Наша сеть партнеров Banwar
Спочатку спробую визначити, що таке дуже велика фотографія. Вважається, що середній око розрізняє 10 точок на мм з відстані 25 см. Кут зору нерухомого кришталика приблизно 45 градусів. Іншими словами, якщо ми хочемо розглядати фотографію цілком, то 13 × 18 см це максимум можливостей очі. Якщо ми будемо збільшувати фотографію і одночасно відходити від неї, щоб охопити її цілком, то обернено пропорційно збільшенню розмірів падатимуть вимоги до її деталізації. Таким чином, знімаємо ми фотографію для того, щоб зробити відбиток 13 × 18 в домашній альбом, або щоб спроектувати на гігантський екран на стадіоні розміром в десятки метрів, вимоги до вихідного знімку абсолютно однакові, і ніяких проблем в його отриманні не виникає. Оскільки для того, щоб відобразити 1800 чорних штрихів на білому тлі, потрібна матриця, що має 3600 чутливих елементів по довгій стороні, ну і відповідно 2600 по короткій, що дає нам 9 Мп камеру. Навіть з урахуванням необхідного запасу, наприклад, на випадок, якщо у нас червоне зображення на чорному фоні і при цьому дозвіл матриці впаде в чотири рази, все одно подібні матриці вже існують і навіть випускаються в досить великій кількості.
Проблеми виникають в тому випадку, якщо потрібно отримати фотографію, яку збираються розглядати по частинах з близької відстані. Наприклад, фотографія у всю стіну, висотою 3 м і шириною 4,5. Якщо до стіни можна підійти на відстань 25 см, то в ідеалі на подібній фотографії повинно бути помітно 45000 штрихів уздовж довгої сторони і 30000 уздовж короткої. Груба прикидка показує, що для цього нам знадобиться 3-гігапіксельних (ГП) матриця і дуже-дуже хороший об'єктив. Оскільки таких матриць поки немає, і найближчим часом не передбачається, подивимося, чи не можна зняти таку фотографію традиційним срібним способом. На відміну від електроніки в класичній фотографії зробити платівку якого завгодно розміру принципових проблем немає. Звичайно, емульсію треба нанести рівномірно, що не дуже просто, але реально навіть кустарним способом.
Подивимося, наскільки легко знайти потрібний об'єктив. Звичайні об'єктиви не підійдуть, вони розраховані на відбиток 13 × 18, про що свідчить нанесена на них шкала глибини різкості (детальний аналіз шкал, нанесених на деякі відомі об'єктиви, см. В статті, присвяченій програмі розрахунку глибини різкості ). Перше, що спадає на думку, це хороший, перевірений часом об'єктив для аерофотозйомки, наприклад, Индустар 52. Подивимося, яку фотографію, що відповідає вимогам розглядання по частинах, нам вдасться зробити. Цей об'єктив має фокусну відстань 500 мм, поле зору 44 градуси, призначений для отримання знімків розміром 30 × 30 см і має дозвіл в 25 пар ліній на мм по центру кадру. Паспортне дозвіл об'єктива вказується для повністю відкритою діафрагми. Шляхом диафрагмирования зазвичай вдається досягти дворазового підвищення дозволу об'єктива, тобто в даному випадку 50 пар ліній на мм, що в 5 разів більше дозволу очі, і відповідно, ми можемо отримати відбиток до 1,5 × 1,5 м. Однак, це в три рази менше, ніж необхідно для вирішення поставленого завдання. Якщо врахувати, що на краю кадру дозвіл падає до 12 ліній на мм, то ми ще більше недотягуємо до ідеалу. Правда, якщо мати на увазі реальну фотографію, вміщену на стіні виставки, то мати високий дозвіл ні у статі, ні під стелею не обов'язково, навряд і хтось буде присідати навпочіпки або приходити з драбиною, щоб подивитися, як там. Звичайно, є об'єктиви і трохи краще, ніж Индустар 52, але з 1902 року, коли головний оптик фірми Zeiss П.Рудольф розробив свій TESSAR, з'ясувалося, що об'єктиви, зроблені за цією схемою, якщо і поступаються новейщім розробкам, то аж ніяк не в рази. Можна використовувати не платівку 30 × 30, а чутливу плівку або папір розміром кілька метрів. В історії фотографії відомі прецеденти, коли фотокамера мала розмір і була конструктивно виконана у вигляді автомобільного фургона. Але все одно нам навряд чи вдасться навіть удвічі збільшити число відбитих штрихів.
Таким чином, єдиний спосіб отримати дуже велику фотографію - знімати її по частинах. В цьому випадку, звичайно, знімок буде не зовсім миттєвим, різні ділянки будуть зняті в кілька різний час, але, насправді, ситуація буде не дуже сильно відрізнятися від того, що ми маємо при зйомці з фокальним шторним затвором. Там різниця в часі експозиції протилежних кінців кадру у апарату Зеніт дорівнює 1/30 с. Ми збираємося отримати знімок в 30 разів більший. Отже, якщо ми зуміємо зробити 30 знімків за 1 с, то ми отримаємо той же ефект, як якби щілину затвора бігла з тією ж швидкістю, але уздовж в 30 разів більше довгого кадру. 30 кадрів в секунду це багато, але, в принципі, реально, це швидкість роботи кінокамери. Однак проблема в тому, що нам потрібно отримати не одну вузьку смугу, а 30 смуг довжиною в 30 кадрів. Одна вузька смуга - це лінійна панорама, і процес зйомки подібних кадрів досить добре розроблений. 30 смуг - це вже мозаїка. Додаткові проблеми виникають ще тому, що ми намагаємося зробити великий знімок не зі збільшеним кутом зору, як при панорамі, а зі звичайним. Тобто ми повинні повертати в двох площинах довгофокусний об'єктив з дуже високою точністю щодо його вузловий точки. Система зйомки, при якій ми переміщаємо матрицю або лінійку фотоприймача за нерухомим об'єктивом (див. тут і тут ), Нас в даному випадку не влаштовує, оскільки результат в цьому випадку аналогічний використанню дуже великий фотопластинки, а як ми підрахували, проблема у нас з відсутністю необхідного об'єктива.
Нещодавно мене попросили зробити знімок висотою 2,5 м і шириною 6. З досить хорошим дозволом, щоб з відстані 0,5 м кадр не здавався дуже замиленим. Завдання дещо простіше, ніж сформульована вище, по-перше, тому що дозвіл в 3 точки на мм можна було вважати прийнятним для центру кадру, а по-друге, кут охоплення фотографії передбачалося зробити в два рази більше, ніж може побачити око за один раз , тобто близько 90 градусів. Але, тим не менше, щоб зробити подібний знімок, потрібно було б, як мінімум, мати 150 Мп камеру з рекордним об'єктивом. Я ж вирішив цю задачу за допомогою камери Canon Eos 5D і спеціально зробленою штативної головки. Чому спеціально зробленої? Ну, по-перше, тому що існуючі рішення призначені для павільйонної зйомки і дуже громіздкі, ну і, по-друге, мені здалося цікавіше зібрати щось з наявних деталей. Таким чином, на конструкцію істотно вплив зробило те, які заготовки у мене виявилися під рукою. Я постараюся докладно розповісти про свою конструкцію не для того, щоб ви змогли відтворити її один до одного, а щоб було простіше оцінити можливість наявних у вас деталей для вирішення такого завдання. У дитинстві на мене дуже велике враження справила книжка «Фізики жартують». Можливо навіть, що вона зіграла вирішальну роль у виборі професії. У ній, зокрема, є «Інструкція для читача наукових статей», і в ній розкривається таємний сенс деяких традиційних, загальновживаних виразів: «Був обраний сплав вісмуту зі свинцем, оскільки саме для нього очікуваний ефект мав проявитися найбільш чітко (іншого сплаву у нас взагалі не було) ».
Ну ось з передмовою покінчено і, сподіваюся, ви готові до прочитання опису експериментальної установки і методики експерименту :-) Штативная головка для обертання камери в двох площинах щодо вузловий точки
Щоб не виникало паралакс, треба обертати камеру навколо цілком певної осі. І, на жаль, ця вісь ніколи не збігається зі штативним гніздом. Якби об'єктив складався з однієї тонкої лінзи, то вісь, навколо якої треба обертати камеру, шукати було б не треба, вона проходить через центр лінзи і перетинає оптичну вісь. Якщо лінза товста або об'єктив складається з декількох лінз, то ситуація з визначенням цієї точки істотно складніше. З теорії відомо, що на оптичної осі системи є точки, для яких кутове збільшення дорівнює одиниці. Ці точки називаються вузловими точками оптичної системи. Передня вузлова точка N віддалена від переднього фокуса F на відстань z, рівне задньому фокусної відстані системи f ', а задня вузлова точка N' віддалена від заднього фокусу F 'на відстань z', рівне переднього фокусної відстані f.
Пристрій для обертання навколо однієї осі я докладно описав у статті «Пристрій для зйомки панорам з рук» . Описані там санчата фірми Manfrotto №357 знайшли застосування і в новій конструкції.
Так виглядає основна конструкція. Перший з двох стопорних гвинтів в підставі конструкції служить для жорсткої фіксації і, навіть не будучи повністю затягнуть, входить в паз в центральній осі і перешкоджає її зміщення вгору. Другий гвинт з товстої капелюшком містить всередині пружину і кульку, що дозволяє визначати кут повороту на дотик. На жаль, у мене не було болванки товщі 30 мм, а при такому малому діаметрі зусилля фіксації виявилося досить слабким. Для вертикального кріплення камери спочатку передбачалося використовувати куточок фірми Manfrotto. Для точного і надійного кріплення а також для зменшення габаритів, шестигранна майданчик була знята, а в самому куточку була просвердлені дірка і нарізана різьба для безпосереднього кріплення до санчат.
Надалі, я вирішив, що куточок - це надто громіздко, і виточив вісь, безпосередньо кріпиться до основи санчат.
Необхідно жорстко закріпити вісь, щоб вона не викручувалася з штативного гнізда під вагою камери. Для цього в одній з дірок в підставі санчат була нарізана різьба М6 і в неї угвинчений гвинт.
Нижче наведена фотографія всіх деталей, з яких в результаті було зібрано вищенаведені конструкції.
За допомогою цієї установки з об'єктивом Хвиля, що має фокусну відстань 80 мм, було зроблено 18 кадрів - по девевянний в ряд. Хельмут Дерш (Helmut Dersch) ще в 1998 році створив прекрасний інструмент, що дозволяє виправити викривлення вихідних знімків і забезпечити майже ідеального їх збігу, якщо об'єктив обертався щодо вузловий точкі.Із безлічі графічних інтерфейсів до його програмами я віддаю перевагу Hugin. У ньому процес зшивання виглядає наступним чином.
Вибираємо контрольні точки, які повинні співпасти, запускаємо «оптимізатор» і отримуємо коефіцієнти, що описують радіальні спотворення і зміщення центру зображення.
Програма також розраховує і орієнтацію кожного знімка.
Вікно попереднього перегляду дозволяє оцінити результат і підкоригувати нахили і перспективу.
«Зшивач» дозволяє отримати готовий знімок. У разі, якщо необхідно дуже високу якість, ручної роботи не уникнути. Оскільки динамічного діапазону завжди не вистачає, то хочеться мати можливість працювати з 16-бітовим зображенням. В цьому випадку можна зберегти роботу як багатошаровий TIFF або як кілька файлів TIFF з маскою. Однак при розмірах одержуваної фотографії близько 150 Мп виявляється, що не так вже й багато графічних редакторів і комп'ютерів, які можуть з'їсти такий файл. Тому зазвичай доводиться зберігати в режимі «Save cropped images», тобто тільки виправлені і повернені кадри без маски і далі їх вручну поєднувати в графічному редакторі. На щастя, це не дуже складно, оскільки немає необхідності обертати, а досить лише переміщати кадри до збігу. Процес полегшується, якщо верхнього шару задати властивість «різниця з нижнім». Після суміщення створюємо фігурну маску, намагаючись вибрати її межі таким чином, щоб вони проходили по чітко збігається ділянкам зображення.
Ну ось, власне і все про технічну сторону питання. Отриману фотографію я не наводжу, оскільки навіть стисла в JPEG вона перевищує 100 МБ. Наводити ж зменшену копію не має сенсу, оскільки ми говоримо про великі фотографіях.