Особенности цифровых зеркальных камер

Автоматика
Цифровая зеркальная камера, в отличие от камеры с несменной оптикой, не может использовать матрицу для фокусировки и экспозамера. Поэтому и не встретишь на, казалось бы, гораздо более совершенных «зеркалках» таких тонких инструментов замера, как произвольная точка фокусировки в пределах кадра и связанная с ней зона экспозамера. Матрица закрыта затвором и зеркалом. Поэтому системы экспозамера и фокусировки на зеркальной цифровой камере принципиально такие же, как и на пленочной. Ошибки экспозиции и фокусировки, скорее всего, обусловлены тем, что системы замера цифровых «зеркалок» устроены или настроены не совсем так, как на пленочных. Системы эти работают не по принципу идеального решения, а по принципу максимального приближения к идеалу. Критерии и количество возможных шагов приближения могут быть разными для цифровых и пленочных камер, а датчики замера располагаться иначе. Если конструкторы не сильно изменили логику работы систем автоматики и датчики замера цифровой камеры, в сравнении с пленочной, то оптика должна одинаково подходить и для пленки и для матрицы. Но если принципы управления и согласования другие, то и оптика нужна новая.

Виньетирование
Матрица цифровой камеры состоит из отдельных чувствительных элементов. Конструктивно они разделены непрозрачными для света границами. Если глубина непрозрачной ячейки существенно выше, чем характерная толщина светочувствительного слоя (что, как утверждают производители, правда) и каждая ячейка находится как бы в глубоком колодце, то для наклонных лучей (попадающих в основном на стенки колодца) чувствительность матрицы будет ниже, чем для параксиальных (почти параллельных к оси объектива). По этой причине на периферии кадра, особенно для широкоугольной оптики, воспринимаемый матрицей сигнал ослабевает, если сравнивать его с сигналом для центра матрицы.
Чтобы исправить такое матричное виньетирование, можно наносить на каждый элемент линзу, собирающую косые лучи, или делать оптику такой, чтобы ход лучей между задней линзой и матрицей был почти параллелен оси объектива. Для длиннофокусной оптики и при сильном диафрагмировании автоматически удовлетворяются условия отрезания косых лучей и выравнивания яркости по полю кадра на изображении. Фактически лучи на выходе становятся параллельными оси объектива, если в переднем фокусе оптической системы установить диафрагму. Оптические системы такого типа называются телецентрированными. Вряд ли Olympus в своей системе 4/3 делает объективы по такой схеме. Но они называются именно так — телецентрированными, а принцип их конструирования направлен именно на то, чтобы приблизить лучи на выходе из объектива к параллельным оси.
Добавление линз, не являющихся необходимыми для формирования изображения, не улучшает качества объектива. Построение по схеме телеобъектива (когда оптический центр объектива оказывается далеко впереди), уменьшение диаметра входного отверстия приводят к тому, что оптика становится менее светосильной, а ее рисунок хуже. Цифровое матричное виньетирование не самая большая, а лишь одна из многих проблем. И если в системе 4/3 акцент сделан на ней, то у других производителей — на других цифровых особенностях.

Разрешение
Геометрически большая матрица — это хорошо, но пока очень дорого. Поэтому стандартом становится матрица APS типа, линейный размер которой в 1,5 — 1,7 раза меньше узкопленочного кадра. Одно из следствий этого для оптики уже описано — появление объективов с уменьшенным
задним отрезком. Есть и другие. Чтобы информационно матрица была соизмерима с пленкой, плотность сенсоров на ней должна быть достаточно высокой. Фактически, требуется более высокое разрешение, чем у пленки в те же 1,5 — 1,7 раза. И если, к примеру, раньше оптика рассчитывалась из соображений печати фотографии 10×15 см с кадра пленки 24×36 мм, то теперь тот же результат необходимо обеспечить с матрицы 16×24 мм. То есть разрешение оптики в поле сенсора должно быть выше. А это — и другие схемы расчета, и более жесткие требования к производству и юстировке. Поэтому оптику под меньший, чем пленка сенсор, действительно следует иметь более качественную, чем для пленки, если мы на выходе хотим получить сопоставимый по разрешению результат. Особенно с ростом плотности сенсоров на матрице. Более точным должен быть и автофокус.

Конструкция
Если фокусное расстояние объектива вдвое меньше (например, 20 мм) рабочего отрезка (расстояние от посадочного упора узла крепления оптики до матрицы — около 40 — 50 мм для зеркалок), то создать такой объектив можно только ценой введения ухудшающих качество изображения дополнительных линз. Широкоугольная оптика на зеркалках работает хуже, чем на дальномерках. Почему? Размер зеркала определяет минимально возможный задний отрезок, иначе оно просто упрется в заднюю линзу объектива. А зеркало не меньше размера кадра. Вот и выходит, что на «зеркалки» можно поставить только ухудшенные удлиняющими линзами широкоугольные объективы. Но если размер матрицы меньше стандартного пленочного кадра, то и зеркало можно сделать меньше, а значит приблизить заднюю линзу к матрице. Так и поступают конструкторы Canon — размер зеркала на EOS 300/350D и 20D меньше, чем на пленочных камерах. И оптика для них (серия S) делается так, чтобы максимально приблизить линзы к матрице. В результате широкоугольная оптика становится проще и лучше. Но такие объективы не поставишь в пленочные камеры — зеркало разобьется или разобьет оптику. (Обычно небольшое изменение байонетного узла просто не позволяет установить «S-оптику» на пленочную камеру.)
Уменьшение размера сенсора привело к тому, что от объектива уже не требуется такое большое поле качественного изображения (окружность, в которую может быть вписан кадр), как для пленки. Производители могут сэкономить, а заодно облегчить объективы и облегчить работу их электронным приводам. При этом на нормальных пленочных фотоаппаратах и цифровых полнокадровых камерах такие объективы будут давать заметное ухудшение качества за пределами расчетного APS-поля (если еще окажутся механически совместимы, конечно). Такой объектив ничем не будет лучше обычного под пленку, особенно в ручном режиме фокусировки. Зато он будет легче, компактнее и, возможно, дешевле.

Коммерческая причина
Есть новый товар, есть дополнительная прибыль. Возможно, главным отличием «цифрового» объектива от обычного, в вашем конкретном случае, окажется изменение надписи на его корпусе и незначительное (если оценивать именно оптику и конструкцию) изменение дизайна. По описанным причинам (возможно, и по другим) для цифровых APS-размера кадра зеркальных камер выпускаются специальные объективы, отличающиеся от пленочных. Возможно ли обеспечение требуемой точности производства оптики в современных производственных условиях это еще вопрос. И можно ли практически поднять разрешение оптики — вопрос не меньший. Но то, что с системами автоматики цифровых зеркалок почти всегда лучше совместимы специальные цифровые объективы — правда.
Технология цифровой зеркальной фотографии постоянно развивается и окончательно не сложилась. Поэтому каждый производитель делает цифровой объектив по-своему. В свою очередь покупатель должен выбирать то решение, которое больше подходит для его конкретной камеры. Просто цифровой объектив не всегда будет лучше пленочного, но это не повод надеяться на то, что можно воспользоваться всеми старыми объективами. И если абсолютный размер матрицы будет уменьшаться, а плотность сенсоров на ней расти, то все больше старых объективов придется менять на новые цифровые.


Konica-Minolta
Для своих цифровых зеркальных камер компания Konica-Minolta производит оптику серии DT. Объективы предназначены для фотокамер, оснащенных матрицей 23,5×15,7 мм, и не подходят для обычных пленочных зеркалок. В объективы встроены датчики системы измерения расстояния до объекта (ADI), что позволяет использовать их со вспышками системы ADI (Advanced Distance Integration).
В линейке Konica Minolta DT: AF DT Zoom 18 −70 мм f/3,5–5,6 (D), AF DT Zoom 11–18 мм f/4,5–5,6 (D), AF DT Zoom 18–200 мм f/3,5–6,3 (D).

Nikon
На сайте www.nikon.ru можно узнать, что специальная оптика для зеркальных цифровых камер появилась в 2002 году. Это «объективы DX, в которых были реализованы технологии объективов предыдущих типов, но при этом предлагались более эффективные технические возможности для пользователей цифровых зеркальных фотоаппаратов. Главная особенность заключается в том, что объективы DX создают меньший круг изображения, не покрывающий область кадра на пленке 135, но достаточный для цифровых камер с матрицей 24×16 мм. Матрицы такого типоразмера установлены в камерах D1, D1X, D1H, D100, D2H, D2X, D70/50.
В результате получились объективы с более компактной и легкой конструкцией. Хотя механически DX оптика совместима с полнокадровыми зеркалками, Nikon не рекомендует использовать объективы DX Nikkor с фотокамерами формата «135».
Современная линейка оптики Nikon DX: DX Fisheye 10,5 мм f/2,8G (первый в мире полнокадровый фишай-объектив, разработанный специально для цифровых зеркальных фотокамер Nikon D1X, D2H, D1H, D1, D100, D70 с углом зрения 180 градусов), AF-S DX 18–55 мм f/3,5–5,6 G, DX 17–55 мм f/2,8G IF-ED AF-S, AF-S DX 18–70 мм f/3,5–4,5G, DX 12–24 f/4 G IF-ED AF-S, AF-S DX 55–200 мм f/4–5,6G.

Canon
Что такое оптика с укороченным задним отрезком можно узнать из описания камеры Canon EOS 300D. Цитата: «Датчик формата APS-C дает 1,6-кратное увеличение по сравнению с пленочной 35-мм камерой. Для того чтобы обеспечить пользователям камеры EOS 300D возможность работы в столь популярном среди владельцев пленочных камер EOS-диапазоне зуммирования 28–90 мм, был специально разработан новый объектив EF-S 18–55 f/3,5–5,6. Он использует преимущества компактного датчика и благодаря системе short back focus (короткий задний рабочий отрезок) размещается ближе к нему, чем в предыдущих моделях. В результате высокое качество изображения сочетается с необыкновенной легкостью и компактностью объектива (увеличение 1,6x снижает возможности широкоугольной съемки, поэтому рекомендуется использовать новый объектив EF-S 18–55 мм)».
Современная линейка оптики Canon EF-S: EF-S 18–55 f/3,5–5,6, EF-S 17–85 мм f/4–5,6 IS USM, EF-S 10–22 мм f/3,5–4,5 USM, EF-S 60 мм f/2,8 Macro USM. Объектив EF-S 18–55 f/3,5–5,6 II поддерживает вспышечную автоматику E-TTL II.

Pentax
Компания Pentax выпускает как облегченные (под маленькую матрицу), так и полнокадровые цифровые объективы. И это притом, что цифровых зеркальных камер у компании не так уж и много (пока две, а первая появилась в середине 2003 года) — видимо, это своеобразный задел на будущее.
Для камер с маленькой матрицей компания производит линейку оптики PENTAX DA: SMC PENTAX-DA Zoom 18 — 55 мм f/3,5-f/5,6 AL (выпуск этого объектива приурочен к появлению цифровой зеркальной фотокамеры istDS), SMC PENTAX-DA 14 мм f/2,8, SMC PENTAX-DA 40 мм f/2,8 (разработанный специально для цифровых зеркальных фотокамер PENTAX объектив класса легендарной серии Limited), SMC Pentax DA 16 — 45 мм f/4 ED AL.
Для камер с полнокадровой матрицей — линейка PENTAX–D FA. Эти объективы разработаны специально для работы с цифровыми зеркальными фотокамерами, но их поле изображения равно кроющему полю 35-миллиметровых зеркальных фотокамер. Первые продукты серии SMC PENTAX–D FA — макрообъективы с улучшенной оптической конструкцией: SMC PENTAX–D FA Macro 100 мм f/2,8, SMC PENTAX–D FA Macro 50 мм f/2,8. Как отмечается в пресс-релизе: «Ноу-хау компании позволили свести к минимуму нежелательные моменты при работе с цифровой зеркальной фотокамерой (например, паразитные засветки и виньетирование изображения)… Новые объективы обеспечивают максимальное увеличение 1х (натуральная величина), позволяя добиться впечатляющих, четких макроснимков».

Olympus
Оптика Olympus специально разработана для цифрового стандарта 4/3, так что это действительно объективы «для цифровых зеркальных камер», без оглядки на пленочные камеры. Все объективы ZUIKO Digital имеют практически телецентрическую конструкцию, чтобы свет проецировался на чувствительные элементы матрицы под прямым углом. Это предотвращает ухудшение качества по краям. Напомним, что в стандарте 4/3 коэффициент пересчета фокусных расстояний — 2.
В линейке: Olympus Digital ED 8 мм f/3,5 «Рыбий глаз», Olympus Digital 7–14 мм Olympus Digital ED 50 мм f/2 Макро, Olympus Digital 11–22 мм f/2,8-f/3,5, Olympus Digital 14–45 мм, Olympus Digital 14–54 мм, f/2,8-f/3,5, Olympus Digital 40–150 мм, Olympus Digital ED 50–00 мм, f/2,8-f/3,5, Olympus Digital ED 150 мм f/2,0, Olympus Digital ED 300 мм, f/2,8.

Sigma
Sigma выпускает оптику для многих камер, в том числе и специально разработанную для цифровых «зеркалок» — это серия EX-DG. Такую оптику, как отмечает производитель, отличает более равномерное распределение яркости изображения по полю кадра. Она подходит и для полнокадровых пленочных и цифровых камер. Серия DC разработана специально для камер с матрицами размера близкого к APS, поэтому при установке на обычные полнокадровые на изображении будет наблюдаться виньетирование. Совместимость оптики Sigma с камерами различных производителей можно проверить на сайте www.sigma-photo.com.
Серия Sigma DC (под APS формата сенсор): 10–20 мм f/4–5,6 EX DC HSM, 18–50 мм f/2,8 EX DC, 18–50 мм f/3,5–5,6 DC, 30 мм f/1,4 EX DC HSM, 18–125 мм f/3,5–5,6 DC, 55–200 мм f/4–5,6 DC, 18–200 мм f/3,5–6,3 DC.
Серия DG: 12–24 мм f/4,5–5,6 EX Aspherical DG/DG HSM, 15–30 мм f/3,5–4,5 EX Aspherical DG DF, 17–35 мм f/2,8–4 EX DG Aspherical, 20 мм f/1,8 EX Aspherical DG DF RF, 24 мм f/1,8 EX Aspherical DG DF Macro, 20–40 мм f/2,8 EX Aspherical DG DF, 24–60 мм f/2,8 EX DG, 24–70 мм f/2,8 EX DG Macro, 28 мм f/1,8 EX Aspherical DG DF Macro, 28-70 мм f/2,8 EX DG, 50 мм f/2,8 EX DG Macro, 105 мм f/2,8 EX DG Macro, 70–200 мм f/2,8 APO EX DG/HSM, 28–300 мм f/3,5–5,6 DG Macro, 300 мм f/2,8 APO EX DG/HSM, 500 мм f/4,5 APO EX DG/HSM, 70–300 мм f/4–5,6 APO DG Macro, 50–500 мм f/4–6,3 APO EX DG/HSM, 300–800 f/5,6 APO EX DG HSM.

Tamron
Компания Tamron выпускает специальную оптику для цифровых камер — это серии Tamron Di и Di-II. Оптика Di подходит как для цифровых, так и для пленочных камер. Как отмечает производитель, объективы Di отличает более высокое разрешение, более ровное (на краях) по яркости поле изображения, уменьшенные внутренние рассеяния и переотражения, уменьшенные хроматические аберрации. Объективы Di-II предназначены исключительно для цифровых зеркальных камер с уменьшенной матрицей.
Серия Tamron Di: SP AF17–35 мм f/2,8-f/4 Di LD Aspherical (IF), SP AF 28–75 мм f/2,8 XR Di LD Aspherical (IF), AF 28–300 мм f/3,5-f/6,3 XR Di, SP AF90 мм f/2,8 Di Macro 1:1, SP AF180 мм f/3,5 Di LD (IF) 1:1 Macro, SP AF 200–500 мм f/5-f/6,3 Di LD (IF). Серия Tamron Di-II: SP AF 11–18 мм f/4,5–5,6 Di II LD Aspherical (IF), AF 18–200 мм f/3,5–6,3 XR Di II.