Проекції фішай-об'єктивів або цікава геометрія широких кутів огляду. Стаття від читача Радоживи

Статтю на цю тему спеціально для Радоживи підготував Віктор Фрай.

Зазвичай класифікація фішаїв зводиться до двох слів: «циркулярний» та «діагональний». Однак, якщо вам доводилося знімати різні фішаї, ви, можливо, могли помітити, що характер специфічних спотворень простору у них неоднаковий. Як ці відмінності можна описати? Від чого вони залежать? Давайте ж дізнаємось!

Частина 1: теорія

Проективна геометрія – дуже велика тема, згадка про яку напевно викличе у багатьох студентів нервовий тик та неприємні флешбеки. На щастя, глибоко занурюватися в неї нам не потрібно, оскільки оптично, «у склі», можна втілити лише п'ять різних проекцій.

1. Ортоскопічна

Звичне прямолінійне зображення без дисторсії (ну, в ідеалі, звичайно). Нічого іншого не було б і потрібно, та ось тільки широких кутів огляду так досягти не вдасться: найкращі прямолінійні ширококутні об'єктиви важко долають позначку в 120°, при цьому відрізняються великими розмірами і малодоступні для простих смертних за ціною.

Canon 11-24/4 та Laowa 12/2.8 – «широкі» об'єктиви, які не є фішаями.

2. Стереографічна

Мінімальна дисторсія, при цьому – максимальний кут огляду на рівній фокусній відстані. Мабуть, найкращий варіант для художньої фотографії. Єдиний мінус - об'єкти в центрі кадру виглядають дуже маленькими.

На даний момент об'єктиви з такою проекцією де-юре є ексклюзивом компанії Samyang, проте на Aliexpress є велика кількість клонів китайського походження. Можливо, корейці таким чином утилізують лінзоблоки, які не пройшли їхній контроль якості?

Samyang 8/3.5 - Типовий представник сімейства корейських стереографічних фішаїв.

3. Еквідистантна

Проекція-«середнячок» за всіма параметрами. Математично виявляється найпростіше. Часто зустрічалася на перших фіша-об'єктивах середини XX століття; саме з такою проекцією конструювалися прототипи з широкими кутами огляду, аж до 270 °. Сьогодні застосовується набагато рідше, прикладом подібного об'єктиву може служити Пеленг, а також, на диво, оптика GoPro (принаймні, третього та четвертого поколінь).

Чомусь усі такі об'єктиви – циркулярні.

Пеленг на кропі. Діагональна версія, до речі, явно ближча до наступного пункту.

4. Азимутальна (рівнокутова)

Проекція з найсильнішим стиском по краях та найсильнішим викривленням прямих ліній. Кут огляду, відповідно, найменший. При цьому, її оптичне втілення виходить легшим, компактнішим і дешевшим за інші. Саме тому переважна більшість сучасних фішаїв має якраз таку проекцію. (Точніше, щось середнє між нею та попереднім пунктом, якщо вже зовсім заглиблюватися в деталі.)

Неозброєним оком видно, що Nikkor 10.5/2.8 «гніт» сильніше, ніж Пеленг та Сам'янг.

5. Ортографічна

«Сильніше за сильний». Концепція фіша, доведена до логічного краю. Зображення справляє враження намальованого на кулі.

Такі об'єктиви практично не мають віньєтування, а яскравість зображення рівномірна по всьому полю. Схема була розроблена Nikon у 1960-х, оригінальний 10 mm f/5.6 OP призначався для наукових досліджень та мав, крім незвичайної проекції, таку інновацію, як перший у світовій практиці асферичний елемент. Тоді, звичайно, ні про які пластикових наліпках мови не йшло, працьовиті японські робітники виточували лінзи вручну в кількості лише кількох штук на рік, і сьогодні ці об'єктиви коштують у кілька разів дорожче за еквівалент своєї маси в золоті.

Так би і залишилася ортографічна проекція одним з білих єдинорогів усієї світової фотоспільноти, але у 2012 році невелика японська фірма Yasuhara випустила об'єктив. Madoka 180, Який, як ви можете здогадатися, став другим її представником. Лінза зовсім не "езотерична", доступна на Ebay приблизно за 15-20 тисяч рублів на момент написання статті. Так що якщо хтось із шанованих читачів займається фотометричними дослідженнями – тепер ви знаєте що шукати 😊

Якщо Святого Грааля немає, тоді що це?!

Частина 2: практика

Добре, про функції шанували, на картинки подивилися. Як можна відчути все це самостійно? Невже доведеться шукати і тестувати чотири різні фіші? На щастя, на допомогу може прийти обчислювальна фотографія, а якщо говорити просто - то софт для склеювання панорам.

Я використовував вільний інтерфейс до PanoTools, який зветься Гугін. Відправною точкою для експериментів стала ось така панорама двору.

Почнемо зі стереографічною проекції.

Кут огляду – моя повага! Особливо за вертикаллю. У кадр влізли дві клумби, які у проекції «Equirectangular» обрізало, та й будинок праворуч помістився майже повністю. Однак у програмній реалізації цієї проекції за кут огляду довелося заплатити дозволом: з усіх п'яти файлів воно вийшло найнижчим.

Еквідистантна:

Це вже більше схоже на те, що зазвичай спадає на думку при проголошенні слова «фішай». Кут огляду – менше, спотворення – більше… Деякою втіхою може лише те, що гірка у центрі кадру виглядає більше, ніж у стереографічної проекції.

Рівнокутова:

Об'єкти по краях кадру спотворені ще більше, кут огляду ще менше.

І, нарешті, ортографічна проекція:

Спотворення по краях стають екстремальними (погляньте на клумбу в лівому нижньому кутку!), а огляд – зовсім невеликим, зате центр – практично прямолінійний. І ще, до речі, слід зазначити, що в Hugin'івській реалізації цієї проекції дозвіл стабільно виходить найвищим. Не знаю вже, як із цим справи у Nikkor OP і Madok'і.

Підсумки

Як було сказано на початку, тема проекцій – складна та матаноємна. Фактично, зараз ми торкнулися лише її основи. Але навіть такого оповідання російською мовою досі не було.

Неоціненно корисним під час підготовки даної статті виявився сайт Мішеля Тобі, а також стара-добра Вікіпедія. До них я і відсилаю всіх, хто хотів би поринути у тему глибше.

Дякую за увагу.

Більше відгуків від читачів Радоживи знайдете тут.