Введение

Техника камеры Фотография с наклоном - это использование движений камеры, которые изменяют ориентацию или положение объектива по отношению к пленке или датчику изображения на камерах. Иногда термин используется, когда имитируется мелкая глубина резкости с помощью цифровой послепроцессировки; название может быть получено от линзы контроля перспективы (или линзы tiltshift), обычно требуемой при оптическом создании эффекта. "Наклон" включает в себя два различных типа движений: вращение плоскости линзы относительно плоскости изображения, называемое наклоном, и движение линзы параллельно плоскости изображения, называемое смещением. Наклон используется для управления ориентацией плоскости фокусировки (PoF), а следовательно, и той частью изображения, которая кажется резкой; он использует принцип Scheimpflug. Сдвиг используется для регулирования положения объекта в области изображения без перемещения камеры назад; это часто полезно для избежания сближения параллельных линий, например, при фотографировании высоких зданий.

История и использование

Движения были доступны на камеры зрения с первых дней фотографии; они были доступны на камерах меньшего формата с начала 1960-х годов, обычно с помощью специальных линз или адаптеров. Nikon представила объектив, обеспечивающий сдвижные движения для своих 35 мм зеркальных камер в 1962 году, а Canon представила объектив, обеспечивающий как наклоны, так и сдвиги в 1973 году; многие другие производители вскоре последовали их примеру. Canon и Nikon в настоящее время предлагают четыре объектива, которые обеспечивают оба движения. Такие линзы часто используются в архитектурной фотографии для контроля перспективы, а в пейзажной фотографии для получения целой сцены. Некоторые фотографы популяризировали использование наклона для выборочного фокусирования в таких приложениях, как портретная фотография. Выборочный фокус, который может быть достигнут путем наклона плоскости фокусировки, часто является убедительным, потому что эффект отличается от того, к чему привыкли многие зрители. Бен Томас, Уолтер Льюсс-младший из Sports Illustrated, Винсент Лафорет и многие другие фотографы использовали эту технику.

Стеклянные линзы

В фотографии линза контроля перспективы позволяет фотографу контролировать внешний вид перспективы на изображении; линза может перемещаться параллельно пленке или датчику, обеспечивая эквивалент соответствующих движений камеры зрения. Это движение объектива позволяет регулировать положение объекта в области изображения без перемещения камеры назад; оно часто используется для избежания сближения параллельных линий, например, при фотографировании высокого здания. Линзы, которые обеспечивают только сдвиг, называются сдвиговыми, а те, которые также могут наклоняться, называются линзами с наклоном. Термины PC и TS также используются некоторыми производителями для обозначения этого типа линз. Краткофокусные линзы с контролем перспективы (PC) (т.е. от 17 до 35 мм) используются в основном в архитектурной фотографии; более длинные фокусные расстояния также могут использоваться в других приложениях, таких как пейзажная, продуктовая и крупная фотография. Обычно объективы для ПК предназначены для однообъективных зеркальных камер (СЛК), так как дальномеры не позволяют фотографу непосредственно просматривать эффект объектива, а камеры с видом позволяют контролировать перспективу с помощью движений камеры. У объектива с ПК круг изображения больше, чем требуется для покрытия площади изображения (размер пленки или датчика). Как правило, круг изображения достаточно велик, а механизм линзы достаточно ограничен, чтобы область изображения не могла быть смещена за пределы круга изображения. Однако многие линзы для ПК требуют небольшой настройки диафрагмы, чтобы предотвратить виньеттирование при использовании значительных сдвигов. PC-объективы для 35-мм камер обычно имеют максимальный сдвиг 11 мм; некоторые новые модели имеют максимальный сдвиг 12 мм. Математические принципы, используемые в наклоне линз, называются принципом Шеймфлюга, в честь австрийского военного, который разработал технику коррекции искажений на аэрофотографиях. Первым PC-объективом, изготовленным для зеркальной камеры в любом формате, был Nikon's 1961 3.5 35 мм PC Nikkor; за ним последовали 2.8 35 мм PC Nikkor (1968), 4 28 мм PC Nikkor (1975), и 3.5 28 мм PC Nikkor (1981). В 1973 году Canon представила объектив TS 35 mm 2.8 SSC, Nikon в настоящее время предлагает 19 мм, 24 мм, 45 мм и 85 мм PC объективы с возможностью наклона и смещения. Venus Optics Laowa предлагает самый широкий в мире 15 мм сдвижной объектив с чрезвычайно хорошим контролем оптического искажения.

Контроль формы

Когда задняя часть камеры параллельна плоскому объекту (например, передней части здания), все точки объекта находятся на одинаковом расстоянии от камеры и записываются с одинаковым увеличением. Форма объекта записывается без искажений. Когда плоскость изображения не параллельна объекту, например, когда камера направлена вверх на высокое здание, части объекта находятся на разных расстояниях от камеры; более отдаленные части записываются при меньшем увеличении, вызывая сближение параллельных линий. Поскольку объект находится под углом к камере, он также сокращается. Когда задняя часть камеры не параллельна плоскому объекту, невозможно сфокусировать весь объект без использования наклона или качания; следовательно, изображение должно полагаться на глубину резкости, чтобы весь объект был достаточно четким. При использовании объектива PC задняя часть камеры может быть параллельна объекту, в то время как объектив перемещается, чтобы достичь желаемого расположения объекта в области изображения. Все точки объекта остаются на одинаковом расстоянии от камеры, и форма объекта сохраняется. При желании задняя часть камеры может быть повернута от параллельной к объекту, чтобы обеспечить некоторую конвергенцию параллельных линий или даже увеличить конвергенцию. Опять же, положение объекта в области изображения регулируется путем перемещения линзы.

Доступные линзы

Самые ранние объективы для контроля перспективы и наклона для 35 мм были 35 мм фокусного расстояния, которое теперь считается слишком длинным для многих приложений архитектурной фотографии. С развитием оптического дизайна стали доступны объективы 28 мм, а затем 24 мм, которые быстро стали использоваться фотографами, работающими в непосредственной близости от своих объектов, например, в городских условиях. Компания Arri предлагает систему смещения и наклона лопастей, которая обеспечивает движение для линз PL-монтажа на кинокамерах. Canon в настоящее время предлагает пять объективов с функциями наклона и смещения: TS E 17 mm 4, TS E 24 mm 3.5L II, TS E 50 mm f/2.8L MACRO, TS E 90 mm 2.8L MACRO и TS E 135 mm f/4L MACRO. Объективы снабжены движениями наклона и смещения под прямым углом друг к другу; они могут быть изменены таким образом, чтобы движения работали в одном направлении. Canon подала патент в 2016 году на систему автофокусировки для использования в объективе Tilt Shift, но до сих пор не выпустила такой объектив по состоянию на 2022 год. 17 мм и 24 мм версии II линз позволяют независимую вращение наклона и смещения движений. 50 мм, 90 мм и 135 мм обеспечивают макро-возможность 0,5×, с протяжённой трубкой до 1,0×. Все пять линз обеспечивают автоматический контроль диафрагмы. Laowa выпустила 15 мм f/4.5 Shift только объектив в 2020 году. С механизмом сдвига +/ 11 мм, в настоящее время это самый широкий сдвижной объектив, когда-либо созданный для полнокадровых камер, а крепления для всех основных марок камер доступны. Hartblei производит линзы для наклона и смещения, чтобы соответствовать корпусам камер различных производителей. В настоящее время компания предлагает четыре объектива Super Rotator Tilt/Shift для корпусов 35 мм: TS PC Hartblei 35 мм 2.8, TS PC Hartblei 65 мм 3.5, TS PC Hartblei 80 мм 2.8 и TS PC Hartblei 120 мм 2.8. Также предлагается TS PC Hartblei 45 mm 3.5, который можно установить на несколько корпусов камер среднего формата. Движения наклона и смещения могут быть независимо вращены в любом направлении. Hasselblad предлагает адаптер наклона и смещения HTS 1.5, для использования с объективами HCD 28 мм 4, HC 35 мм 3.5, HC 50 мм 3.5, HC 80 мм 2.8 и HC 100 мм 2.2 на камерах системы H. Для обеспечения бесконечной фокусировки адаптер включает в себя оптику, которая умножает фокусные расстояния линз на 1,5. Автофокусирование и подтверждение фокусировки отключены при использовании адаптера. Leica в настоящее время поставляет объектив TS APO ELMAR S 1:5,6/120 мм ASPH для своей новой системы цифровых зеркальных камер S. Minolta предлагала 35 мм 2,8 Shift CA объектив для своих ручных камер SR в 1970-х и 1980-х годах. Объектив был уникальным среди линз контроля перспективы в том, что, вместо того, чтобы предлагать комбинацию наклона и смещения, Minolta разработала объектив с переменной кривизной поля, которая могла сделать поле фокусировки либо выпуклым, либо комодным (по сути, трехмерная, сферическая форма наклона). Nikon предлагает несколько PC-объективов, все из которых имеют функции наклона и смещения: новый (октябрь 2016 года) PC E Nikkor 19mm 4.0 ED, PC E Nikkor 24mm 3.5D ED, PC E Micro Nikkor 45mm 2.8D ED и PC E Micro Nikkor 85mm 2.8D ED. 45-мм и 85-мм "Микро" линзы обеспечивают близкую фокусировку (0,5 увеличения) для макрофотографии. В 2016 году Nikon добавила PC NIKKOR 19mm f/4E ED с линзой сверхширокого угла зрения с коэффициентом увеличения 0,18 и расстоянием фокусировки 25 см. PC E объективы предлагают автоматический контроль диафрагмы с камерами Nikon D3, D300 и D700. В некоторых более ранних моделях объектив PC E работает как обычный объектив Nikon PC (не E), с предварительно установленным контролем диафрагмы с помощью кнопки; в других более ранних моделях не предусмотрено никакого контроля диафрагмы, и объектив не подходит для использования. Механизмы, обеспечивающие наклоны и смещения, могут вращаться на 90° влево или вправо, чтобы работать горизонтально, вертикально или в промежуточных направлениях. Объективы снабжены движениями наклона и смещения под прямым углом друг к другу; они могут быть изменены Nikon таким образом, чтобы движения работали в одном направлении. В высококлассных зеркальных зеркальцах Pentax (K 7, K 5, K 5 II, K 5 II и K 30) аппаратный блок снижения колебаний может быть вручную настроен в направлении X / Y для достижения эффекта смещения с любой линзой с использованием функции "Настройка композиции" в системе меню. Хотя эта настройка доступна для любого объектива, который подходит для корпуса камеры, она не может полностью заменить обычные сдвижные линзы, поскольку они могут обеспечивать больший сдвиг движения. Schneider Kreuznach предлагает PC Super Angulon 28 мм 2,8 объектива, который обеспечи�...

Контроль диафрагмы

Большинство зеркальных камер обеспечивают автоматическое управление диафрагмой, что позволяет просматривать и измерять при максимальной диафрагме объектива, останавливает линзу до рабочей диафрагмы во время экспозиции и возвращает линзу к максимальной диафрагме после экспозиции. Для линз с контролем перспективы и сдвигом наклона механическая связь нецелесообразна, и автоматический контроль диафрагмы не предлагался на первых таких линзах. Многие PC и TS объективы включают в себя функцию, известную как "предназначенная" диафрагма, которая позволяет фотографу установить объектив на рабочую диафрагму, а затем быстро переключаться между рабочей и полной диафрагмой без обращения внимания на управление диафрагмой. Хотя это немного легче, чем приостановленное измерение, работа менее удобна, чем автоматическая работа. Когда Canon представила свою линейку камер EOS в 1987 году, объективы EF включали электромагнитные диафрагмы, устраняя необходимость в механической связи между камерой и диафрагмой. Из-за этого объективы Canon TS E tiltshift включают автоматический контроль диафрагмы. В 2008 году Nikon представила свои линзы для контроля перспективы PC E с электромагнитными диафрагмами. Автоматическое управление диафрагмой обеспечивается камерами D300, D500, D600/610, D700, D750, D800/810, D3, D4 и D5. В некоторых старых камерах линзы предлагают предопределенный контроль диафрагмы с помощью кнопки, которая управляет электромагнитной диафрагмой; в других старых камерах не предусмотрено управление диафрагмой, и линзы не используются.

Наклоны

Объектив камеры может обеспечить четкую фокусировку только на одной плоскости. Без наклона плоскость изображения (содержащая пленку или датчик изображения), плоскость объектива и плоскость фокусировки параллельны и перпендикулярны оси объектива; объекты в резком фокусе находятся на одинаковом расстоянии от камеры. Когда плоскость объектива наклонена относительно плоскости изображения, плоскость фокусировки (PoF) находится под углом к плоскости изображения, и объекты на разных расстояниях от камеры могут быть резко сфокусированы, если они лежат в одной плоскости. При наклоне линзы плоскость изображения, плоскость линзы и PoF пересекаются на общей линии; это поведение стало известно как принцип Шеймфлюга. Когда фокус регулируется с наклонной линзой, PoF вращается вокруг оси на пересечении передней фокусной плоскости линзы и плоскости через центр линзы параллельно плоскости изображения; наклон определяет расстояние от оси вращения до центра линзы, а фокус определяет угол PoF с плоскостью изображения. В сочетании наклон и фокусировка определяют положение PoF. PoF также может быть ориентирован так, чтобы только небольшая его часть проходила через объект, создавая очень мелкую область резкости, и эффект совершенно отличается от того, который получается просто с использованием большой диафрагмы с обычной камерой. Использование наклона изменяет форму глубины резкости (DoF). Когда объектив и плоскости изображения параллельны, DoF простирается между параллельными плоскостями по обе стороны PoF. При наклоне или качании DoF имеет клинообразную форму, с вершиной клина рядом с камерой, как показано на рисунке 5 в статье о принципе Scheimpflug. DoF равен нулю на вершине, остается мелким на краю поля зрения объектива и увеличивается с расстоянием от камеры. Для данного положения PoF угол между плоскостями, определяющими близкие и дальние границы DoF (т.е. угловой DoF), увеличивается с числом линз f; для данного числа f и угла PoF угловой DoF уменьшается с увеличением наклона. Когда желательно иметь четкую картину, как в пейзажной фотографии, лучшие результаты часто достигаются с относительно небольшим количеством наклона. Когда объект является выборочным фокусом, большое количество наклона может быть использовано для получения очень небольшого углового DoF; однако наклон фиксирует положение оси вращения PoF, поэтому, если наклон используется для управления DoF, возможно, не удастся также пропускать PoF через все желаемые точки. Пользователи камер обычно различают вращение объектива вокруг горизонтальной оси (наклон) и вращение вокруг вертикальной оси (скачок); пользователи камер малого и среднего формата часто называют любой из этих вариантов вращения "наклоном".

Сдвиг

Если плоскость объекта параллельна плоскости изображения, параллельные линии в объекте остаются параллельными в изображении. Если плоскость изображения не параллельна объекту, например, когда камера направлена вверх, чтобы сфотографировать высокое здание, параллельные линии сходятся, и результат иногда кажется неестественным, например, здание, которое, кажется, наклоняется назад. Сдвиг - это смещение объектива параллельно плоскости изображения, которое позволяет регулировать положение объекта в области изображения без изменения угла камеры; в действительности камера может быть направлена с помощью движения сдвига. Shift может использоваться для сохранения плоскости изображения (и, следовательно, фокусировки) параллельно объекту; его можно использовать для фотографирования высокого здания, сохраняя при этом параллельно стороны здания. Объектив также может быть смещен в противоположном направлении, а камера наклонена вверх, чтобы подчеркнуть конвергенцию для художественного эффекта. Сдвиг линзы позволяет различным частям круга изображения быть брошенным на плоскость изображения, подобно обрезке области вдоль края изображения. Опять же, пользователи камеры обычно различают вертикальные движения (поднимаются и опускаются) и боковые движения (сдвигаются или пересекаются), в то время как пользователи малого и среднего формата часто называют оба типа движений "сдвигом".

Круг изображения объектива

В то время как круг изображения стандартного объектива обычно просто покрывает кадр изображения, линза, которая обеспечивает наклон или смещение, должна допускать смещение оси объектива от центра кадра изображения и, следовательно, требует большего круга изображения, чем стандартный объектив с тем же фокусным расстоянием.

Применение движений камеры

На камере с обзором движения наклона и смещения присущи камере, и многие камеры с обзором позволяют значительный диапазон регулировки как объектива, так и камеры назад. Для применения движений на камерах малого или среднего формата обычно требуется линза tiltshift или линза контроля перспективы. Первый позволяет наклоняться, смещаться или делать и то, и другое; второй позволяет только смещаться. При объективе с наклоном сдвига регулировки доступны только для объектива, и диапазон обычно более ограничен. Для многих зеркальных камер доступны линзы с регулировкой наклона и перспективы, но большинство из них намного дороже, чем сопоставимые линзы без движений. Объектив Lensbaby SLR является недорогой альтернативой для обеспечения наклона и поворота для многих зеркальных камер, хотя эффект несколько отличается от эффекта описанных выше линз. Из-за простой оптической конструкции существует значительная кривизна поля, а резкий фокус ограничивается областью вблизи оси объектива. Следовательно, основное применение Lensbaby - это селективный фокус и фотография в стиле игрушечной камеры.

Выборочный фокус

Выборочный фокус может использоваться для привлечения внимания зрителя к небольшой части изображения, при этом уменьшая акцент на других частях. При наклоне эффект отличается от эффекта, получаемого при использовании большого числа f без наклона. При обычной камере PoF и DoF перпендикулярны линии обзора; при наклоне PoF может быть почти параллельным линии обзора, а DoF может быть очень узким, но простираться до бесконечности. Таким образом, части сцены на значительно разных расстояниях от камеры могут быть отображены четко, а выборочный фокус может быть дан разным частям сцены на одном и том же расстоянии от камеры. При наклоне глубина резкости имеет клинообразную форму. Как отмечалось выше, использование большого количества наклона и небольшого числа f дает небольшой угловой DoF. Это может быть полезно, если цель состоит в том, чтобы обеспечить селективный фокус для разных объектов на практически одинаковом расстоянии от камеры. Но во многих случаях, как отметил Винсент Лафорет, для эффективного использования наклона для выборочного фокусирования требуется тщательный выбор того, что остро, а что неточно. Поскольку наклон также влияет на положение PoF, возможно, невозможно использовать большое количество наклона и пропускать PoF через все желаемые точки. Это может не быть проблемой, если только одна точка должна быть резкой; например, если желательно подчеркнуть одно здание в ряду зданий, наклон и число f могут быть использованы для управления шириной резкой области, а фокус используется для определения, какое здание резкое. Но если желательно иметь две или более точек остроты (например, два человека на разных расстояниях от камеры), PoF должен включать обе точки, и обычно этого невозможно достичь, одновременно используя наклон для управления DoF. Селективный фокус с использованием наклона появляется в таких кинофильмах, как Minority Report, (2002). Директор по фотографии Януш Камински говорит, что предпочитает использовать объективы tiltshift цифровому пост-производству, так как слишком много цифровых может отвлечь внимание и "это не выглядит органично".

Миниатюрные подделки

Селективный фокус через наклон часто используется для моделирования миниатюрной сцены, настолько, что "эффект наклона и смещения" используется в качестве общего термина для некоторых методов подделки миниатюр. Основные методы цифровой обработки могут дать результаты, аналогичные тем, которые достигаются с наклоном, и позволяют большую гибкость и контроль, такие как выбор области, которая остра, и количество размытия для нечетких областей. Более того, эти выборы можно сделать после того, как фотография была сделана. Один из передовых методов, Smallgantics, используется для кинофильмов; он впервые был замечен в музыкальном видео Thom Yorke 2006 года "Harrowdown Hill", режиссёром которого является Чел Уайт. Художник Оливо Барбиери хорошо известен своими навыками изготовления миниатюр в 1990-х годах. Серия художников Бена Томаса Cityshrinker распространила эту концепцию на миниатюрные подделки крупных городов по всему миру, его книга Tiny Tokyo: The Big City Made Mini (Chronicle Books, 2014), изображает Токио в миниатюре.

Приложения

При съемке здания или другого крупного сооружения с земли перспективы можно устранить, если сохранить плоскость пленки параллельной зданию. При обычных объективах это позволяет запечатлеть только нижнюю часть объекта. Наклоняя камеру вверх, получается эффект перспективы, который заставляет верх здания казаться меньше, чем его основание, что часто считается нежелательным. Эффект перспективы пропорционален углу обзора объектива. Однако при линзе с контролем перспективы линза может быть смещена вверх по отношению к области изображения, помещая больше объекта в кадре. Уровень земли, точка перспективы камеры, смещается в сторону нижней части кадра. Другой способ использования сдвига - это фотографирование зеркала. Перемещая камеру на одну сторону зеркала и смещая объектив в противоположном направлении, изображение зеркала может быть захвачено без отражения камеры или фотографа. Сдвиг может быть аналогично использован для фотографирования объекта, например, строительной опоры в галерее, без создания очевидно наклонного вида.

Контроль перспективы в программном обеспечении

Компьютерное программное обеспечение (такое как перспективы и функции искажения Photoshop) может использоваться для управления перспективными эффектами в постпродакшн. Однако этот метод не позволяет восстановить потерянное разрешение в более отдаленных областях объекта или восстановить потерянную глубину резкости из-за угла плоскости пленки/датчика по отношению к объекту. Области изображения, увеличенные с помощью этих цифровых методов, могут страдать от визуальных эффектов интерполяции пикселей, в зависимости от разрешения исходного изображения, степени манипуляции, размера печати/дисплея и расстояния просмотра. Эффект использования наклона или качания движений менее легко достигается в пост-производстве. Если каждая часть изображения находится в пределах глубины резкости, довольно легко имитировать эффект мелкой глубины резкости, который может быть достигнут с помощью наклона или качания; однако, если изображение имеет конечную глубину резкости, постпродакшн не может имитировать резкость, которая может быть достигнута с помощью наклона или качания для максимизации области резкости.