Главное фокусное расстояние
Методика построения схемы преломления лучей в оптических приборах и установления характеристик оптики имеет определенную символику графического изображения и расчеты. Так, при прохождении света (например, через собирательную линзу, рис. 2.8, б) параллельно главной оптической оси линзы лучи, преломляясь, собираются в одной точке — главном фокусе линзы [6]. В то же время линза (объектив) — это материальная форма, имеющая определенные размеры в трехмерном пространстве и соответствующие оптическиесвойства. В частности, такая оптическая система, как объектив, имеет две основные точки, лежащие на пересечении главной оптической оси объектива с его основными плоскостями, т. е. перпендикулярными к главной оптической оси и являющимися изображениями друг друга в натуральную величину. Передняя главная точка объектива находится в пространстве снимаемого объекта, задняя — в пространстве изображения объекта. Плоскости, проведенные через переднюю и заднюю главные точки, называются соответственно передней и задней главными плоскостями. Расстояние от главного фокуса до главной задней плоскости объектива называется главным фокусным расстоянием (рис. 2.8, а) (в дальнейшем будет использован термин, распространенный в фотографии,— «фокусное расстояние»).
Фокусное расстояние для обычных типов объективов — величина постоянная, для панкратических, т. е. с переменным фокусным расстоянием (см. ниже),— переменная.
Фокусное расстояние обозначается F или f и выражается в миллиметрах.
Основные характеристики, в том числе и фокусное расстояние объектива, гравируются на его оправе. Цифры 2/58 (рис. 2.9, б) или 3,5/50 (рис. 2.9, а) на оправе означают, что фокусное расстояние этого объектива соответственно (по знаменателю) 58 мм (5,8 см) или 50 мм (5 см)*.
От фокусного расстояния объектива зависит масштаб изображения, получаемого на фотокадре. Например, линейный масштаб изображения объектива при Б1 —100 мм будет вдвое больше линейного масштаба при Г = 50 мм. Используя объективы с различным фокусным расстоянием при фотографировании объекта из одной точки, необходимо учитывать следующее: чем больше величина фокусного расстояния объектива, тем крупнее изображение объекта, и чем меньше эта величина, тем мельче изображение и большее количество объектов, попадающих в поле зрения объектива (рис. 2.10).
На практике возникают ситуации, когда невозможно приблизиться к объекту съемки для получения крупного масштаба изображения. В этом случае необходимо применить сменный объектив, фокусное расстояние которого позволяет сделать съемку в нужном масштабе. Имея набор таких фотообъективов, можно получать разноплановые фотоснимки.
Диапазон фокусных расстояний современных объективов находится в пределах 16 («рыбий глаз») -г 1000 мм и более. Используя их, можно из одной точки снять большую или меньшую часть объекта, а при смене точки съемки сфотографировать данный объект с большими или меньшими перспективными искажениями.
При смене объектива без изменения точки съемки перспектива постоянна. Изменяется поле зрения. Рис 2.10 наглядно иллюстрирует данный факт. Так, не применяя длиннофокусного объектива, можно увеличить любой участок снимка, сделанного широкоугольным объективом (конечно, это осуществляется за счет некоторой потери качества снимка). Используя объективы с различным фокусным расстоянием при съемке разноплановых объектов, необходимо учитывать следующее:
а) при съемке с близкого расстояния широкоугольным объективом на фотографии выделяется передний план, задний же — уменьшается (рис. 2.11, а);
б) с далекого расстояния — получается более правильное соотношение размеров объектов съемки;
в) «сближение» объектов съемки — результат взаимодействия двух факторов: большого фокусного расстояния объектива и большой дистанции съемки (рис. 2.11,6).
Данные рис. 2.12 подтверждают способность объективов с различным фокусным расстоянием фиксировать объект с разных дистанций.
В зависимости от величины фокусного расстояния и угла изображения [43] объективы классифицируются на:
нормальные, общего назначения(рис. 2.13, а); короткофокусные (широкоугольные, рис. 2.13, б); широкоугольные («рыбий глаз», рис. 2.13, д); длиннофокусные (узкоугольные);
телеобъективы (рис. 2.13, в); панкратические (с переменным фокусным расстоянием, рис. 2.13, г).
