Незручна правда про зум-об'єктиви

Ще один переклад статті Роджера Чикала з Лензренталз.ком. Переклад був зроблений для www.photogora.ru, але нехай присутній і на владор.

Цікаво, коли наукове перетинається (хоча, ймовірно, «стикається» буде доречніше) з творчим. Вчений заявляє: «Факти важливіше відчуттів». Творець заперечує: «Тільки моє бачення і задум мають значення». В образотворчому творчості це саме так. Отримання фотографом або відеооператором задуманого кадру є мірилом, а використовуване обладнання вдруге. Тому я не сперечаюся, коли художник говорить мені, що всі тести в світі не здатні вплинути на його вибір обладнання. Я приймаю його слова про те, що «ось цей» об'єктив ідеально підходить для нього.

Але, чи не заперечуючи право знімають на власну думку про те, яке обладнання підходить саме для них, я продовжую вважати, що недостовірна інформація і недолік знань шкодять. Тому я збираюся розібратися з часто і нав'язливо зустрічається в мережі твердженням, що призводить мого внутрішнього вченого в лють: Цей зум також хороший, як і фікс. (І що випливає з першого - дайте мені кращий екземпляр цього зуму).

Будемо використовувати науковий підхід, який передбачає знайомство з моїми методами тестування та інтерпретації результатів. (Поза наукового підходу я б просто констатував, що ось цей об'єктив набрав в нашому рейтингу, сенсу якого ви не розумієте, результат 82.7, а інший - 79.2, а стаття була б короткою, що так подобається нашим редакторам. До речі, редактори мене ненавидять ).

Почнемо з графіків MTF, які, як мені відомо, багато хто не розуміє і відмовляються вчитися розуміти. Ця частина буде милосердно короткою, а потім перейдемо до довгоочікуваним картинкам. Потрапити чуть-чуть, я полегшу вам завдання, використовуючи нашу експериментальну методу підсвідомого заохочувального тексту: він впливає непомітно, але позитивний заряд йде прямо в підсвідомість, переконуючи стійке відчуття благополуччя і досягнення цілей.

Пішла науковість, але поки без математики, тому терпимо.

Ви впораєтеся, я обіцяю.

Ви напевно бачили графіки MTF. Навіть якщо ви їх не розумієте, думаю, що уявлення про те, що чим вище розташовані лінії на графіку, тим краще, маєте. Ймовірно, ви вже оцінювали об'єктиви, порівнюючи розташування ліній на графіках. Графіки MTF показують усереднені показники реальних об'єктивів (якщо графіки були створені Zeiss, Leica або мною), або комп'ютерну модель найкращого теоретично можливого сценарію (для всіх інших графіків). На графіку показано, як працює половина об'єктива - починаючи від центру (ліва сторона графіка) і до краю зображення (права сторона).

Ось графіки MTF двох об'єктивів, по ним можна зробити висновок, що роздільна здатність лівого вище, ніж правого. Графіки говорять ще багато про що, але обмежимося основними - чим вище лінія на графіку, то все більше об'єктив.

Є одне «але»: на графіках відображені або усереднені показники безлічі об'єктивів, або ідеальні показники, змодельовані комп'ютером. Тепер за тестування беремося ми. По-перше, ви бачите, що на нашому на графіку відображено не половина, а все поле об'єктива. Центр зображення у нас знаходиться по центру, а не на лівому краю графіка. По-друге, відразу видно, що одна сторона явно відрізняється від іншої. При масовому виробництві неможливо зробити все ідеально. До речі, це графік MTF моделі, усереднений графік якої був вище зліва.

Видно, що ліва сторона відрізняється від правої. Але якщо одна сторона відрізняється від іншої, як співвідносяться верх і низ кадру? Або кут-до-розі? Якщо ми хочемо по-справжньому протестувати об'єктив, потрібно знімати показники кілька разів, обертаючи об'єктив, щоб отримати дані з різних областей кадру. Ось графік нашого об'єктива, протестованого на чотирьох оборотах.

Ми майже закінчили з нудними поясненнями. Залишилося зовсім трошки. Ви впораєтеся!

Це графік, побудований на чотирьох оборотах. Можна було б зробити на 8 або дванадцяти, але картинки будуть зовсім дрібними, так і вам вже нудно. Напевно, думаєте: «Так скажи вже по-простому 79.2 з 100 замість всієї цієї тяганини!»

А якщо замість ліній ми графічно відобразимо, як MTF розподіляється по поверхні кадру? Нижче наведена така карта сагиттального MTF, де синім показана область найбільшої різкості, жовтим - трохи гірше, а червоним (в цьому випадку він відсутній) - де з різкістю не зовсім добре.

Погодьтеся, що так набагато наочніше? Відразу зрозуміло, що тестований екземпляр непогано центрирован (найвищі показники MTF в центрі), а права сторона трохи менше різка, ніж ліва. Детальніше пізніше, але при самостійному тестуванні ви не знайдете таку незначну різницю. Тестовий стенд MTF набагато чутливіші будь-якого фотоапарата (по крайней мере, на сьогоднішній день).

Можна скласти карти інших показників об'єктива. Нижче, наприклад, наведена карта астигматизму того ж об'єктива.

З MTF на сьогодні покінчено. Тепер можна розглядати симпатичні кольорові картинки, домагаючись спокою і розслабленості.

Очевидно, що даний об'єктив відрізняється підвищеним астигматизмом по правому краю. Такі карти - легкий і надійний спосіб з першого погляду оцінити конкретний екземпляр об'єктива. Далі буде ціла купа таких картинок, тому я намагався пояснити, як ми їх отримуємо.

Чи буде це помітно на реальних знімках?

Я вже говорив, що наш оптичний тестовий стенд набагато чутливіші фотоапарата. Він розрізняє зовсім незначні відхилення, які на реальних знімках будуть маскуватися іншими змінними, присутніми в кадрі - освітленням, фокусуванням, розташуванням об'єктів і безліччю інших. Серйозні відхилення будуть помітні. Наскільки серйозні? Давайте подивимося на карти двох примірників однієї моделі об'єктива, один з яких відповідає всім вимогам, інший - гірше. (Насправді, з ним все не погано і єдина насторожує область - червона область внизу). Якби ви знімали цим об'єктивом, то найімовірніше оцінили б його на «добре» або «трохи м'якуватий». Якби ви знімали другим, то охарактеризували б його «видатним».

(Карта виглядають обрізаної в порівнянні з показаної вище. У цього об'єктива є вбудований обмежувач для зменшення перевідбиттів і сформований ним зображення має вигляд прямокутника, подібного матриці фотоапарата, а не кола, як у того, що вище.)

Olaf Optical Testing 2017

Розумію, що оцінювати об'єктиви приємніше по барвистим фотографій, але у сценічного кадру занадто багато змінних, а ми прагнемо до науковості. Доведеться обійтися фотографіями тестових таблиць.

Порівняємо верхню частину над центром кадру, яка була чудовою у правого об'єктива і хорошою у лівого. Щоб вмістити 100% кропить в формат цього нещасного блогу, доведеться розмістити їх один над одним: правий об'єктив зверху, а лівий - знизу. Це кропить RAW-знімків високоякісних тестових таблиць, зроблених на 36-мегапіксельний фотоапарат, без підвищення різкості. На фотоапараті з великою роздільною здатністю різниця буде більш явною, з дозволом нижче - менш помітною, але для наших цілей ці знімки підійдуть.

Мені різниця видна, думаю, вам теж. Якби я знімав не в RAW, а в JPЕG, різниця через внутрішньокамерного підвищення різкості була б менш помітна. Не забувайте, що тестові таблиці зручніше для оцінки, ніж фотографії, і на реальних знімках різницю можна було б помітити тільки при порівнянні пліч-о-пліч. Купивши ж об'єктив, карта якого представлена ​​зліва, ви навряд чи скаржилися б на нерізкість по верху кадру, особливо після деякої постобробки і при розміщенні в мережі JPEGов з роздільною здатністю 800 пікселів по довшій стороні.

Подивимося на нижню ліву область. Як і раніше, правий об'єктив зверху, а лівий знизу.

Тут різниця більше. Можна припустити, що з цим кутом не все в порядку. Тангенціальні тестові лінії (ті, які зліва зверху направо вниз) виглядають сірими на сірому, що говорить про низьку деталізації. Все, обмежимося цим. Просто я хотів показати, що наші карти MTF відображають реальний стан справ.

Доки? Чи не час уже поговорити про зумах?

Вже скоро, мої терпеливі друзі. Ми закінчили з концептуальної частиною, залишилося небагато.

Багато хто знає, що зум, якщо і порівняємо з фіксом по різкості в центрі кадру, рідко може похвалитися такою ж різкістю по краях і кутах кадру.

Але мало хто замислюється про те, наскільки зум-об'єктив складніше фікса. Оптична схема зуму нерідко налічує близько 20 елементів, проти 6 - 12 у об'єктива з постійною фокусною відстанню. У порівнянні з одного рухається в Фіксе фокусує групою елементів, у зуму рухливі: фокусуються група, елемент або декілька, що відповідають за зміну фокусної відстані, до них нерідко додається компенсуючий елемент. Ускладнення веде до збільшення розкиду від екземпляра до екземпляра. Підвищена складність веде до підвищеної мінливості.

Давайте розглянемо карти MTF кількох якісних фікс-об'єктивів. Показую карти 9 реальних об'єктивів, протестованих за описаною вище методикою. Додам (адже обов'язково хто-небудь зверне увагу), що це об'єктиви f / 2.8, а не f / 1.4. Жоден об'єктив на f / 1.4 не здатний так добре дозволити 30 пар ліній. До речі, один екземпляр з цієї групи при прокаті упустили, але «видимих ​​пошкоджень не було». Здогадаєтеся, який?

Заспокійливий синій означає гоління різкість.

Думаю, ви помітили, що центральний в правій колонці об'єктив виглядає не кращим чином (це видно при порівнянні з іншими). Якщо придивитися уважно, можна помітити, що у нижнього в лівій колонці об'єктива також є область, де він не зовсім різкий. Всі інші працюють однаково, а невеликі відмінності, які виявляються тестовим стендом, непомітні навіть на найкращих тестових таблицях.

Якщо ви попросите надіслати вам по справжньому хороший екземпляр з цієї групи об'єктивів, я без тіні сумніву виберу будь-який з розташованих по діагоналі від верхнього лівого до нижнього правого. (Відразу обмовлюся, щоб не повертатися до цього: повірте, якщо оцінити мої трудовитрати на тестування 9 об'єктивів лише для того, щоб вибрати кращий, то вам це не по кишені). Навіть якщо я відправлю вам один з трьох інших примірників, на карті яких відсутній жовтий, то більш ніж упевнений, що ви не відчуєте різницю на реальних знімках.

Тепер про зумах

Подивимося на карти декількох екземплярів хороших недешевих (ціною по 2000 доларів) зум-об'єктивів. Ймовірно, ви вже усвідомили, що різниця від екземпляра до екземпляра навіть у хорошого зуму буде більше, ніж у фікса. Але чи замислювалися ви про те, що зум потрібно перевіряти на декількох фокусних відстанях? Ми звикли оцінювати об'єктиви в термінах «хороший / поганий екземпляр». Це працює з фіксами, але зовсім не завжди можна застосувати до зум-об'єктивів.

Уявляю результати тестів восьми примірників об'єктива 70-200mm f / 2.8, проведених на трьох фокусних відстанях.

Я попереджав, що правда буде незручною. Але все буде добре. Видихайте.

По-перше, запевняю, що така картина властива не тільки цього об'єктиву, цього діапазону фокусних відстаней або чого-небудь ще. Ми протестували тисячі зум-об'єктивів. Поведінка всіх схоже за дуже рідкісними винятками. Деякі в цілому різкіше. Деякі працюють краще на одному з країв діапазону фокусних. Хороша робота примірника на одному з фокусних зовсім не означає однакового результату на іншому фокусній відстані. Правда, додам, що провальний результат на одному фокусній насправді дозволяє припустити погану роботу і на інших.

Нагадую, що оптичний тестовий стенд випинає найнезначніші відхилення. Повторюся: жовто-зелені області будуть виглядати м'якуватої при перевірці тестовими таблицями, але на реальних знімках в очі кидатися не будуть. Червоні - будуть помітні. Якщо подивитися уважно, то помітно, що об'єктив №7 на фокусній 70 мм трохи гірше з одного боку в порівнянні з іншого. Але червоні області знаходяться по краю кадру і, скажімо, спортивному фотографу або фотографу портретистові, які мають у своєму розпорядженні об'єкт зйомки по центру, це не заважатиме і вони просто не звернуть уваги.

Вся справа в тому, що навіть хороший екземпляр зум-об'єктив може бути трошки децентрірованного на одному фокусній, мати трохи нахилений елемент на іншому і нахилений в іншу сторону - на третьому. Придивіться уважніше, ви помітите.

Наприклад, якщо у вас буде можливість порівняти екземпляри № 6 і № 4 пліч-о-пліч, то ви напевне виберете номер 6 - він краще за суперника на фокусній 200 мм. Але без такого порівняння, ви, ймовірно, оцініть №4 як гідний. Власник примірника № 6 оцінив би об'єктив як набагато різкіший на 200 мм, ніж на 70 мм, а власник №4 заявив би, що він трохи різкіше на фокусній 70 мм. Власники № 1 і № 8 підключилися б до суперечки і обізвали б опонентів невмілими фотографами, адже об'єктив-то явно однаково відпрацьовує на всьому діапазоні фокусних. Власник примірника # 8, ймовірно, буде задоволений своїм об'єктивом, якщо тільки йому не випаде порівняти його з №1.

Зачекайте робити висновки, ми розглянули тільки сагиттальний графік. А варто подивитися і на тангенціальний (або на графік астигматизму, що показує різницю між першими двома). Скажімо, за наведеними вище картками, третій номер виглядає одним з лідерів на фокусній 200 мм, але якщо ви подивитеся на його карту астигматизму, то він виявиться одним з аутсайдерів на цьому фокусній відстані.

Зрозумійте правильно, зуми - аж ніяк не "жах і відстій". Це відмінні і дуже зручні об'єктиви. Але дізнавшись, на які компроміси доводиться йти при їх розробці, ви були б вражені, як, втім, і я, що вдається при таких цінах робити їх настільки хорошими. Додам, що по розміщуваних форумних бійцями в мережі зображень з роздільною здатністю 800 або 1200 точок по довгій стороні, ви не тільки не зможете побачити різницю між зум-об'єктивами, ви і між зумом і фіксом заплутаєтеся.

Я просто хочу підкреслити, що в цілому варіації від екземпляра до екземпляра у зум-об'єктивів сильніше, плюс кожен екземпляр зум-об'єктива буде відрізнятися ще й на різних фокусних відстанях. Це закони фізики і неминучі допуски масового виробництва. Чим більше змінних в об'єктиві, тим сильніше різниця і відхилення. Проте, чи хороші зум-об'єктиви? Без сумнівів, так! Чи можуть вони зрівнятися якістю з фіксами? Ні. Але навіть найкращий фікс не дасть вам зручності зміни фокусної відстані. У кожного інструменту свої завдання.

Які висновки?

Немає дурних питань. Але дурні коментарі на форумах зустрічаються. Я постараюся не дати приводу.

Висновків трохи, швидше за інформація, яка нагадує про реальність. Ось кілька пунктів для фотографів:

1. На порівнянних значеннях діафрагми навіть відмінний зум не зрівнятися з хорошим фіксом, але він буде переконливо хороший, особливо по центру кадру.
2. Зумам притаманний більший розкид від екземпляра до екземпляра, на який накладається різниця на різних фокусних. Запитайте мене про найкращий екземпляр зум-об'єктива і я неминуче запитаю: «А на якій фокусній?» Адже самий різкий на 200 мм може не бути найкращим на фокусній 70 мм.

Тепер про тестування. Змушений заявити: тестування єдиного примірника зум-об'єктива часто просто безглуздо. Відмінності, мало помітні на реальних фотографіях, випинаються в процесі тестування. Влуч до кого-небудь на тест примірник №6 з нашої групи, і цифри, а головне - висновки будуть серйозно відрізнятися від тих, які були б зроблені при тестуванні примірників № 1 або № 8.

Якийсь ревьюер протестував один екземпляр зум-об'єктива і присвоїв йому найвищий для себе рейтинг. Читачі не погодилися, засперечалися з такою оцінкою і запитали мене, що я думаю з приводу. Ця стаття - спроба пояснити, чому я не бачу сенсу вплутуватися в такі суперечки. Спроба вмістити щось настільки багатогранне як робота об'єктива зі змінними фокусною відстанню в одну єдину цифру, та ще й після тесту одного єдиного примірника, не має ніякого наукового сенсу і цінності. І мені все одно, який рейтинг присуджують - 3.1415926, 2.718281828 або 1.61803398. Якщо тільки рейтинг не буде дорівнює 42. Тоді сенс буде.

Було забавно. Прийшов час посміятися. І з'їсти авокадо.

Roger Cicala and Aaron Closz

Lensrentals.com

February 2017