Специальные киносъемки

МАКРОКИНОСЪЕМКА

Киносъемка мелких объемных объектов в крупном масштабе называется макрокиносъемкой. Напомним, что масштабом обозначают отношение размеров изображения предмета к его действительным размерам. При макросъемке масштаб изображения может быть от 1:10 (увеличение 0,1х) до 10:1 (увеличение 10х).

Фокусирование изображения весьма близко расположенного объекта требует большого выдвижения объектива. Сопряженное фокусное расстояние объектива увеличивается пропорционально масштабу изображения согласно следующей зависимости:

f ′ = f (m +1),

где f ′ —сопряженное фокусное расстояние; f — главное фокусное расстояние; т — масштаб изображения.

С увеличением сопряженного фокусного расстояния объектива его относительное отверстие, а следовательно, и светосила, уменьшаются. Одновременно уменьшается и глубина резко изображаемого пространства.

Чтобы получить возможность снимать объемные предметы, приходится сильно диафрагмировать объектив, что в свою очередь вызывает необходимость соответственно увеличивать освещенность снимаемого объекта.

Трудности макрокиносъемки возрастают с укрупнением масштаба изображения. При большом выдвижении и сильном диафрагмировании объектива ухудшается общая резкость изображения.

Так как коррекция обычных кинообъективов рассчитана для фокусирования изображения удаленных предметов, то для получения изображения более крупного, чем 1:1, когда сопряженное фокусное расстояние значительно превышает расстояние между объективом и снимаемым объектом, целесообразно устанавливать объектив в киноаппарат тыльной стороной к снимаемому объекту, а лицевой стороной к изображению, подобно тому как это имеет место в фотоувеличительном аппарате.

При обычной киносъемке снимаемый объект находится на значительном удалении от объектива, когда каждая точка объекта посылает в объектив пучок почти параллельных световых лучей. При макросъемке объект расположен очень близко перед объективом, в промежутке расстояний между 1 и 21 или лишь немного дальше. Здесь пучки световых лучей, идущие от элементарных точек снимаемого объекта, представляют собой конус, основанием которого является входной зрачок объектива. В этих условиях эффективная светосила становится зависящей не только от относительного отверстия, но также и от масштаба зрачков объектива.

В каждом фотографическом объективе имеется ирисовая диафрагма, служащая для регулирования проходящего через объектив светового потока. Если посмотреть на объектив с передней стороны, мы увидим мнимое изображение диафрагмы, оно проецируется частью объектива, расположенной перед диафрагмой. Это изображение диафрагмы является входным зрачком объектива, определяющим его действующее отверстие. Если же посмотреть на диафрагму с задней стороны объектива, мы увидим также мнимое, увеличенное или уменьшенное изображение той же диафрагмы. Это будет выходной зрачок объектива. Отношение диаметра выходного зрачка объектива к диаметру входного зрачка называют масштабом зрачков.

Объективы симметричной конструкции имеют масштаб зрачков, равный единице или близкий к единице. У объективов же несимметричной конструкции масштаб зрачков бывает больше или меньше единицы. Современные широкоугольные объективы имеют масштаб зрачков, достигающий 1,5. У большинства же объективов, построенных по схеме телеобъектива, масштаб зрачков всегда меньше единицы, от 0,7 до 0,9.

Диаметры зрачков можно измерить миллиметровой линейкой, если спроецировать зрачок с помощью точечного источника света на лист полупрозрачной бумаги, приложенной вплотную к объективу.

Экспонометрия макрокиносъемки. Способы расчета правильной экспозиции, применяемые при обычной киносъемке, когда выдвижение объектива для фокусирования изображения незначительно, непригодны при макросъемке. Выдвижение объектива для фокусирования чрезвычайно близко расположенного объекта настолько велико, что не учитывать вызванного этим уменьшения относительного отверстия объектива нельзя. Кроме того, здесь оказывает большое влияние масштаб зрачков объектива.

Проблему определения правильной экспозиции при макрокиносъемке, полностью решает фотоэлектрический экспонометр, вмонтированный в киноаппарат и заменяющий освещенность в кадровом окне. Измерение яркости или освещенности самого макрообъекта выполнить очень трудно из-за невозможности поместить экспонометр между объектом съемки и объективом киноаппарата.

Когда замеры яркости или освещенности макрообъекта все же произведены, необходимо внести поправки, связанные с большим выдвижением объектива и учетом влияния масштаба зрачков.

В случае использования симметричной конструкции, масштаб зрачков у которого m3 = 1 или близок к единице, действительна упрощенная формула:

K = (1+m)²

где к — коэффициент увеличения экспозиции; m — масштаб изображения.

Коэффициент увеличения экспозиции при макросъемке нормально установленным объективом с учетом влияния масштаба зрачков определяется по формуле:

где m₃ — масштаб зрачков.

Когда масштаб зрачков от > 1 и объектив установлен в киноаппарате тыльной стороной к снимаемому объекту, вычисление коэффициента увеличения экспозиции производится по формуле:

Из табл. 52 видно, что рациональным выбором объектива можно обеспечить возможность выполнения макрокиносъемки при меньшем уровне освещенности снимаемого объекта. Это очень важно, если учесть требование сильного диафрагмирования объектива для получения необходимой глубины резко изображаемого пространства.

Глубина резко изображаемого пространства при макрокиносъемке. Чем крупнее масштаб изображения, создаваемого объективом, тем меньше глубина резко изображаемого пространства.

Для симметричных объективов, входной и выходной зрачки которых приблизительно равны, глубина резко изображаемого пространства вычисляется по формуле:

где n — число диафрагмы объектива; z ′— диаметр кружка нерезкости, который для съемки на узкую 16-мм кинопленку принимается равным 0,013 мм; т — масштаб изображения.

Из формулы следует важный вывод: глубина резко изображаемого пространства не зависит от фокусного расстояния объектива, а зависит только от диафрагмы объектива и масштаба изображения.

Значения глубины резко изображаемого пространства, вычисленные по этой формуле, приведены в табл. 53.

Применение спаренных объективов. Сфокусировать на кинопленке близко расположенные перед киноаппаратом предметы можно, не выдвигая объектива, если установить перед объективом насадочную собирающую линзу. При этом сохраняется номинальное относительное отверстие объектива.

Однако при крупномасштабной съемке с применением одной фокусирующей линзы (не рассчитанной для этого специально) резкость изображения, особенно по краям кадра, будет неудовлетворительной, так как для этого необходима хорошо корригированная насадочная оптическая система.

В качестве такой насадочной оптической системы, позволяющей получить изображение предмета крупно в масштабе, близком 1:1, используют второй объектив, который устанавливают обратной стороной к предмету, а лицевой стороной — к передней линзе основного объектива киноаппарата. Снимаемый объект располагают в главной фокальной плоскости насадочного объектива, который в этих условиях служит коллиматором, направляющим в основной объектив параллельные пучки лучей света. При этом изображение предмета образуется в главной фокальной плоскости объектива киноаппарата, установленного (наведенного) на бесконечность.

Масштаб изображения, образуемого системой из двух объективов, зависит от отношения фокусного расстояния основного объектива киноаппарата к фокусному расстоянию переднего (насадочного) объектива. Если такой блок состоит из двух одинаковых объективов, масштаб изображения предмета на пленке будет равен 1:1.

Соединить в одну систему можно не только два объектива с дискретными фокусными расстояниями. Один из них может иметь переменное фокусное расстояние. С помощью такой системы можно снимать с наездом на макрообъект.

Объектив с переменным фокусным расстоянием устанавливают тыльной стороной к снимаемому объекту, он выполняет роль оптической насадки переменного увеличения. Основной объектив киноаппарата должен иметь большой диаметр входного зрачка, чтобы избежать виньетирования (затемнения с углов) кадра, когда объектив с переменным фокусным расстоянием настроен на длиннофокусную позицию.

Освещение объектов при макрокиносъемке. При макрокиносъемке общие задачи операторской работы со светом такие же, как при обычной киносъемке, но технические приемы иные.

Две особенности отличают технику освещения объекта при макрокиносъемке:

1) трудность использования обычных киноосвети-тельных приборов для осуществления различных схем освещения из-за малого размера объекта и малого расстояния между объективом и снимаемым объектом;

2) необходимость работы при значительно более высоких уровнях освещенности, чем при обычных киносъемках в помещении.

Для освещения объектов при макрокиносъемке применяют осветительные приборы типа ОИ-24 с лампой накаливания 100 Вт и ОИ-19 с лампой накаливания 30 Вт, входящие в комплект фотомикроскопов.

Для переднего освещения используют вогнутое зеркало с отверстием в середине, укрепляемое на объективе или кольцевом осветителе. Лобовое освещение от объектива получают с помощью полупрозрачного зеркала, которое располагают между объективом и снимаемым объектом под углом 45°. В последнее время стали находить применение стекловолоконные световоды.