Введение в оптику

6. Объективы фотоаппаратов

Однако разрешающая способность пригодна только для приближенной оценки способности объективов передавать мелкие объекты. Мира как объект для испытаний во многом отличается от реальных объектов. Главное отличие в том, что отдельная деталь миры - это черный штрих на белом фоне, контраст миры очень высок, поэтому объектив высокого качества отлично разрешающий штриховую миру, может дать плохие результаты при съемке малоконтрастных объектов натуры. Контраст мелких деталей реальных объектов очень разнообразен и, как правило, меньше контраста миры. Объектив, хорошо передающий детали высокого контраста, например чертежи, печатные тексты, может оказаться плохим при воспроизведении малоконтрастных деталей, из которых чаще всего и состоят природные объекты съемки.

Способность объектива воспроизводить мелкие детали различного контраста наиболее полно выражается в виде кривой, которая называется частотно-контрастной характеристикой (ЧКХ) объектива. Частотно-контрастная характеристика выражает зависимость передачи контраста мелких деталей объекта при уменьшении их размеров, т. е. при увеличении их частоты, выраженной в количестве линий, приходящихся на один миллиметр в изображении.

Рис. 28. Получение частотно-контрастной характеристики (ЧКХ):
а - изменение частоты линии в тест объекте (мире) при постоянной яркости штрихов; б - уменьшение контраста штрихов в изображении с увеличением частоты линий; в - частотно-контрастная характеристика двух объективов (А - лучший объектив, Б - худший)

Явление уменьшения контраста наглядно обнаруживается при рассматривании изображения миры, частота которой беспрерывно возрастает (рис. 28, а).

Просматривая штрихи на изображении, нетрудно заметить, что крупные штрихи (малая частота) не искажены, передаются с полным контрастом (см. рис. 28, б), но по мере нарастания частоты края штрихов округляются, амплитуда уменьшается и штрих на изображении на какую-то долю становится менее контрастным, чем на оригинале (см. рис. 28, а). Доля уменьшения контраста может быть выражена в процентах. При движении по мире вправо в сторону увеличения частоты, т. е. уменьшения ширины штрихов и промежутков между ними, обнаруживается, что штрихи становятся светлее, чем на оригинале, а промежутки затягиваются, темнеют и при какой-то частоте штрихи, сливаясь с промежутками, не различаются. Точка К графика (см. рис. 28, в), в которой контраст равен нулю, соответствует разрешающей способности.

Кривые, приведенные на рис. 28, выявляются частотно-контрастной характеристикой и выражают способность системы передавать контраст при изменении частоты, т. е. при уменьшении размеров деталей изображения.

ЧКХ более полно характеризует объективы, позволяет оценить возможность использования объектива для съемки разнотипных объектов с различным контрастом в мелких деталях. Зная ЧКХ объективов, можно указать, какой из них лучше для съемки портретов, для микрофотокопирования книг и чертежей, для съемки лунного ландшафта или звездного неба. Понятие ЧКХ является универсальным и применяется для оценки возможностей передачи мелких деталей и другими системами, передающими и принимающими информацию, например фотографическими слоями, телевизионными системами.

Продолжение