Фотография с наклоном и сдвигом — это использование движений камеры , которые меняют ориентацию или положение объектива относительно пленки или датчика изображения на камерах .
Иногда этот термин используется, когда малая глубина резкости моделируется с помощью цифровой постобработки; Название может происходить от линзы с контролем перспективы (или линзы со сдвигом и наклоном), которая обычно требуется, когда эффект создается оптически.
«Наклон-сдвиг» включает в себя два разных типа движений: вращение плоскости объектива относительно плоскости изображения , называемое наклоном , и движение объектива параллельно плоскости изображения, называемое сдвигом .
Наклон используется для управления ориентацией плоскости фокуса (PoF) и, следовательно, той части изображения, которая кажется резкой; он использует принцип Шаймпфлюга . Сдвиг используется для регулировки положения объекта в области изображения без перемещения камеры назад; это часто помогает избежать схождения параллельных линий, например, при фотографировании высоких зданий.
Движения были доступны на камерах обзора с самых первых дней фотографии; они были доступны на камерах меньшего формата с начала 1960-х годов, обычно с помощью специальных объективов или адаптеров. В 1962 году компания Nikon представила объектив, обеспечивающий сдвиг для своих 35-мм зеркальных фотоаппаратов, [1] а в 1973 году компания Canon представила объектив, обеспечивающий как наклон, так и сдвиг; [2] Многие другие производители вскоре последовали этому примеру. Canon и Nikon в настоящее время предлагают четыре объектива, обеспечивающие оба движения. [3] Такие объективы часто используются в архитектурной фотографии для контроля перспективы и в пейзажной фотографии, чтобы получить резкость всей сцены.
Некоторые фотографы популяризировали использование наклона для выборочной фокусировки в таких приложениях, как портретная фотография. Избирательная фокусировка, которой можно добиться путем наклона плоскости фокусировки, часто бывает убедительной, поскольку эффект отличается от того, к которому привыкли многие зрители. Бен Томас , Уолтер Иосс -младший из Sports Illustrated , Винсент Лафоре и многие другие фотографы использовали эту технику.
В фотографии объектив с контролем перспективы позволяет фотографу контролировать появление перспективы на изображении; Объектив можно перемещать параллельно пленке или сенсору , что эквивалентно движению камеры обзора . Такое движение объектива позволяет корректировать положение объекта в области изображения, не отводя камеру назад; его часто используют, чтобы избежать схождения параллельных линий, например, при фотографировании высокого здания. Линза, обеспечивающая только сдвиг , называется шифт-линзой , а линзы, которые могут также наклоняться , называются тилт-шифт-линзами . Термины PC и TS также используются некоторыми производителями для обозначения этого типа объективов.
Короткофокусные объективы с контролем перспективы (ПК) (т. е. от 17 до 35 мм) используются в основном в архитектурной фотографии; Более длинные фокусные расстояния также можно использовать в других приложениях, таких как пейзажная, предметная фотография и фотография крупным планом. Объективы ПК обычно предназначены для однообъективных зеркальных (SLR) камер, поскольку камеры с дальномером не позволяют фотографу напрямую видеть эффект объектива, а камеры обзора позволяют управлять перспективой с помощью движений камеры .
Объектив ПК имеет больший круг изображения , чем требуется для покрытия области изображения (размер пленки или сенсора). Обычно круг изображения достаточно велик, а механика линзы настолько ограничена, что область изображения не может быть смещена за пределы круга изображения. Однако многим объективам ПК требуется небольшая настройка диафрагмы , чтобы предотвратить виньетирование при значительном сдвиге. Объективы ПК для 35-мм камер обычно обеспечивают максимальный сдвиг 11 мм; некоторые новые модели предлагают максимальный сдвиг 12 мм.
Математика, используемая в наклонных линзах, описывается как принцип Шаймпфлюга в честь австрийского военного офицера, который разработал метод коррекции искажений на аэрофотоснимках.
Первым объективом для ПК, изготовленным для зеркальных фотоаппаратов любого формата, был объектив Nikon, выпущенный в 1961 году.ж/3,5 35 мм ПК-Никкор ; за этим последовалож/2,8 35-мм ПК-Никкор (1968 г.), анж/4 28-мм PC-Nikkor (1975 г.) иж/3,5 28 мм ПК-Никкор (1981 г.). [4] В 1973 году компания Canon представила объектив TS 35 мм.ж/2.8 SSC, [2] с функциями наклона и сдвига.
Другие производители, в том числе Venus Optics Laowa , Olympus , Pentax , Schneider Kreuznach (также производившаяся для Leica ) и Minolta , создали свои собственные версии объективов для ПК. Olympus производила шифт-объективы с фокусным расстоянием 35 мм и 24 мм. В настоящее время Canon предлагает объективы с наклоном/сдвигом 17 мм, 24 мм, 50 мм, 90 мм и 135 мм. [5] В настоящее время компания Nikon предлагает объективы PC с фокусным расстоянием 19, 24, 45 и 85 мм с возможностью наклона и сдвига. Venus Optics Laowa предлагает самый широкоугольный в мире шифт-объектив с фокусным расстоянием 15 мм и чрезвычайно хорошим контролем оптических искажений. [6]
Когда задняя часть камеры параллельна плоскому объекту (например, фасаду здания), все точки объекта находятся на одинаковом расстоянии от камеры и записываются с одинаковым увеличением. Форма объекта фиксируется без искажений. Когда плоскость изображения не параллельна объекту, например, при наведении камеры на высокое здание, части объекта находятся на разном расстоянии от камеры; более удаленные части записываются при меньшем увеличении, что приводит к сближению параллельных линий. [7] Поскольку объект находится под углом к камере, он также укорочен .
Когда задняя часть камеры не параллельна плоскому объекту, невозможно сфокусировать весь объект без наклона или поворота; следовательно, изображение должно зависеть от глубины резкости , чтобы весь объект выглядел достаточно резким.
При использовании объектива ПК заднюю часть камеры можно держать параллельно объекту, в то время как объектив перемещается для достижения желаемого положения объекта в области изображения. Все точки объекта остаются на одинаковом расстоянии от камеры, а форма объекта сохраняется. При желании заднюю часть камеры можно повернуть не параллельно объекту, чтобы обеспечить некоторое сближение параллельных линий или даже увеличить сближение. Опять же, положение объекта в области изображения регулируется перемещением объектива. [8]
Самые ранние объективы с контролем перспективы и наклоном и сдвигом для формата 35 мм имели фокусное расстояние 35 мм, что сейчас считается слишком большим для многих приложений архитектурной фотографии. С развитием оптического дизайна стали доступны объективы диаметром 28 мм, а затем и 24 мм, которые были быстро приняты фотографами, работающими в непосредственной близости от объектов съемки, например, в городских условиях.
Компания по производству кинокамер Arri предлагает сильфонную систему сдвига и наклона, обеспечивающую перемещение объективов с байонетом PL на кинокамерах.
В настоящее время Canon предлагает пять объективов с функциями наклона и сдвига: TS-E 17 мм.ж/4 , ТС-Э 24 ммж/3.5L II , TS-E 50 мм f/2.8L MACRO , TS-E 90 ммж/2.8L MACRO и TS-E 135 мм f/4L MACRO . Линзы снабжены механизмами наклона и сдвига под прямым углом друг к другу; их можно изменить так, чтобы движения выполнялись в одном и том же направлении. В 2016 году компания Canon подала патент на систему автофокусировки для использования в объективах Tilt-Shift, но по состоянию на 2022 год еще не выпустила такой объектив. [9]
Объективы 17 мм и 24 мм версии II обеспечивают независимое вращение при наклоне и сдвиге. 50 мм, 90 мм и 135 мм обеспечивают макровозможности 0,5×, а с удлинительной трубкой – до 1,0×. Все пять объективов обеспечивают автоматическое управление диафрагмой.
Laowa выпустила объектив 15 мм f/4,5 со сдвигом только в 2020 году. Благодаря сдвигу +/-11 мм на данный момент это самый широкоугольный объектив, когда-либо созданный для полнокадровых камер, и доступны крепления для всех основных марок камер.
Hartblei производит объективы с наклоном и сдвигом, подходящие для корпусов камер различных производителей. В настоящее время компания предлагает четыре объектива Super-Rotator Tilt/Shift для корпусов диаметром 35 мм: TS-PC Hartblei 35 мм.ж/2.8, TS-PC Hartblei 65 ммж/3.5, TS-PC Hartblei 80 ммж/2,8 и TS-PC Hartblei 120 мм.ж/2.8. Он также предлагает TS-PC Hartblei 45 мм.ж/3.5, подходит для нескольких камер среднего формата. Движения наклона и смещения могут независимо вращаться в любом направлении.
Hasselblad предлагает поворотно-сдвижной адаптер HTS 1.5 для использования с HCD 28 мм.ж/4, ВС 35 ммж/3,5, высота 50 ммж/3,5, высота 80 ммж/2,8 и HC 100 ммж/Объективы 2.2 на камерах H-System . Чтобы обеспечить фокусировку на бесконечность, в адаптере имеется оптика, умножающая фокусное расстояние объектива в 1,5. При использовании адаптера автофокусировка и подтверждение фокусировки отключаются.
В настоящее время Leica поставляет объектив TS-APO-ELMAR-S 1:5,6/120 мм ASPH для своей новой S-системы цифровых зеркальных фотокамер. [10]
Minolta предложила 35-ммж/Объектив 2.8 Shift CA для камер с ручной фокусировкой и креплением SR в 1970-х и 1980-х годах. Объектив был уникален среди объективов с контролем перспективы тем, что вместо сочетания наклона и сдвига Minolta разработала объектив с переменной кривизной поля, которая могла сделать поле фокусировки выпуклым или вогнутым (по сути, трехмерное изображение). , сферическая форма наклона). [11] [12]
Nikon предлагает несколько объективов PC , каждый из которых имеет функции наклона и сдвига: новый (октябрь 2016 г.) PC-E Nikkor 19 мм.ж/Объектив 4.0 ED, PC-E Nikkor 24 мм.ж/Объектив 3.5D ED , PC-E Micro-Nikkor 45 ммж/2.8D ED и PC-E Micro Nikkor 85 ммж/2.8Д ЭД. Объективы Micro 45 мм и 85 мм обеспечивают близкую фокусировку (увеличение 0,5) для макрофотографии . В 2016 году компания Nikon добавила сверхширокоугольный объектив PC NIKKOR 19 мм f/4E ED с коэффициентом увеличения 0,18 и фокусным расстоянием 25 см. Объективы PC- E обеспечивают автоматическое управление диафрагмой для камер Nikon D3 , D300 и D700 . В некоторых более ранних моделях камер объектив PC-E работает как обычный объектив Nikon PC (не E) с предустановленным управлением диафрагмой с помощью кнопки; в других более ранних моделях управление диафрагмой не предусмотрено, и объектив непригоден для использования. [13]
Механизмы, обеспечивающие функции наклона и сдвига, можно поворачивать на 90° влево или вправо, чтобы они работали горизонтально, вертикально или в промежуточных положениях. Линзы снабжены механизмами наклона и сдвига под прямым углом друг к другу; Nikon может модифицировать их так, чтобы движения работали в одном направлении.
В зеркальных фотокамерах Pentax высокого класса ( K-7 , K-5 , K-5 II , K-5 II и K-30 ) аппаратный блок подавления дрожания можно вручную регулировать в направлении X/Y для достижения эффекта сдвига с помощью любой объектив с помощью функции регулировки композиции в системе меню. [14] Хотя эта регулировка доступна для любого объектива, подходящего к корпусу камеры, она не может полностью заменить обычные объективы со сдвигом, поскольку они могут обеспечить большее смещение.
Schneider-Kreuznach предлагает PC-Super Angulon 28 мм.ж/Объектив 2,8, обеспечивающий сдвиг, с предустановленной регулировкой диафрагмы. Объектив доступен с креплениями для камер различных производителей, а также с винтовым креплением 42 мм.
Камера Sinar arTec обеспечивает наклон и сдвиг с полным набором цифровых объективов Sinaron.
Все объективы с контролем перспективы и наклоном-шифтом представляют собой объективы с фиксированным фокусным расстоянием с ручной фокусировкой , но они довольно дороги по сравнению с обычными объективами с фиксированным фокусным расстоянием. Некоторые производители камер среднего формата , такие как Mamiya , решили эту проблему, предложив адаптеры сдвига, которые работают с другими объективами с постоянным фокусным расстоянием производителя.
В 2013 году компания Samyang Optics представила один из самых дешевых на сегодняшний день объективов с наклоном и сдвигом — Samyang TS 24mm f/3.5 ED AS UMC, который может наклоняться до 8,5 градусов и сдвигаться по оси до 12 мм. [15]
ARAX представила объективы 35 мм f/2,8 и 80 мм f/2,8 с наклоном и сдвигом, которые доступны для нескольких креплений для камер. Оба объектива продаются по цене ниже, чем Samyang TS 24 мм. ARAX также производит объектив 50 мм f/2,8 с наклоном и сдвигом для байонетов Micro 4/3 и Sony NEX. [ нужна цитата ]
Большинство зеркальных камер обеспечивают автоматическое управление диафрагмой , что позволяет осуществлять просмотр и замер при максимальной диафрагме объектива, останавливает объектив до рабочей диафрагмы во время экспозиции и возвращает объектив к максимальной диафрагме после экспозиции. Для объективов с контролем перспективы и наклона-сдвига механическая связь непрактична, а автоматическое управление диафрагмой не предлагалось на первых таких объективах. Многие объективы PC и TS имеют функцию, известную как «предустановленная» диафрагма, которая позволяет фотографу устанавливать рабочую диафрагму объектива, а затем быстро переключаться между рабочей диафрагмой и полной диафрагмой, не глядя на регулятор диафрагмы. Хотя это немного проще, чем дозирование с остановкой, работа менее удобна, чем автоматическая.
Когда компания Canon представила линейку камер EOS в 1987 году, объективы EF имели электромагнитные диафрагмы, что устраняло необходимость в механической связи между камерой и диафрагмой. По этой причине объективы Canon TS-E с наклоном и сдвигом оснащены функцией автоматического управления диафрагмой.
В 2008 году компания Nikon представила объективы PC-E с контролем перспективы и электромагнитной диафрагмой. Автоматическое управление диафрагмой предусмотрено в фотоаппаратах D300 , D500 , D600/610 , D700 , D750 , D800/810 , D3 , D4 и D5 . В некоторых более ранних камерах объективы обеспечивают предустановленное управление диафрагмой с помощью кнопки, управляющей электромагнитной диафрагмой; в других более ранних камерах управление диафрагмой не предусмотрено, и объективы непригодны для использования.
Объектив камеры может обеспечить четкую фокусировку только в одной плоскости. Без наклона плоскость изображения (содержащая пленку или датчик изображения ), плоскость объектива и плоскость фокусировки параллельны и перпендикулярны оси объектива; все объекты в резком фокусе находятся на одинаковом расстоянии от камеры. Когда плоскость объектива наклонена относительно плоскости изображения, плоскость фокуса (PoF) находится под углом к плоскости изображения, и все объекты, находящиеся на разных расстояниях от камеры, могут быть четко сфокусированы, если они лежат в одной плоскости. При наклоне объектива плоскость изображения, плоскость объектива и PoF пересекаются по общей линии; [16] [17] такое поведение стало известно как принцип Шаймпфлюга . Когда фокус регулируется с помощью наклоненной линзы, PoF вращается вокруг оси на пересечении передней фокальной плоскости линзы и плоскости, проходящей через центр линзы, параллельной плоскости изображения; наклон определяет расстояние от оси вращения до центра линзы, а фокус определяет угол PoF с плоскостью изображения. В сочетании наклон и фокус определяют положение PoF.
PoF также можно ориентировать так, чтобы только небольшая его часть проходила через объект, создавая очень неглубокую область резкости, и эффект сильно отличается от того, который получается при простом использовании большой диафрагмы в обычной камере.
Использование наклона меняет форму глубины резкости (DoF). Когда плоскости объектива и изображения параллельны, глубина резкости простирается между параллельными плоскостями по обе стороны от PoF. При наклоне или повороте степень резкости имеет форму клина с вершиной клина рядом с камерой, как показано на рисунке 5 в основной статье Шаймпфлюга. Степень резкости равна нулю на вершине, остается мелкой на краю поля зрения объектива и увеличивается по мере удаления от камеры. Для данного положения PoF угол между плоскостями, которые определяют ближний и дальний пределы глубины резкости (т. е. угловая глубина резкости), увеличивается с увеличением f -числа объектива ; для данного f -числа и угла PoF угловая глубина резкости уменьшается с увеличением наклона. Когда необходимо, чтобы вся сцена была резкой, как, например, в пейзажной фотографии, наилучшие результаты часто достигаются при относительно небольшом наклоне. Когда объектив имеет избирательную фокусировку, можно использовать большой наклон для получения очень маленькой угловой глубины резкости; однако наклон фиксирует положение оси вращения PoF, поэтому, если наклон используется для управления глубиной резкости, может оказаться невозможным также прохождение PoF через все нужные точки.
Пользователи обзорных камер обычно различают вращение объектива вокруг горизонтальной оси (наклон) и вращение вокруг вертикальной оси ( поворот ); Пользователи камер малого и среднего формата часто называют любое вращение «наклоном».
Если плоскость объекта параллельна плоскости изображения, параллельные линии объекта остаются параллельными на изображении. Если плоскость изображения не параллельна объекту, как при наведении камеры вверх для фотографирования высокого здания, параллельные линии сходятся, и результат иногда кажется неестественным, например, здание кажется наклоненным назад.
Сдвиг — смещение объектива параллельно плоскости изображения, позволяющее корректировать положение объекта съемки в области изображения, не меняя ракурс камеры; по сути, камеру можно наводить с помощью движения сдвига. [18] Сдвиг можно использовать для сохранения плоскости изображения (и, следовательно, фокусировки) параллельно объекту; его можно использовать для фотографирования высокого здания, сохраняя при этом стороны здания параллельными. Объектив также можно сместить в противоположном направлении, а камеру наклонить вверх, чтобы усилить конвергенцию и добиться художественного эффекта.
Смещение объектива позволяет отобразить различные части круга изображения на плоскости изображения, аналогично обрезке области по краю изображения.
Опять же, пользователи камер обзора обычно различают вертикальные движения ( подъем и падение ) и боковые движения (сдвиг или перекрестие ), в то время как пользователи малого и среднего формата часто называют оба типа движений «сдвигом».
В то время как круг изображения стандартного объектива обычно просто закрывает рамку изображения, объектив, обеспечивающий наклон или сдвиг, должен допускать смещение оси объектива от центра кадра изображения и, следовательно, требует большего круга изображения, чем стандартный объектив одинаковое фокусное расстояние.
В камерах обзора движения наклона и сдвига присущи камере, и многие камеры обзора допускают значительный диапазон регулировки как объектива, так и задней части камеры. Для применения движений на камере малого или среднего формата обычно требуется объектив с наклоном и сдвигом или объектив с контролем перспективы . Первый допускает наклон, сдвиг или и то, и другое; последний допускает только сдвиг. При использовании объектива с наклоном и сдвигом регулировка доступна только для объектива, а диапазон обычно более ограничен.
Объективы с наклоном-шифтом и управлением перспективой доступны для многих зеркальных камер, но большинство из них намного дороже, чем сопоставимые объективы без движения. Объектив Lensbaby SLR является недорогой альтернативой для обеспечения наклона и поворота для многих зеркальных камер, хотя эффект несколько отличается от эффекта только что описанных объективов. Из-за простой оптической конструкции поле зрения имеет значительную кривизну [19] , а острый фокус ограничен областью вблизи оси линзы. Следовательно, основным применением Lensbaby является выборочная фокусировка и фотография в стиле игрушечной камеры.
_(2).jpg/1280px-Campos_do_Jord%C3%A3o_-_Tilt_Shift_(6902992816)_(2).jpg)
Селективный фокус можно использовать, чтобы направить внимание зрителя на небольшую часть изображения, при этом ослабив внимание к другим частям.
При наклоне эффект отличается от того, который получается при использовании большого числа f без наклона. В обычной камере PoF и DoF перпендикулярны линии обзора; при наклоне PoF может быть почти параллелен лучу зрения, а глубина резкости может быть очень узкой, но простираться до бесконечности. Таким образом, части сцены, находящиеся на очень разных расстояниях от камеры, могут быть визуализированы резко, а выборочная фокусировка может быть предоставлена различным частям сцены, находящимся на одном и том же расстоянии от камеры. [20]
При наклоне глубина резкости имеет клиновидную форму . Как отмечалось выше, использование большого угла наклона и малого числа f дает небольшую угловую глубину резкости. Это может быть полезно, если цель состоит в том, чтобы обеспечить избирательную фокусировку на различных объектах, находящихся практически на одном и том же расстоянии от камеры. Но, как заметил Винсент Лафоре, во многих случаях эффективное использование наклона для избирательной фокусировки требует тщательного выбора того, что является резким, а что нерезким. [21] Поскольку наклон также влияет на положение PoF, может оказаться невозможным использовать большой наклон и обеспечить прохождение PoF через все нужные точки. Это может не быть проблемой, если только одна точка должна быть острой; например, если необходимо выделить одно здание в ряду зданий, наклон и число f можно использовать для управления шириной резкой области, а фокус используется для определения того, какое здание является резким. Но если требуется, чтобы две или более точки были резкими (например, два человека на разном расстоянии от камеры), PoF должен включать обе точки, и обычно этого невозможно добиться, одновременно используя наклон для управления глубиной резкости. .
Выборочная фокусировка с использованием наклона появляется в таких фильмах, как «Отчет меньшинства» (2002). Оператор-постановщик Януш Каминьский говорит, что предпочитает использовать объективы с наклоном и сдвигом вместо цифровой постобработки, поскольку слишком много цифровых технологий может отвлекать внимание и «это выглядит неорганично». [22]
Избирательная фокусировка с помощью наклона часто используется для имитации миниатюрной сцены, [23] [24] [25] настолько, что «эффект наклона и сдвига» используется как общий термин для некоторых техник имитации миниатюр. [26]
Базовые методы цифровой постобработки могут дать результаты, аналогичные тем, которые достигаются при наклоне, и обеспечить большую гибкость и контроль, например, выбор резкой области и степени размытия для нерезких областей. [27] Более того, этот выбор можно сделать после того, как фотография будет сделана. Одна из передовых технологий, «Смоллгантика», используется в кинофильмах; Впервые его можно было увидеть в клипе Тома Йорка « Harrowdown Hill » в 2006 году, снятом Челом Уайтом . [28] [29] Художник Оливо Барбьери хорошо известен своими навыками подделки миниатюр в 1990-х годах. [30] Серия Cityshrinker художника Бена Томаса расширила эту концепцию до миниатюрных имитаций крупных городов по всему миру, его книга « Крошечный Токио: Большой город, сделанный мини» (Chronicle Books, 2014), [31] изображает Токио в миниатюре.
При съемке здания или другого крупного сооружения с земли перспективу можно устранить, удерживая плоскость пленки параллельно зданию. При использовании обычных объективов это приводит к захвату только нижней части объекта.
Наклон камеры вверх приводит к эффекту перспективы, из-за которого верхняя часть здания кажется меньше его основания, что часто считается нежелательным. Эффект перспективы пропорционален углу зрения объектива.
Однако при использовании объектива с контролем перспективы объектив можно сместить вверх по отношению к области изображения, помещая большую часть объекта в кадр. Уровень земли, точка зрения камеры, сдвинут к нижней части кадра.
Другое применение смещения — фотографирование зеркала. Отодвинув камеру к одной стороне зеркала и сместив объектив в противоположном направлении, можно запечатлеть изображение зеркала без отражения камеры или фотографа. Сдвиг можно аналогичным образом использовать для фотографирования «вокруг» объекта, например опоры здания в галерее, без создания явно косого вида.
Компьютерное программное обеспечение (например, функции перспективы и искажения Photoshop ) можно использовать для управления эффектами перспективы при постобработке . Однако этот метод не позволяет восстановить потерянное разрешение в более удаленных областях объекта или восстановить потерянную глубину резкости из-за угла плоскости пленки/датчика к объекту. Области изображения, увеличенные с помощью этих цифровых методов, могут страдать от визуальных эффектов интерполяции пикселей , в зависимости от исходного разрешения изображения, степени манипуляции, размера печати/отображения и расстояния просмотра.
Эффект от использования движений наклона или поворота труднее достичь при постобработке. Если каждая часть изображения находится в пределах глубины резкости, довольно легко имитировать эффект малой глубины резкости, которого можно достичь с помощью наклона или поворота; [26] однако, если изображение имеет конечную глубину резкости, постобработка не может имитировать резкость, которой можно было бы достичь, используя наклон или поворот для максимизации области резкости.
Lensbaby похож на объектив с наклоном и сдвигом?
