Views: 1 553

Зум X (zoom англ.) — это кратность приближения. Термин широко используется в цифровых компакт-камерах, где производители техники выставляют на показ количество мегапикселей матрицы и кратность оптического или цифрового зума.

Какие виды зумирования бывают

Сегодня широко используется два вида приближения:

• оптическое
• цифровое

Оптическое приближение используется объективом фотокамеры, точнее сказать, объект съемки приближается за счет объектива (линз) фотоаппарата. Как правило, такое зумирование не ведет к потери качества получаемого кадра. Кратность зума в 10х означает, объект съемки может быть приближен в 10 раз. Чем больше мы зумируем объект съемки, тем больше у нас есть вероятность шевеленки, дрожания камеры (если фотографируем с рук), так что наличие будет большим плюсом.

Цифровое приближение используется программным обеспечением фотокамеры. Здесь работает не оптика фотоаппарата, а программная составляющая. Т.е. если бы мы взяли нашу фотографию и увеличили ее на компьютере с помощью редактора. При цифровом зумировании значительно повышаются шумы на фотографии. Чем больше кратность цифрового зума в нашем кадре, тем меньше качество получаемой фотографии. Поэтому при выборе фотокамеры я бы не рекомендовал обращать внимание на кратность цифрового зума. Зачастую, это лишь маркетинговая уловка производителей фототехники.Современные мобильные телефоны, в основном, имеют цифровой зум , поэтому при фотографировании каких-либо объектов пренебрегать им не стоит. Картинка на экране мобильного телефона будет смотреться достаточно хорошо, а вот при переносе ее на ПК, мы увидим фото плохого качества. Соответственно, и при печати нашей фотографии, мы получаем множество артефактов. К тому же, при последующей обработке такого снимка, качество будет сильно ухудшаться.

Цифровые компакт-камеры (мыльницы) могут иметь кратность оптического зума до 30х. Здесь нужно быть осторожным, ведь при максимальном приближении, даже оптическом, мы можем значительно потерять в резкости снимка.

В современной цифровой фотографии, при использовании зеркальных фотокамер используются зум объективы, где кратность увеличения рассчитывается фокусным расстоянием объектива.

Наш глаз видит окружающий мир в эквиваленте ~50 мм. Все что больше, то идет на приближение. Все что меньше, то идет на отдаление. Поэтому, при использовании зеркальной камеры и сменной оптики, некорректно спрашивать у фотографа кратность зума объектива. В зеркальном сегменте такое понятие отсутствует.

При покупке длиннофокусного объектива стоит несколько раз подумать, ведь такие объективы используются в основном для съемки отдаленных объектов и использовать их каждый день вам не придется. Современные длиннофокусные , с хорошей светосилой стоят очень дорого, и покупка должна быть оправдана на 100%.

Слово зум перекочевало в Русский язык от английского zoom, что означает "Увеличение". С помощью него можно визуально приближать или отдалять видимые объекты. Увеличения картинки можно добиться двумя способами: аппаратным (с помощью оптики объектива) или программным (с помощью приложений).

Цифровой зум (Zoom).

Он же программный. Увеличение достигается за счет "растягивания" изображения. Применительно к камерам видеонаблюдения, такой зум в основном применяется на поворотных ptz камерах, оператор увидел что-то интересное, навел на объект объектив, если есть оптический зум, сперва использовал его, в случае когда изображение не достаточно крупное применяется цифровое увеличение. Нужно понимать, если разрешение не достаточно большое, а объект находится далеко, то мы получим через чур растянутое, плохо различимое изображение состоящее из крупных пикселей (точек). Другое дело, если у вас современные цифровые камеры видеонаблюдения с огромным , в этом случае изображение с применением цифрового зума будет состоять из большего количества точек, следовательно качество полученного изображение будет на порядок выше. Цифровой зум может быть использован на видеорегистраторе, на цифровой Ip камере, при просмотре видеозаписи на компьютере с помощью проигрывателя или программы для монтажа. Является хорошим дополнением к оптическому зуму или при полном его отсутствии.

Оптический зум (Zoom).
Увеличение происходит за счет изменения фокусного расстояния объектива. Камеры видеонаблюдения с таким объективом называют вариофокальные. Большое распространение получили вариофокальные камеры с объективом 2.8-12мм. Как вы уже поняли это диапазон фокусных расстояний, который можно изменять, и тем самым увеличивать или отдалять изображение.

Вариообъектив может оснащаться электропроводом, то есть изменять фокусные расстояния можно удаленно, с помощью настроек на видеорегистраторе, компьютере или с мобильного приложения. Объектив с такой конструкцией называется "моторизованный". Стоимость камер с таким объективом будет значительно выше. Также стоит отметить недостаток такой конструкции: в сильные морозы может нарушиться работа механических элементов автопривода, что может привести к неработоспособности трансфокатора в зимнее время или до наступления потеплений.

Вариообъектив без электропривода лишен такого недостатка, фокусное расстояние и резкость на камерах с таким объективом как правило настраивается один раз - при монтаже. В итоге мы получаем нужный нам зум и нужные углы обзора, в зависимости от условий эксплуатации.

Рассмотрим особенности трансфокаторного (варио) объектива 2.8-12мм.
2.8мм - в нашем случае это минимальное крайнее положение, картинка будет максимально отдалена, изображение будет мелким, но при этом увеличиваются углы обзора.
12мм - максимальное крайнее положение, картинка будет "зазумлена", то есть максимально увеличина, при этом естественно углы обзора будут минимальными.
Можно найти компромисс, задать среднее положение, например 7.4 мм. Все зависит от ваших потребностей.
Если сравнивать полученные изображения при использовании цифрового и оптического зум"а, то оптический несомненно выигрывает, потому как при хорошей матрице и оптики не дает видимых оптических искажений.

Zoom камеры видеонаблюдения (Зоом).
Это камеры выдеонаблюдения с "моторизованным" объективом, который ранее нами упоминался. Чаще всего это поворотные уличные камеры, с возможностью настройки зума, фокуса и диафрагмы. Большинство моделей оснащены возможностью использовать помимо оптического увеличения еще и цифровое.
Обратите внимание, чтобы такая камера имела автофокус, иначе после каждого наведения на новый объект придется фокус настраивать вручную, что не очень удобно.

Вопросы, замечания и предложения пишите на: samohvalov@сайт

Термин зум происходит от английского глагола zoom, что в дословном переводе означает «увеличивать изображение». При выборе фотоаппарата многие ориентируются на количество пикселей матрицы, хотя этот показатель не есть основной. Как и десятки лет назад главенствующим фактором качества изображения все же является оптика.

Оптический зум

Оптический зум – это способ приближения объекта при помощи системы линз, именно поэтому он так и называется. Оптический зум в фототехнике существует уже более полувека, а качественный эффект увеличения изображения достигается при помощи специального устройства под названием трансфокатор, представляющего собой сложную оптическую систему со способностью изменять фокус при помощи многочисленных линз. Увеличение предмета посредством трансфокатора помогает на выходе получить снимок без потери качества. Трансфокатор бывает двух видов: с ручной механической фокусировкой либо с автоматическим настраиванием фокуса, что удобно при любительской фотосъемке, но бесполезно при создании профессионального снимка, например, в режиме макросъемки. Автофокус не предусматривает высокой резкости при многократном оптическом приближении фотографируемого объекта. Словом, в фотокамерах с автоматической фокусировкой увеличение, как правило, не более троекратного значения, тогда как при использовании механического трансфокатора можно приближать объект более чем в десять раз. Среди недостатков камер с ручной настройкой резкости и приближения (оптического зума) чаще всего встречается риск попадания пыли внутрь объектива.

При выборе фототехники с цифровым зумом необходима золотая середина между количеством мегапикселей матрицы и зумом трансфокатора, ведь и при нулевом и пятикратном зуме изображение фиксировано на том же количестве мегапикселей.

Цифровой зум

Определение цифровой зум появилось вместе с распространением компактных цифровых фотоаппаратов, которые в народе были прозваны «мыльницами». Цифровой зум не сопряжен с приближением объекта, так как выводимая на дисплей картинка лишь растягивается при помощи матрицы фотоаппарата, являясь способом кадрирования с существенной потерей качества.

При цифровом зуме картинка теряет резкость, так как фокусировка в этом случае попросту отсутствует, ведь фокусирование и наведение резкости может быть только при наличии у фотоаппарата дополнительной оптической системы. Как правило, использование цифрового зума оправдано для увеличения объекта не более чем на 40-50%, ведь при большем масштабировании четкость снимка будет очень низкой.

Статьи и Лайфхаки

Среди пользователей гаджетов не так-то много тех, кто способен сходу ответить, что же такое оптический зум в современном смартфоне и почему он так редко встречается.

Однако когда этот термин звучит в характеристиках камеры устройства, так и слышится дружное «вау!» восхищенных гиков. Постараемся расставить все точки над «i».

Суть проблемы масштабирования объектов при фотосъемке

В зависимости от конкретной ситуации, фотографу зачастую требуется максимально увеличить объект на снимке, или, напротив, отдалить его.

В случае использования профессиональной фототехники никаких проблем с этим не возникает. За увеличение или уменьшение отвечает характеристика объектива, известная как фокусное расстояние.

Физическая суть ее для нас совершенно не важна, гораздо важнее знать, что объективы бывают :

• короткофокусными (широкоугольными);
• длиннофокусными (телескопическими).

Кроме того, важно то, что многие из них позволяют в определенных пределах изменять величину фокусного расстояния. Таким образом и производится приближение или удаление на снимке предметов или живых существ.

Если же речь идет о камере смартфона, то ничего подобного она не предусматривает из-за габаритных ограничений.

Фокусное расстояние фиксированное, поэтому говорить об аппаратном масштабировании, которое, собственно, и понимают под понятием «оптический зум» (optical zoom), не приходится.

Вместо него используется цифровой зум – обработка полученной с сенсора камеры информации программными методами. Нетрудно понять, что результат в этом случае будет далек от идеала, да и диапазон зуммирования будет очень скромным.

В объективах фотокамер он вполне может быть десятикратным, а в смартфонах даже четырехкратная величина – уже повод для гордости. Чем больше диапазон изменения масштаба, тем больше цифровых шумов вносится при цифровой обработке в снимок.

В каких гаджетах есть оптический зум

До последнего времени использование в смартфонах оптического зума было такое, что отбивало всякую охоту с ним связываться. Устройства, способные на такой подвиг, представляли собой полное убожество как телефоны.

Особенно показателен в этом отношении Samsung Galaxy S4 Zoom, разработчики которого, что называется, присобачили объектив фотокамеры к корпусу обыкновенного смартфона.

И даже возможность десятикратного оптического масштабирования закономерно не смогла обеспечить этому чудищу популярности.

Однако в последнее время появился ряд вполне изящных моделей , в которых реализован как минимум двукратный оптический зум:

• Apple iPhone 7 Plus;
• Xiaomi Mi 6.

Заслуживает внимания технология 5x Dual Camera Zoom, представленная не такой уж известной компании Oppo. Чтобы получить пятикратное оптическое масштабирование в тонком корпусе, разработчики «сжульничали» и положили камеру на бок.

Благодаря этому можно было перемещать систему линз на значительное расстояние, невозможное при традиционном положении. А свет попадал на сенсор сквозь специальную призму, преломлявшую его под прямым углом.

Однако до сих пор модели, оснащенной данной технологии, на рынке не появилось.

Для начала, постараюсь пояснить фотографические термины, понятные не всем. Виньетирование - это затемнение изображения от центра к краям, особенно к углам. Зум-объективы - это объективы, обладающие возможностью менять своё фокусное расстояние, «приближая» или «отдаляя» объект съемки. Широкое распространение они получили в последние десятилетия; а до этого в фотографии чаще применялись технически более простые объективы с постоянным фокусным расстоянием, на фотожаргоне – «фиксы».

Хроматические аберрации (ХА) - это вид искажений на фотографии. Они проявляются как цветное окаймление на контурах контрастных объектов: с одной стороны такая кайма, как правило, красного или пурпурного цвета, а с другой - сине-фиолетового или, реже, зелёного. В центре изображения ХА обычно отсутствуют, но проявляются всё сильнее по мере удаления от него к краям.

Диафрагма – устройство в объективе, регулирующее количество проходящего через него света. Обычно размещается между линзами, и выглядит как отверстие изменяемого размера.

И виньетирование, и ХА совершенно не являются исключительным свойством зум-объективов.

Причина виньетирования – различия в пропускании света оптической системой объектива при «прямом» и «косом» падении на него лучей. Такое различие максимально при полностью открытой диафрагме, и быстро уменьшается по мере её закрытия. При закрытии диафрагмы на 2-3 больших деления её шкалы («стопа») виньетирование становится почти незаметным.

Степень виньетирования на полностью открытой диафрагме – одна из важных характеристик качества объектива. Для его уменьшения разработчикам приходится увеличивать габариты и вес конструкции.

В настоящее время виньетирование стало возможным сравнительно легко и безболезненно корректировать путем компьютерной обработки. Во многих современных камерах это является встроенной функцией, и пользователь даже не догадывается, что объектив его камеры обладает заметным виньетированием. С другой стороны, искусственное виньетирование широко используется в качестве изобразительного эффекта, так что соответствующие фильтры входят в состав Фотошопа и даже Инстаграм.

Теперь про ХА. Причина их появления – естественный физический эффект: разница в показателях преломления линзами объектива световых лучей разного цвета. Разработчики оптики борются с ХА с помощью изощренных технических приемов: применения специальных сортов стекла и «асферических» оптических элементов. Естественно, что чем лучше результаты такой борьбы, тем сложнее и дороже объектив. ХА обычно также имеют тенденцию к уменьшению по мере закрытия диафрагмы. Компьютерное подавление контурных ХА применяется, и дает неплохие результаты; но имеются и так называемые «продольные ХА», которые такому подавлению не поддаются.

Теперь по поводу «фиксов» и «зумов». Оптическая система «зумов», в силу необходимости изменения фокусного расстояния, заметно сложнее. При их проектировании разработчикам приходится решать противоречивые технические задачи, и идти при этом на определенные компромиссы. Поэтому, при сравнимой технической сложности и цене, высокое качество изображения и минимизацию искажений в «фиксах» обеспечить заметно проще. Общее правило такое – чем выше кратность «зума», тем, при той же цене, слабее его оптические характеристики. Но конструкция объективов и алгоритмы обработки постоянно совершенствуются, и лучшие современные зумы с кратностью 7, 10 и даже 18 способны давать вполне приемлемую итоговую «картинку».

При закрытой диафрагме линзы объектива «работают» только своей центральной частью, при этом их характеристики становятся ближе к оптически идеальным. Однако при сильном закрытии диафрагмы (для современных потребительских камер - свыше 1/5,6-1/11, в зависимости от размера сенсора) несколько ухудшается резкость изображения из-за оптического эффекта дифракции.

Ответить

Обычно объектив устроен так, что его нельзя задиафрагмировать до такой степени, что качество изображения станет совсем уж неприемлемым. Ухудшение резкости заметно, но на деле приходится выбирать компромисс между резкостью и глубиной резкости.

Ответить

Прокомментировать

К ответу Максима Петренко добавлю, что качество изображения зум-объектива зависит от его фокусного расстояния. Например, стандартный объектив Nikkor AF-S DX 18-105/3.5-5.6 G VR:

Наиболее резкий при фокусном расстоянии от 18 до 24 мм и диафрагме до 5,6;

Меньше всего искажает прямые линии на фокусном расстоянии 24 мм;

Меньше всего виньетирует на любом фокусном расстоянии больше 24 мм и диафрагме 5,6 и более закрытой;

Меньше всего показывает хроматические аберрации в положении 70 мм при диафрагме 8, но по факту это не так важно;

В целом наиболее хорош при фокусных расстояниях от 18 до 24 мм и диафрагме от 3,5 до 5,6.

На практике знать эти нюансы полезно, но воспользоваться таким знанием можно только если ситуация позволяет. Например, в репортаже всем плевать, какое у объектива виньетирование или ХА: если снимок не удался, его просто не будут смотреть.

Аберрации свойственны абсолютно всем объективам, так как это - следствие действия оптических законов преломления света, проходящего через линзу. Воспринимаемый глазом цвет зависит от длины волны - она больше у красных оттенков и меньше у синих. Синие лучи преломляются сильнее красных, соответственно контуры любого изображения, прошедшего через линзу, состоят из своего рода тонкой радуги. Вся история объективостроения - это история борьбы с аберрациями. Простейший объектив вообще не имеет линзы, а лишь отверстие крошечного диаметра, пинхол (англ. pinhole - булавочное отверстие). За ним идет обычная выпуклая линза. Для коррекции хроматических искажений к ней стали приклеивать отрицательные (вогнутые или выпукло-вогнутые) линзы - так появился объектив - ахромат. Затем два ахромата разной оптической силы стали монтировать в одной оправе - эта конструкция называлась апланат. Потом научились рассчитывать объективы из трех линз - двух положительной и одной отрицательной (триплеты), у которых большинство искажений было исправлено до приемлемого уровня. Этот класс объективов с исправленными искажениями стали назвать анастигматами. В объективе тщательно рассчитывается и соблюдается расстояние между линзами, чтобы искажения свести к минимуму. Внутри зум-объектива расстояние между линзами и блоками линз меняется, поэтому стандартными средствами его искажения исправить не удается. Расчет зум-объектива сложен и без компьютера практически невозможен, а чтобы он работал на всех режимах более или менее приемлемо, в его конструкции часто используют асферические (некруглые) линзы и линзы из особых сортов оптического стекла. Резюме: если ставится задача получить при съемке изображения наивысшего качества, нужно стремиться использовать объектив с фиксированным фокусным расстоянием. Но во многих ситуациях достаточно современного качественного зума.