Обзор исторического широкоугольного объектива Lomography x Zenit New Russar+ 5.6/20 L39/M

Материал по объективу Lomography x Zenit New Russar+ 5.6/20 L39/M специально для Радоживы подготовил Родион Эшмаков.

Объектив специально для подготовки статьи предоставил комиссионный фотомагазин «Кутузов Фото» (г. Москва).

Сверхширокоугольный объектив для полнокадровых беззеркальных камер New Russar+ 5.6/20 (далее – Russar+) производили малой серией с 2014 г. на Красногорском заводе (г. Красногорск, РФ). Этот объектив – плод недолгого сотрудничества КМЗ и Ломографического общества, он представляет собой перевыпущенный редкий старый советский объектив для дальномерных камер МР-2 20/5.6 (год расчёта – 1956, производился на КМЗ), от которого отличается лишь внешним оформлением и, вероятно, просветляющим покрытием.

Название объектива связано с именем создателя – Михаила Русинова – великого советского оптика, заслуги которого признаны во всем мире. О том, как Михаил Русинов изобрел (это действительно редкий совершенно оригинальный советский объектив) современный широкоугольный объектив (на сайте Lomography Руссар МР-2 назван «матерью всех современных сверхширокоугольных объективов https://microsites.lomography.com/russar-lens/ ») без дисторсии и с минимальной виньеткой – читайте в этой статье и на сайте Ломографического общества.

Таким образом, Russar+ представляет прежде всего исторический интерес, поскольку оптически идентичен легендарному (именно так – его многие знают, но мало кто им снимал, чего не скажешь про Гелиос-40) объективу МР-2, а «+» у Russar+ является больший шанс найти хорошо сохранившийся экземпляр, нежели в случае приобретения советского объектива. Важно понимать, что объектив Russar+ не является конкурентом современным широкоугольникам, среди которых есть такие впечатляющие по параметрам, как ttArtisan 21/1.5 или Voigltander Ultron 21/1.8.

Технические характеристики (по данным каталога продукции КМЗ, каталога Lomography, каталога ГОИ):
Оптическая схема – 6 линз в 4 группах, «Руссар»;

Фокусное расстояние – 19.7 мм;
Относительное отверстие – 1:5.6;
Угол поля зрения – 94°;
Формат кадра – 36×24 мм (полнокадровый объектив);
Задний фокальный отрезок – ~11 мм;
Диафрагма – 7 лепестков, бесступенчатая;
Пределы диафрагмирования – 1:5.6–1:22;
Фокусировка – ручная;
Минимальная дистанция фокусировки – 0.5 м;
Соединение с камерой – резьба М39 (рабочий отрезок 28.8 мм);
Диаметр резьбы под фильтр – 49 мм;
Габариты объектива – 55×38.5 мм;
Масса – 95 г.

Графики частотно-контрастной характеристики объектива (ЧКХ/КПМ/MTF, используемая для расчета спектральная функция неизвестна, данные Lomography):

Конструкция и исполнение объектива

Russar+ – это очень маленький и компактный объектив. Его корпус изготовлен из хромированной латуни, потому масса его ощутима и составляет почти 100 г. Для сравнения – примерно 150 г. весит Гелиос-44-2, выполненный в корпусе из алюминия. Внешний вид и классический ретро-дизайн объектива прямиком из 1950-х мне очень нравятся – Russar+ приятно даже просто созерцать.

Притягательно выглядят почти полусферические передняя и задняя линзы объектива. Важно помнить, что задняя линза совсем не защищена оправой, поскольку сильно выступает за ее пределы – объектив требует бережного обращения. Любые дефекты на менисках непременно будут отражаться на фотографиях, так как Russar+ имеет малую апертуру, а линзы (особенно задняя) расположены близко к плоскости изображения.

Компоновка объектива совсем не отличается от оригинального МР-2. Объектив унаследовал и неудобное кольцо установки диафрагмы, расположенное на лицевой стороне объектива.

Сама диафрагма состоит из 7 лепестков, которые заметно блестят, что вряд ли хорошо сказывается на контрасте изображения при съемке на объектив с прикрытой апертурой. Интересно, что при максимальном относительном отверстии F/5.6 диафрагма уже несколько закрыта, то есть зрачок объектива формируется лепестками, а не оправой линз.

При внимательном рассмотрении дисков размытия объектива на F/5.6 можно обнаружить, что они представляют собой скругленные семиугольники.

При последующем диафрагмировании эффект усиливается и углы становятся более явными. Семилепестковая скругленная диафрагма позволяет получать на фото слабый эффект четырнадцатилучевой звезды от точечных источников света в кадре.

Проблемой при использовании объектива может стоить то, что доступ к кольцу диафрагм блокируется, если установлен светофильтр. Хорошо, что резьба под фильтр и вовсе с кольцом управления диафрагмой не совмещена, как у Юпитер-12. Впрочем, от цирка с конями при использовании поляризатора это не спасет: дело в том, что резьба под фильтры вращается вместе с кольцом фокусировки, потому градиентные или поляризационные фильтры использовать с Russar+ было бы крайне неудобно.

При фокусировке объектив практически не меняет габаритов – линзоблок перемещается на очень малое расстояние. Ход кольца фокусировки составляет чуть более 180°, а минимальная дистанция фокусировки при этом огромна – целых 0.5 м! Шкала расстояний у Russar+ сильно растянута, в совокупности с огромной ГРИП уже с открытой диафрагмы это обеспечивает легкую наводку на резкость. В большинстве случаев объектив вообще достаточно поставить на гиперфокальное расстояние и забыть про фокусировку.

Однако я очень-очень не люблю, когда конструкция объектива не допускает фокусировки на близкие дистанции. Потому я воспользовался прелестью крепления М39 с большим рабочим отрезком подобно тому, как я это делал при использовании объективов с креплением Leica M: через комбинацию колечка М39-М42, макрогеликоида М42-М42 10-15 мм, колечка М39-М42 и тонкого кольца М42-NEX я установил объектив без потери фокусировки на бесконечность на полнокадровую беззеркальную камеру Sony A7s, получив возможность фокусироваться в ~12 см (от матрицы),что гораздо приятнее в сравнении с 0.5 м.

За исключением огромной МДФ и дурного кольца установки диафрагмы у объектива серьезных недочетов нет. Визуально и тактильно это один из самых приятных объективов, что у меня были.

Оптические свойства. Моделирование в Zemax: влияние толстого матричного фильтра на качество изображения

Объектив Руссар МР-2/Russar+ имеет очень маленький задний фокальный отрезок – всего лишь около 11 мм. Вследствие этого лучи, формирующие края изображения, падают на матрицу под пологим углом, что приводит к серьезным проблемам при использовании объектива с цифровыми камерами. Суть в том, что, в отличие от фотопленки, у матрицы фотоаппарата непренебрежимо большая толщина, связанная с толщиной покровного стекла-фильтра (частотного фильтра, спектрального фильтра), толщиной цветных фильтров байеровского паттерна, глубиной колодца полупроводниковой ячейки. Падающие полого на матрицу лучи испытывают отклонение из-за преломления в материале матричного фильтра, что влияет на баланс аберраций всей системы. Кроме того, если размер субпикселя мал, то косо падающие лучи могут попадать не в свою ячейку после прохождения байеровского фильтра, вызывая колоршифт – крайне противное неисправимое цветовое искажение, а то и вовсе не достигать полупроводникового элемента, вызывая дополнительное виньетирование.

Для предотвращения колоршифта объектив предпочтительно использовать с камерами с малой плотностью пикселей (разрешением матрицы 36×24 мм <24 Мп). На моей камере Sony A7s с полнокадровой матрицей матрицей 12 Мп колоршифта не наблюдалось – в этом и была задумка в свое время брать именно A7s.

Влияние матричного фильтра может быть смоделировано с использованием программного пакета ANSYS Zemax. Проблемой было то, что оптическую схему МР-2 в открытом доступе мне найти не удалось, но зато получилось найти схему похожего объектива – Руссар-25 97/6.3, который был мною просто масштабирован в 20/5.6 без каких-либо дополнительных изменений оптической схемы. Моделирование показало, что угол падения лучей достигает 50° от нормали к плоскости изображения, что очень много – в таком случае матричный фильтр действительно должен ощутимо влиять на качество изображения.

Для моделируемого объектива были рассчитан набор диаграмм, которые далее будут использованы для изучения действия матричного фильтра на баланс аберраций системы.

Нетрудно заметить, что график ЧКХ объектива весьма схож с представленным Lomography. По-видимому, Руссар обладает хорошо исправленными кривизной поля и астигматизмом – распределение функции передачи контраста по полю довольно равномерное, а ограничения ее значений обусловлены больше влиянием сферической аберрации, о чем свидетельствуют форма пятен и положение фокуса на F/5.6 относительно параксиального фокуса.

Известно, что в большинстве случаев материалом фильтра является стекло с показателем преломления ~1.52 (типа CDGM H-K9L, ЛЗОС К8), причем толщина фильтра может достигать ~1.5-2 мм (для ранних беззеркальных камер типа Sony A7 первого поколения). Добавим перед плоскостью изображения плоскопараллельную пластину из стекла К8 толщиной 1.5 мм и проведем перефокусировку объектива.

Добавление пластины, имитирующей фильтр, ощутимо ухудшило качество изображения по полю. Дисторсия выросла до -1% («бочка»), резко усилился астигматизм, из-за чего функция передачи контраста для тангенциального направления заметно упала после 25° от оси. Эффект хорошо видно и по росту размеров аберрационных пятен для точек 40° и 50°.

Таким образом, наилучшим образом объектив Russar+ проявит себя с камерами, у которых толщина матричного фильтра мала (<0.5 мм). Стоит отметить, что для многих камер матричный фильтр можно заменить на более тонкий (вплоть до 0.2 мм – фильтры Kolari), но это довольно дорогая и относительно рискованная процедура. Использовать Russar+ на камерах с толстым фильтром и высоким разрешением матрицы (пример – Sony A7R, A7R2) совершенно нецелесообразно.

Оптические свойства. Моделирование в Zemax: сравнение с предшествующими широкоугольными объективами

Говоря про новаторство Михаила Русинова в области разработки сверхширокоугольных систем, хотелось бы привести наглядный пример, демонстрирующий то, как именно изобретенный им объектив отличался от предшествующих. Для этого рассмотрим типичный для 1940-х сверхширокоугольный объектив типа «Топогон» в интерпретации опять же Михаила Русинова – его ранний Руссар-17 с параметрами 100/5.6, который был мною масштабирован в 20/5.6 без каких-либо дополнительных изменений оптической схемы.

Хотя указанный объектив оказывается значительно лучше объектива типа Руссар-25 в центральной области кадра, он уступает ему на краю поля из-за выраженного астигматизма и хроматических аберраций. Но самое главное даже не в этом. Объектив типа Топогон/Руссар-17 обладает еще и выраженным виньетированием – порядка 50% для угла кадра.

А если же рассматривать еще и падение освещенности, связанное с углом падения лучей на плоскость изображений, то оказывается, что освещенность кадра убывает очень быстро и достигает в углах ~5% от освещенности в центре кадра. То есть углы, по сути, просто черные.

Если же мы обратимся к диаграмме виньетирования объектива типа Руссар-25, то обнаружим, что его попросту нет – геометрическое виньетирование объектива, изобретенного Русиновым, равно нулю.

В целом же падение освещенности от центра к краю у объектива типа Руссар-25 значительно меньше в сравнении с объективом типа Топогон/Руссар-17.

Иначе говоря, заслугой Михаила Русинова является создание принципиально новой оптической схемы широкоугольного объектива, освещенность по полю которого во много раз превосходит освещенность по полю у ранее известных образцов широкоугольных объективов. Принципы, заложенные Михаилом Русиновым, использовал впоследствии известный немецкий оптик Людвиг Бертеле при создании полусимметричных широкоугольных объективов «Biogon».

Мой опыт

При использовании на беззеркальной камере Sony A7s (36×24 мм, 12 Мп) Russar+ с открытой диафрагмы формирует изображение с хорошим контрастом, но далекой от идеала резкостью – и в центре кадра кадра присутствует легкий софт-эффект наподобие монокля. Основной причиной является неисправленная сферическая аберрация – в широкоугольной шестилинзовой схеме «Руссар» она является в принципе неисправимой и потому контролируется диафрагмированием – прямо как в «Перископе» или монокле. Углы кадра также далеки от идеала – присутствует выраженный астигматизм. По-видимому, появление астигматизма связано с влиянием матричного фильтра моей камеры.

Хроматических искажений и комы не наблюдается. Уровень дисторсии чрезвычайно низкий. Освещенность кадра от центра к углам падает примерно на 1.5 ступени экспозиции и не зависит от диафрагмирования, поскольку связана сугубо с углом падения лучей на матрицу. Эти отличительные особенности объективов Русинова позволила им прочно занять свое место в картографии, аэрофотосъемке, фотограмметрии и фоторепродукции.

При диафрагмировании до F/8-F/11 качество изображения значительно растет – объектив становится достаточно резким для большинства задач.

Контраст изображения хороший при обычных условиях несмотря на то, что просветление нанесено только на внутренние линзы. Мениски покрытия не имеют, поскольку их кривизна слишком велика для того, чтобы было возможно нанести просветление равномерно методом вакуумного напыления («физический» метод) или же спин-коатинга («химический» метод). В жестком контровом свете могут появляются блики и белесая вуаль. Эти артефакты зачастую выглядят довольно привлекательно в художественном смысле и сильно не мешают.

О боке объектива говорить особо нечего – в большинстве случаев его увидеть не получится. При использовании на очень близких дистанциях размытие фона на F/5.6 напоминает больше всего боке «Перископа», но без хроматических окантовок. В целом размытие приятное, когда его удается получать.

Ниже приведены примеры снимков, выполненных на Sony A7s. Мне было очень интересно снимать этим объективом, хотя широкоугольную оптику я использую довольно редко.

Выводы

Хоть New Russar+ разительно уступает по параметрам и оптическому качеству современным широкоугольным объективам, использовать его приятно уже как минимум по эстетическим причинам – благодаря прекрасному исполнению и ощущению прикосновения к истории. При этом объектив способен показать вполне качественную, контрастную и резкую картинку, практически лишенную дисторсии и хроматизма – хоть и не на всех камерах. Для ценителя старой классической оптики и любителя стрит-фото – определенно приятная находка.

Больше обзоров от читателей Радоживы найдете здесь.