Aparat czy kamera: Optyka

Niezależnie od tego, czy fotografujemy, czy realizujemy filmy oraz z jakich technik korzystamy na co dzień - cyfrowych czy tradycyjnych, to zawsze optyka naszego aparatu lub kamery decyduje o tym, jaki obraz uda nam się uzyskać. Nie należy jednak utożsamiać ze sobą konstrukcji obiektywów stosowanych w aparatach fotograficznych i kamkorderach. Występujące pomiędzy nimi różnice potrafią być jednym z powodów, dla których wielu filmowców decyduje się pozostać przy kamerach wideo, nawet pomimo ewidentnych zalet aparatów DSLR, SLT i bezlusterkowców.

Zobacz także pozostałe artykuły z cyklu:

Osoby wskazujące aparaty z funkcją filmowania jako alternatywę dla kamer wideo najczęściej wskazują na duże rozmiary fizyczne matryc jako najważniejszy czynnik świadczący na korzyść takiego właśnie rozwiązania. Mają one w dużej mierze rację, tyle tylko, że rozmiary takie wiążą się z pewnymi określonymi trudnościami zarówno dla konstruktorów, jak i samych filmowców. Trudności te w głównej mierze znajdują swoje odzwierciedlenie właśnie w optyce.

aparat fotograficzny czy kamera cyfrowa kamera wideo Sony poradnik co wybrać optyka obiektyw

Obiektyw to najważniejszy z elementów układu odpowiedzialnego za rejestrację obrazu zarówno w aparacie fotograficznym, jak i w kamerze wideo. Konstrukcje stosowane w tych ostatnich potrafią być nie mniej zaawansowane od tych, które montuje się w dobrych cyfrówkach. (Fot. Sony)

Imponujące zakresy ogniskowych

Czy zastanawialiście się kiedyś, dlaczego nawet bardzo kompaktowe kamery wideo to konstrukcje oferujące bardzo duży zakres tzw. zooma, czyli znaczną różnicę pomiędzy najsilniejszym, a najsłabszym (wartość zooma uzyskuje się poprzez podzielenie największej dostępnej wartości ogniskowej, jaką zapewnia obiektyw przez wartość najniższą) zbliżeniem filmowanego obrazu? Rozwiązanie tej zagadki jest bardzo proste: mniejszy przetwornik pozwala uprościć konstrukcję obiektywu na skutek tego, że rejestrowany obraz powstaje w wyniku koncentracji przez obiektyw światła na niewielkiej (zwłaszcza w porównaniu do matrycy formatu APS-C czy 36×24 mm) powierzchni. Obiektyw o prostszej budowie, który w dodatku rzutuje obraz na przetwornik formatu 1/3 cala lub nawet mniejszy, może bez przeszkód odznaczać się dużym zakresem ogniskowych.

Amatorskie kamkordery kompaktowe cechują się obiektywami o zakresach ogniskowych charakteryzujących się najczęściej dwudziestopięcio- lub nawet trzydziestokrotnym przełożeniem. W przypadku modeli bardziej zaawansowanych krotność ta jest nieco mniejsza i najczęściej wynosi od 10 do 20x. Nic dziwnego, że tak duże wartości są jednym z głównych elementów reklamowanych jako atuty konkretnych modeli kamer... (Fot. Jarosław Zachwieja)

Czasem jednak liczby naprawdę potrafią wprawić w osłupienie. Jak bowiem należy rozumieć zapisy w rodzaju "zoom 30x, efektywny zakres ogniskowych 29,8–894 mm"? Każdy choć odrobinę obeznany ze swoim rzemiosłem fotograf wie przecież doskonale, że takich obiektywów nie ma, a nawet gdyby były, to miałyby niezwykle skomplikowaną budowę i monstrualne rozmiary. Kluczowe w takim przypadku jest słowo "efektywny" w powyższym zapisie, oznaczające, że długości ogniskowej zostały przeliczone tak, aby odzwierciedlały pole widzenia kamery formatu 35 mm. Po co takie kombinacje? Wbrew pozorom dla większej przejrzystości.

Aby uzyskać określone pole widzenia, obiektyw aparatu lub kamery musi dysponować określoną długością ogniskowej, której wartość jest uzależniona od rozmiarów przetwornika. Innymi słowy, kamery z przetwornikami 1/3 cala, 1/4 cala, APS-C czy małoobrazkowym przy danej ogniskowej będą rejestrowały obraz z zupełnie innym powiększeniem – tym większym, im mniejsza jest matryca (jeżeli przypomnimy sobie, że nagranie w kamerze powstaje z obrazu, który obiektyw rzutuje na przetwornik, to cała zasada stanie się bardziej zrozumiała). Tak więc kamera o polu widzenia odpowiadającym ogniskowym 29,8–894 mm w urządzeniu małoobrazkowym, wyposażona w przetwornik formatu 1/3,91 cala wymaga tak naprawdę obiektywu o znacznie mniej imponującym zakresie ogniskowych – konkretnie 2,1–63 mm, co przy tak małych fizycznych rozmiarach matrycy jest już jak najbardziej możliwe do zrealizowania.

...choć znamienne jest też to, że od kilku już lat dla użytkownika docelowego ważniejszy staje się fakt, jak duże pole widzenia dany model kamery ma przy ustawionej najniższej ogniskowej. Kamery określane mianem "szerokokątnych", czyli dysponujące obiektywem zapewniającym pole widzenia typowe dla ogniskowej rzędu np. 26 mm są dla nabywcy stosunkowo atrakcyjnym towarem. Szerzej filmować pozwoli już tylko konwerter szerokokątny lub... kamera z wymienną optyką wyposażona w odpowiedni obiektyw. (Fot. Jarosław Zachwieja)

To właśnie jest główną przyczyną tego, dlaczego w kompaktowych kamerach wideo obiektywy często odznaczają się imponującym zakresem ogniskowych i dlaczego zakres ten maleje w bardziej zaawansowanych modelach – najczęściej do przełożenia dziesięciokrotnego. Po prostu najczęściej wyposaża się je w nieco większe przetworniki obrazu, co wymusza stosowanie nieco innych rozwiązań. Warto przy okazji zauważyć, że jeżeli szukamy modelu kompaktowego o stosunkowo dużym polu widzenia, to warto przyjrzeć się modelom bardziej zaawansowanym, czyli należącym do tzw. klasy prosumer. To właśnie one zdecydowanie najczęściej wyposażane są w obiektywy o minimalnej ogniskowej stanowiącej odpowiednik 28, 26, a czasem nawet 24 mm w modelu małoobrazkowym.

[kn_advert]

Rozmiary i masa

Prawa fizyki są nieubłagane: duże matryce wymagają stosowania dużych obiektywów wyposażonych w duże i ciężkie soczewki. Stosowanie mniejszych elementów optycznych dałoby obiektywy ciemniejsze (czyli o mniejszej światłosile), a od pewnego momentu nie zapewniałoby pola widzenia wystarczającego do pokrycia całej powierzchni matrycy. Zresztą nawet przy zachowaniu tych dwóch wyznaczników – minimalnej pożądanej jasności i określonego pola krycia obiektywu w odniesieniu do matrycy o określonym formacie – miniaturyzacja nie może być prowadzona tak swobodnie, jak chcieliby konstruktorzy. Jakość rejestrowanego obrazu również uzależniona jest w dużym stopniu od wymiaru i liczby zastosowanych w obiektywie soczewek, jednak dzięki pewnej istotnej różnicy pomiędzy obrazem filmowym, a fotograficznym w kompaktowych kamerach wideo można pozwolić sobie na dokonywanie pewnych operacji, które w przypadku aparatów zaowocowałyby znaczną degradacją jakości obrazu. O tym powiemy już za chwilę.

Mała matryca pozwala zmniejszyć rozmiary i masę optyki, a co za tym idzie całego urządzenia, aż do momentu, w którym kamera będzie się mieścić w kieszeni. W tym przypadku urządzenie o tak niewielkich gabarytach jak Sony HDR-GW55 jest nie tylko wodo- i wstrząsoodporne, ale też ma obiektyw o 10-krotnym przełożeniu ogniskowych. (Fot. Sony)

Omówione powyżej cechy powodują, że wszyscy ci, którym zależy na aparacie lub kamerze wideo z dużym (fizycznie) przetwornikiem obrazu, muszą się pogodzić z koniecznością używania sprzętu o dość znacznych rozmiarach. Natomiast w przypadku kamer kompaktowych konstruowanych w oparciu o matryce formatu około 1/3 cala uzyskanie funkcjonalnego, wygodnego w użyciu modelu o bardziej kompaktowych rozmiarach nie nastręcza już tylu problemów.

A co z ostrością?

Zatrzymajmy się jeszcze na moment przy kwestii jakości rejestrowanego przez kamery obrazu, a ściślej mówiąc ostrości. Doświadczeni fotografowie wiedzą bowiem dobrze, że w przypadku zdjęć wielkość matrycy i obiektywu często przekłada się na wyższą jakość zdjęć – przede wszystkim lepszą ostrość obrazu uzależnioną głównie od rozdzielczości obiektywu, wyrażaną w liczbie linii na wysokość kadru (LW/PH – skrót od angielskiego wyrażenia Line Widths per Picture Heights). Dla zdjęć odznaczających się wysoką rozdzielczością (czyli przekraczającą najczęściej dziesięć lub piętnaście megapikseli) do uzyskania ostrego obrazu konieczny jest obiektyw o wysokiej zdolności rozdzielczej, rzutujący obraz na jak największą matrycę. Jednak w przypadku materiału wideo określenie "wysoka rozdzielczość" oznacza obraz liczący sobie 1920×1080 punktów, czyli tak naprawdę zaledwie dwumegapikselowy. W takiej sytuacji zdolność rozdzielcza na poziomie 700-800 LW/PH, którą w aparacie fotograficznym należałoby uznać za wynik raczej kiepski, w cyfrowej kamerze High Definition oznaczać może obraz ostry jak brzytwa.

Choć większość kompaktowych kamer wideo wyposażonych jest w matryce ośmio-, dziesięcio-, piętnastomegapikselowe lub nawet lepsze, to zakres ten wykorzystywany jest w pełni wyłącznie w trybie wykonywania zdjęć. Efektem końcowym filmowania w trybie HD jest obraz o rozdzielczości wynoszącej 1920×1080 lub 1280×720 pikseli. (Fot. Sony)

To chyba dobrze tłumaczy, dlaczego w przypadku kamer wideo wielkość przetwornika nie ma aż takiego znaczenia dla kwestii ostrości rejestrowanego obrazu filmowego, jak w przypadku aparatów cyfrowych i zdjęć. Wyjaśnia też, dlaczego przeciętny mały kamkorder w trybie fotografowania oferuje zdjęcia, których jakość często nie jest tak dobra, jak jakość zdjęć z aparatów kompaktowych. Po raz kolejny sprawdza się więc stara prawda głosząca, że każde urządzenie najlepiej sprawdza się w tej roli, do jakiej przeznaczyli je twórcy.

Ogniskowa, wymiary, ostrość

Jasność, głębia ostrości

Względem optyki stosowanej w kamerach wideo oraz porównania jej z optyką aparatów cyfrowych wyposażonych w większe matryce światłoczułe pozostały do rozpatrzenia jeszcze dwie ważne kwestie – jasności, czyli światłosiły oraz możliwej do uzyskania głębi ostrości obrazu. Tu również występuje sporo różnic i - co ciekawe - nie zawsze na korzyść konstrukcji z większymi matrycami.

Jasność

Niektórzy z potencjalnych nabywców dokładniej studiujących parametry techniczne kamer wideo zastanawiają się zapewne, jak to możliwe, że tak wiele nawet bardzo prostych modeli dysponuje obiektywami nie tylko o dużym zakresie ogniskowych, ale też o bardzo wysokiej jasności. Są też tacy, którzy wietrzą tu oszustwo lub marketingowe zagranie, jednak prawda jest znacznie bardziej prozaiczna: kamery wideo wyposażone w niewielkie przetworniki obrazu rzeczywiście mogą mieć obiektywy typu zoom o jasności, jaka w sprzęcie fotograficznym zarezerwowana jest wyłącznie dla konstrukcji stałoogniskowych o dość znacznych rozmiarach soczewek.

Tak, to nie pomyłka w oznaczeniach na obiektywie – prosta kamera wideo może mieć obiektyw o 30-krotnym przełożeniu ogniskowych i jasności f/1.8 na "szerszym końcu", czyli przy najkrótszej ogniskowej. (Fot. Sony)

Przypomnijmy sobie, czym jest omawiana przez nas własność obiektywu. Jasność, zwana też światłosiłą lub otworem względnym (to ostatnie określenie jest bardzo istotne) to proporcja długości ogniskowej do średnicy otworu przysłony przy jego maksymalnym rozwarciu. I to właściwie jest już wyjaśnieniem całej zagadki – bo o ile obiektyw o ogniskowej 50 mm przy jasności f/1.8 musi dysponować przysłoną otwierającą się do średnicy prawie 28 mm , o tyle w przypadku podawanej wcześniej jako przykład w rozdziale pierwszym kamery z 30-krotnym zoomem długość ogniskowej stanowiąca odpowiednik 50 mm wynosi zaledwie około 3,5 mm. W takiej sytuacji otwór przysłony przy jasności f/1.8 ma średnicę… niecałych 2 mm. Nic więc dziwnego, że w kamerach wideo spotkać można konstrukcje jeszcze jaśniejsze, a zakresy rzędu f/1.8–2.8 lub f/1.6–3.4 w sprzęcie półprofesjonalnym nie należą do rzadkości.

Tak jasny obiektyw bardzo ułatwia filmowanie w warunkach słabszego oświetlenia. Wprawdzie kamery o dużych przetwornikach lepiej radzą sobie w sytuacji, gdy konieczne jest zwiększenie światłoczułości samej matrycy (czyli zwiększenie wartości podbicia sygnału wizyjnego Gain, stanowiącego w kamerach odpowiednik czułości ISO), ponieważ generują wtedy znacznie mniejsze zakłócenia, jednak jaśniejszy obiektyw w wielu sytuacjach pozwala ograniczyć samo wzmacnianie czułości. Nietrudno się domyślić, która sytuacja jest korzystniejsza dla filmującego.

Gdy głębia ostrości jest zbyt duża

Jeżeli spytać dowolnego, bardziej zaawansowanego wideofilmowca o to, jaka korzyść wiąże się z możliwością nagrywania za pomocą aparatu lub kamery z dużym przetwornikiem obrazu, to z dużym prawdopodobieństwem w pierwszej kolejności padnie argument o możliwej do uzyskania niskiej głębi ostrości. I rzeczywiście jest to duża zaleta tej grupy urządzeń, choć w pewnych przypadkach może stać się źródłem problemów – konkretnie wówczas, gdy z jakiegoś powodu będziemy chcieli uzyskać znacznie większą niż na co dzień głębię ostrości.

Mała głębia ostrości to element bardzo pożądany podczas filmowania ludzkich twarzy w zbliżeniu, np. podczas wywiadu lub w teledyskach. Jednak już np. przy realizacji reportażu z ulicznej demonstracji może ona sprawić sporo kłopotów. Podobnie przy filmowaniu malowniczych krajobrazów z odwiedzanych podczas wakacji miejsc. W takich sytuacjach (i wielu innych) najlepiej jest mieć pod ręką kamerę z mniejszym przetwornikiem obrazu. (Fot. Vince Alongi)

Fotograf w takiej sytuacji wzruszy ramionami i zapyta "w czym problem?". Przecież wystarczy przymknąć przysłonę i w razie czego po prostu wydłużyć czas naświetlania, postawić aparat na statywie, itd… No właśnie – w wielu przypadkach takie działanie nie wchodzi w grę, ponieważ czas otwarcia migawki podczas filmowania nie powinien przekraczać połowy czasu trwania pojedynczej klatki (czyli gdy filmujemy z prędkością 25 kl./s to optymalny czas otwarcia migawki wynosić będzie 1/50 s). Zwiększenie głębi ostrości wiązać się więc będzie albo z koniecznością zapewnienia lepszego oświetlenia sceny, albo też z podniesieniem wartości parametru Gain, co niesie ze sobą niepożądane efekty uboczne. Jeżeli więc częściej filmujemy z dużą głębią ostrości aniżeli z małą to powinniśmy rozważyć zakup kamery z mniejszym przetwornikiem obrazu.

[kn_advert]

A co, gdyby jednak taki szczęśliwy (na ogół) użytkownik kamery kompaktowej zapragnął uzyskać efekt niskiej głębi ostrości? To też jest możliwe, choć wymaga pewnych sztuczek technicznych, z których najprostszą jest znaczne odsunięcie się od filmowanego obiektu i zwiększenie długości ogniskowej. Zabieg taki wymaga wprawdzie sporej ilości wolnej przestrzeni za naszymi plecami, często jednak sprawdza się całkiem dobrze.

A może wymienna optyka?

Czy jednak filmowiec pragnący korzystać w swojej pracy z wymiennej optyki, a przede wszystkim jasnych obiektywów stałoogniskowych oferujących bardzo dobry obraz jest skazany na bardzo drogie i duże kamery filmowe lub korzystanie z aparatów DSLR, SLT i bezlusterkowców z funkcją filmowania? Otóż nie. W ofercie kolejnych producentów od jakiegoś czasu pojawiają się bowiem kamery z możliwością stosowania wymiennej optyki i bardzo często – podobnie jak wymienione powyżej typy aparatów fotograficznych – są to konstrukcje z dużymi przetwornikami obrazu. I wcale niekoniecznie są to wyłącznie drogie modele profesjonalne. Również wymagający amatorzy znajdą w tym gronie urządzeń coś dla siebie.

Sony NEX-VG20E jest przykładem bardzo zaawansowanej kamery z wymienną optyką i dużym przetwornikiem obrazu, której cena sytuuje ją w zasięgu wymagających pasjonatów filmowania, mniej zamożnych rzemieślników oraz osób mających ambicje spróbowania swoich sił w kinie niezależnym. Dzięki współpracy z obiektywami systemu NEX (a dzięki odpowiednim adapterom również innymi – z systemem Sony/Minolta na czele) użytkownik ma dostęp do praktycznie nieograniczonych możliwości w zakresie kreowania obrazu filmowego wedle własnych potrzeb i upodobań. (Fot. Sony)

Prawdą jest, że kamery wideo z wymienną optyką ciągle jeszcze stanowią drogą grupę urządzeń z punktu widzenia amatorów i pasjonatów filmowania i jeszcze raczej przez dość długi czas nie ulegnie to zmianie. Wydatek rzędu 6,5–7 tysięcy złotych za korpus bardzo zaawansowanej, lecz jednak niekierowanej do zawodowców kamery Sony NEX-VG20E nie jest jednak już tak bardzo duży jeżeli uświadomimy sobie, że jeszcze kilka lat temu podobną kwotę należało wydać na równie zaawansowaną kamerę cyfrową w wersji kompaktowej, a więc z niewymiennym obiektywem i małą matrycą. Ponadto jeżeli porównamy ten koszt z ceną lustrzanki z funkcją filmowania oraz rozmaitych akcesoriów mających zrobić z niej pełnoprawną kamerę wideo to cena ta przestaje być już tak porażająca. Nie mówiąc już o ergonomii filmowania, która w przypadku urządzenia opracowanego od początku jako kamera wideo jest po prostu lepsza.

Jeszcze ciekawsza sytuacja jest w sektorze profesjonalnym, gdzie zaawansowane kamery wideo z wymienną optyką i matrycami APS-C oraz Super35 już teraz nawiązują równorzędną walkę z dotychczasową ofertą producentów kamer wideo w tym sektorze cenowym. Być może niedługo już doczekamy czasów, w których na ślubie wideooperator z kompaktową kamerą reporterską będzie równie rzadki, co fotograf z aparatem analogowym.

Podsumowanie

Jak widać na przykładzie opisanych powyżej problemów, nie istnieje jedna, prosta odpowiedź na pytanie "czy kamera, a jeśli tak to jaka?". Bardzo wiele w tej materii zależy od indywidualnych potrzeb odbiorcy, których jednak nie sposób jest określić jeżeli nie znamy różnic, jakie występują pomiędzy urządzeniami należącymi do różnych grup – i mowa tu zarówno o aparatach i kamerach wideo, jak i różnych rodzajach samych kamkorderów. Jedno jest pewne: żadna grupa tych urządzeń nie powinna być zawczasu skreślana tylko dlatego, że bezrefleksyjnie poddajemy się pokutującym powszechnie mitom.

Zobacz także pozostałe artykuły z cyklu: