Objektív digitálneho fotoaparátu

Hneď na úvod článku chcem zdôrazniť, že sa v optike nevyznám. Preto v článku nenájdete ani odbornú terminológiu, ani hlboké odborné informácie. Pre bežné fotografovanie spravidla žiadne hlbšie znalosti z optiky nemajú význam – to, čo sa dozviete v tomto článku by mala byť primeraná porcia informácií pre fotoamatéra a priveľká porcia pre začiatočníka.

Ak sa fotografovaniu nevenujete často a ako koníčku, myslím si, že tento článok môžete práve teraz prestať čítať. Ak som vás neodradil, ideme na vec.

Na akú plochu sa obraz premieta?

Začnime od zadnej strany objektívu. Obraz, ktorý objektív zobrazí, môže mať rôznu veľkosť. Sú fotoaparáty, ktoré majú plochu obrazu aj niekoľko centimetrov – napríklad 6 × 9 centimetrov. Ba aj viac. Či už je tento obraz zachytený digitálnou stenou, alebo na film, obsahuje určité množstvo podrobností.

Ak rovnaký objekt odfotografujeme na kinofilm, pracujeme už z políčkom o veľkosti 2,4 × 3,6 centimetra. Na podstatne menšiu plochu sa musí “vtesnať” informácia o rovnakom objekte (portrét, krajinka). Samozrejme, čím menšie bude políčko, tým jemnejšie detaily musí byť objektív schopný na snímač či film zobraziť.

Digitálne fotoaparáty majú ešte podstatne menšie políčko obrázkov (snímača), než je políčko kinofilmu. (Rôzne snímače sa líšia rozmermi, napríklad štvormegapixelový Olympus C-750 má veľkosť záznamovej plochy snímača 7 × 7 milimetrov.) Je až ťažké predstaviť si, aké jemnulinké informácie musí na snímač objektív nakresliť, aby sme videli dostatok podrobností…

Objektív v cene auta?

Pre tak miniatúrne obrazové políčko by bolo v ideálnom prípade potrebné použiť extrémne kvalitný objektív. Mal by mať vlastnosti na úrovni štúdiových fotoaparátov s extrémne vysokou rozlišovacou schopnosťou, pretože tak malý obrázok, ako je rozmer snímača digitálneho aparátu, už vyžaduje naozaj veľmi kvalitný obraz.

Aby objektív kreslil takpovediac dokonalý obraz, znamenalo by to výrobnú cenu optiky, ktorá by možno niekoľkonásobne prevýšila ceny dnešných fotoaparátov.

Preto sa objektív v súčasných bežne dostupných digitálnych fotoaparátoch vždy a bez výnimky dá označiť iba za kompromisný a nie za dokonale kvalitný objektív.

Všetky bežné digitálne fotoaparáty majú objektív, ktorý produkuje väčšinu základných optických chýb. Rozdiely sú len v tom, že niektorý fotoaparát má výraznejšiu jednu chybu a menej vypuklú inú chybu. U iného prístroja to je naopak…

S týmto faktom sa nedá pohnúť.

Pokiaľ chcete fotoaparát v cenovej relácií blízkej sumám, aké si bežná rodina môže dovoliť, nemôžete očakávať, že si kúpite prístroj s objektívom, ktorý bude kresliť dokonalý obraz.

Ak chcete skvelý fotoaparát s takmer dokonalým objektívom, sumu, ktorú mienite investovať do fotoaparátu hneď na úvod zdesaťnásobte a potom možno dosiahnete kvalitu obrazu, na ktorom väčšina optických chýb nebude až tak vypuklá.

Otázka znie, či tak kvalitný obraz naozaj potrebujete.

Kvalita objektívu a rozlíšenie fotoaparátu

Parameter kvality rozlíšenia objektívu je tým naliehavejší, čím viac megapixelový fotoaparát máte.

Zatiaľ čo na 1,3 megapixlové fotoaparáty stačil takpovediac aj kúsok plastu, na 5 megapixlovom fotoaparáte už optické chyby začínajú byť až nepríjemne dobre čitateľné.

Pri malom rozlíšení obrazu sa veľa vecí skrylo v hrubej sieti pixelov.

Digitálne nároky na objektív

Okrem veľmi vysokej rozlišovacej schopnosti by objektív na digitálnu fotografiu mal mať aj vlastnosti, ktoré používateľ na prvý pohľad neuvidí.

Je to predovšetkým požiadavka, aby obraz na snímač dopadal kolmo. Preto pre digitálnu fotografiu treba konštruovať špeciálne objektívy a nedajú sa použiť bežné.

Objektív funguje ako lupa. Bod na scéne pred objektívom sa zobrazí aj za objektívom, spravidla veľmi zmenšený.

Zatiaľ čo bežné objektívy pre filmový prístroj môžu obraz na film vrhať aj nerovnobežne, pre digitálne fotoaparáty je potrebné, aby obraz…

…dopadal rovnobežne. To je úloha, ktorá komplikuje konštrukciu optiky.

Ak teda hovoríme o objektívoch digitálnych fotoaparátoch ako o menej kvalitných sklách, je tu vlastne paradox – oni sú vlastne kvalitnejšie, než ich veľkí filmoví kolegovia z bežných filmových kompaktných fotoaparátov. Nie sú však tak dokonalé, aby sme na nich nevideli niektoré optické chyby.

Odstránenie všetkých optických chýb je technologicky tak náročné, že sa ho v cenovo dostupných fotoaparátoch pravdepodobne nedočkáme.

Jediné, čo sa dá robiť, je vybrať si taký prístroj, ktorý má menej vypuklú tú z chýb, na ktorej vám najviac záleží, aby ste ju na snímkach nemali. Taká voľba však často narazí na to, že fotoaparát s – napríklad – minimálnou farebnou chybou objektívu nemá aj ostatné technické parametre, aké chcete. V tej chvíli spadla klietka.

Momentálne je digitálna fotografia školou kompromisu a kto si myslí, že kompromis je zlá vec, má smolu.

Teraz je na mieste aspoň stručný zoznam optických chýb, ktoré dobre vidno aj na fotkách. Štandardné objektívy bežných digitálnych fotoaparátov majú predovšetkým tieto optické chyby.

Skreslenie

Skreslením sa rozumie stav, kedy po odfotografovaní takejto štvorčekovej siete…

…dostanete na fotografii namiesto štvorčekov vypuklú sieť akoby namaľovanú na vankúši alebo na súdku.

Podľa týchto príkladov sa aj skreslenie naozaj nazýva. Súdkovité skreslenie vyzerá takto:

A poduškovité skreslenie vyzerá takto

Ak máte objektív zhruba 35 milimetrovej ohniskovej vzdialenosti (ekvivalent kinofilmu), prakticky každý fotoaparát bude mať súdkovité skreslenie. Po pritiahnutí zoomu na maximum sa skreslenie spravidla veľmi zmierni a v prípade niektorých fotoaparátov sa dokonca stratí. Viac o skreslení nájdete v koncepcii recenzií: Skreslenie objektívu

Farebná aberácia.

Farebnou aberáciou sa označuje optická chybam kedy objektív nezaostrí celé svetelné spektrum do jednej roviny. Modré lúče sú zaostrené na inej rovine ako napríklad červené. Z toho potom vyplynie fakt, že predovšetkým na okrajoch obrazu sú kontrastné objekty (biele pozadie a čierny strom) nakreslené nie bielou a čiernou farbou, ale do čiernej prenikajú napríklad tmavomodré fľaky.

To je farebná aber
ácia. S týmto javom sa bojuje veľmi ťažko. Väčšina objektívov farebnú aberáciu tvorí a jediný spôsob, ako ju aspoň čiastočne zmierniť, býva zaclonenie. Silnejším zaclonením však často jemne znížite ostrosť celého obrazu. (Viac: Clona a ostrosť obrazu) Preto je vždy treba zvážiť, čo prekáža viac. O farebnej aberácii viac v článku: Farebná aberácia – čo to je?

Neostré rohy

Každý objektív, ktorý má viditeľné optické chyby, má ich viditeľné predovšetkým v okrajových častiach obrázkov. Aj neostrosť v okrajových častiach obrázku je optickou chybou a je to pomerne veľmi častá chyba mnohých fotoaparátov.

Simulácia neostrých rohov: pre názornosť masívne prehnané.

Nie je jednoduché vyrobiť objektív, ktorý by kreslil dokonale ostrý obraz po celej ploche. Fotoaparáty, ktoré sa správajú tak, že majú ostrý obraz aj v rohoch, sú podstatne drahšie.

Na neostrosť v rohoch obrazu platí clona.

Časom si určite všimnete, že máte neostré obrázky predovšetkým pri fotografovaní v interiéri či za zlých svetelných podmienok. Vtedy fotoaparát nemôže zacloniť. V takej situácii dokonale vidíte zoznam všetkých optických chýb prístroja. Naopak v lete na dovolenke po miernom zaclonení sú celkom ostré aj boky obrázkov.

Veľkosť objektívu

Na kvalitu obrazu objektívu vplýva jeho veľkosť.

Je oveľa ťažšie vyrobiť maličký a kvalitný objektívik do miniatúrneho fotoaparátu, ako veľký objektív.

Ak požadujete od digitálneho aparátu a jeho objektívu vrcholný výkon, nechajte si zájsť chuť na miniatúrne modely. Rôzne drobulinké „špionážne“ fotoaparátiky spravidla majú obraz viac zaťažený optickými chybami.

Zoom

Ešte horším nepriateľom kvality obrazu je asi zoom.

Zoom spôsobuje to, že konštrukcia objektívu musí byť zložitejšia. Čím zložitejšia optická sústava, tým náročnejšie je vyrobiť ju tak, aby vo všetkých polohách podávala naozaj vynikajúci výkon. 

Už trojnásobné zoomy sa na kvalite obrazu spravidla viditeľne podpíšu.

V stave priblíženia býva obraz spravidla menej kvalitný. Zoomy s väčším ako trojnásobným rozsahom už produkujú obraz relatívne nekvalitný. Predovšetkým by to bolo vidieť, ak by sme ho porovnali s objektívom celkom bez možnosti zoomu.

Profesionálny fotograf spravidla siaha po objektíve bez zoomu. Požiadavku na rôzne ohniskové vzdialenosti profesionáli radšej riešia tak, že fotografujú dvomi či tromi prístrojmi. Na jednom je nasadený veľmi širokouhlý objektív a na druhom mierny teleobjektív.
Aj cena objektívov pre profesionálnu prax vám našepká, že mať neúmerne vysoké požiadavky na kvalitu digitálov je veľmi drahé. Poriadne, profesionálne objektívy majú ceny okolo 50 000 korún a viac. Podotýkam, že hovorím o cene len za objektív – bez fotoaparátu.

Zmierte sa s tým, alebo plaťte

Digitálny fotoaparát pre rodinnú fotografiu teda bude mať vždy objektív s rôznymi optickými chybami.

Človek by si ich často ani nevšimol, ale nevýhodou, ktorá hrá v neprospech našej pozornosti, je fakt, že digitálna fotografia sa dá zväčšiť takmer okamžite jediným kliknutím na lupu v prehliadači.

Pri prezeraní rodinných fotografií z filmového aparátu sme vystačili s veľkosťou pohľadnice. Digitálny obrázok si však hneď na prvý šup prezeráme na veľkosť obrazovky monitoru. To je často viac než rozmer A4. Mnohí používatelia okrem tohto zväčšenia fotografiu ďalej približujú lupou a bez zmeny pozorovacej vzdialenosti sa pozerajú na extrémne zväčšenú fotografiu. Také prezeranie fotiek je rovnaké,  ako keby ste išli pozerať na billboard z rebríka z dvadsiatich centimetrov a s lupou v ruke.

Je mi jasné, že človek za svoje peniaze chce dostať čo najdokonalejší obraz a aj ja sám si svoje fotky rád zväčším. Tiež by som chcel vidieť radšej žiletkovo ostré detaily. Podobné, ako keby som si prezeral nejaký fraktálový útvar. Digitálna fotografia však nie je fraktál, ale len bitmapa. Množstvo informácií na nej je obmedzené. Nielen technológiou záznamu, ale aj optickou sústavou, ktorá sa na zázname podieľala.

Z toho dôvodu je dobré pozerať sa na objektívy s veľkou mierou tolerancie. Sú stavané do fotoaparátov, ktoré fotografujú v podstate celkom pekné fotografie. Pozerajte si tieto obrázky v primeranej veľkosti a z rozumnej vzdialenosti. Potom vás optické chyby nebudú v noci budiť zo sna.

Mali by sme sa na kvalitu objektívov pozerať vždy cez prizmu ceny, akú sme za prístroj zaplatili. Aby sa nestalo, že budeme očakávať kvalitu na najvyššej profesionálnej úrovni za cenu – hračky.

 

Komentáre k článku: Objektív digitálneho fotoaparátu

  1. goran 27. mája 2004

    Pokial ma neklamu informacie z dobre informovanych kruhov pod ocami, svetelnost objektivu moze tiez vyrazne vplyvat na kvalitu/nekvalizu vysledku (hlavne pri zoooooomoch vraj).
    Clanok na tuto temu by ma potesil ;o)

  2. Pavol 27. mája 2004

    Článok je výborný. Ja by som len dodal aká hrôza sa deje takmer nepovšimnutá laikmi v oblasti videokamier a ich objektívov. Bolo bežné že kamera mal objektív priemer 58 alebo 55 al. 43 mm. A výklopný a výsuvný hľadáčik. No potom začali výrobcovia používať priemer 37 mm no aj to sa pomaly stáva minulosťou. Bežný je priemer 27 mm a všetci vieme menší priemer menej svetla! Z výsuvného a výklopného hľadáčika je ledva výsuvný aj to v smiešne malom rozsahu. Nasadíte si väčší akumulátor a nos máte natlačený na ňom aby ste vôbec niečo videli. A čerešničkou na torte je že na takýto hračkársky objektív už ani nedajú filtrový závit!!! Sklo je nahradené plastom atď atď. Keď nie kovové telo tak už ani len kovová kostra alebo výstuhy na kritických miestach, ale len samý a čistý plast. Nech žije vŕzganie krútenie. Nastáva plíživá a skrytá matelizácia (fa. Mattel) hračkovatenie produktov pre masové vrstvy zákazníkov.

  3. Miro Veselý 27. mája 2004

    goran: už je nadiktovaný, čakám, kedy sa vráti od pisárky, Tipujem, že vyjde tak začiatkom budúceho týždňa.

  4. goran 28. mája 2004

    Miro V.: Dakujem.

  5. zombi 28. mája 2004

    Pavol: …a este sa ti “matelaci” zo mna smeju, ze ja mam na fotaku iba 8x opticky zoom a oni maju na kamere 20x za tu istu cenu. :)

  6. Miro Veselý 28. mája 2004

    zombi: lol :-)
    povedz im, že ak si kúpia TV kartu a ako soft použijú trebárs Dscaler, môžu si obraz z 20 násobného zoomu ešte viac zväčšiť. získajú tak trebárs 100-násobný zoom a všetci popadáme na zadky. :-)
    A po treťom pive ich upozorni, že pri takom filmovaní už nestačí statív, ale kameru musia zamurovať do betónového nosníka a filmovať len v chladnom počasí, keď sa netrasie vzduch.

  7. Roman Korcek 28. mája 2004

    Ahoj Miro,
    Ako pises v clanku, u digitalov je treba, aby svetlo dopadalo na cip kolmo, teda aby luce isli rovnobezne. Tak ma napadla taka otazka, ze preco sa teda cipy nevyrabaju konvexne / konkavne (podla potreby), aby luce nemuseli ist rovnobezne, ale aby “automaticky” dopadali kolmo…?

    Dik vopred
    Roman

  8. Miro Veselý 28. mája 2004

    Roman Korcek: To už je skôr otázka na výrobcu čipov, než na mňa :-)

  9. Zvedavec 29. mája 2004

    Roman Korcek: Ac v teto oblasti technicky laik, asi by mne neprekvapilo, kdyby delat neco “dokulata” misto rovne bylo technologicky o hodne narocnejsi, mozna realne az neresitelne ci nezaplatitelne. Zkusil bych si predstavit treba kulaty plosnak a tusim problemy.

  10. Jan Viper 31. mája 2004

    Vdaka za skvely clanok.
    Zaujimalo by ma co znamena ED sklo v konstrukcii objektivu.

  11. Miro Veselý 31. mája 2004

    Jan Viper: Výrobca by snáď mohol mať niekde vysvetlenie, ak používa skratky. Snáď sa vyjadrí niekto, kto vie.

  12. sleeper 31. mája 2004

    Jan Viper: ED (Extra-low Dispersion) lens
    ED cleny sa pouzivaju na minimalizaciu chromatickej vady

  13. mick 1. júna 2004

    “Preto pre digitálnu fotografiu treba konštruovať špeciálne objektívy a nedajú sa použiť bežné.”

    ufky, to znie, ako keby sa s digitalnymi zrkadlovkami nedali pouzivat klasicke objektivy ;-)

  14. dýka 8. júna 2004

    Miro měl určitě na mysli digitální kompakty. Tam je díky kratičké FYZICKÉ ohniskové vzdálenosti nejvíce vidět, že fyzikální zákony (např. lom světla) nelze obcházet. Na vzdálenosti několika mm dochází k velmi dobře viditelnému lomu světla podle vlnové délky. Kdyby měly tuto ohniskovou vzdálenost kinofilmové přístroje, nestačili bychom se divit, jak nekvalitní jsou najednou fotografie. :o)

  15. Dr. hujer 21. júna 2009

    Pavol
    Vacsine uzivatelov “Matelizácia” nevadí…

  16. Tomas 12. novembra 2009

    @Roman Korcek:

    Roman CCD chip je vyrobeny z kremikoveho monokrystalu (110) alebo (101), mozno aj ine priestorove orientacie.
    Sposob technologickej pripravy vsetkych veci ktore sa na waferi vyrobia (rozne depozicie, plazmove leptanie, je toho naozaj neurekom) (Si – monokrystal) neumoznuju to, aby bol wafer v inom tvare ako je rovina.

  17. Tomas 12. novembra 2009

    trocha som to zoslonil ked som si upravoval koment: wafer – Si monokrystal

Pridajte komentár:

Napíšte váš komentár k článku...

Vyplňte ešte: