Леечная Смена

Когда пошли слухи о создании камеры Nikon F6, еще задолго до ее официального представления, некоторые предполагали, что она будет комплектоваться дополнительным цифровым задником. Такая совершенная гибкость и интеграция аналогового и цифрового мира казались фантастикой! Но только компания Leica, легендарный производитель высококлассной фототехники, воплотила мечты в реальность, представив цифровой модуль (DMR — Digital Module for the R-system) для своей системы зеркальных камер. Это цифровое решение многие «аналоговые» фотографы ожидали с нетерпением, особенно после нескольких объявлений о задержке выпуска. Некоторые, так и не дождавшись, переключились на другие фотосистемы — Canon и Nikon. У нас же теперь есть возможность посмотреть, на самом ли деле является хитом симбиоз объективов Leica, этих четырех «пленочных» оптических шедевров, и новых цифровых технологий.

Цифровой модуль
Прежде всего, необходимо отметить, что «леечный» цифровой задник не был разработан и произведен исключительно компанией Leica. Ее партнером стала корпорация Imacon — опытный игрок в профессиональном цифровом студийном бизнесе. Будучи полностью съемным, DMR может быть использован на зеркальных камерах Leica R9. Более ранние модели (R8) необходимо модифицировать.
Использование задника весьма удобно, процедура замены пленки на «цифру» быстра и проста. Реальное преимущество DMR — это легкая процедура очистки матрицы. Поскольку цифровая камера не является самоочищающейся (подобно пленочной, где мусор выметается после каждого снимка), пыль и волокна составляют для цифрового сенсора реальную проблему. В DMR сенсор открыт, что облегчает к нему доступ, но одновременно требует особой осторожности при обращении. Модуль должен всегда либо стоять на камере, либо храниться в чехле.

Из-за технических особенностей конструкции в модуле отсутствует фильтр нижних частот (low-pass filter). Состоящий из плоских многослойных пластинок, он смягчает оптическое изображение, что позволяет избегать муара тонких деталей изображения на мозаичной структуре сенсора. Без этого смягчающего эффекта камера способна порождать артефакты на тонких деталях. В целом фильтр нижних частот уменьшает разрешение, но улучшает воспроизведение деталей.

Еще не так давно в большинстве цифровых камер использовался сильный фильтр нижних частот, но в ходе борьбы за «достижение наивысших результатов в тестах на разрешение» производители стали его все больше и больше ослаблять. Это повысило уровень разрешения, но одновременно понизило способность изображения к последующей простой цифровой обработке.

В данной конструкции у компании-производителя не было шансов для проектирования и реализации фильтра нижних частот. Между сенсором и затвором камеры для него просто нет места. Поэтому DMR демонстрирует чрезвычайно высокое разрешение, но одновременно и наличие большого количества артефактов. Это выгодно для передачи «жизненности» сюжета, например, в репортажной фотографии, но является недостатком в случае точной технической репродукции.

Реализация особенностей обработки JPEG-изображения могла бы стать сложной задачей для команды разработчиков из Imacon, поскольку они никогда ранее с ней не сталкивались. Однако их первый подход к ее решению прекрасен: задник позволяет осуществлять две регулировки качества для заданного разрешения. Коэффициент 1:9 обеспечивает очень хорошее качество изображения, тогда как при соотношении 1:21 достигается значительно большее количество снимков приемлемого качества. Хотя этот диапазон и не столь гибок, как у некоторых конкурентов, но он обеспечивает адекватные решения для большинства потребностей.

Тестирование задника показало, что при установленных чувствительностях ISO 100 и ISO 200 динамический диапазон превосходный. Начиная с ISO 400 он значительно уменьшается, и это неудивительно, поскольку Leica не использует сильное программное подавление шумов, подобно Canon (в большей степени) и Nikon (в меньшей степени). Использование при работе в студии ISO 100 или ISO 200 будет наилучшим выбором.

Выходной динамический диапазон хорош при любой чувствительности. Воспроизведение тонов демонстрирует S-зависимость: света и тени мягкие, тогда как средние тона более контрастны. Такая стратегия расширяет входной динамический диапазон (диапазон воспроизводимых яркостей) и предотвращает обрезание светов и теней. Это выгодно для фоторепортера, но неудобно для искушенного пользователя, поскольку воспроизведению тонов недостает точности.

Контроль шумов находится на профессиональном уровне. Как уже упоминалось, камера не делает заметной компенсации шума. Представляется, что разработчики отдали предпочтение наивысшему разрешению перед «затушеванными» областями на изображении. При таком высоком количестве пикселей уровень шума относительно невысок. Поскольку этот шум является высокочастотным и имеет случайный характер, он заметен только на отпечатках при большом увеличении и по виду напоминает зерно фотопленки.

Камера не демонстрирует неприятные текстуры или кластеры пикселей, часто наблюдаемые у моделей, использующих шумоподавление. На ISO 100 и ISO 200 уровень шумов очень низкий, причем шумы преимущественно яркостные. На ISO 400 их уровень также низок, но в шумах начинает появляться цвет. Начиная с ISO 800 их уровень слишком повышается, а в средних тонах и в тенях наблюдается сильный цветной шум. Если предполагается печать фотографий с большим увеличением, ISO 800 и ISO 1600 использовать не рекомендуется.

Резкость находится на среднем уровне — и это хороший компромисс, удовлетворяющий качеству как репортажного изображения, так и технической репродукции. Диагональные структуры подчеркнуто резки, в то время как воспроизведение горизонтальных и вертикальных более нейтрально и точно. В отсутствие фильтра нижних частот на краях (границах перепадов яркостей) проявляются фиолетовые артефакты (кайма), преимущественно на темных областях. Качество повышения резкости очень хорошее.

Для всех протестированных объективов уровень артефактов на изображении, создаваемом цифровым задником, высок. В отсутствие фильтра нижних частот цветные артефакты на тонких и очень тонких структурах весьма заметны по любым направлениям. На диагональных структурах видна ступенчатость (aliasing). Такой высокий уровень артефактов является недостатком при воспроизведении тонких структур или текстур, особенно на отпечатках с большим увеличением.

Чтобы уменьшить артефакты при работе на диафрагмах от максимально открытой до f/8, мы рекомендуем воспользоваться встроенной функцией сглаживания (anti-aliasing). Другой путь — использовать обычно нежелательную дифракцию. Теряя в разрешении при сильном диафрагмировании, можно добиться более гладкой прорисовки тонких деталей. Это напоминает принцип действия фильтра нижних частот. Диафрагмирование объектива до f/11 или f/16 уменьшает артефакты без критической потери разрешения.

Объективы
Сенсор задника DMR меньше пленочного 35-мм кадра, но больше APS-сенсора, наиболее популярного в цифровых зеркальных камерах. Поэтому поле зрения объективов уменьшается только в 0,77 раза. Эффект увеличения фокусного расстояния не такой сильный, как у сенсоров APS-размера, всего в 1,3 раза, и это реальное преимущество при пейзажной и архитектурной фотосъемке. Мы не ожидали, что Leica выпустит новую линейку более короткофокусных объективов, которые бы предназначались исключительно для работы с меньшим, чем пленочный кадр, сенсором. DMR спроектирован так, чтобы соответствовать потребностям существующей линейки оптики Leica-R.

Для теста было отобрано четыре объектива — два с фиксированным фокусным расстоянием и два зума. Первый — великолепный сверхширокоугольник 19/2.8, светосильный объектив для поклонников пейзажа, в конструкции которого использованы новые типы стекол для достижения лучших оптических результатов.

Второй объектив — зум 21–35/3.5–4. На первый взгляд, он не кажется особо впечатляющим. Но ограничение диапазона фокусных расстояний обычно влечет преимущество в оптическом качестве, особенно в широкоугольном диапазоне. Умеренная светосила f/3.5–4 — это также аргумент в поддержку оптической эффективности, поскольку светосильные широкоугольные объективы имеют тенденцию демонстрировать значительное виньетирование и потерю разрешения и контраста в углах кадра.

Третий участник — очень популярный макрообъектив 60/2.8 с великолепной репутацией в галоидосеребряной фотографии. Он получает дополнительное преимущество при работе с сенсором меньшего размера, поскольку эффект увеличения (масштаб съемки) возрастает с уменьшением поля зрения.

Представитель телеобъективов — зум 70-180/2.8. Входит в число имеющихся на рынке зумов с наивысшими оптическими характеристиками. Несколько странным выглядит только максимальное фокусное расстояние 180 мм, другие производители обеспечивают в своих объективах 200 мм. Но такое решение также направлено на достижение максимального оптического качества и не преследует каких-либо маркетинговых целей.

Несмотря на отличную репутацию этих объективов в аналоговой фотографии, их оптические характеристики при работе с цифровым сенсором могут быть иными. По сравнению с пленкой этот сенсор высокого разрешения предъявляет оптике более высокие требования.

У камеры отсутствует автофокус, поэтому фотограф должен сам заботиться о точной наводке на резкость. В ходе тестирования мы были удовлетворены точностью и надежностью ручной фокусировки. Количество ошибок было не выше, чем у большинства автофокусных систем.

Сверхширокоугольный 19-мм объектив демонстрирует очень высокое разрешение, но требует аккуратного выбора рабочей диафрагмы. На максимальном относительном отверстии в углах кадра заметно существенное падение качества, что типично для светосильных сверхширокоугольных объективов. Начиная с диафрагмы f/4 разрешение очень хорошее, пик производительности находится между относительными отверстиями f/4.5 и f/11. Начиная с диафрагмы f/11, физическая дифракция снижает разрешающую способность, но при этом уменьшается и уровень артефактов. При таком угле зрения и светосиле затемнение углов на открытой диафрагме незначительное, при диафрагмировании на ступень — очень незначительное. Поскольку поле изображения объектива соответствует 35-мм кадру, затемнение углов гладкое, без резкого виньетирования. У объектива хорошо заметна бочкообразная дисторсия, что также неудивительно для такого широкого угла зрения.

По сравнению с другими протестированными объективами широкоугольный зум 21–35 мм демонстрирует более низкое разрешение, но все же его уровень очень хороший. На кратчайшем и в среднем положениях зума для достижения наилучших результатов рекомендуем диафрагмировать объектив на ступень. В телеположении объектив может использоваться, начиная с максимального относительного отверстия. Дифракция снижает разрешающую способность, начиная с диафрагмы f/16. На всем диапазоне фокусных расстояний наблюдается бочкообразная дисторсия. На 21 мм дисторсия видна, но вполне допустима для такого угла зрения, на 28 мм и 35 мм — очень хороша (менее 1 процента). Затемнение углов значимо только на минимальном фокусном расстоянии и полностью открытой диафрагме. Великолепный показатель!

Наилучшие характеристики дисторсии и виньетирования у 60-мм макрообъектива. Нет не то чтобы значимой, но и видимой дисторсии или виньетирования даже на полностью открытой диафрагме! Кажется, что цифровой задник абсолютно компенсирует легкое затемнение углов кадра. Разрешающая способность достигает уровня, типичного для high-end-объективов и серебросодержащих фотопленок. Уже на полностью открытой диафрагме разрешение высоко и находится на уровне, полностью отвечающем требованиям фотопленки. С диафрагмированием разрешение увеличивается и достигает максимума на относительном отверстии f/5.6. Затем разрешение непрерывно снижается дифракцией. Для воспроизведения фактуры этот объектив следует диафрагмировать от f/8 до f/11. Тогда дифракция действует подобно фильтру нижних частот и смягчает артефакты.

В отличие от линеек оптики других брендов, макрообъектив не показал наивысшей производительности. Зато светосильный телезум демонстрирует выдающиеся оптические характеристики, которые превышают уровень, достигнутый другими компаниями. На фокусных расстояниях 70 мм и 180 мм он обеспечивает разрешающую способность от высокой до чрезвычайно высокой, начиная от максимального относительного отверстия и до диафрагмы f/9.5. На фокусе 120 мм объектив должен быть задиафрагмирован на одну ступень. Ввиду резкого пика на графике разрешения дифракция проявляется, начиная с диафрагмы f/9.5, но объектив может использоваться вплоть до f/11 без сколько-нибудь значительных ограничений. Незначительная бочкообразная дисторсия имеется на 70 мм, очень незначительная подушкообразная — на 120 мм и от низкой до нормальной подушкообразной — на 180 мм. Высокая светосила и длинное фокусное расстояние приводят к видимому затемнению углов кадра на 70 мм и 120 мм с легким виньетированием. На 180 мм и открытой диафрагме затемнение более равномерное. При диафрагмировании затемнение углов отлично компенсируется на всем диапазоне фокусных расстояний.

Выводы
Тандем пленочной зеркальной фотокамеры и цифрового задника представляет собой хорошо спроектированную систему, которая наилучшим образом соответствует потребностям репортажной фотографии без значительного объема последующей обработки. Динамический диапазон и уровень шумов очень хороши на низких уровнях светочувствительности, высокие значения ISO не рекомендуются. Воспроизведение тонов на вид скорее приятное, чем идеальное, возможности повышения резкости обеспечивают «искрящиеся» границы (edges) без явных деструктивных артефактов.

Широкоугольный 19-мм объектив очень хорошо подходит для фотографии, требующей тонкой проработки деталей, например, для съемки пейзажей и архитектуры. Для достижения наилучших результатов по разрешению и затемнению углов он должен быть задиафрагмирован, по крайней мере, на 1–1,5 ступени.

Зум 21–35 мм показал самые низкие результаты, но в этом тесте остается все еще на очень хорошем уровне. Показатели оптической дисторсии и затемнения углов очень хороши для подобных зумов. Только по разрешению наблюдается некоторое падение на открытой диафрагме на фокусах от 21 мм до 28 мм. Рекомендуется диафрагмирование.

Макрообъектив демонстрирует выдающиеся способности в оптической дисторсии и затемнении углов. Разрешающей способностью нужно управлять согласно потребностям снимаемой сцены. При воспроизведении текстур или тонких структур для уменьшения артефактов рекомендуется использовать «дифракционный трюк».

Наивысший уровень разрешения обеспечивается телезумом 70–180 мм. Для такой «светлой» максимальной диафрагмы разрешение великолепно. Видимое затемнение углов находится на обычном для объективов этого класса уровне, оптическая дисторсия на качество изображения влияет несущественно. В сочетании с цифровым задником данный объектив является превосходным по всем этим параметрам.

Что касается оценок объективов вообще, цифровой задник продемонстрировал уровень разрешения выше любого другого конкурента. С другой стороны, артефакты на тонких деталях изображения могут быть угрожающе велики, и со стороны фотографа потребуется особое внимание при съемке тонких деталей и структур и печати изображений большого формата. Затемнение углов и оптическая дисторсия только выигрывают оттого, что круг поля изображения этих объективов соответствует 35-мм кадру, к тому же затемнение углов хорошо сбалансированно. Этот задник является очень сильным решением в плане поддержки существующих неавтофокусных high-end-объективов и использования их в цифровом мире.

Андерс УШОЛЬД

Об авторе статьиАндерс Ушольд/Anders Uschold — немецкий ученый-компьютерщик, специалист по анализу цифровых изображений. Сертифицированый эксперт по аналоговой и цифровой фотографии. Ведущий преподаватель в Департаменте обработки изображений (Институт компьютерных исследований, Мюнхенский технический университет, Германия). Создатель методики по оценке качества DCTau-Test.www.uschold.com