МП РРФСР ГОЛОВУЧТЕХПРОМ ЗАВОД №6 ★ F=7.7см ★ – огляд легендарного об'єктива, адаптованого для сучасних камер + обчислювальний бонус

Матеріал по об'єктиву МП РРФСР ГОЛОВУЧТЕХПРОМ ЗАВОД №6 ★ F=7.7см ★ спеціально для Радоживи підготував Родіон Ешмаков.

Цей об'єктив з мегастранним невимовним найменуванням (я далі називатиму його просто «Главучтехпром») – проекційник від фільмоскопа ФГК-49, який виробляли в Загорську (нині – Сергіїв Посад) на Заводі шкільного приладобудування №6. По суті, це найдешевший, найпростіший і найнижчий проекційний об'єктив, яким комплектувалися радянські проекційні установки. На Радоживі «Главучтехпром» вже з'являвся у напівжартівливому огляді, а в цій статті можливості об'єктива оцінені хоч і теж не без іронії, зате самим серйозним чином. А ще ближче до кінця статті знову є обчислювальний бонус.

Технічні характеристики об'єктива:

Оптична схема – 2 лінзи у 2 групах, симетричний об'єктив типу «Періскоп»;

Фокусна відстань – 77 мм;
Відносний отвір - 1:3 (заводський), 1:2 (фактичний, при заміні діафрагми);
Покривається кадр – аж до 60×60 мм;
Різьблення під фільтри – відсутнє;
Матеріал корпусу – пластик;
Особливості – проекційний об'єктив, що не має змінної діафрагми, кріплення до камери та прийнятного фокусувального механізму.

Конструкція та адаптація

"Главучтехпром" багато в чому випередив сучасні об'єктиви. Наприклад, вже у 50-ті роки його корпус був повністю виготовлений з полімерних матеріалів, включаючи міжлінзові кільця – прямо як Samyang сьогодні, а темний глянсовий екстер'єр лінзоблоку нагадує об'єктиви Sigma Contemporary.

Мінусом такої оригінальної конструкції об'єктива є хіба відсутність можливості фокусування і зміни діафрагми. Тому виготовлені з використанням високоточних технологій лінзи об'єктиву (сліди прецизійного інструменту на їх торцях мають розміри до 0.5 мм) були витягнуті з пластикового корпусу, для чого потрібно викрутити пластикову задню шліцьову гайку.

На жаль, об'єктив нечасто зустрічається на вторинному ринку в хорошому стані – мабуть, всі вдалі екземпляри давно розкуплені китайськими колекціонерами. Мною було отримано цілих три об'єктиви, причому виявилося, що в двох з них одна з лінз кустарно замінена шматком пластику, а зі скляних лінз гідної безпеки була лише одна, зате з радянським покриттям, що просвітлює, - самим нанокристалічним у світі. У третьому об'єктиві обидві лінзи були добрі, але не мали просвітлення. Цікавий факт: всі скляні лінзи були різними товщинами, але візуально не відрізнялися за кривизною. Я підібрав дві близькі за товщиною один до одного – одну з просвітленням, іншу без.

Спеціально для адаптації об'єктива був виготовлений на замовлення новий металевий корпус (відбувся відкат у технологіях), а також підібрано багаторискова ірисова діафрагма, яка була розташована посередині між лінзами в силу симетрії об'єктива. Для фокусування вибрано китайський макрогелікоїд М52-М42 17-31. Нижче наведені фотографії об'єктива, що вийшов.

У новому вигляді «Главучтехпром» перетворився на суперкомпактний світлосильний портретний 77 мм f/2 об'єктив із кріпленням М42×45.5, сумісний з усіма сучасними камерами – гідна альтернатива Canon RF 85 мм F/2 Macro!

Оптичні властивості

На відкритій діафрагмі F/2 «Главучтехпром» малює незбагненні туманні перспективи під впливом найсильніших сферичних і хроматичних аберацій. При діафрагмуванні до F/2.8 об'єктив дещо втрачає марку (і сферохроматизм), і його вже наздоганяє японський FUJINON.SF 85mm F/4, який чомусь вважається еталонним софт-об'єктивом (просто переплутали дві довгі назви – МП РРФСР ГЛАВУЧЕ F=6см ★ і Fuji Photo Film EBC (FUJINON.SF 7.7mm F/85), хоча радянський об'єктив все одно по краях набагато більш «загадковий» через астигматизм і кривизну поля. З F/4-F/4 об'єктив набуває різкості, яку вже можна обговорювати без жартів, а з F/5.6 навіть напрочуд різкий для такої примітивної оптичної схеми – і лише залишкова хроматика та кривизна поля видають у ньому «Перископ».
Загальний контраст зображення залежить від встановленої діафрагми – приблизно з F/2.8-F/4 він виявляється дуже хорошому рівні. Багато багатолінзових об'єктивів мають гірший контраст зображення, ніж адаптований «Главучтехпром».

Передача кольору у об'єктива практично без спотворень - завдяки тому, що у віконному склі, з якого він зроблений (насправді це якесь К8), немає добавок свинцю, а просвітлення в моєму об'єктиві є тільки на одній лінзі і на колір воно сильно не впливає.

Боке об'єктива залежить від вибраного діафрагмового числа. Загалом «Главучтехпром» має м'яке розмиття заднього плану, оскільки диски Боке не мають чіткої облямівки. Дуже часто, однак, можна спостерігати сині окантування (сферохроматизм). Передній план об'єктив, навпаки, розмиває незграбно, схожим на дуже поганий «Планар» чином. Диски в боці в передфокалі мають яскравий помаранчевий кант.

Приємною особливістю об'єктива є повна відсутність дисторсії.

Насправді «Главучтехпром» має цілком достатню оптичну якість, якщо не намагатися знімати їм усе на відкритій діафрагмі. У ряді випадків при F/5.6 цей об'єктив здатний давати картинку набагато цікавішу і приємнішу, ніж у «нормальних» об'єктивом типу 75/2. І, звичайно ж, у діапазоні F/2-F/4 об'єктив дуже цікавий у чорно-білій фотографії. Радянський «перископ» безперечно зміг мене приємно здивувати.

Нижче наведено приклади знімків, виконані за допомогою повнокадрової камери Sony A7s. Частина фото (без EXIF) знята як «шифторами».

Деякі фотографії також пропоную подивитися в чорно-білому варіанті.

Обчислювальний бонус: розрахунок та порівняння «монокля» та «перископа»

Подивившись на фотографії, багато хто подумає про себе щось на кшталт «ну і ну, це ж дуже схоже на монокль!». І в чомусь мають рацію, а в чомусь ні. Що саме дає ще одна лінза «перископу», чого немає у «монокля»?

Розглянемо докладніше можливості об'єктива із одиночної лінзи. Усього він має 5 параметрів:

• Властивості скла (показник заломлення та дисперсія);
• Два радіуси кривизни;
• Товщина лінзи;
• Положення апертурної діафрагми.

Для того, щоб отримати хороший однолінзовий об'єктив, скло повинно мати якнайменшу дисперсію і якомога більший показник заломлення. Мінус у тому, що ці дві властивості мають зворотну кореляцію – як можна помітити на малюнку нижче, чим вищий показник заломлення n, тим менше число Аббе v (тобто більше дисперсія). З урахуванням того, що скла типу ФК і ТФК дорогі і нестійкі у вологому повітрі (а ще їх немає у ЛЗОС, зате колись ТФК11 виробляв ІПЗ), оптимальним вибором скла є звичайні крони К, наприклад - найдешевше і найпоширеніше боросилікатне скло К8 , яке є в кожному каталозі під якоюсь своєю назвою (BK7 у каталозі Шотт, наприклад).

Оскільки використовується лише один оптичний матеріал, хроматичні спотворення є некоректованими – величина вторинного спектра залежить лише від дисперсії скла.

До речі, з цього випливає, що «монокль із Геліоса» є дуже сумнівним об'єктивом: передня лінза об'єктивів типу «Геліос» (і багатьох інших радянських об'єктивів) зроблена зі скла ТК16, яке хоч і має досить високий показник заломлення (~1.62), але також має надто велику дисперсію.

Радіуси кривизни найсильніше впливають на баланс монохроматичних спотворень. Число параметрів одиночної лінзи недостатнє, щоб боротися з усіма абераціями одночасно. Отже, можна лише досягти корекції достатньо будь-яких з п'яти аберацій Зейделя (сферична аберація, кома, астигматизм, кривизна поля, дисторсія), тоді як на ті, що залишилися, можна впливати хіба що діафрагмуванням. Важливо, що кривизна поля принципово не піддається виправленню в об'єктивах, що складаються лише з позитивних лінз.

Якщо потрібно отримати найпростіший однолінзовий телескоп, то параметром, що мінімізується, буде сферична аберація, яка впливає на якість зображення при малих кутах поля зору (для телескопів зазвичай він становить <<5°). Умовою мінімуму сферичної аберації задовольняють лінзи з приблизно плоско-опуклою (для n~1.5-1.7) або менісковою (для n>1.7) формою.

У фотографії, однак, частіше використовують об'єктиви з великими кутами зору (20–80°). Тому значно важливіше звертати увагу на польові аберації (кома, астигматизм). Для корекції лінзі потрібно надати меніскову форму. Стає ясно, що й тут «монокль із Геліоса» – у прольоті.

Для корекції коми використовується також варіювання положення апертурної діафрагми, від якого залежатиме те, через яку ділянку лінзи проходитимуть похилі пучки світла - далеко від осі або близько до неї. Цікаво, що саме передлінзове розташування діафрагми дає найкращу якість зображення у разі «монокля». Незважаючи на це, більшість однообробних фотооб'єктивів мали діафрагму за лінзою з естетичних міркувань і для надійності.

Товщина лінзи впливає якість зображення досить слабко, тому вибирається з практичних міркувань. Зверху товщина обмежена масою лінзи та допустимою витратою скла, а знизу – товщиною кромки (має бути більше 0.7-1.5 мм, залежно від діаметра лінзи та технологічного рівня виробництва).

Мною був розрахований у ANSYS Zemax 13 об'єктив з однієї лінзи (скло К8) з фокусною відстанню 75 мм, відносним отвором F/8 та кутом поля зору 30° (розрахунок під кадр 36×24 мм).

Об'єктив за своєю оптичною якістю на F/8 не дотягує навіть до чогось на зразок Триплет 78/2.8 на відкритій діафрагмі F/2.8 через погану корекцію сферичної аберації навіть при такому відносному отворі. У розрахованого мною об'єктиву добре збалансовані астигматизм і кома, дисторсія становить приблизно -1% (непомітна «бочка») – але це лише 30°.

При спробі збільшити відносний отвір «монокля» різко погіршиться корекція сферичної аберації, зросте астигматизм, що знищує різкість по краях кадру – тому таким об'єктивом, навіть спеціально порахованим, важко знімати при апертурах вище F/5.6.

Якщо ж намагатися збільшувати кут поля зору, то проблема балансу астигматизму та коми змусить ще сильніше «гнути» лінзу, що погіршує корекцію сферичної аберації. Діафрагму доведеться затискати до F/16 і далі, щоб досягти більш-менш пристойної якості при вугіллі 60 °. При цьому дисторсія може перевищити десяток відсотків, що вже дуже помітно. Такі об'єктиви в XIX столітті називалися іноді «ландшафтними лінзами» і мали дуже мало відносний отвір - крім статичних пейзажів ними знімати що-небудь було неможливо.

Як допомагає покращити якість зображення перетворення «монокля» на «перископ»? Розглянемо випадок повністю симетричного об'єктива із двох однакових лінз.

Потрібно розуміти, що додавання другої лінзи не дозволяє вирішити проблему хроматичних аберацій. Для корекції хроматизму слід додати лінзу негативну, а не позитивну, і зі скла з більшою дисперсією – і це призвело б нас до ахромату (ландшафтна лінза Шевальє), який має ті ж недоліки у вигляді польових аберацій, що і монокль.

Ключовою перевагою «перископа» перед «моноклем» та ахроматом Шевальє є симетричність схеми об'єктива. Симетрія дозволяє різко покращити корекцію польових аберацій – коми та астигматизму. Кривизна поля, як і раніше, залишається невиправною через відсутність негативних компонентів у системі.

Я розрахував симетричний "перископ" на кшталт "Главучтехпром" з параметрами 75 мм F/5.6 30°, використовуючи скло К8.

Як можна помітити, при більшому вдвічі відносному отворі об'єктива продуктивність виявилася загалом вищою, ніж у «монокля». Кома в об'єктиві виправлена ​​в повному обсязі, що з асиметрії плям – річ у тому, що цілком симетрична система може бути вільна від коми лише тому випадку, коли вона працює у масштабі 1:1.

При відмові від повної симетрії «портретний» «перископ» може бути значно покращений: стає можливим повна корекція коми. При цьому об'єктив вже трохи втрачає шарм (і технологічність), перестаючи бути просто «здвоєним моноклем». А ще відмова від симетрії призводить до зростання дісторсії. Саме з цієї причини історично перші надширококутні (>110°) об'єктиви Goerz Hypergon були симетричними перископами з двох майже напівсферичних лінз.

Асиметричний варіант «перископа» дуже схожий формою плям на об'єктив Петцваля і є по суті неахроматизованим його варіантом з недовиправленою сферичною аберацією. Більш-менш повне виправлення хроматизму за збереження недовиправленої сферичної аберації з допомогою заміни однієї з лінз на ахроматичний дублет призводить до софт-об'єктиву, званому «Веріто».

Таким чином, навіть у повністю симетричному випадку «перископ» має перед моноклем значну перевагу в робочому відносному отворі і може використовуватися при F/3.5-F/5.6, що спостерігалося на практиці при зйомці на «Главучтехпром». Для використання з сучасними камерами «перископ» є куди більш придатним об'єктивом, ніж «монокль»: за допомогою «перископа» можна досягти бажаних ефектів на кшталт «світіння» контурів або «димки» за мінімальної присутності небажаних типу жорсткого розмиття країв зображення та неможливості отримання різкого зображення поза осі. Досить висока світлосила «перископа» дає можливість використовувати його ефективно за будь-яких умов освітлення.

Всі огляди кінопроекційних та кінознімальних об'єктивів:

1. РО3-3М 2/50
2. РО2-2М 75/2
3. ЛОМО РО501-1 F=100 1:2
4. РВ 500-1 F9 Див. 1:2 П
5. ЛОМО РО500-1 F=90 1:2
6. ЛЕНКІНАП 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 (З діафрагмою)
19. ЛОМО П-5 F=90 1:2
20. ЛОМО П-5 F=100 1:2
21. ЛЕНКІНАП ОКС1А-75-1 F=75 1:2 П
22. ЛОМО ОКС1-22-1 F=22 1:2.8
23. ЛОМО ОКС1-40-1 40/2.5
24. ЛОМО ОКС1-300-1 F=300 1:3.5
25. ЛОМО ОКС11-35-1 F=35 1:2
26. ЛОМО Ж-53 F=75 1:2
27. ЛОМО Ж-54 F=85 1:2
28. ЛОМО ОКП4-80-1 F=80 1:1,8
29. ЛОМО ОКП8-90-1 F=90 1:2
30. ОКП-6-70-1 F=70 1:1,8
31. Таїр-41 50/2
32. КО-120 1:2,1 120mm
33. КО-90 1:1,9 F = 9см
34. КО-120М 1: 1.8 F = 120mm
35. КО-120М 120/1.8 з діафрагмою та гелікоїдом
36. КО-120 1:2.1 F = 12см
37. ДОЗ "КО-140" 1:2,2 F-14см
38. Вега-9 2,1/50
39. МП РРФСР ГОЛОВУЧТЕХПРОМ ЗАВОД №6 ★ F=7.7см ★
40. МСО УРСР УТОГ УПП-1 ★ ХАРКІВ ★ F-7 СМ ★
41. Schneider Super Cinelux 70/2
42. Meopta Meostigmat 90/2
43. Meopta Meostigmat 100/1.7
44. Проекційні апланати: "Петцвалі" та "Ріхтери"

Імена об'єктивів відповідають їхньому точному написанню на корпусі.

Висновки

«Я знімаю на МП РРФСР ГОЛОВУЧТЕХПРОМ ЗАВОД №6 ★ F=7.7см ★!» – звучить круто, адже цей об'єктив – це відмінний класичний симетричний перископ, технологічність та невибагливість до умов виробництва якого колись дозволили оснастити фільмоскопами школи. Грубе виконання об'єктива – не завада сьогодні: і при адаптації багатьох якісніше виготовлених об'єктивів доводиться часом робити корпус "з нуля". Перероблений об'єктив демонструє по-справжньому незвичайну та цікаву картинку та далеко за собою залишає вироби з Геліосів, виконані різними «майстрами». Любителям софт-оптики сміливо раджу «перископ»!

Більше відгуків від читачів Радоживи знайдете тут.