Макрофотография (или фотомакрография [1] [2] или макрофотография [3] и иногда макрофотография [4] ) — это фотография очень крупным планом , обычно очень маленьких предметов и живых организмов, таких как насекомые, при которых размер объекта фотография больше натурального размера (хотя макрофотография также относится к искусству создания очень больших фотографий). [3] [5] Согласно первоначальному определению, макрофотография — это фотография, на которой размер объекта на негативе или матрице изображения равен натуральному размеру или больше. [6] Однако в некотором смысле это относится к готовой фотографии объекта, размер которого превышает натуральную величину. [7]
Отношение размера объекта на плоскости пленки (или плоскости сенсора) к фактическому размеру объекта называется коэффициентом воспроизведения . Точно так же макрообъектив — это классически объектив, способный обеспечивать коэффициент воспроизведения не менее 1:1, хотя он часто относится к любому объективу с большим коэффициентом воспроизведения, хотя он редко превышает 1:1. [7] [8] [9] [10]
Помимо технической фотографии и процессов, основанных на пленке, где размер изображения на негативе или датчике изображения является предметом обсуждения, готовый отпечаток или изображение на экране чаще всего придает фотографии макростатус . Например, при создании отпечатка размером 6×4 дюйма (15×10 см) с использованием пленки или сенсора формата 35 (36×24 мм) результат в натуральную величину возможен с помощью объектива, имеющего коэффициент воспроизведения только 1:4. . [11] [12]
Коэффициенты воспроизведения, намного превышающие 10:1, считаются микрофотографией , часто достигаемой с помощью цифрового микроскопа (микрофотографию не следует путать с микрофотографией , искусством создания очень маленьких фотографий, например, микроформ ).
Благодаря достижениям в области сенсорных технологий современные цифровые камеры с небольшим сенсором могут конкурировать с макровозможностями зеркальной фотокамеры с «настоящим» макрообъективом, несмотря на более низкий коэффициент воспроизведения, что делает макросъемку более доступной при меньших затратах. [9] [13] В эпоху цифровых технологий фотография более практично определяется как макро, когда объект размером 24 мм или меньше либо соответствует высоте кадра, либо больше. [14]
Термин «фотомакрография» был предложен в 1899 году У.Х. Уолмсли для изображений крупным планом с увеличением менее 10 диаметров, чтобы отличать их от настоящих микрофотографий . [15]
Развитие фотомикрофотографии привело к развитию макрофотографии. [16]
Одним из первых пионеров макрофотографии был Перси Смит , родившийся в 1880 году. Он был британским режиссером-документалистом о природе и был известен своими фотографиями крупным планом. [17]
«Макрообъективы», специально разработанные для съемки крупным планом, с длинным корпусом для фокусировки на близком расстоянии и оптимизированные для высокого коэффициента воспроизводства, являются одним из наиболее распространенных инструментов для макросъемки. (В отличие от большинства других производителей объективов, Nikon обозначает свои макрообъективы как «Микро» из-за того, что они изначально использовались для изготовления микроформ .) Большинство современных макрообъективов также могут фокусироваться непрерывно до бесконечности и обеспечивать превосходное оптическое качество для обычной фотографии. Настоящие макрообъективы, такие как Canon MP-E 65mm f/2.8 1-5x Macro , Laowa 25mm f/2.8 2.5-5X Ultra Macro (относительно короткое фокусное расстояние) или Minolta AF 3x-1x 1.7-2.8 Macro, могут достичь увеличение больше, чем в натуральную величину, что позволяет фотографировать строение глаз мелких насекомых, снежинок и других мельчайших объектов. Другие, такие как TS-160 от Infinity Photo-Optical, могут достигать увеличения от 0 до 18 раз на матрице, фокусируясь на расстоянии от бесконечности до 18 мм от объекта.
Макрообъективы с разным фокусным расстоянием находят разное применение:
Увеличение расстояния между объективом и пленкой или сенсором путем установки удлинительных трубок или плавно регулируемых сильфонов — еще один вариант оборудования для макросъемки. Чем дальше объектив от пленки или сенсора, тем ближе расстояние фокусировки, тем больше увеличение и тем темнее изображение при той же диафрагме. Трубки различной длины можно штабелировать, уменьшая расстояние от объектива до объекта и увеличивая увеличение. Сильфоны или трубки сокращают максимальное расстояние фокусировки и делают невозможной фокусировку на бесконечность.
Еще один вариант – размещение вспомогательного объектива для макросъемки (или «фильтра» для макросъемки) перед объективом камеры. Недорогие ввинчивающиеся или надеваемые насадки обеспечивают точную фокусировку. Возможное качество ниже, чем у специального макрообъектива или удлинительного тубуса, причем некоторые двухэлементные версии очень хороши, в то время как многие недорогие одноэлементные объективы демонстрируют хроматическую аберрацию и снижение резкости получаемого изображения. Этот метод работает с камерами с фиксированными объективами и обычно используется с мостовыми камерами . Эти линзы добавляют диоптрии к оптической силе объектива, уменьшая минимальное расстояние фокусировки и позволяя камере приблизиться к объекту. Обычно они обозначаются диоптриями и могут складываться друг на друга (с дополнительной потерей качества) для достижения желаемого увеличения.
Фотографы могут использовать движения камеры обзора и принцип Шаймпфлюга , чтобы поместить объект близко к объективу в фокус, сохраняя при этом выборочную фокусировку фона. Этот метод требует использования камеры обзора или объектива с контролем перспективы с возможностью наклона объектива относительно плоскости пленки или датчика. Такие объективы, как серии Nikon PC-E и Canon TS-E, Hartblei Super-Rotator, Schneider Super Angulon, несколько моделей Lensbaby, система Zoerk Multi Focus и различные адаптеры наклона-шифта для среднего формата, позволяют использовать наклон камер с фиксированным креплением объектива. Традиционные камеры обзора допускают такую регулировку как часть своей конструкции.
Обычные объективы можно использовать для макросъемки, используя «реверсивное кольцо». Это кольцо прикрепляется к резьбе фильтра на передней части объектива и позволяет прикрепить объектив задом наперед. Возможны результаты превосходного качества с увеличением до 4х в натуральную величину. Для камер с полностью электронной связью между объективом и корпусом камеры доступны специальные реверсивные кольца, которые сохраняют эту связь. При использовании с удлинительными трубками или сильфонами можно собрать очень универсальную, настоящую макросистему (размером больше натурального). Поскольку немакрообъективы оптимизированы для небольших коэффициентов воспроизведения, переворачивание объектива позволяет использовать его для обратного высокого коэффициента масштабирования.
Макросъемку также можно выполнить, установив объектив наоборот, перед обычно установленным объективом с большим фокусным расстоянием, используя макромуфту, которая ввинчивается в резьбу переднего фильтра обеих линз. Этот метод позволяет большинству камер поддерживать полную функцию электронной и механической связи с обычно установленным объективом для таких функций, как замер при открытой диафрагме. Коэффициент увеличения рассчитывается путем деления фокусного расстояния нормально установленного объектива на фокусное расстояние перевернутой линзы (например, когда объектив 18 мм установлен обратно на объектив 300 мм, коэффициент воспроизведения составляет 16:1). Использование автоматической фокусировки нецелесообразно, если первый объектив не относится к типу внутренней фокусировки, так как дополнительный вес объектива, установленного задним ходом, может повредить механизм автофокусировки. Рабочее расстояние существенно меньше, чем у первого объектива.
Все чаще макросъемка осуществляется с использованием компактных цифровых камер и мостовых камер с небольшим сенсором в сочетании с мощным зум-объективом и (опционально) диоптрийной линзой для макросъемки, добавленной к передней части объектива камеры. Большая глубина резкости этих камер является преимуществом при макросъемке. [13] [18] Высокая плотность пикселей и разрешающая способность сенсоров этих камер позволяют им захватывать очень высокий уровень детализации при более низком коэффициенте воспроизведения, чем это необходимо для пленочных или более крупных сенсоров зеркальных фотокамер (часто за счет большего шума изображения). ). Несмотря на то, что многие из этих камер оснащены «макрорежимом», который не считается настоящим макроснимком, некоторые фотографы используют преимущества камер с небольшим сенсором для создания макроизображений, которые могут конкурировать или даже превосходить снимки, полученные с помощью зеркальных фотокамер. [13]
Макросъемку также можно осуществлять, прикрепив камеру к одному оптическому пути бинокулярного микроскопа (стереомикроскопа), используя оптику этого инструмента в качестве линзы для формирования изображений в системе. Примерно между 1976 и 1993 годами производитель Wild Heerbrugg (Швейцария), а затем Leica Microsystems предложили специальную систему микроскопии для макрофотографии, линейку макроскопов , с улучшенными оптическими характеристиками для фотографии за счет возможности стереоизображения стереомикроскопа; Эта система поставлялась с рядом специальных стоек, объективов и дополнительных линз, а также систем освещения. [19] После прекращения производства в 1993 году Leica продолжает предлагать аналогичные продукты под названиями Z6 APO и Z16 APO. [20] В серии iPhone 13 Pro появилась макросъемка в камере iPhone, а также в Samsung Galaxy S21 Ultra, в которой также реализована макросъемка в камере смартфона.
Эквивалентное увеличение 35 мм или эквивалентный коэффициент воспроизведения 35 мм — это мера, указывающая кажущееся увеличение, достигнутое с помощью сенсора небольшого формата или цифровой камеры с датчиком обрезки, по сравнению с изображением на основе 35 мм, увеличенным до того же размера печати. [21] [22] Этот термин полезен, поскольку многие фотографы знакомы с форматом пленки 35 мм . [14] [23] [24] [25] [26] [27]
В то время как «настоящий» макрообъектив определяется как объектив, имеющий коэффициент воспроизведения 1:1 на пленке или в плоскости матрицы, в цифровых камерах с небольшим сенсором фактическое соотношение 1:1 редко достигается или требуется для макросъемки. . Макрофотографов часто волнует больше всего просто знание размера самого маленького объекта, который может заполнить кадр. [9] Проще говоря, 1-кратное увеличение означает: если длина объекта 1 мм, то при проецировании на датчик его длина будет ровно 1 мм. Допустим, вы снимаете с увеличением 1X полнокадровой камерой (36х24 мм), объект размером 18х12 мм займет 1/4 площади вашей фотографии. [28] Например, 12-мегапиксельной камере Panasonic Lumix DMC-GH1 Micro Four Thirds с 2-кратным кропнутым датчиком требуется только коэффициент масштабирования 1:2, чтобы сделать снимок с тем же размером объекта, разрешением и видимым увеличением, что и у 12-мегапиксельной камеры. «полнокадровая» камера Nikon D700 , когда изображения просматриваются на экране или печатаются в одном размере. Таким образом, макрообъектив системы четыре трети , такой как Laowa 50mm f/2,8 2X Ultra Macro Lens с максимальным увеличением изображения 2,0x [29], оценивается как имеющий «эквивалентное увеличение 4,0x 35 мм». [30]
Чтобы рассчитать эквивалентный коэффициент воспроизведения 35-мм объектива, просто умножьте фактическое максимальное увеличение объектива на коэффициент преобразования 35-мм объектива или «кроп-фактор» камеры. Если фактическое увеличение и/или кроп-фактор неизвестны (как в случае со многими компактными или компактными цифровыми фотоаппаратами), просто сфотографируйте миллиметровую линейку, расположенную вертикально в кадре и сфокусированную на максимальном расстоянии увеличения. объектив и измерьте высоту оправы. Поскольку высота объекта на 35-мм пленочном изображении с увеличением в 1,0 раза равна 24 мм, рассчитайте эквивалентный коэффициент воспроизведения 35 мм и истинный коэффициент воспроизведения, используя следующее: [31]
Поскольку размеры сенсоров цифровых компактных камер бывают самых разных размеров, а производители камер редко публикуют коэффициенты воспроизведения макросов для этих камер, хорошее практическое правило заключается в том, что всякий раз, когда вертикальный объект размером 24 мм просто помещается или слишком высок, чтобы поместиться в видоискатель камеры, вы делаете макроснимок. [14]
Ограниченная глубина резкости является важным фактором при макросъемке. Глубина резкости крайне мала при фокусировке на близких объектах. Небольшая диафрагма (большое число f ) часто требуется для получения приемлемой резкости трехмерного объекта. Для этого требуется либо длинная выдержка, яркое освещение, либо высокое значение ISO. Часто используется вспомогательное освещение (например, от вспышки ), желательно кольцевой (см. раздел «Освещение»).
Как и обычные линзы, макрообъективы нуждаются в свете и в идеале должны обеспечивать такое же освещение.ж /# по сравнению с обычными объективами, чтобы обеспечить такое же время экспозиции. Макрообъективы также имеют схожие фокусные расстояния, поэтому диаметр входного зрачка сравним с диаметром входного зрачка обычных объективов (например, 100 мм).ж /Объектив 2,8 имеет диаметр входного зрачка 100 мм/2,8 = 35,7 мм). Поскольку они фокусируются на близких объектах, конус света от точки объекта до входного зрачка относительно тупой (относительно высокая числовая апертура объекта , если использовать термин микроскопии), что делает глубину резкости чрезвычайно малой. Это делает необходимым критически сфокусироваться на самой важной части объекта, поскольку элементы, находящиеся хотя бы на миллиметр ближе или дальше от фокальной плоскости, могут быть заметно размыты. В связи с этим настоятельно рекомендуется использовать предметный столик микроскопа для точной фокусировки с большим увеличением, например, при фотографировании клеток кожи. В качестве альтернативы можно сделать больше снимков одного и того же объекта с немного разной длиной фокусировки, а затем объединить их с помощью специального программного обеспечения для наложения фокуса , которое выделяет самые резкие части каждого изображения, искусственно увеличивая воспринимаемую глубину резкости полученного изображения.
Проблему достаточного и равномерного освещения объекта может быть трудно решить. Некоторые камеры могут фокусироваться на объектах, находящихся так близко, что они касаются передней части объектива. Трудно поместить источник света между камерой и объектом, находящимся так близко, что делает съемку крупным планом непрактичной. Макрообъектив с нормальным фокусным расстоянием (50 мм на 35-мм камере) может фокусироваться настолько близко, что освещение остается затруднительным. Чтобы избежать этой проблемы, многие фотографы используют телеобъективы для макросъемки, обычно с фокусным расстоянием от 100 до 200 мм. Они популярны, поскольку обеспечивают достаточное расстояние для освещения между камерой и объектом.
Кольцевые вспышки с лампами-вспышками, расположенными по кругу вокруг передней части объектива, могут быть полезны при освещении на близких расстояниях. [32] Появились кольцевые фонари, использующие белые светодиоды для обеспечения непрерывного источника света при макросъемке, однако они не такие яркие, как кольцевая вспышка, и баланс белого очень хороший. [33]
Хорошие результаты также можно получить, используя светорассеиватель . Самодельные рассеиватели для вспышки, сделанные из белого пенопласта или пластика, прикрепленные к встроенной вспышке камеры, также могут дать удивительно хорошие результаты, рассеивая и смягчая свет, устраняя зеркальные отражения и обеспечивая более равномерное освещение.
Многие макрообъективы характеризуются большим количеством хроматических аберраций , особенно при использовании перевернутой линзы, удлинительной трубки или объектива для макросъемки. Некоторые макрообъективы, называемые апохроматическими объективами , предназначены для лучшего контроля этого явления, например Laowa 100mm f/2.8 2x Ultra Macro APO и Sigma APO MACRO 150mm F2.8.
