiektywu są stosowane w celu zapewnienia, że obrazy rejestrowane przez aparat są wolne od niedoskonałości optycznych. Pojedyncza soczewka może powodować załamanie różnych długości fal światła w różnym stopniu, co może prowadzić do kolorowych obwódek wokół krawędzi obiektów, znanych jako aberracja chromatyczna. Korzystając z kombinacji elementów obiektywu, problemy te można zmniejszyć.
Kontrola ostrości to kolejny czynnik motywujący do używania więcej niż jednego elementu. Pojedyncza soczewka może skupiać światło tylko z określonej odległości. Dzięki wprowadzeniu mechanizmu, który pozwala użytkownikowi przesuwać niektóre elementy obiektywu, możliwa jest zmiana odległości, na której obiekt jest ostry.
Obiektyw potrzebuje również mechanizmu regulującego ilość światła docierającego do kliszy lub przetwornika obrazu w celu uzyskania prawidłowej ekspozycji. Osiąga się to dzięki zastosowaniu przesłony składającej się z wielu ruchomych listków, która umożliwia regulację rozmiaru apertury, podobnie jak tęczówki ludzkiego oka.
Inną kwestią jest odbijanie się światła rozproszonego wewnątrz obiektywu, ponieważ powoduje ono flarę obiektywu i wpływa na kontrast obrazu. Dlatego elementy obiektywu mają powłoki zaprojektowane w celu zmniejszenia odbić. Inne powłoki mogą być używane do korekcji balansu kolorów obrazu, na przykład poprzez blokowanie światła UV.
Podczas gdy starsze obiektywy były czysto mechaniczne, nowoczesne obiektywy zawierają bogactwo elektroniki. Silniki umożliwiają aparatowi automatyczne ustawianie ostrości i kontrolowanie ekspozycji. Obiektywy zmiennoogniskowe z serwonapędem do kamer wideo umożliwiają regulację ogniskowej za naciśnięciem jednego przycisku. Niektóre zaawansowane obiektywy mają wbudowane czujniki ruchu, które wykrywają drgania aparatu, a następnie wykorzystują silniki do regulacji grup elementów obiektywu w celu stabilizacji obrazu podczas fotografowania z ręki.
Rodzaje soczewek
Tę podstawową technologię można dostosować na wiele sposobów, w zależności od przeznaczenia soczewki. Różnice w konstrukcji sprawią, że niektóre soczewki będą bardziej odpowiednie do niektórych rodzajów pracy, a także wpłyną na ich koszt.
Obiektywy stałoogniskowe mają stałą ogniskową, a więc stały kąt widzenia – jeśli chcesz zmienić wielkość rejestrowanego obrazu, musisz poruszyć aparatem. Obiektyw zmiennoogniskowy ma elementy obiektywu, które można przesuwać względem siebie w celu zmiany ogniskowej, a co za tym idzie kąta widzenia. Zewnętrzne obiektywy zmiennoogniskowe osiągają to poprzez wydłużenie korpusu obiektywu, co może powodować problemy, jeśli używasz aparatu fotograficznego z matowym pudełkiem. Wewnętrzne obiektywy zmiennoogniskowe, które przesuwają elementy w korpusie obiektywu w celu zmiany ogniskowej, są zatem bardziej odpowiednie do filmowania.
Chociaż większość obiektywów do fotografii nieruchomej może być używana w równym stopniu do kręcenia filmów, istnieją pewne cechy charakterystyczne dla obiektywów przeznaczonych do kinematografii. Jeśli zmienisz ogniskową większości obiektywów do fotografii nieruchomej, musisz ponownie ustawić ostrość obrazu, co sprawia, że powiększanie lub pomniejszanie jest niepraktyczne podczas kręcenia filmu. Kinowe obiektywy zmiennoogniskowe są parafokalne, co oznacza, że zachowują ostrość podczas zmiany ogniskowej.
Ustawienia przysłony w obiektywie do fotografii są oznaczone w stopniach przysłony, co wynika z prostego współczynnika obliczonego na podstawie ogniskowej obiektywu i średnicy przysłony. Jednak czynniki, takie jak liczba elementów obiektywu w obiektywie, mogą wpływać na ilość światła docierającego do przetwornika obrazu w aparacie, więc możesz uzyskać różnice w ekspozycji między obiektywami ustawionymi na tę samą przysłonę.
Chociaż nie jest to problem w przypadku fotografii, filmowanie wymaga od operatora kamery możliwości dopasowania ekspozycji między ujęciami w sekwencji. Obiektywy kinowe mają swoje ustawienia przysłony oznaczone jako T-stop (przystanki transmisji), które wskazują poziom światła docierającego do przetwornika obrazu, dzięki czemu dwa obiektywy ustawione na tym samym T-stop będą miały pasujące poziomy ekspozycji.
Dalsza lektura
Teraz, gdy już lepiej rozumiesz, jak działają obiektywy, przejdź do Przewodnika firmy Videomaker, aby uzyskać więcej porad dotyczących wyboru odpowiedniego obiektywu do następnego projektu filmowego.
Pete Tomkies jest niezależnym operatorem filmowym i operatorem kamery z Manchesteru w Wielkiej Brytanii. Jest także producentem i reżyserem filmów krótkometrażowych jako Duck66 Films.