МП РСФСР ГЛАВУЧТЕХПРОМ ЗАВОД №6 ★ F=7.7см ★ – обзор легендарного объектива, адаптированного для современных камер + вычислительный бонус

Материал по объективу МП РСФСР ГЛАВУЧТЕХПРОМ ЗАВОД №6 ★ F=7.7см ★ специально для Радоживы подготовил Родион Эшмаков.

Этот объектив с мегастранным непроизносимым наименованием (я буду дальше называть его просто «Главучтехпром») – проекционник от фильмоскопа ФГК-49, который производили в Загорске (ныне – Сергиев Посад) на Заводе школьного приборостроения №6. В сущности, это самый дешевый, простой и низкокачественный проекционный объектив, которым комплектовались советские проекционные установки. На Радоживе «Главучтехпром» уже появлялся в полушуточном обзоре, а в этой статье возможности объектива оценены хоть и тоже не без иронии, зато самым что ни на есть серьезным образом. А еще ближе к концу статьи снова есть «вычислительный бонус».

Технические характеристики объектива:

Оптическая схема – 2 линзы в 2 группах, симметричный объектив типа «Перископ»;

Фокусное расстояние – 77 мм;
Относительное отверстие – 1:3 (заводское), 1:2 (фактическое, при замене диафрагмы);
Покрываемый кадр – вплоть до 60×60 мм;
Резьба под фильтры – отсутствует;
Материал корпуса – пластик;
Особенности – проекционный объектив, не имеет изменяемой диафрагмы, крепления к камере и приемлемого фокусировочного механизма.

Конструкция и адаптация

«Главучтехпром» во многом опередил современные объективы. Например, уже в 50-е годы его корпус был полностью изготовлен из полимерных материалов, включая межлинзовые кольца – прямо как Samyang сегодня, а темный глянцевый экстерьер линзоблока напоминает объективы Sigma Contemporary.

Минусом такой оригинальной конструкции объектива является разве что отсутствие возможности фокусировки и изменения диафрагмы. Потому изготовленные с использованием высокоточных технологий линзы объектива (следы прецизионного инструмента на их торцах имеют размеры до 0.5 мм) были извлечены из пластикового корпуса, для чего потребовалось лишь выкрутить пластиковую заднюю шлицевую гайку.

К сожалению, объектив нечасто встречается на вторичном рынке в хорошем состоянии – по всей видимости, все удачные экземпляры давно раскуплены китайскими коллекционерами. Мною было получено целых три объектива, причем оказалось, что в двух из них одна из линз кустарно заменена куском пластика, а из стеклянных линз достойной сохранности была лишь одна, зато с советским просветляющим покрытием – самым нанокристаллическим в мире. В третьем объективе обе линзы были хорошие, но не имели просветления. Занимательный факт: все стеклянные линзы были разных толщин, но визуально не отличались по кривизне. Я подобрал две близкие по толщине друг к другу – одну с просветлением, другую без.

Специально для адаптации объектива был изготовлен на заказ новый металлический корпус (произошел откат в технологиях), а также подобрана ирисовая многолепестковая диафрагма, которая была расположена посередине между линзами в силу симметрии объектива. Для фокусировки выбран китайский макрогеликоид М52-М42 17-31. Ниже приведены фотографии получившегося объектива.

В новом облике «Главучтехпром» превратился в суперкомпактный светосильный портретный 77 мм f/2 объектив с креплением М42×45.5, совместимый со всеми современными камерами – достойная альтернатива Canon RF 85 мм F/2 Macro!

Оптические свойства

На открытой диафрагме F/2 «Главучтехпром» рисует непостижимые туманные перспективы под влиянием сильнейших сферической и хроматической аберраций. При диафрагмировании до F/2.8 объектив несколько теряет марку (и сферохроматизм), и его уже догоняет японский FUJINON.SF 85mm F/4, почему-то считающийся эталонным софт-объективом (просто перепутали два длинных названия – МП РСФСР ГЛАВУЧТЕХПРОМ ЗАВОД №6 ★ F=7.7см ★ и Fuji Photo Film EBC FUJINON.SF 85mm F/4), хотя советский объектив всё равно по краям гораздо более «загадочный» из-за астигматизма и кривизны поля. С F/4-F/5.6 объектив обретает резкость, которую уже можно обсуждать без шуток, а с F/8 даже удивительно резкий для такой примитивной оптической схемы – и лишь остаточная хроматика и кривизна поля выдают в нём «Перископ».
Общий контраст изображения сильно зависит от установленной диафрагмы – приблизительно с F/2.8-F/4 он оказывается на весьма хорошем уровне. Многие многолинзовые объективы имеют худший контраст изображения, чем адаптированный «Главучтехпром».

Цветопередача у объектива практически без искажений – благодаря тому, что в оконном стекле, из которого он сделан (на самом деле это какое-нибудь К8), нет добавок свинца, а просветление в моем объективе есть только на одной линзе и на цвет оно сильно не влияет.

Боке объектива зависит от выбранного диафрагменного числа. В целом «Главучтехпром» имеет мягкое размытие заднего плана, поскольку диски боке не имеют четкой каймы. Очень часто, однако, можно наблюдать синие окантовки (сферохроматизм). Передний план объектив, напротив, размывает аляповато, похожим на очень плохой «Планар» образом. Диски боке в предфокале имеют яркий оранжевый кант.

Приятной особенностью объектива является практически полное отсутствие дисторсии.

На самом деле, «Главучтехпром» имеет вполне достаточное оптическое качество, если не пытаться снимать им все на открытой диафрагме. В ряде случаев при F/5.6 этот объектив способен давать картинку намного более интересную и приятную, чем у «нормальных» объективом типа 75/2. И, конечно же, в диапазоне F/2-F/4 объектив очень интересен в черно-белой фотографии. Советский «перископ» определенно смог меня приятно удивить.

Ниже приведены примеры снимков, выполненные с помощью полнокадровой камеры Sony A7s. Часть фото (без EXIF) снята как «шифторамы».

Некоторые фотографии также я предлагаю посмотреть в черно-белом варианте.

Вычислительный бонус: расчёт и сравнение «монокля» и «перископа»

Посмотрев на фотографии, многие подумают про себя что-то вроде «ну и ну, это же очень похоже на монокль!». И в чем-то будут правы, а в чем-то нет. Что же именно дает еще одна линза «перископу», чего нет у «монокля»?

Рассмотрим подробнее возможности объектива из одиночной линзы. Всего он имеет 5 параметров:

• Свойства стекла (показатель преломления и дисперсия);
• Два радиуса кривизны;
• Толщина линзы;
• Положение апертурной диафрагмы.

Для того, чтобы получить хороший однолинзовый объектив, стекло должно иметь как можно меньшую дисперсию и как можно больший показатель преломления. Минус в том, что эти два свойства имеют обратную корреляцию – как можно заметить на рисунке ниже, чем выше показатель преломления n, тем меньше число Аббе v (т.е. больше дисперсия). С учетом того, что стекла типа ФК и ТФК дороги и неустойчивы во влажном воздухе (а еще их нет у ЛЗОС, зато когда-то ТФК11 производил ИПЗ), оптимальным выбором стекла являются обычные кроны К, например – самое дешевое и распространенное боросиликатное стекло К8, которое есть в каждом каталоге под каким-нибудь своим названием (BK7 в каталоге Шотт, например).

Поскольку используется лишь один оптический материал, хроматические искажения являются некорректируемыми – величина вторичного спектра зависит только от дисперсии стекла.

Кстати, из этого следует, что «монокль из Гелиоса» является весьма сомнительным объективом: передняя линза объективов типа «Гелиос» (и многих других советских объективов) сделана из стекла ТК16, которое хоть и имеет довольно высокий показатель преломления (~1.62), но также обладает чересчур большой дисперсией.

Радиусы кривизны сильнее всего влияют на баланс монохроматических искажений. Число параметров у одиночной линзы недостаточное, чтобы бороться со всеми аберрациями одновременно. Следовательно, можно лишь достичь коррекции в достаточной мере каких-либо из пяти аберраций Зейделя (сферическая аберрация, кома, астигматизм, кривизна поля, дисторсия), в то время как на оставшиеся можно влиять разве что диафрагмированием. Важно отметить, что кривизна поля принципиально не поддается исправлению в объективах, состоящих только из положительных линз.

Если требуется получить простейший однолинзовый телескоп, то минимизируемым параметром будет сферическая аберрация, которая влияет на качество изображения при малых углах поля зрения (для телескопов обычно он составляет <<5°). Условию минимума сферической аберрации удовлетворяют линзы с приблизительно плоско-выпуклой (для n~1.5-1.7) или менисковой (для n>1.7) формой.

В фотографии, однако, чаще используют объективы с большими углами поля зрения (20–80°). Потому куда важнее обращать внимание на полевые аберрации (кома, астигматизм). Для их коррекции линзе требуется придать менисковую форму. Становится ясно, что и здесь «монокль из Гелиоса» – в пролете.

Для коррекции комы используется также варьирование положения апертурной диафрагмы, от которого будет зависеть то, через какой участок линзы будут проходить наклонные пучки света – находящийся далеко от оси или близко к ней. Интересно, что именно предлинзовое расположение диафрагмы дает лучшее качество изображения в случае «монокля». Несмотря на это, большинство производимых однолинзовых фотообъективов имело диафрагму за линзой из эстетических соображений и для надежности.

Толщина линзы влияет на качество изображения довольно слабо, потому выбирается из практических соображений. Сверху толщина ограничена массой линзы и допустимым расходом стекла, а снизу – толщиной кромки (должна быть более 0.7-1.5 мм, в зависимости от диаметра линзы и технологического уровня производства).

Мною был рассчитан в ANSYS Zemax 13 объектив из одной линзы (стекло К8) с фокусным расстоянием 75 мм, относительным отверстием F/8 и углом поля зрения 30° (расчет под кадр 36×24 мм).

Объектив по своему оптическому качеству на F/8 не дотягивает даже до чего-то вроде Триплет 78/2.8 на открытой диафрагме F/2.8 по причине плохой коррекции сферической аберрации даже при таком относительном отверстии. У рассчитанного мною объектива хорошо сбалансированы астигматизм и кома, дисторсия составляет примерно -1% (незаметная «бочка») – но ведь это только 30°.

При попытке увеличить относительное отверстие «монокля» резко ухудшится коррекция сферической аберрации, вырастет астигматизм, уничтожающий резкость по краям кадра – потому таким объективом, даже специально посчитанным, затруднительно снимать при апертурах выше F/5.6.

Если же пытаться увеличивать угол поля зрения, то проблема баланса астигматизма и комы заставит еще сильнее «гнуть» линзу, ухудшая коррекцию сферической аберрации. Диафрагму придется зажимать до F/16 и далее, чтобы достичь более-менее приличного качества при угле 60°. При этом дисторсия может превысить десяток процентов, что уже очень-очень заметно. Такие объективы в XIX веке назывались иногда «ландшафтными линзами» и имели очень-очень малое относительное отверстие – кроме статичных пейзажей ими снимать что-либо было невозможно.

Как помогает улучшить качество изображение превращение «монокля» в «перископ»? Рассмотрим случай полностью симметричного объектива из двух одинаковых линз.

Нужно понимать, что добавление второй линзы не позволяет решить проблему хроматических аберраций. Для коррекции хроматизма следовало бы добавить линзу отрицательную, а не положительную, и из стекла с большей дисперсией – и это привело бы нас к ахромату (ландшафтная линза Шевалье), который обладает теми же недостатками в виде полевых аберраций, что и монокль.

Ключевым преимуществом «перископа» перед «моноклем» и ахроматом Шевалье является симметричность схемы объектива. Симметрия позволяет резко улучшить коррекцию полевых аберраций – комы и астигматизма. Кривизна поля по-прежнему остается неисправимой ввиду отсутствия отрицательных компонентов в системе.

Я рассчитал симметричный «перископ» по типу «Главучтехпром» с параметрами 75 мм F/5.6 30°, используя стекло К8.

Как можно заметить, при большем вдвое относительном отверстии объектива производительность оказалась в целом выше, чем у «монокля». Кома в объективе исправлена не полностью, что видно из асимметрии пятен – дело в том, что полностью симметричная система может быть свободна от комы только в том случае, когда она работает в масштабе 1:1.

При отказе от полной симметрии «портретный» «перископ» может быть значительно улучшен: становится возможной полная коррекция комы. При этом объектив уже немного теряет шарм (и технологичность), переставая быть просто «сдвоенным моноклем». А еще отказ от симметрии приводит к росту дисторсии. Именно по этой причине исторически первые сверхширокоугольные (>110°) объективы Goerz Hypergon были совершенно симметричными перископами из двух почти полусферических линз.

Асимметричный вариант «перископа» очень похож по форме пятен на объектив Петцваля и является по сути неахроматизированным его вариантом с недоисправленной сферической аберрацией. Более-менее полное исправление хроматизма при сохранении недоисправленной сферической аберрации за счет замены одной из линз на ахроматический дублет приводит к софт-объективу, называемому «Верито».

Таким образом, даже в полностью симметричном случае «перископ» имеет перед моноклем значительное преимущество в рабочем относительном отверстии и может использоваться при F/3.5-F/5.6, что и наблюдалось на практике при съемке на «Главучтехпром». Для использования с современными камерами «перископ» является куда более пригодным объективом, нежели «монокль»: с помощью «перископа» можно добиться желанных эффектов вроде «свечения» контуров или «дымки» при минимальном присутствии нежеланных типа жесткого размытия краёв изображения и невозможности получения резкого изображения вне оси. Достаточно высокая светосила «перископа» дает возможность использовать его эффективно при любых условиях освещения.

Все обзоры кинопроекционных и киносъемочных объективов:

1. РО3-3М 2/50
2. РО2-2М 75/2
3. ЛОМО РО501-1 F=100 1:2
4. РО 500-1 F9 СМ. 1:2 П
5. ЛОМО РО500-1 F=90 1:2 + Обзор, анализ и сравнительный тест адаптированного проекционного объектива ЛОМО РО500-1 F=90 1:2
6. ЛЕНКИНАП РО500-1 F=9см 1:2 П
7. ЛОМО РО506-1 F=80 1:2
8. ЛЭТИ-60/60М F=92 1:2
9. 2/92
10. F=92 1:2
11. 16КП-1,4/65
12. 35КП-1,8/65
13. 35КП-1,8/70
14. 35КП-1,8/75
15. 35КП-1,8/85
16. 35КП-1.8/100
17. 35КП-1.8/120
18. 35КП-1,8/120 (с диафрагмой)
19. ЛОМО П-5 F=90 1:2
20. ЛОМО П-5 F=100 1:2
21. ЛОМО П-6М F=12cм 1:1.6
22. ЛЕНКИНАП ОКС1А-75-1 F=75 1:2 П
23. ЛОМО ОКС1-22-1 F=22 1:2.8
24. ЛОМО ОКС1-40-1 40/2.5
25. ЛОМО ОКС1-300-1 F=300 1:3.5
26. ЛОМО ОКС11-35-1 F=35 1:2
27. ЛОМО Ж-53 F=75 1:2
28. ЛОМО Ж-54 F=85 1:2
29. ЛОМО ОКП4-80-1 F=80 1:1,8
30. ЛОМО ОКП8-90-1 F=90 1:2
31. ОКП-6-70-1 F=70 1:1,8
32. Таир-41 50/2
33. КО-120 1:2,1 120mm
34. КО-90 1:1,9 F=9см
35. КО-120М 1:1.8 F=120mm
36. КО-120М 120/1.8 с диафрагмой и геликоидом
37. КО-120 1:2.1 F=12см
38. ГОЗ “КО-140” 1:2,2 F–14см
39. Вега-9 2,1/50
40. МП РСФСР ГЛАВУЧТЕХПРОМ ЗАВОД №6 ★ F=7.7см ★
41. МСО УССР УТОГ УПП-1 ★ ХАРЬКОВ ★ F-7 СМ ★
42. Schneider Super Cinelux 70/2
43. Meopta Meostigmat 90/2
44. Meopta Meostigmat 100/1.7
45. РО2-2М 75/2 VS ЛОМО Ж-53 75/2 VS ЛОМО РО506-1 80/2
46. Белар-2 2,5/90 (ММЗ). Обзор редкого диапроекционного объектива, адаптированного для современных камер
47. Проекционные апланаты: "Петцвали" и "Рихтеры"

Имена объективов соответствуют их точному написанию на корпусе.

Выводы

«Я снимаю на МП РСФСР ГЛАВУЧТЕХПРОМ ЗАВОД №6 ★ F=7.7см ★!» – звучит круто, ведь этот объектив – это отличный классический симметричного перископа, технологичность и неприхотливость к условиям производства которого когда-то позволили оснастить фильмоскопами школы. Грубое исполнение объектива – не помеха сегодня: и при адаптации многих более качественно изготовленных объективов приходится порой делать корпус «с нуля». Переделанный объектив демонстрирует по-настоящему необычную и интересную картинку и далеко за собой оставляет поделки из Гелиосов, выполненные разными «мастерами». Любителям софт-оптики смело рекомендую «перископ»!

Больше обзоров от читателей Радоживы найдете здесь.